(科目コード:41080、英語名:Experiments in Materials Engineering (Chemical Engineering) (授業計画の週は回と読替えること) 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実験を通して、化学工学(主に単位操作)中に含まれる理論を理解し、あわせてそのデータを整理することよって、理論の限界を理解する。 35%(d3)、②化学工業に用いられる装置、機械に対しての身近な体験をすることにより、装置の取り扱い方法を学ぶ。 35%(d2) 、③実験レポートを書き、実験発表を行うことにより、実験結果の簡明、系統的な表現法を学ぶ。 20%(d2)、 ④実験班での協同作業を学ぶ。 10%(d3)。
○関連する科目:「物質工学実験(無機・有機・生化)」(本科3年次)、「物質工学実験(物化)」(本科4年次)、材料化学実験 (本科4年次)、物質工学特別研究Ⅰ(専攻科1年次)、物質工学特別研究Ⅱ(専攻科2年次)
概要:
各種の化学工業に共通な物理的・機械的操作(流動、伝熱、蒸留、固液分離等)のことを単位操作と総称しているが、本実験においては、代表的な単位操作を取り上げ、物質収支を中心とした取り扱いの実際について学習する。
○関連する科目:「物質工学実験(物化)」(本科4年次履修)、「材料化学実験」(本科4年次履修)、「応用生物化学実験」(本科4年次履修)、「創造実験」(本科4年次履修)、「物質工学特別研究」(専攻科第1学年次履修)
授業の進め方・方法:
グループで実験を行う。前期末までにレポート提出し、評価するとともに、第16週目に学生実験の理解度を確認するための試験を行う。実験とレポートによる学修のみでなく、各実験グループに分かれて実施した実験テーマに関する発表会を行うことにより異なるグループからの情報を見る機会を提供し、すべての実験テーマに関する理解をさらに深める機会も設ける。
注意点:
レポート未提出者には単位を出さない。授業履修者は、学生実験を実施するともに、必ず、レポートを提出すること。
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 | 測定と測定値の取り扱いができる。 | 4 | 前2 |
有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。 | 4 | 前2 |
レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。 | 4 | 前2 |
ガラス器具の取り扱いができる。 | 4 | |
試薬の調製ができる。 | 4 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 4 | 前2 |
物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | 前2 |
化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。 | 4 | 前2 |
管径と流速・流量・レイノルズ数の計算ができ、流れの状態(層流・乱流)の判断ができる。 | 4 | 前2 |
蒸留の原理について理解できる。 | 4 | 前2 |
単蒸留、精留・蒸留装置について理解できる。 | 4 | 前2 |
蒸留についての計算ができる(ラウールの法則、マッケーブシール法等)。 | 4 | 前2 |
吸着や膜分離の原理・目的・方法を理解できる。 | 4 | |
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】 | 物理化学実験 | 粘度計を用いて、各種液体・溶液の粘度を測定し、濃度依存性を説明できる。 | 4 | |
化学工学実験 | 流量・流速の計測、温度測定など化学プラント等で計測される諸物性の測定方法を説明できる。 | 4 | |
液体に関する単位操作として、特に蒸留操作の原理を理解しデータ解析の計算ができる。 | 4 | |
流体の関わる現象に関する実験を通して、気体あるいは液体の物質移動に関する原理・法則を理解し、物質収支やエネルギー収支の計算をすることができる。 | 4 | |
分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 他者の意見を聞き合意形成することができる。 | 3 | |
合意形成のために会話を成立させることができる。 | 3 | |
書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。 | 4 | |
収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。 | 4 | |
情報発信にあたっては、個人情報および著作権への配慮が必要であることを知っている。 | 3 | |
目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。 | 3 | |
あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる | 4 | |
事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 4 | |
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 4 | |