化学は物質を扱う学問であり、現代社会では極めて重要な研究分野となっている。この科目は、理系の１、２回生を対象に、化学の最先端研究を紹介し、これから取り組むべき課題について考える授業である。毎回その分野の専門家をゲストスピーカーとして招き、その方たちが実際に進めておられる実際の研究について講義をしてもらう。

・化学の最先端研究が理解できるように、基礎的な知識を習得するとともに、考え方や研究目標を深く理解する。
・各テーマごとにレポート作成を行い，アカデミックスキルを高める。
・最先端の研究内容を把握し深く理解するために、授業時間外に自学自習できるようにする。

以下に示すような内容で講義とディスカッションを行い、毎回の授業でレポートを提出する。
第1回〜第14回：次のテーマでそれぞれ２回の授業を行う。なお、順序は前後することがある。
テーマA．世界を救う塗る太陽電池（若宮淳志）
テーマB．スピンを自在に操るスピントロニクス（小野輝男）
テーマC．量子コンピュータとテンソルネットワークで挑む理論化学（倉重佑輝）
テーマD．機能性有機材料の化学（山田容子）
テーマE．レーザーで化学反応中の分子の運動を追跡する（山本遥一）
テーマF．界面の振動分光学とフッ素樹脂の新しい理解（長谷川健）
テーマG．生命の惑星を化学で調べる（高野祥太朗）
＜期末試験／学修到達度の評価＞
第15回：フィードバック（方法は別途連絡します）
コーディネーター：化学研究所 小野輝男

化学の基礎知識、数式や数値の取り扱いも含めてわかりやすく講義をするので、予備知識等は必要ない。化学を専攻するしないに拘わらず、広く理系の１、２回生に履修してほしい内容で、ディスカッションも取り入れているので、多くの方の積極的な履修を推奨する。後期に開講する「化学のフロンティアⅡ」は、基礎理論も含めた一段階水準を高めた内容になっているので、継続して履修することを薦める。

授業への出席状況・討論への積極的な参加、および各テーマごとに提出するレポートで総合的に評価する。

専門的な内容も出てくるので、授業外の時間でもテキストを参考に学習して理解を深めてほしい。

質問等があればKULASIS,LMSを通して受け付ける。

This course provides an opportunity for students to revisit material covered in the second semester of basic organic chemistry using English. The two purposes of this course are to ensure that students have a good foundation in basic organic chemistry and to proficiently apply these concepts in English. This course is beneficial for students who have already taken the second semester of basic organic chemistry or who have an interest in learning organic chemistry in English.

This course aims to help students have a good understanding of basic organic chemistry, particularly in regards to basic organic reactions of alkenes and alkynes, and nucleophilic substitution or elimination reactions.

The course is planned to cover the following topics:

*Introduction to the course and a brief review of chirality and stereochemistry
*Reactions of alkenes and alkynes
*Haloalkanes, halogenation and radical reactions
*Nucleophilic substitution reactions and beta-elimination reactions

Each topic will be covered in approximately 2 to 6 weeks based upon the needs of the class.

Note: the course contents can be subject to change based on the needs of the class

A feedback session will take place one week after the final exam.


Total:14 classes and 1 feedback class

特になし

Evaluation will be based on class attendance and active participation (20%), homework (10%), quizzes (30%), and a final exam (40%).

Students should complete assigned homework and turn it in by the due date (usually one week later). Assignments are given and submitted using LMS unless otherwise notified.

Office hours are welcome and available by appointment.

As scientist Justus von Liebig used to say "everything is chemistry", therefore a basic understanding of chemistry is indispensable to interact with what surrounds us and to successfully navigate our daily lives. In this module, we will focus on a basic question: what is everything around us made up of?
In addition to learning the fundamentals of the atomic and molecular structure, the students will be introduced to one of the most important tools of the modern scientist, the scientific method. Furthermore, each topic will be followed by a brief discussion on its relevance in our everyday lives.
This course will embrace a "concept development study" where every chemical concept will be developed from the observation and analysis of experimental results followed by critical reasoning. The students are encouraged to actively participate in class and re-discover chemistry.

