到達目標
複合分野にわたる知識を有機的に結びつける設計能力を身につけるために、
1. 材料とその強さに関する基本的なことがらが理解できる。
2. 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮しない場合の材料選定ができる。
3. 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮した場合の材料選定ができる。
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 |
| 材料強度 | 材料とその強さに関する基本的なことがらが完全に理解できる。 | 材料とその強さに関する基本的なことがらが理解できる。 | 材料とその強さに関する基本的なことがらが理解できない。 |
| 断面形状を考慮しない場合の材料選定 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮しない場合の材料選定が正確にできる。 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮しない場合の材料選定ができる。 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮しない場合の材料選定ができない。 |
| 断面形状を考慮した場合の材料選定 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮した場合の材料選定が正確にできる。 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮した場合の材料選定ができる。 | 材料特性チャートを用いて、断面形状を考慮した場合の材料選定ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
到達目標Ｃ 1
説明
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JABEE d-1
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教育方法等
概要:
機械や構造物に使われる材料は、材質とともに形状も併せ決定することが肝要である。ここではすでに学んだ材料関連の一連の知識を総合化し、各種機械・機器を設計する上で必要な形状と材料選定の関わりについて理解し、説明できるようになる。
授業の進め方・方法:
授業では提起された問題に対しモデル化する手法を学び、その知識を確実にするため、受講生が二つのケースについて具体例を選び、材料選定する手順について説明し、討論する。これまでに学んだ材料系の知識を再整理し、総合化する。学習シートは適宜配布する。
注意点:
この科目は学修単位科目のため、以下のような自学自修を必要とする。
事前学習として教科書の該当ページの予習 毎回1時間（計12時間）
ケーススタディ 18時間×2回（計36時間）
事後学習として、理解不足として指摘した箇所の復習 毎回1時間（計12時間）
最終成績＝毎回の授業における理解度（小テスト）20%＋2回のケーススタディ80%
ケーススタディ（その1）50%（パワーポイント資料40%＋質疑10%）
ケーススタディ（その2）30%（パワーポイント資料20%＋質疑10%）
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 |
オリエンテーション |
授業の概要、進め方、内容、到達目標ならびに評価方法について説明する。
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| 2週 |
設計プロセス
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書1〜16ページ |
三つの設計タイプに関する設計過程の概略を学び、材料選定との関わりを理解する（小テスト実施）。
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| 3週 |
各種工業材料とその性質のまとめ
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書17〜28ページ |
機械設計で重要となる種々の材料特性について知識を整理する（小テスト実施）。
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| 4週 |
各種材料特性のチャート
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書29〜62ページ |
材料特性を簡略でみやすい形にまとめた15種類のチャートの読みこなし方を理解する（小テスト実施）。
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| 5週 |
断面形状を考慮しない場合の材料選定/性能指標の導出手順
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書63〜80ページ |
拘束条件を用い、膨大な材料の中から対象を絞り込む性能指標の求め方を理解する（小テスト実施）。
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| 6週 |
目的に応じた性能指標
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書63〜80ページ |
代表的な５種類の設計目的に対し、性能指標の意味するところを理解し、把握する（小テスト実施）。
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| 7週 |
ケーススタディ（タイプライタのプリントヘッド）
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書96〜99ページ |
テキストに掲載されているケーススタディについて、その中から一つ選び、詳しく説明する。
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| 8週 |
ケーススタディ1
【ケーススタディ1（18時間）】 |
残りのケーススタディの中から受講生がそれぞれひとつずつ選び、検討した結果について説明し、討論する。
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| 4thQ |
| 9週 |
その他のケーススタディ
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書81〜148ページ |
受講生が選択しなかったケーススタディを全員で検討し、性能指標の求め方についてさらに理解を深める。
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| 10週 |
種々の標準問題に対する近似解法（付録A）
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書291〜321ページ |
種々の標準問題のモデル化手法を整理し、構成式ならびに近似式への理解を深める（小テスト実施）。
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| 11週 |
断面形状を考慮した場合の材料選定/形状因子
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書149〜157ページ |
種々の負荷様式に対し、剛性支配と強度支配下での形状因子の求め方を理解する（小テスト実施）。
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| 12週 |
形状を考慮した性能指標
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書157〜169ページ |
断面形状と材料特性を考慮した最適な性能指標の意味するところを理解し、把握する（小テスト実施）。
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| 13週 |
ケーススタディ（根太：木製か鋼製か？）
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書172〜176ページ |
テキストに掲載されているケーススタディについて、その中から一つ選び、詳しく説明する。
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| 14週 |
ケーススタディ2
【ケーススタディ2（18時間）】 |
残りのケーススタディの中から受講生がそれぞれひとつずつ選び、検討した結果について説明し、討論する。
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| 15週 |
材料のプロセッシングと設計
【事前・事後学習（各1時間）】 教科書189〜218ページ |
材料の種々の加工法について知識を整理した後、プロセス選定チャートの読みこなし方について、ケーススタディを交えつつ理解する。
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| 16週 |
まとめ |
これまでの授業のまとめを行う。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 5 | |
| 金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 5 | |
評価割合
| 小テスト | 資料1 | 発表1 | 資料2 | 発表2 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 20 | 40 | 10 | 20 | 10 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 20 | 40 | 10 | 20 | 10 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |