創造電気実験実習

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 創造電気実験実習
科目番号 71341 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電気・電子システム工学科 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 創造電気実験実習テキスト(豊田高専 電気・電子システム工学科 編)/教材用プリント、ビデオ教材
担当教員 塚本 武彦,野中 俊宏

到達目標

(ア)電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
(イ)各班で実験方法等のコミュニケーションをとり,実習を進めることができる。
(ウ)実験中に工夫や創造性を発揮し,問題点を解決できる。
(エ)工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。
(オ)工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。
(カ)基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
(キ)実験実習により各種の測定機器を取り扱うことができる。
(ク)電気の技術史を理解する。
(ケ)聞き手が理解できる発表をすることができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安最低限の到達レベルの目安(可)未到達レベルの目安
評価項目(ア)電気回路,電子回路の製作技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。電気回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方を理解して計測ができる。電気回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方を理解して計測ができない。
評価項目(イ)工作機械について理解し,工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができない。
評価項目(ウ)実験中に工夫や創造性を発揮して問題点を解決でき,聞き手が理解できるわかりやすい発表をすることができる。聞き手が理解できる発表をすることができる。聞き手が理解できる発表をすることができない。

学科の到達目標項目との関係

本校教育目標 ② 基礎学力
本校教育目標 ③ 問題解決能力

教育方法等

概要:
電気磁気現象を実験実習を通して理解することを目指す。また、知的な興奮を科学のおもしろさに発展させ、探求していく心をこの創造電気実験実習で養う。
授業の進め方・方法:
この実験では少人数の班別でモノづくりを中心に実験と講義によって進める。本実験には記入形テキストを用いて、実験中に気づいたことや、アイデア(工夫)をこのテキストに記録していく。実験テーマは、電気工学および機械工作の基礎や基本的な電気現象とする。それらテーマをものづくりを通して体験し、観測し電気についての興味と理解を深める。
注意点:
実習服および安全靴を必ず着用すること。

選択必修の種別・旧カリ科目名

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業
必履修

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 創造電気実験についての概要説明:テキストの使い方、グラフの書き方等、電気の技術史の学習 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。電気の技術史を理解する。
2週 テスター(デジタルマルチメータ)の原理と計測方法:校正およびアナログとディジタルについて学習 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
3週 テスター(デジタルマルチメータ)の原理と計測方法:校正およびアナログとディジタルについて学習 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
4週 ハンダ付け練習と回路製作 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
5週 機械工作1:実習機器の安全な取扱い、測定の基礎、旋盤作業他 工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。
6週 機械工作1:実習機器の安全な取扱い、測定の基礎、旋盤作業他 工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。
7週 機械工作1:実習機器の安全な取扱い、測定の基礎、旋盤作業他 工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。
8週 機械工作1:実習機器の安全な取扱い、測定の基礎、旋盤作業他 工作機械について理解し,工作機械を安全に使用することができる。
2ndQ
9週 機械工作2:フライス盤作業、形削り盤作業他 工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。
10週 機械工作2:フライス盤作業、形削り盤作業他 工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。
11週 機械工作2:フライス盤作業、形削り盤作業他 工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。
12週 機械工作2:フライス盤作業、形削り盤作業他 工作機械を使用して加工精度を意識したものづくりができる。
13週 デジタルマルチメータを用いた抵抗測定と抵抗値の分布:市販の抵抗を数多く測定し誤差について学習 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
14週 鉛筆を利用したカーボン抵抗の製作と測定:鉛筆で用紙上にいろいろな形の抵抗をつくり測定 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
15週 中間発表会:実験内容に関する資料作成と発表 各班で実験方法等のコミュニケーションをとり,聞き手が理解できる発表をすることができる。
16週
後期
3rdQ
1週 中間発表会:実験内容に関する資料作成と発表 各班で実験方法等のコミュニケーションをとり,聞き手が理解できる発表をすることができる。
2週 抵抗器の製作および水抵抗測定:抵抗線を用いて抵抗器をつくり抵抗率の測定、水抵抗の測定 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
3週 抵抗器の製作および水抵抗測定:抵抗線を用いて抵抗器をつくり抵抗率の測定、水抵抗の測定 電気回路,電子回路の製作基礎技術やそれに関する工具の使い方および計測ができる。
4週 LEDの発光特性:ダイオードの発光特性を確認 実験実習により各種の測定機器を取り扱うことができる。
5週 コイルと手作りモータの製作:電磁力の基本原理と簡単なモータ製作により回転の原理を学習 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
6週 コイルと手作りモータの製作:電磁力の基本原理と簡単なモータ製作により回転の原理を学習 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
7週 コイルと手作りモータの製作:電磁力の基本原理と簡単なモータ製作により回転の原理を学習 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
8週 コイルと手作りモータの製作:電磁力の基本原理と簡単なモータ製作により回転の原理を学習 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
4thQ
9週 LEDの点滅によりモータの回転数を測定 実験中に工夫や創造性を発揮し,問題点を解決できる。
10週 エネルギー変換:モータと発電機を組み合わせて相互にエネルギーが変換されることを体験 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
11週 見学会:企業見学 電気の技術史と応用例を理解する。
12週 等電位の測定:水槽の水面に生じる等電位を測定することにより電気現象(電気力線)を体験 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
13週 等電位の測定:水槽の水面に生じる等電位を測定することにより電気現象(電気力線)を体験 基本的な電気磁気現象を実験により理解できる。
14週 最終発表会:実験内容に関する資料作成と発表 各班で実験方法等のコミュニケーションをとり,聞き手が理解できる発表をすることができる。
15週 最終発表会:実験内容に関する資料作成と発表 各班で実験方法等のコミュニケーションをとり,聞き手が理解できる発表をすることができる。
16週

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。1前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,後5,後6,後7,後8,後10
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。1前15,後1,後4,後9,後14,後15
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。1前9,前10,前11,前12,前15,後1,後14,後15
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野電磁気電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。1後12,後13
分野別の工学実験・実習能力電気・電子系分野(実験・実習能力)電気・電子系分野(実験・実習能力)実験装置・器具・情報機器等を利用して直流や交流の電気的特性を測定できる。1前13,前14
実験装置・器具・情報機器等を安全に正しく利用できる。1前2,前3
直流回路の電気諸量を測定し、結果を考察できる。1後2,後3

評価割合

レポート発表会合計
総合評価割合7030100
基礎的能力7030100