到達目標
新材料は現代のあらゆる分野の技術革新を先導し、近年、資源・環境・エネルギー分野におけるニーズ展開まで一層の広がりを見せている。本授業では、物質系マテリアル系コースならびに土木建築系国土防災システムコースの学生を対象として、特に環境分野にかかわりの深い無機工業材料のなかから環境関連材料としての、半導体、光触媒材料およびゼオライトを取り上げ
１．それら材料の固体物性、関連機能や作用、および応用分野について概説するとともに、
２．授業に関連した演習によりこれらの材料に対する理解を深める。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 光機能を発現する半導体および固体光触媒を理解できる | 半導体と光機能と関係について、太陽光スペクトル波長吸収、半導体、バンド構造、光触媒反応について数学的記述にもとづいて理解できる | 半導体と光機能と関係について、太陽光スペクトル波長吸収、半導体、バンド構造、光触媒反応を現象的に理解できる | 半導体と光機能と関係について、太陽光スペクトル波長吸収、半導体、バンド構造、光触媒反応を関連付けて理解できない |
| 評価項目2 ゼオライト構造と機能を理解できる | ゼオライトの種類、ゼオライト細孔構造、ゼオライトナノ構造を理解し触媒技術と関連づけて考えることができる | ゼオライトの種類、ゼオライト細孔構造、ゼオライトナノ構造を理解できる | ゼオライトナノ構造を理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本授業は、無機固体材料のうち近年資源・環境・エネルギー分野において一層のニーズ展開を見せている、光機能を発現する半導体および固体光触媒に関する知識の習得、ならびにナノ材料としてのゼオライト構造とその機能に関する知識の習得を目的とする。工学概論、化学Ⅰ、化学Ⅱ、ライフ＆アースサイエンス、分析化学、無機化学、分析化学実験、物質工学概論などの学習から得られた知識にもとづいて、それを活用する知識に高めることを目標とする。具体的学習項目は、半導体と光機能と関係を理解するため太陽光スペクトル波長吸収、半導体、バンド構造、光触媒酸化還元反応を学習し、またナノ材料であるゼオライトの種類やゼオライト細孔構造と触媒機能とを関連づけて学習し、環境関連材料を理解する。
授業の進め方・方法:
授業は、主に自作プリントなどにもとづき上記項目を説明する。自学修課題を与えて理解を深めるとともに、定期試験結果により総合的な理解度を確認する。総合成績は試験結果80%、課題リポート提出20%として評価する。合格点は60点とする。
注意点:
なし
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
"授業ガイダンス
無機機能材料と環境材料工学"
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授業の意味と進め方を理解できる
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| 2週 |
固体材料と構造
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セラミックス固体材料を構成する原子や分子について理解できる
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| 3週 |
固体材料の電子機能と光機能
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半導体の仕組みと光機能を理解できる
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| 4週 |
酸化チタンの光触媒機能と酸化還元反応
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代表的光機能固体材料である酸化チタンの酸化還元触媒機能を理解できる
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| 5週 |
固体ナノ構造とゼオライト
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ゼオライトの種類と構造を理解できる
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| 6週 |
固体ナノ構造とゼオライト
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ゼオライトの種類と構造を理解できる
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| 7週 |
ゼオライトの応用
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ゼオライトの応用分野を理解できる
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| 8週 |
到達度試験
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年度末到達度試験において年度末時の理解度を確認できる
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| 4thQ |
| 9週 |
試験の解答と説明
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試験の解答を説明し、年度末における理解度を深めることができる
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |