概要:
土木建築構造物の計画・設計・施工には様々な性能が求められますが、その中でも「安全性」が最も重要です。構造物に作用する力（外力）にはどんなものがあるでしょうか？構造物は、予想される外力に対して安全になるように建設します。これを実現するためには、構造物に作用する外力と、それによって生じる変形の関係を知り、両者の関係を数式で表す学問が必要です。これが２年生以上で学ぶ「構造力学」です。１年次の「力と変形」は、構造力学の導入科目として、目に見えない力と変形の関係や構造物の基本的な構造形式について、様々な模型製作・実験や調査・プレゼンを行うことにより、体験的かつ楽しみながら力学の基礎を学びます。なお、本科目は3年次までに必ず修得してください。
授業の進め方・方法:
この授業では、毎回テーマについての説明や講義を行った後、模型づくりまたは調査・プレゼンを行います。班のメンバーと協力して効率的に作業を進めてください。作業を進める中で、たくさんの「ふしぎ」や「なぜ？」に遭遇すると思います。これらの疑問について、まずは学生どうしで積極的に意見を出し合いましょう。その上で、先生やTAに質問し、理解した内容を学習シートに記録してください。授業中に完成しなかった学習シートやプレゼン、作品については班のメンバーと協力して時間外を利用して仕上げてください。
注意点:
この授業では、グループワークによる体験学習を主体としますが、項目によっては中学校までに学んだ数学（主に方程式、図形、三角形の性質など）や理科（主に力学）の知識を必要とします。その都度、必要な単元の復習に励んでください。
成績評価：定期試験（期末試験）40点、プレゼン・製作40点、学習シート20点（未提出が無いこと）
合格基準：60点以上で合格
再試験：実施します
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ペーパーブリッジコンテスト
（学習シート１） |
「曲げを受ける部材」の力とかたちの関係について感覚的に理解できる。
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| 2週 |
力と変形（破壊）の種類
（学習シート２） |
物のいろいろな変形性状や破壊形態を調査し、見本を使ったプレゼンにより理解できる。
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| 3週 |
力のつり合いとモーメント
（学習シート３） |
身の回りにある道具を使って、モーメントを体感しながらその定義を理解する。モーメントを使った簡単なつり合い計算ができる。
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| 4週 |
さまざまな構造形式
（学習シート４） |
トラス、ラーメン、アーチ、シェル等の構造形式について調査し、模型を使ったプレゼンにより理解できる。
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| 5週 |
トラスタワーコンテスト ～TAKE1～
（学習シート５） |
パスタと油粘土を使ったタワーを製作を通じて、自重の概念と座屈現象を感覚的に理解できる。
タワーの高さを増すための構造的な工夫や破壊現象を考察できる。
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| 6週 |
トラス構造入門
（学習シート６） |
トラス構造の特徴、力の伝え方、部材名称などの基本的事項について理解できる。
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| 7週 |
トラスタワーコンテスト ～TAKE2～
（学習シート７） |
第５週の経験・反省と第６週で学んだことを活かし、より高いタワーの製作に取り組むことで、トラス構造について理解できる。
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| 8週 |
ぷちデザコン（１）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解できる。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ぷちデザコン（２）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解する。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 10週 |
ぷちデザコン（３）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解する。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 11週 |
ぷちデザコン（４）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解する。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 12週 |
ぷちデザコン（５）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解する。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 13週 |
ぷちデザコン（６）
（学習シート８） |
1～7週で学んだ知識を活かしてバルサブリッジを設計・製作し、作品の構造を理解する。他人と協働する大切さを理解し、その達成感を経験する。
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| 14週 |
ぷちデザコン（７）
（学習シート８） |
作品の載荷実験を行い、耐荷力や壊れ方から部材に働く力の種類や構造形式の強さやしくみを体験的に理解する。
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| 15週 |
期末試験 |
1~14回で学習した内容について確認するための筆記試験を行う
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| 16週 |
答案返却と解説 |
期末試験の内容を理解できる。
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| 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(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 1 | |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 1 | |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 1 | |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 2 | |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 2 | |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 2 | |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 構造 | トラスの種類、安定性、トラスの部材力の意味を説明できる。 | 1 | |
| 橋の構成、分類について、説明できる。 | 2 | |
| 橋梁に作用する荷重の分類(例、死荷重、活荷重)を説明できる。 | 2 | |
| 建築系分野 | 構造 | 力の定義、単位、成分について説明できる。 | 2 | |
| 力のモーメントなどを用い、力のつり合い(合成と分解)に関する計算ができる。 | 2 | |
| 骨組構造物に作用する荷重の種類について説明できる。 | 1 | |
| 各種構造の設計荷重・外力を計算できる。 | 1 | |
| トラスの種類を説明でき、トラスの部材力の意味について説明できる。 | 2 | |
| はりの支点の種類、対応する支点反力、およびはりの種類やその安定性について説明できる。 | 2 | |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 建設系分野【実験・実習能力】 | 建設系【実験実習】 | 各種構造形式(コンクリート、金属などによる)による試験体を用いた載荷実験を行い、変形の性状などを力学的な視点で観察することができる。 | 4 | |