概要:
これまでに座学で学んできた理論や法則を実験検証する.理論と実験の違いを認識し,原因追求のための思考力や問題解決力を身に付ける.以下に具体的な学習・教育目標を示す.
授業の進め方・方法:
授業の基本的な流れは,実験,実技試験またはレポート提出の順である.いずれの実験テーマも必ず予習してくること.
(事前準備の学習)実験を含むこれまでの学習について,電気・電子回路を中心に復習しておくこと
英語導入計画:Technical terms
注意点:
実験に関連する分野は,2年のディジタル回路,3年の電気回路,電子回路である.実験日には,関数電卓や該当テーマに関する教科書の持参を勧める.またノートパソコンを持参すると効率よく実験を遂行できる.計測データを保存するためにUSBメモリが必要となる場合がある.
授業の内容を確実に身につけるために,予習・復習が必須である.
未提出レポートが1件でもある場合には単位を与えない.
成績評価,進級及び卒業に関する内規 第19条4項(別表1)に該当する科目
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
安全教育,レポート執筆要領,オームの法則の実験 (ALレベルB) |
電気を扱う上での注意点について理解する.実験レポートに着手できる.基礎的な実験を行うことができる.
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2週 |
レポート執筆指導1 (ALレベルC) |
各自で執筆したレポートをもとに,改善点を把握できる.
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3週 |
レポート相互添削 (ALレベルB) |
各自で執筆したレポートを学生相互に添削し,ブラッシュアップを行える.
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4週 |
レポート執筆指導2 (ALレベルC)(実験スキル1の計測) |
執筆指導1および相互添削の結果をもとに,十分な質のレポートを執筆できる.
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5週 |
計測器の使用法と計測理論 (ALレベルB) |
電子回路実験に用いる計測器の原理を理解し,操作できる.
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6週 |
A-D/D-A変換 (ALレベルB) |
信号計測の基本となるA-D変換および信号復元の基本となるD-A変換について基本原理を理解できる.
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7週 |
R, C, Lのインピーダンス測定 (ALレベルB) |
受動素子のインピーダンス計測手法を理解する.
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8週 |
R, C, Lのインピーダンス測定 (ALレベルB) |
受動素子のインピーダンスについて,周波数特性を理解する.
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2ndQ |
9週 |
ホイートストンブリッジを用いた未知抵抗の測定 (ALレベルB) |
ホイートストンブリッジの動作を理解し,未知の抵抗器について抵抗値を測定できる.
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10週 |
ウィーンブリッジを用いた未知容量の測定 (ALレベルB) |
ウィーンブリッジの動作を理解し,未知の容量性素子について静電容量を測定できる.
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11週 |
ダイオードブリッジを用いた整流回路 (ALレベルB) |
ダイオードブリッジの動作を理解し,整流回路を作成し計測できる.
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12週 |
ブリッジ回路のまとめ (ALレベルB) |
これまでに扱ったブリッジ回路について,原理を十分に理解し他者に説明できる.
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13週 |
ディジタル回路1 (ALレベルB) |
NOT, AND, OR, シュミットトリガインバータについて,動作および用途を理解できる.
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14週 |
ディジタル回路2 (ALレベルB)(実験スキル1の計測) |
標準形を用いて論理回路を表現でき,実装できる.
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15週 |
前期のまとめ |
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
トランジスタの特性 (ALレベルB) |
トランジスタの特性を説明できる.
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2週 |
エミッタ接地増幅回路 (ALレベルB) |
トランジスタによる増幅作用を理解し,エミッタ接地増幅回路を設計することができる.
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3週 |
オペアンプ 1 増幅回路 (ALレベルB) |
オペアンプを用いて非反転増幅回路を実装できる.
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4週 |
オペアンプ 2 増幅回路 (ALレベルB) |
オペアンプを用いる反転増幅回路、非反転増幅回路の動作と理想オペアンプとの違いを考察できる.
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5週 |
実技試験 (ALレベルB)、(実験スキル2の計測) |
ブレッドボードを用いて回路図通りに回路を実装できる.
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6週 |
自由製作1 (ALレベルB) |
適切なテーマを設定し,計画を立案できる.
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7週 |
自由製作2 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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8週 |
自由製作3 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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4thQ |
9週 |
自由製作4 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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10週 |
自由製作5 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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11週 |
自由製作6 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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12週 |
自由製作7 (ALレベルB) |
グループで協力しながら製作を進めることができる.
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13週 |
自由製作8 (ALレベルB) |
適切な発表資料を作成できる.
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14週 |
自由製作9 (ALレベルB) |
わかりやすい発表を行うことができる.
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15週 |
まとめ |
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16週 |
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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 | 自然科学 | 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | |
安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前4 |
有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
工学基礎 | 工学実験技術 | 工学実験技術 | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | 前2 |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前15 |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | 前3 |
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。 | 3 | 前7,前9,前12,前14,後3,後5,後15 |
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。 | 3 | 前7,前9,前12,前14,後3,後5,後15 |
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | 前7,前9,前12,前14,後3,後5,後15 |
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。 | 3 | 前7,前9,前12,前14,後3,後5,後15 |
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | 前1 |
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。 | 3 | 前2,前6,前8,前10,前11,前13,後1,後2,後4,後6 |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | 前2,前6,前8,前10,前11,前13,後1,後2,後4,後6 |
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 | 前4,前7,前9,前12,前14,後3,後5,後15 |
専門的能力 | 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) | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 3 | 前2 |
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 3 | 前2 |
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 3 | 前2 |
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。 | 3 | 前1 |
キルヒホッフの法則を適用し、実験結果を考察できる。 | 3 | 前6 |
分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。 | 3 | 前6 |
ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。 | 1 | |
重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。 | 2 | 前6 |