This course has multiple goals: most importantly, over the course of the semester, the students will gain a basic knowledge of important chemical concepts using the “concept development study” approach, which is designed to foster the students’ critical thinking and creativity. According to this method, each topic is introduced by showing the experiments and sets of data that allowed various scientists to develop the fundamental laws of chemistry. In order to build the foundational knowledge of chemistry, the students will firstly become acquainted with the scientific method and the basic vocabulary of chemistry and will try to apply this method to develop chemistry concepts. The discussion of the scientific method will not only guide the students’ understanding of the most important discoveries and of the main laws of chemistry, but it will also encourage the students to improve their ability to interpret and discern the reliability of the scientific news and information we gather in our everyday lives. This learning objective will be reinforced by group activities and discussions in class.

This course consists of 14 lectures, exam and one feedback class.
1. What is chemistry? Why is it important? A basic introduction to the vocabulary of chemistry and the scientific method. (1 week)
2-4. Atomic weight and empirical formulas (3 weeks)
5-7. The atom (3 weeks)
8. Review of basic chemical concepts and mid-term exam (1 week)
9-10. The periodic table of elements: Mendeleev's observations and the periodic law. Properties of the elements. (2 weeks)
11-14. The molecular structure: isomers, chemical bonds, valence bond theory, and molecular orbital theory. (4 weeks)
15. Exam
16. Feedback（1 week）

At the end of each lesson, an "everyday chemistry" topic related to the main topic of the lesson will be introduced. Some of these topics are: natural versus synthetic compounds, sun and sunscreen, cosmetics, chemistry of baking, milk, butter and ice-cream, fireworks, and the periodic table of smartphone elements.

At the beginning of the course, you do not need any specific prior knowledge of the topics of the course. All essential knowledge for the course will be provided as needed in class.

Evaluation will be based on attendance, active class participation (quizzes and exercises in class, 10%), individual and group assignments ("science in the news" project, 20%), mid-term exam in class (exercises, 30%), and final exam in class (multiple-choice and open questions, 40%).

The students are encouraged to continuously revise the vocabulary and concepts introduced in previous classes. The students should submit the assignments regularly and take the weekly quizzes (in class) to confirm their progress and understanding.

Office hours: online or in person meetings with the instructor can be requested (appointment by email or on LMS)

「認知神経科学」や「神経心理学」と呼ばれる研究分野では、ヒトの脳機能と行動、ならびにそれらの問題（精神疾患などの脳の機能障害）を、非侵襲な脳活動計測技術などを含め、様々な手法を用いて研究する。本講義では、ヒトの脳機能の各要素について、関連する研究法や最新の研究トピックを含め概説する。

ヒトの脳機能と脳活動の計測技術の基本的事項、ならびにそれらに関連する最新の研究について理解する。

以下のトピックについて講義を行う。トピックの順番の変更や、進捗に応じて内容の変更の可能性あり。

１． 脳の基礎 〜解剖・生理・化学〜 (後藤)
２． 脳の研究方法 〜脳活動測定と因果研究〜 (後藤)
３． 聴覚脳 〜聴知覚と音声処理〜 (西田)
４． 視覚脳 〜視知覚と物体認知〜 (西田)
５． 空間脳 〜視空間注意と認知地図〜 (熊田)
６． 言語と数理脳 〜音声・単語・数の理解〜 (熊田)
７． 運動脳 〜運動の生成と制御〜 (後藤)
８． 記憶脳 〜学習と記憶〜 (後藤)
９． 実行脳 〜実行機能と高次脳機能〜 (後藤)
１０． 感情脳 〜感情の生成と認識〜 (後藤)
１１． 社会脳 〜社会行動と他者の心の理解〜 (後藤)
１２． 欲求脳 〜食欲と依存症〜 (後藤)
１３． 発達脳 〜脳の発達と行動の遺伝〜 (後藤)
１４． 病態脳 〜精神疾患とその治療〜 (後藤)
１５．　フィードバック (後藤・西田・熊田)

