情報科学・工学実験Ⅰ

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 情報科学・工学実験Ⅰ
科目番号 0004 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 創造工学科(情報科学・工学系共通科目) 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 木下是雄 著「レポートの組み立て方」(筑摩書房),プリント教材・資料
担当教員 稲川 清,大西 孝臣,大橋 智志,杉本 大志

到達目標

1. 工学の多くが実験によって導かれていることを把握し,各実験テーマの内容および手順を正しく理解し,その重要性を認識できる.
2. 情報技術基礎,プログラミング等の授業で学習した内容について,実験・実習による実践的な理解を深めることができる.
3. 実験を通じて理解した内容とその実験結果をまとめ,適切な技術文書として記述することと,提出期限を意識したスケジュール管理ができる.また,適切なコミュニケーション能力を養うことができる.

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
【評価項目1】 工学の多くが実験によって導かれていることを把握し,各実験テーマの内容および手順を正しく理解し,その重要性を認識できる.各実験テーマにおける内容を十分理解し,正しい手順で実験を取り組み,その重要性を具体的に認識することができる.各実験テーマにおける内容を理解し,正しい手順で実験を取り組み,その重要性を認識することができる.各実験テーマにおける内容を理解することができず,手順通り実験を取り組むこともできず,その重要性を認識することができない.
【評価項目2】 情報技術基礎,プログラミング等の授業で学習した内容について,実験・実習による実践的な理解を深めることができる.各実験テーマにおける到達目標を十分達成し,実験で得た知識を詳細に説明できる.各実験テーマにおける到達目標を達成し,実験で得た知識を説明できる.各実験テーマにおけ各実験テーマにおける到達目標を達成できず,実験で得た知識を説明できない.
【評価項目3】 実験を通じて理解した内容とその実験結果をまとめ,適切な技術文書として記述することができる.また,適切なコミュニケーション能力を養うことができる.実験結果をまとめた技術文書の作成方法を学び実践することで,適切な技術文章の記述と提出期限を意識したスケジュール管理ができ,コミュニケーション能力も十分身についた.実験結果をまとめた技術文書の作成方法を学び実践することで,基礎的な技術文章の記述と提出期限を意識したスケジュール管理ができ,コミュニケーション能力も身につけた.実験結果をまとめた技術文書の作成方法を学べず,技術文章の記述および提出期限を意識したスケジュール管理ができない.また,コミュニケーション能力も身につかない.

学科の到達目標項目との関係

 Ⅰ 人間性  1 Ⅰ 人間性
 Ⅱ 実践性  2 Ⅱ 実践性
 Ⅲ 国際性  3 Ⅲ 国際性
 CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力  5 CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
 CP4 他者を理解・尊重し,協働できるコミュニケーション能力と人間力  7 CP4 他者を理解・尊重し,協働できるコミュニケーション能力と人間力
学習目標 Ⅰ 人間性
学習目標 Ⅱ 実践性
学習目標 Ⅲ 国際性
本科の点検項目 C(コミュニケーション) 日本語で記述,発表,討論するプレゼンテーション能力と国際的な場でのコミュニケーションをとるための語学力の基礎能力を身につける
本科の点検項目 C-ⅰ 自分の考えをまとめてプレゼンテーションできる
本科の点検項目 C-ⅲ 自分の考えをまとめてプレゼンテーションできる
学校目標 D(工学基礎) 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識と応用力を身につける
学科目標 D(工学基礎) 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識と応用力を身につける
本科の点検項目 D-ⅰ 数学に関する基礎的な問題を解くことができる
本科の点検項目 D-ⅲ 情報技術を利用できる
本科の点検項目 D-ⅳ 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識を専門分野の工学的問題解決に応用できる
学校目標 E(継続的学習) 技術者としての自覚を持ち,自主的,継続的に学習できる能力を身につける
本科の点検項目 E-ⅱ 工学知識,技術の習得を通して,継続的に学習することができる
学校目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける
学科目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける
本科の点検項目 F-ⅱ 実験,演習,研究を通して,課題を認識し,問題解決のための実施計画を立案・実行し,その結果を解析できる
本科の点検項目 F-ⅲ 専門とする分野の技術を実践した結果を工学的に考察して,期限内にまとめることができる
学校目標 I(チームワーク) 自身の専門領域の技術者とは勿論のこと,他領域の技術者ともチームを組み,計画的かつ円滑に仕事を遂行できる能力を身につける
学科目標 I(チームワーク) 自身の専門領域の技術者とは勿論のこと,他領域の技術者ともチームを組み,計画的かつ円滑に仕事を遂行できる能力を身につける
本科の点検項目 I-ⅰ 共同作業における責任と義務を認識し,計画的かつ円滑に仕事を遂行できる能力を身につける

教育方法等

概要:
本科目では,情報科学・工学系での実験をはじめて取り組むことになるため,実験の事前準備から実験報告書の提出までの一連の流れを自身で理解し,スケジュール管理できるようにする.
実験の内容は,ハードウェアとソフトウェアの実験に分かれている.ハードウェア実験では,計測機器の取扱い,簡単な回路設計と回路製作も含めて学び理解する.ソフトウェア実験では,与えられた仕様に基づき簡単なプログラムを作成し,デバック,テストを含めて学び理解する.また,実験報告書の作成を通じて基本的な技術的文書作成能力を身につける.
授業の進め方・方法:
ハードウェア実験は個人または2人1組の一斉実験となる.ソフトウェア実験は個人による一斉実験となる.基本的に1週で1つのテーマであるが,数週間で1つのテーマを実施する場合もある.説明と実験・実習・検討とドキュメンテーションを繰り返し,効果的に実験を進めるようにする.実施場所は2F工学基礎実験室,3F情報処理実習室となる.
注意点:
ハードウェア実験およびソフトウェア実験共に,実験当日には必要とされる実験ノート・関連教科書・関数電卓・作図用具一式,実験指導書等をまとめたポケットファイル等を用意すること.また,実験報告書提出の際には,実験指導書・実験ノート・筆記用具を必ず持参すること.期限までに実験報告書が提出できない場合には,指導教員に事前に連絡すること.実験に取り組む前には,実験指導書の熟読および関連内容の予習復習をおこなうこと.評価は,すべての実験に参加し,実験テーマごとに課す実験報告書すべてが提出され受理されていることが前提となる(なお,受理の要件については別途各テーマ担当教員より指示がある).

