物質工学実験

科目基礎情報

学校	長岡工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	物質工学実験
科目番号	0004	科目区分	専門 / 必修
授業形態	実験・実習	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	物質工学科	対象学年	1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	物質工学科編集、化学実験テキスト、2024年度版
担当教員	荒木 秀明,河本 絵美

到達目標

（科目コード：41040、英語名：Experiments in Materials Engineering）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習教育目標との関連の順で次に示す。①実験のフローチャートの記入方法を身につける。20％(d2)、②基本的な実験操作の手順を理解する 60% (d3)、③基本的な化学反応のメカニズムを理解する 20% (d1)。

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	最低限の到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	実験のフローチャートの記入方法を詳細に身につける	実験のフローチャートの記入方法を身につける	験のフローチャートの記入方法を概ね身につける	左記に達していない
評価項目2	基本的な実験操作の手順を詳細に理解する	基本的な実験操作の手順を理解する	基本的な実験操作の手順を概ね理解する	左記に達していない
評価項目3	基本的な化学反応のメカニズムを詳細に理解する	基本的な化学反応のメカニズムを理解する	基本的な化学反応のメカニズムを概ね理解する	左記に達していない

教育方法等

概要:

4 年次から材料工学コースと生物応用コースに分かれて、それぞれのコース内容を学習できるように、両分野に共通する基礎的な実験項目が精選されている。具体的には後述の項目を 2～3 名のグループに分けて実験を行う。広義の化学反応の実験を通して、化学反応のメカニズムや理論を修得する。
○関連する科目：物質工学実験（分析）(次年度履修)

授業の進め方・方法:

「レポート作成法」と対の授業であり、毎回異なるテーマの実験を行い、それに対するレポートの作成を行う。各実験前に事前準備に関するレポート（フローチャート）を提出し、各実験終了後、実験結果報告に関するレポートを期限までに提出する。

注意点:

実験は自らの手を下して初めて身につくものである｡事前にフローチャートを作成して実験内容をよく理解してから取り組むこと。
実験中は実験着（白衣）、保護メガネを着用し、実験内容をよく観察しノートに記録しながら進めること。
レポートは各実験終了後、対の授業「レポート作成法」に従って作成し期限までに提出する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	実験への取り組み方、実験ノートの作成、実験方法の予習の仕方およびフローチャートの書き方	実験への取り組み方、実験ノートの作成、実験方法の予習の仕方およびフローチャートの書き方を理解する
		2週	実験(ガスバーナーの使い方とガラス細工)	実験(ガスバーナーの使い方とガラス細工)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		3週	実験(濾過)	実験(濾過)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		4週	実験(蒸溜)	実験(蒸溜)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		5週	実験(水の電気分解、電子天秤の使い方)	実験(水の電気分解、電子天秤の使い方)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		6週	実験(アンモニアの生成、水とナトリウムの反応)	実験(アンモニアの生成、水とナトリウムの反応)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		7週	実験(マグネシウムの原子量測定)	実験(マグネシウムの原子量測定)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		8週	実験(硫酸銅水溶液の電気分解)	実験(硫酸銅水溶液の電気分解)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
	4thQ
		9週	実験(アルコールとフェノール)	実験(アルコールとフェノール)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		10週	実験(中和滴定)	実験(中和滴定)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		11週	実験(金属のイオン化傾向とボルタ電池)	実験(金属のイオン化傾向とボルタ電池)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		12週	実験(炭水化物)	実験(炭水化物)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		13週	実験(タンパク質とアミノ酸)	験(タンパク質とアミノ酸)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
		14週	実験・レポートの総括１	提出したレポートを振り返り、より良いレポートの作成方法について理解を深める。
		15週	実験・レポートの総括２	提出したレポートを振り返り、より良いレポートの作成方法について理解を深める。
		16週	まとめ

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
基礎的能力	自然科学	化学実験	化学実験	実験器具（電子天秤やガラス器具など）を目的と精度に応じて選択し正しく使うことができる。	3	後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				試薬（粉体及び液体）の取扱いができる。	3	後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				整理整頓により実験環境を適切に保ち、手順に従って安全に実験ができる。（物理実験と共通）	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				事故への対処の方法（薬品の付着、引火、火傷、切り傷など）を説明できる。	3	後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験条件やデータなどを正確に記録できる。（物理実験と共通）	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験結果を表やグラフなどに見やすく整理できる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				適切な有効数字及び単位を用いて物理量を表すことができる。（物理実験と共通）	3	後2,後3,後4,後5,後7,後8,後10,後11,後14,後15,後16
				観察・実験結果を座学などで学んだ内容と関連付けて説明できる。（物理実験と共通）	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
	工学基礎	工学実験技術	工学実験技術	目的に応じて適切な実験手法を選択し、実験手順や実験装置・測定器等の使用方法を理解した上で、安全に実験を行うことができる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験テーマの目的を理解し、適切な手法により取得したデータから近似曲線を求めるなど、グラフや図、表を用いて分かり易く効果的に表現することができる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				必要に応じて適切な文献や資料を収集し、実験結果について説明でき、定量的・論理的な考察を行い、報告書を作成することができる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				個人あるいはチームとして活動する際、自らの役割を認識して実験・実習を実施することができる。	3	後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
専門的能力	分野別の工学実験・実習能力	化学・生物系分野（実験・実習能力）	化学・生物系分野（実験・実習能力）	使用する試薬の危険性を理解し、適切に取り扱うことができる。	3	後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験廃液の分類方法を理解し、適切に処理できる。	3	後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				安全を意識して実験に取り組み、災害時の対応について説明できる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験の目的・理論・操作方法を説明できる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				実験データを正しく取り扱うことができる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
				適切な構成と文章でレポートを作成できる。	3	後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16

評価割合

	レポート	フローチャート	合計
総合評価割合	50	50	100
基礎的能力	25	25	50
専門的能力	25	25	50
分野横断的能力	0	0	0