生物学を勉強したことのない人も対象にしています。理系文系を問いません。

定期試験（筆記）で評価する。３分の２以上の出席を必須とするので、毎回の出席時に必ず出席登録すること。

配布資料に各自で目を通しておくこと。

教室定員内に収まるように履修人数制限を行います。

　博物誌とは、自然界の事物や現象を総合的に記述した書物で、今で言う百科事典に相当します。その書物が書かれた時代の人々が自然物をどのようにとらえていたかが反映されていました。こういった博物誌が元になって博物学という学問が発展したのですが、知識が集積され正確さを増すようになると、より専門化して様々な分野に別れて発展していきます。現在では人類学、民族学、動物学、植物学、地質学、天文学などに細分化されています。
　この講義では、ヨーロッパや東アジアにおける博物誌とそこから発展した博物学の歴史を紹介し、日本における博物学の歴史を解説します。

文献史料の原典に触れつつ、人間が自然物をどのように理解しようとしてきたかを考察し、自然史に関する正確で幅広い知識を獲得する。

第１回：博物学と博物誌
第２〜４回：ヨーロッパの博物学
第５〜６回：東洋の本草学
第７〜１０回：日本の博物学
第１１〜１３回：博物学から自然史学へ
第１４回：現代の博物学と博物館
《期末試験》
第１５回．フィードバック

　高校で生物と地学を履修している方が理解しやすいが、履修していなくても興味があれば問題は無い。

講義後のレポート（5回、各10点），試験（50点）により評価する。

最初の授業で、様々な博物誌や民俗誌などを紹介するので、自分が興味を持った分野や出身地に関連する民俗誌などを読んで、博物誌全般に関する理解を深めること。

Water is considered essential to life and, without a doubt, is vital to our lives. To manage the world's increasingly scarce water resources, we must understand how water moves around the planet and what influences water quality. This course aims to build a basic understanding to study the utilization of natural resources and natural disasters on the earth. Moreover, we will discuss water availability on the planet, basic hydrological phenomena to create water circulation and the water budget. Based on this basic knowledge, all students will study the earth's freshwater system and form a basis for mutual international understanding by comparing Japanese and foreign countries' case studies.

The goals are to understand how hydrology and hydrological applications can be used to secure water for people, based on a sound scientific understanding of hydrologic processes and water budget.

Course Outcomes:

By the end of this course, students will:

- Be aware of water resources issues in Japan and global scale.
- Be able to qualitatively and quantitatively describe the main processes in the hydrologic cycle, surface, and groundwater hydrology.
- Be able to analyze hydrographs and understand the measurement of streamflow.


PRACTICAL SKILLS: On completion of this course students should be able to:
- Calculate the water budget of a watershed.
- Calculate average precipitation streamflow.
- Calculate infiltration.
- Estimate evaporation rates and evapotranspiration.
- Define the relationship between rainfall and hydrograph analysis.
- Measure the flow discharge and velocity in the stream.

Week 1: Introduction: Hydrological Cycle and Processes
Week 2-3: Water Budget and cloud formation
Week 4: Precipitation Forms, Types, and Measurements
Week 5: Rainfall statistics: Areal Precipitation& Data Analysis
Week 6: Runoff and Hydrographs: Measuring Surface Runoff River
Week 7: Evaporation: Process, Measurement, and Estimation
Week 8-9: Infiltration: Process, Measurement, and Estimation
Week 10-11: Semester Project Presentations
Week 12: Groundwater Hydrology
Week 13-14: Flooding: Monitoring, Prediction, and Mitigation
Week 15: Feedback

特になし

The student will be assessed in the course based on assignments (30%), class attendance, chapter readings, in-class active participation (30%), and the semester project report and presentation (40%).

The instructor will provide additional materials, solved examples, and model answers for assignments.

Class participation and questions are very welcome during the lectures or at the end of the lecture. The schedule of office hours will be announced later. Moreover, if you have extra questions, students may contact instructor by email.