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

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験についてのガイダンス 実験の取組み方を理解できる.
2週 電気回路の基礎 電気回路を構成する電流,電圧,抵抗の3要素の働きと動作を理解できる.
3週 テスターによる測定 (1) 導通テスト,抵抗による分圧値を測定できる.
4週 テスターによる測定 (2) 抵抗値,合成抵抗値を測定できる.
5週 電圧計の内部抵抗 電圧測定における内部抵抗の影響を理解できる.
6週 グラフの作成 均一方眼,片対数方眼のグラフを作成できる.
7週 グラフの作成 均一方眼,片対数方眼のグラフを作成できる.
8週 予備実験・報告書執筆指導 適切な技術文書としての実験報告書の執筆ができる.
2ndQ
9週 予備実験・報告書執筆指導 適切な技術文書としての実験報告書の執筆ができる.
10週 オシロスコープによる直流電圧の測定 オシロスコープの基本的操作法,直流電圧の測定ができる.
11週 ダイオードの直流特性 スイッチングダイオードの直流特性を理解することができる.
12週 ダイオードの直流特性 スイッチングダイオードの直流特性を理解することができる.
13週 ダイオード論理回路 ダイオード論理回路の動作を理解することができる.
14週 ダイオード論理回路 ダイオード論理回路の動作を理解することができる.
15週 予備実験・報告書執筆指導 適切な技術文書としての実験報告書の執筆ができる.
16週
後期
3rdQ
1週 マイコン (1) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
2週 マイコン (2) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
3週 マイコン (3) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
4週 マイコン (4) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
5週 マイコン (5) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
6週 マイコン (6) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
7週 マイコン (7) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
8週 マイコン (8) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
4thQ
9週 マイコン (9) マイコンボードのハードウェアとピンアサインの概要,またスイッチなどからの外部入力を理解し,簡単な制御プログラムを作成・実行できる.
10週 予備実験・報告書執筆指導 適切な技術文書としての実験報告書の執筆ができる.
11週 プログラム作成 (1) ・与えられた仕様に従うフローチャートを作成できる.
・作成したフローチャートに従い,C言語によるプログラム作成,デバッグ,実行テストを遂行できる.
12週 プログラム作成 (1) ・与えられた仕様に従うフローチャートを作成できる.
・作成したフローチャートに従い,C言語によるプログラム作成,デバッグ,実行テストを遂行できる.
13週 プログラム作成 (2) ・与えられた仕様に従うフローチャートを作成できる.
・作成したフローチャートに従い,C言語によるプログラム作成,デバッグ,実行テストを遂行できる.
14週 プログラム作成 (2) ・与えられた仕様に従うフローチャートを作成できる.
・作成したフローチャートに従い,C言語によるプログラム作成,デバッグ,実行テストを遂行できる.
15週 予備実験・報告書執筆指導 適切な技術文書としての実験報告書の執筆ができる.
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(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)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。2前1,前2,前3,前4,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
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4,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後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1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
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6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,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2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,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2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,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。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,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,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
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1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
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1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。3後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
専門的能力分野別の専門工学情報系分野プログラミング代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
変数の概念を説明できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
データ型の概念を説明できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
与えられたソースプログラムを解析し、プログラムの動作を予測することができる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
主要な言語処理プロセッサの種類と特徴を説明できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
プログラミング言語は計算モデルによって分類されることを説明できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
主要な計算モデルを説明できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを実装できる。1後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
その他の学習内容オームの法則、キルヒホッフの法則を利用し、直流回路の計算を行うことができる。3前4,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。3前13,前14,前15,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
少なくとも一つの具体的なコンピュータシステムについて、起動・終了やファイル操作など、基本的操作が行える。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
少なくとも一つの具体的なオフィススイート等を使って、文書作成や図表作成ができ、報告書やプレゼンテーション資料を作成できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
少なくとも一つのメールツールとWebブラウザを使って、メールの送受信とWebブラウジングを行うことができる。3
分野別の工学実験・実習能力情報系分野【実験・実習能力】情報系【実験・実習】与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
フローチャートなどを用いて、作成するプログラムの設計図を作成することができる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
問題を解決するために、与えられたアルゴリズムを用いてソースプログラムを記述し、得られた実行結果を確認できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
与えられた仕様に合致した組合せ論理回路や順序回路を設計できる。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
基礎的な論理回路を構築し、指定された基本的な動作を実現できる。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
論理回路などハードウェアを制御するのに最低限必要な電気電子測定ができる。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後15
標準的な開発ツールを用いてプログラミングするための開発環境構築ができる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様にあったソフトウェア(アプリケーション)を構築するために必要なツールや開発環境を構築することができる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。2後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能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。2前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
事実をもとに論理や考察を展開できる。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性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。2前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
目標の実現に向けて計画ができる。2
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。2
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。2
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。2前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。2
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。2
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。2
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。2
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。2
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。2
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2
法令やルールを遵守した行動をとれる。2
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。2
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。2
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。2
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。2
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。2
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。3後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15

評価割合

レポート合計
総合評価割合100100
基礎的能力4040
専門的能力4040
分野横断的能力2020