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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
設計のコンセプト
設計計算書を配り，設計課題を説明する．
歯車，軸，胴巻，軸受，ブレーキ（つめ車），キャリー部，モーターから構成すること．
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機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
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| 2週 |
歯車減速機構の構造理解
設計する３段歯車減速機の構造を理解する.
前年度の作品の内部構造をポンチ絵で起こして，設計計画書を読み，授業の概要をイメージする. |
機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
部品のスケッチ図を書くことができる。
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| 3週 |
２D-CAD
減速比からウインチ車の寸法を計算し，構造が構造を改良し，2DCADで示す． |
機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
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| 4週 |
2D計算から10kgを持ち上げるために必要なキャリー構造を考える．
階段を上るための方法を考える． |
機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
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| 5週 |
ハウジングのデザインについて検討する．意匠，特許等を含む独自のデザインを設計すること. |
機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
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| 6週 |
減速比からどれだけのトルクを作り出せるか計算し，巻き上げる重りを想定し，強度計算を行っていく.
3Dプリンタの使用方法を学習し，他者とスケジュール調整をしながら，使用すること。なお，独占して使用しないこと.
歯車にキー溝を入れて各1個３Dプリンタで打ち出す。 |
機械設計の方法を理解できる。
標準規格の意義を理解できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。
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| 7週 |
C言語プログラムによって設計計算を行う。3DCADで作成した歯車と軸の嵌め合いを求める。 |
ＣＡＤシステムの役割と構成を説明できる。
数値計算の基礎が理解できる
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| 8週 |
ギア比の計算から行い、歯車強度計算を行う。3DCADの公差を考慮して設計公差を入れる。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ギア比の計算から行い、歯車強度、軸強度計算を行う． |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
軸の種類と用途を理解できる。
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 10週 |
軸強度が計算できたら、想定面ごとに曲げモーメントを求める。
歯車にキー溝を入れて個人ごとに３Dプリンタで試し打ちを行う。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
軸の種類と用途を理解できる。
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 11週 |
計算したモーメントから軸の危険断面を調べ、EXCELでBMDを図式化する。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
軸の種類と用途を理解できる。
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 12週 |
プログラムとExcelによって求めた計算から，設計計画書を編集する。
3Dプリンタで歯車と軸とキーを製作する。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
軸の種類と用途を理解できる。
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 13週 |
当初配布された設計計画書をひな形として、括弧の数値を修正していく。
ベアリングの計算を行う。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
軸の種類と用途を理解できる。
軸の強度、変形、危険速度を計算できる。
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| 14週 |
設計変更への適応力を養うため、設計変更を行い、計算しなおす。
歯車と軸の計算ができれば、軸受けの計算をする。 |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
滑り軸受の構造と種類を説明できる。
転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。
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| 15週 |
プログラムとExcelから設計計画書の計算部分を完成させる。
班の軸と歯車を3Dプリンタで作成する |
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
滑り軸受の構造と種類を説明できる。
転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
知的財産権の活用
特許庁と弁理士会の派遣授業を活用し，特許と意匠を学習する.その知識を活かし，internet検索する。 |
技術者を目指す者として、知的財産に関する知識（関連法案を含む）、技能、態度を身につける。
知的財産の社会的意義や重要性を技術者として理解し、知的創造サイクルを支えることができる。
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| 2週 |
電動ウインチカーにデザインを適用する．評価は件数と企業の資本金総額で行い，設計報告書に記載する． |
技術者を目指す者として、知的財産に関する知識（関連法案を含む）、技能、態度を身につける。
知的財産の社会的意義や重要性を技術者として理解し、知的創造サイクルを支えることができる。
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| 3週 |
3D-CAD
設計計算書に基づき，歯車，軸，軸受け，ハウジングの設計を３DーCADで行う。 |
ＣＡＤシステムの役割と構成を説明できる。
ＣＡＤシステムの基本機能を理解し、利用できる。
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
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| 4週 |
ビジネスモデル
設計計算書に基づき，販売計画を立てる。 |
ＣＡＤシステムの役割と構成を説明できる。
ＣＡＤシステムの基本機能を理解し、利用できる。
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
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| 5週 |
３D-print
量産計画，製造工程を決定し，コピー機を製造する． |
ＣＡＤシステムの役割と構成を説明できる。
ＣＡＤシステムの基本機能を理解し、利用できる。
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。
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| 6週 |
ハウジングの強度計算をCAEで行い，所定の安全率を満たす構造にする。
公差を考慮してハウジングを3Dプリンタで作成する。 |
ＣＡＤシステムの基本機能を理解し、利用できる。
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| 7週 |
解析結果は設計報告書に記載する.