人間が駆使する諸科学・諸技術において、ルネッサンス以降の数世紀を費やして３次元と２次元との間の図形の変換理論を形成してきた。数学的には「投影」、図形科学的には「投象」と呼ぶが，その理論の概要の学習と作図演習を行う。今やコンピューターによる作図が主流となっているが、ここではその原理となる理論を学ぶとともに、作図リテラシーの習得を目的としている。
理系学生にとっては、幾何学の基礎知識となるとともに、さまざまな物体（機械製品、建築物、土木構築物など）や空間を２次元図面として表現し、また、逆に２次元で示された図面から３次元の物体を造りだすために必要な能力を養うことができる。また、文系学生にとっては、ルネッサンス以降の絵画や彫刻、都市図などの歴史をたどることになり、現在の芸術および我々の身の回りにあふれるさまざまな「かたち」への理解につながる。
必ずしも理工系の学生専用の科目として開講しているものではないので、中学卒業程度の幾何学知識があれば履修に支障はない。文科系学生にも十分履修可能である。ただし作図演習を伴う実習的授業であるから、道具が必要となる。
なお、CAD等のデジタルツールをノートテイキングに利用してもよいが、試験は手書きとする。

投象の概念を理解するとともに、基礎的作図法を習得する。

以下の内容について講義する。講義順は前後することがある。
　　　
第1回 投象の概念と諸方法：オリエンテーション（作図道具の解説）
第2回 投象の分類／点、直線の正投象
第3回 平面の正投象／平面上の点・直線
第4回 二直線の関係／２直線がつくる平面／２平面の交線
第5回 直線と平面の交点（様々な補助平面、三角形平面）
第6回 点・直線の副投象
第7回 平面の副投象
第8回 回転法による実形・図形の作図
第9回 回転法による夾角／平面への距離
第10回 平面への距離／直線への距離
第11回 ラバットメント
第12回 斜軸測投象の原理と作図
第13回 立体の基本的作図
第14回　課題演習
第15回　フィードバック（質問等の対応）

三角定規およびコンパスが必要。
道具の説明は授業初回に行う。

試験70％、平常点（提出課題など）30％によって評価する。
上記に加え、授業への出席と参加の状況も考慮事項とすることがある。

授業後のできるだけ早い時期に、授業内容を見直し演習課題を行うことが、習得において効果的である。講義よりむしろ演習課題を通して理解を深めることが必要な科目と考えていただきたい。

授業形態は講義だが作図演習を行なうため、履修者制限を行うことがある。

　本授業の目的は、データ分析の基本的な事項を学び、実際に大規模データ解析を行うための基礎的な技術を身につけることである。大規模データ解析や最新のデータ分析手法の適用は、既存のソフトウェアを用いて簡単に実行できるとは限らない。そこで、本授業では、データ分析の基礎となる線形代数についても講義する。ただし、厳密な数学的証明は必要最小限に抑え、直観的な理解を深めることを目標とする。本講義は、文部科学省のモデルカリキュラム（応用基礎レベル）の、データサイエンス基礎・データエンジニアリング基礎・AI基礎をバランスよくカバーする形で構成されている。
　はじめに、データを扱う上で必要不可欠な確率変数・平均・分散などの統計の基礎的な概念について解説する。また、仮説検定の考え方を述べ、いくつかの例を用いて解説する。その後、複数の変数の関係性を調べる多変量解析を行う際に必要となる複素数と線形代数の重要事項について講義する。次に、多変量解析の中心的な解析対象となる相関行列の性質について解説し、複素数で表される信号やシステムを扱う際に有用なウィルティンガー微分について説明する。そして，多くのデータ分析の場面で登場する線形観測モデルの逆問題の解き方について講義する。さらに、劣決定の線形観測モデルにおいて、未知ベクトルのスパース性を利用して信号の推定を行う手法である圧縮センシングの基本的な考え方やアルゴリズムについて解説する。最後に、最近の機械学習に基づく人工知能(AI)の基礎と展望について講義する。

本講義の単位（2単位）を修得することで、文部科学省が定める数理・データサイエンス・AI教育プログラム応用基礎レベル(MDASH Advanced Literacy)修了証の取得が可能である。修了証取得の手続きについては、講義内で担当教員より指示がある。

