物理化学実験

科目基礎情報

学校	旭川工業高等専門学校	開講年度	令和02年度 (2020年度)
授業科目	物理化学実験
科目番号	0049	科目区分	専門 / 必修
授業形態	実験	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	物質化学工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	前期:4
教科書/教材	なし（プリントを補助教材とする）
担当教員	千葉 誠,兵野 篤

到達目標

1. 実験の基礎的原理・現象を理解し、実験・測定・分析を行い、実験ノート・実験レポートの作成ができる。
2. 目的に応じた分析方法の選択、分析条件の設定、一連のプロセスを理解し、データをもとに考察ができる。
3. 周囲の状況と自身の立場を照合し、自身の長所を活かすべく時宜を得た行動ができる。

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	実験の基礎的原理・現象を十分に理解し、実験・測定・分析を行い、十分な実験ノート・実験レポートの作成ができる。	実験の基礎的原理・現象を理解し、実験・測定・分析を行い、一定レベルの実験ノート・実験レポートの作成ができる。	実験の基礎的原理・現象を十分に理解できず、実験・測定・分析を行っても実験ノート・実験レポートの作成ができない。
評価項目2	分析方法の選択、分析条件の設定、一連のプロセスを理解し、データをもとにした考察が非常に良好である。	分析方法の選択，分析条件の設定、一連のプロセスの理解、データをもとにした考察ができる。	分析方法の選択、分析条件の設定、一連のプロセスの理解、データをもとにした考察ができない。
評価項目3	周囲の状況と自身の立場を照合し、自身の長所を活かすべく時宜を得た良好な行動ができる。	概ね、周囲の状況と自身の立場を照合し、自身の長所を活かすべく時宜を得た行動ができる。	周囲の状況と自身の立場を照合し、自身の長所を活かすべく時宜を得た行動ができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 物質化学工学科の教育目標 ① （化学及び生物分野の基礎的知識を，実験等を通して十分身に付けさせる。）

学習・教育到達度目標 本科の教育目標 ② （本科の教育目標 ② 若く新鮮な感性と実験・実習等を重視した体験学習により，豊かな創造力と行動力を養う。）

JABEE A-3 （基礎的実験・実習の技術を習得し，それを活用することができる。）

JABEE E-1 （共通的工学関連分野の基本的な知識を有し，さらに自主的・継続的に学習することができる。）

JABEE E-2 （チーム活動を通してメンバーの同意形成を図り，協調しながら一つの目的を成し遂げることができる。）

JABEE基準 (d) （当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力）

JABEE基準 (e) （種々の科学、技術及び情報を活用して社会の要求を解決するためのデザイン能力）

JABEE基準 (f) （論理的な記述力、口頭発表力、討議等のコミュニケーション能力）

JABEE基準 (g) （自主的、継続的に学習する能力）

JABEE基準 (h) （与えられた制約の下で計画的に仕事を進め、まとめる能力）

JABEE基準 (i) （チームで仕事をするための能力）

教育方法等

概要:

クラスを小グループに分割し、物理化学に関連した各種の実験を通じて、実験データから種々の物理化学的情報を抽出し理解するセンスを培う。

授業の進め方・方法:

物理化学に関する内容の実験を行い、観察・測定・データ解析等を通じて物理化学の概念の理解を深める。また、物理化学関連の基本的実験操作（熱測定、密度・粘度測定、濃度測定、電気化学測定など）を身につける。
下記授業計画はある小グループについて記載されたものであるので、順番は変更する可能性がある。

注意点:

実験に際しては、実験の内容および実験に関連した科目の内容を理解した上で行うこと。単に指示された実験操作をこなすだけに終始しないこと。実験メンバー間で協力し、よく討議することがのぞましい。
レポートは必ず期限までに提出すること。レポート作成の際には、(1) 指示された内容を欠くことなく記述したか、(2) 結果や考察をわかりやすく、論理的に矛盾なく説明したか、(3) 読みやすく簡潔な構成となっているか、(4) 正しい日本語を使った文章となっているか、など基本的なことに注意し、提出前によく検討すること。
特段の理由無く提出期限を過ぎたレポートは受理しない。全てのレポートが受理されていなければ単位を取得できないので十分気をつけること。
教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目の割合は、A-3（60%）【レポート：30％；試験：30％】、E-1（20%）【レポート：10％；試験：10％】、E-2（20%）【レポート：20％】とする。
総時間数90時間（自学自習30時間）
自学自習時間（30時間）は、日常の授業（60時間）のための予習復習時間、理解を深めるための演習課題の考察・解法の時間および試験の準備のための学習時間を総合したものとする。
評価については、合計点数が60点以上で単位修得となる。その場合、各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること、教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	実験の説明 レポートの作成について	実験に臨む姿勢、データ処理の仕方、安全管理、全テーマの概要について理解し、安全に実験を進めることができる。 実験レポート作成に際しての常識的事柄や注意点について理解し、それらを守ったレポートを作成することができる。
		2週	液体の密度と粘度	液体の密度測定および粘度測定の原理、方法を理解し、実際に測定を行うことができる。
		3週	溶解熱の測定	固体の溶解熱の測定結果から、化学変化に伴う熱の出入りについて理解できる。溶解度と溶解熱の関係がわかる。
		4週	実験結果のまとめ	実験結果を正確にまとめ、考察することができる。
		5週	ポリマーの分子量測定	ポリマー溶液の粘度から分子量を求める原理を理解し、実際に測定を行うことができる。
		6週	電池の起電力	半電池の組み合わせによる電池の起電力を測定できる。電極電位（単極電位）と起電力との関係がわかる。
		7週	実験結果のまとめ	実験結果を正確にまとめ、考察することができる。
		8週	一次反応速度	水溶液中での一次反応の速度を測定し、活性化エネルギーを決定できる。
	2ndQ
		9週	中和熱の測定	水溶液中での酸と塩基の中和熱の測定結果から、化学変化に伴う熱の出入りについて理解できる。
		10週	実験結果のまとめ	実験結果を正確にまとめ、考察することができる。
		11週	水溶液の分解電圧	水溶液の分解電圧を測定し、分解電圧に影響する要素を理解できる。分解電圧と過電圧の関係がわかる。
		12週	二成分混合物の状態図	二成分混合物の状態図を作成し、状態図に基づいて固相と液相の平衡関係を理解できる。
		13週	実験結果のまとめ	実験結果を正確にまとめ、考察することができる。
		14週	試験	実験で学んだ事項を活用することができる。
		15週	レポート講評、成績評価説明、実験室の清掃	レポートの書き方についてフィードバックすることができる。
		16週

評価割合

	技術・知識習得度（A-3）	達成度（E-1）	積極性・協調性（E-2）	合計
総合評価割合	60	20	20	100
基礎的能力	15	5	0	20
専門的能力	30	10	10	50
分野横断的能力	15	5	10	30