歯車とハウジングは3Dプリンタで随時打ち出して構造を決定する． |
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。
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| 8週 |
軸は所定の方法で加工し，キー溝を設け，伝達動力が発揮されるようにする. |
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
3D設計の概略ができた時点で，設計仕様の変更を与えるので，変更に適用した設計をし直すこと. |
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。
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| 10週 |
ギアボックスを連結させ，入力軸から定格回転数を与え，出力軸の減速精度を求める |
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。
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| 11週 |
連結させる方法を検討し、デモンストレーションできるようにする。 |
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの部品図と組立図を作成できる。
情報技術の進展が社会に及ぼす影響、及び個人情報保護法、著作権などの法律との関連について理解できる。
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| 12週 |
１）減速比を設定し，精度を求める実験を行う
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連結させたギアボックスのギア比を確認し、設計通りの製作ができたか相互評価する。
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| 13週 |
２）より大きなトルクをかけられるか検討する。
・ウエイトを巻き上げる試技を行う
・試技を行い，合計のウエイトを競う |
力の表し方が理解できたか。
設計通りの製作ができたか、公開し、相互評価を行う。
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| 14週 |
設計計算の吟味と構造の検査を行い，設計報告書を完成させる。 |
技術者倫理が必要とされる社会的背景や重要性を理解し、社会における技術者の役割と責任を説明できる。
説明責任、内部告発、製造物責任、リスクマネジメントなど、技術者の行動に関する基本的事項を理解し、説明できる。
技術者を目指す者として、社会での行動規範としての技術者倫理を理解し、問題への適切な対応力（どうのように問題を捉え、考え、行動するか）を身に付けて、課題解決のプロセスを実践できる。
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。
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| 15週 |
５分間のPRビデオを作成し，それを含めてpptで設計内容をプレゼンし，デザイン，強度，チームワークで相互評価を行う． |
社会性、社会的責任、コンプライアンスが強く求められている時代の変化の中で、技術者として信用失墜の禁止と公益の確保が考慮することができる。
技術者を目指す者として持続可能な開発を通じて全ての人々が安心して暮らせる未来を実現するために配慮することができる。
技術者を目指す者として、さまざまな課題に力を合わせて取り組んでいくことができる。
情報の意味と情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を理解し活用できる。
論理演算と進数変換の仕組みを理解し、演算できる。
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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 | 工学基礎 | 技術者倫理 | 技術者倫理 | 説明責任、製造物責任、リスクマネジメントなど、技術者の行動に関する基本的な責任事項を説明できる。 | 3 | 後5,後14 |
| 現代社会の具体的な諸問題を題材に、自ら専門とする工学分野に関連させ、技術者倫理観に基づいて、取るべきふさわしい行動を説明できる。 | 3 | |
| 技術者倫理が必要とされる社会的背景や重要性を認識している。 | 3 | |
| 社会における技術者の役割と責任を説明できる。 | 3 | |
| 情報技術の進展が社会に及ぼす影響、個人情報保護法、著作権などの法律について説明できる。 | 3 | 後11 |
| 高度情報通信ネットワーク社会の中核にある情報通信技術と倫理との関わりを説明できる。 | 3 | 後11 |
| 環境問題の現状についての基本的な事項について把握し、科学技術が地球環境や社会に及ぼす影響を説明できる。 | 3 | 後4,後5 |
| 環境問題を考慮して、技術者としてふさわしい行動とは何かを説明できる。 | 3 | |
| 国際社会における技術者としてふさわしい行動とは何かを説明できる。 | 3 | 前2,後4,後5 |
| 知的財産の社会的意義や重要性の観点から、知的財産に関する基本的な事項を説明できる。 | 3 | 後4,後5 |
| 知的財産の獲得などで必要な新規アイデアを生み出す技法などについて説明できる。 | 3 | 後4,後5 |
| 技術者の社会的責任、社会規範や法令を守ること、企業内の法令順守(コンプライアンス)の重要性について説明できる。 | 3 | 後12 |
| 技術者を目指す者として、諸外国の文化・慣習などを尊重し、それぞれの国や地域に適用される関係法令を守ることの重要性を把握している。 | 3 | 後12 |
| 全ての人々が将来にわたって安心して暮らせる持続可能な開発を実現するために、自らの専門分野から配慮すべきことが何かを説明できる。 | 3 | 後12,後15 |
| 技術者を目指す者として、平和の構築、異文化理解の推進、自然資源の維持、災害の防止などの課題に力を合わせて取り組んでいくことの重要性を認識している。 | 3 | 後12,後15 |
| 科学技術が社会に与えてきた影響をもとに、技術者の役割や責任を説明できる。 | 3 | |
| 科学者や技術者が、様々な困難を克服しながら技術の発展に寄与した姿を通し、技術者の使命・重要性について説明できる。 | 3 | |
| 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を活用できる。 | 3 | |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | |
| 個人情報とプライバシー保護の考え方についての基本的な配慮ができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 設計製図 | 図面の役割と種類を適用できる。 | 4 | |
| 製図用具を正しく使うことができる。 | 4 | |
| 線の種類と用途を説明できる。 | 4 | |
| 物体の投影図を正確にかくことができる。 | 4 | |
| 製作図の書き方を理解し、製作図を作成することができる。 | 4 | 前11 |
| 公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。 | 4 | 前12 |
| 部品のスケッチ図を書くことができる。 | 4 | 前2,前12 |
| CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。 | 5 | 前8,後1,後6 |
| ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの機械要素の図面を作成できる。 | 5 | 前6,前8 |
| 歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプ、ねじジャッキなどを題材に、その主要部の設計および製図ができる。 | 5 | 前5,前8,前12,前13,前15,後14 |
| 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前10,後12 |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 5 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前10,後12 |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 5 | |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 4 | 前13 |
| ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 4 | 前13 |
| ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | 前13 |
| 軸の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | 前6,前10,前11,前12,前13 |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | 前10,前11,前12,前13,前14 |
| キーの強度を計算できる。 | 4 | 前11,前12,前14 |
| 軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | 前11,前12,前15,後12 |
| 滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 4 | 前6,前7,前14,前15,後1 |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | 前14,前15,後1 |
| 歯車の種類、各部の名称、歯型曲線、歯の大きさの表し方を説明できる。 | 4 | 前2,前9 |
| すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。 | 4 | 前2,前9 |
| 標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。 | 4 | 前2,前3,前9 |
| 標準平歯車について、歯の曲げ強さおよび歯面強さを計算できる。 | 4 | 前3,前9,後12 |
| 歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 4 | 前3,前9,後12 |
| 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | 後13 |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | 後13 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 後13 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前4,前6 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前4,前6 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 5 | |
| 引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | |
| ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 4 | |
| 丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 | 4 | |
| 軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 | 4 | |
| はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 4 | |
| はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。 | 4 | |
| 曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 4 | |
| 各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 4 | |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |
| 計測制御 | 演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。 | 4 | |
| 算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。 | 4 | |
| データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。 | 4 | |
| 条件判断プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | コミュニケーションスキル | コミュニケーションスキル | 他者の意見を聞き合意形成することができる。 | 4 | |
| 合意形成のために会話を成立させることができる。 | 4 | |
| グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。 | 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。 | 3 | |
| 情報発信にあたっては、発信する内容及びその影響範囲について自己責任が発生す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。 | 4 | |
| 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。 | 5 | |
| 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 | |
| 複数の情報を整理・構造化できる。 | 3 | |
| 特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。 | 3 | |
| 課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | |
| グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。 | 3 | |
| どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | |
| 適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 3 | |
| 事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 基盤的資質・能力 | 自己理解 | 自己理解 | 周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。 | 3 | |
| 自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。 | 3 | |
| 目標の実現に向けて計画ができる。 | 3 | |
| 目標の実現に向けて自らを律して行動できる。 | 3 | |
| 日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。 | 4 | |
| 社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。 | 5 | |
| チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。 | 6 | |
| チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。 | 5 | |
| 当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。 | 6 | |
| チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。 | 4 | |
| リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。 | 4 | |
| 適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。 | 5 | |
| リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている | 5 | |
| 法令やルールを遵守した行動をとれる。 | 3 | |
| 他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。 | 3 | |
| 技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。 | 3 | |
| 自身の将来のありたい姿(キャリアデザイン)を明確化できる。 | 3 | |
| その時々で自らの現状を認識し、将来のありたい姿に向かっていくために現状で必要な学習や活動を考えることができる。 | 3 | |
| キャリアの実現に向かって卒業後も継続的に学習する必要性を認識している。 | 3 | |
| これからのキャリアの中で、様々な困難があることを認識し、困難に直面したときの対処のありかた(一人で悩まない、優先すべきことを多面的に判断できるなど)を認識している。 | 3 | |
| 高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業や大学等でどのように活用・応用されるかを説明できる。 | 3 | |
| 企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。 | 3 | |
| 企業人としての責任ある仕事を進めるための基本的な行動を上げることができる。 | 3 | |
| 企業における福利厚生面や社員の価値観など多様な要素から自己の進路としての企業を判断することの重要性を認識している。 | 2 | |
| 企業には社会的責任があることを認識している。 | 4 | |
| 企業が国内外で他社(他者)とどのような関係性の中で活動しているか説明できる。 | 2 | |
| 企業活動には品質、コスト、効率、納期などの視点が重要であることを認識している。 | 5 | |
| 社会人も継続的に成長していくことが求められていることを認識している。 | 2 | |
| 技術者として、幅広い人間性と問題解決力、社会貢献などが必要とされることを認識している。 | 3 | |
| 技術者が知恵や感性、チャレンジ精神などを駆使して実践な活動を行った事例を挙げることができる。 | 5 | |
| 高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。 | 3 | |
| 企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。 | 3 | |
| コミュニケーション能力や主体性等の「社会人として備えるべき能力」の必要性を認識している。 | 3 | |
| 創造性・デザイン能力 | 創造性 | 創造性 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 3 | |
| 公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。 | 3 | |
| 要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 3 | |
| 課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。 | 6 | |
| 提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。 | 5 | |
| 経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 4 | |