1. 確率変数・平均・分散など統計の基礎的な内容、および、仮説検定について理解する。
2. 多変量解析の基礎である相関行列の性質や線形逆問題についての概念を理解し、データ分析に応用できるようになる。
3. 統計ソフトRを使いこなす知識を身につけ、実際に簡単なデータ分析を行えるようになる。
4. データ分析に登場する最適化問題とそれを解くアルゴリズムについて、基本的な考え方を理解する。

授業回数はフィードバックを含め全15回とする。
開講にあたっては、受講生の所属するキャンパスの配置や受講形態にも配慮し、一部メディア授業を取り入れることがある。

・ガイダンス（1回）
授業の概要について説明する。その後、データ駆動型社会、Society 5.0、ビッグデータ、プライバシー保護、個人情報の取り扱いについても解説する。

・確率・統計の基礎（2回）
確率変数・平均・分散など統計の基礎的な内容について講義する。

・仮説検定（2回）
仮説検定の基本的な考え方を講義する。

・複素数・線形代数の基礎（2回）
複素数の定義から始め，その性質や演算規則について解説する。
さらに，実および複素行列・ベクトルの性質や，行列式，逆行列，固有値分解，特異値分解について解説する。

・統計ソフトR（1回）
統計ソフトRの基本的な使い方について，実例を交えながら解説する。

・線形逆問題の基礎（3回）
様々なデータ分析において重要な役割を果たす相関行列の性質について説明し、勾配法で利用されるウィルティンガー微分について解説する。さらに、線形観測モデルを導入し、その逆問題を解くための基本的な手法について詳細に説明する。

・圧縮センシングの基礎（2回）
劣決定の線形観測モデルにおいて、未知ベクトルのスパース性を利用して信号の推定を行う手法である圧縮センシングの基本的な考え方やアルゴリズムについて解説する。

・AI・機械学習の基礎と展望（1回）
AIの歴史や背景からはじめて、機械学習（教師あり学習・教師なし学習・強化学習）の考え方について説明する。ニューラルネットワークの原理や深層学習、生成AIなどについても概説する。

・フィードバック（1回）

全学共通科目の統計入門、あるいは数理統計で学習した知識を一部前提とするので、これらのいずれかを受講済であることを推奨する。

定期試験、小レポート（平常点）により総合的に評価する。

・定期試験（配点50点）
講義で解説したデータ分析の基本的な原理や理論を理解できているかを評価する。

・小レポート（平常点）（配点50点）
講義で解説したデータ分析手法などをプログラミングで演習する小レポート課題を２回程度課す。

行列やベクトルについては授業中にも解説するが、行列やベクトルの扱いに慣れていない場合は予習あるいは復習をすることが望ましい。
講義中に説明したアルゴリズムを、何らかのプログラミング言語で実装して動かしてみることを推奨する。

授業時間外で質問がある場合には、下記のアドレスにメールで連絡すること。
林　和則（はやしかずのり）hayashi.kazunori.4w@kyoto-u.ac.jp

霊長類学は、ヒトを含む300種以上の霊長類を対象とした自然科学である。われわれヒトの進化や生物学的特性を理解するためには、霊長類のくらし、からだ、こころ、ゲノムといった特性とその多様性や進化を知る必要がある。そのためには、フィールドから実験室まで、非常に多種多様なアプローチが必要である。霊長類研究は、動物学やゲノム科学、認知科学、脳・神経科学、獣医・医科学、古生物学など、さまざまな研究領域にわたっており、他の動物群の研究に類を見ない。また、iPS細胞や情報科学、地球科学など、新たなアプローチを次々と取り入れて新たな地平を開拓している。そんな進取の気概に富んだ霊長類学のこれまでの成果や、現在進行形の最新の研究をもとに、霊長類のさまざまな生物学的特性を知り、ヒトの進化や特性を理解する力を身につけてもらうことが本授業の目的である。研究アプローチごとに分り易く授業することで、霊長類の生物学的特性を幅広く理解できるようにしている。本授業では、霊長類の脳神経科学、認知科学、社会学・生態学に関する講義を行う。より包括的な理解のために、後期開講の「霊長類学入門II」を合わせて受講することを推奨する。

霊長類のさまざまな生物学的特性を知り、それをもとに、ヒトの進化や特性について理解する力を身につけることを目標としている。

講義はフィードバックを含む全15回で行われる


認知科学(足立幾磨)
こころの進化を探る「比較認知科学」という観点からヒトを含む霊長類・哺乳類の多様なこころのあり方について概説する
4/9 こころの進化を探るー比較認知科学という学問ー
4/16 チンパンジーの認知科学
4/23 言語の進化
4/30 社会的知性の進化
5/7 発達するこころの進化─比較認知発達─

社会生態学(半谷吾郎)
霊長類の野外研究の成果から、社会、生態、ほかの生物との関係、保全について考察する。
5/14 霊長類の社会
5/21 霊長類の性行動
5/28 霊長類の採食生態
6/4 霊長類とほかの生物の関係
6/11 霊長類の保全

脳神経科学(網田英敏)
サルを対象にした研究で得られた知見を中心に、ヒトを含む霊長類の脳の構造や機能について概説する。
6/18 霊長類の行動から知能を探る
6/25　脳の構造からたどる霊長類の進化
7/2　霊長類における知・情・意の脳科学
7/9　霊長類脳研究の最前線

7/16　予備日

7/23 試験日
7/30　フィードバック日

特になし

全講義終了後に、小論文形式の筆記試験を行います。担当教員3名がそれぞれ事前に課題を出し、そのうちのひとつを選んで試験当日に解答してもらいます。解答の下書きや資料類の持ち込みは認めません。
評価は筆記試験の結果にもとづいて行います。出席は毎回取ります。出席点は評価には加えませんが、3分の１を超えて欠席した場合は不合格とします。

講義ごとに講義のポイントを整理しておき、講師が紹介する本や映像について自主学習することを推奨する。より包括的な理解のために、後期開講の「霊長類学入門II」を合わせて受講することを推奨する。

質問などは、講師に直接尋ねるか、メールで問い合わせてください。講師のメールアドレスは、講義の際に知らせます。

Biology has become a data rich science. Once lagging behind physicists for many years, biologists are now accumulating large amounts of quantitative data from DNA and protein sequence (genome projects) to large scale analysis of the expression of proteins and metabolites and their interactions. Consequently, numerous databases and resources have emerged to organize, distribute, and make possible the analysis of this huge amount of data.

In this course students will learn about common types of biological data that are rapidly accumulating and the related databases. They will learn to use some powerful online databases and tools that do not necessarily require programming skills. Students will use those tools to analyze DNA and protein sequences, visualize the outcome of large-scale experiments and biological networks, and learn how they can be used to derived knowledge and understanding about the system under study.

By the end of this course participants should be able to:
- Understand and explain some of the common types of quantitative biological data
- Find and analyze DNA or protein sequences using different databases, repositories, and tools
- Exploit linked resources to expand knowledge across data types and resources
- Explore the genome and metabolic network of model organisms
- Analyze data from a model organism of choice to answer particular biological questions
- Gain better understanding of a biological systems through data analysis and interpretation

The following topics and their feedback will be covered over the course of 14 classes, not necessarily in that order:

Week 1 Guidance
Week 2 Biochemistry and biomolecules review
Week 3-4 Genomic and proteomic analysis methods and data
Week 5 Introduction to PubMed and sequence databases
Week 6-7 Introduction to sequence analysis using BLAST
Week 8-9 The UniProt database (features, tools, analysis)
Week 10 The KEGG database (features, tools, analysis)
Week 11 The Biocyc and Ecocyc databases (features, tools, analysis)
Week 12-13 Introduction to biological network analysis
Week 14 Project presentation
Week 15 Final examination
Week 16 Feedback

The course is targeted to beginners. A basic familiarity with biomolecules and cell biology is desirable but not essential.
Students should bring a computer to class to complete in-class exercises and tutorials as well as homework assignments.

20% Class attendance and participation
40% In-class exercises and homework assignments
20% Final examination
20% Project

Out of class activities will mainly be for assigned readings and homework assignments and for working on a project. Students should expect to spend about 1-2 hours per week preparing for the class and completing assignments.

Announced during class.