到達目標
1 固体材料の結晶構造と欠陥、アモルファス、電子構造について、その要点を説明できる。
2 固体材料物性として、電気的性質、磁気的性質、光学的性質、機械的性質、熱的性質とサイズ効果について、その要点を説明できる。
3 固体材料の反応や相転移について、その要点を説明できる。
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 | 固体材料の結晶構造と欠陥、アモルファス、電子構造について詳細に説明できる。 | 固体材料の結晶構造と欠陥、アモルファス、電子構造についてその要点を説明できる。 | 固体材料の結晶構造と欠陥、アモルファス、電子構造について説明できない。 |
評価項目2 | 固体材料物性として、電気的性質、磁気的性質、光学的性質、機械的性質、熱的性質とサイズ効果について詳細に説明できる。 | 固体材料物性として、電気的性質、磁気的性質、光学的性質、機械的性質、熱的性質とサイズ効果についてその要点を説明できる。 | 固体材料物性として、電気的性質、磁気的性質、光学的性質、機械的性質、熱的性質とサイズ効果について説明できない。 |
評価項目3 | 固体材料の反応や相転移について詳細に説明できる。 | 固体材料の反応や相転移について、その要点を説明できる。 | 固体材料の反応や相転移について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
金属、セラミックス、ガラスなどの素材をもとに、電子材料、光エレクトロニクス材料、生体材料、センサーなど多くの機能性材料が生み出されてきた。材料について学ぶことは全ての工学分野の基盤であり、ある意味、材料なくして工学自体が存在できないという位重要な分野である。
本講義では、材料の「構造」・「物性」・「反応」の3つについて、基礎の固体化学を学ぶ。
SDGs:9産業と技術革新の基盤をつくろう に対応
授業の進め方・方法:
講義を中心とする。授業時間外学習として、配布プリント内の課題、および各授業時間内容の確認テストを実施する。
注意点:
テスト80%,と配布プリント(課題含む)10%、確認テスト10%で評価する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
オリエンテーション 結晶構造 不完全な構造 |
本授業の概要と注意点の説明 結晶構造にはどのようなものがあるかを説明できる。 不完全な構造にはどのようなものがあるかを説明できる。
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2週 |
電子構造 |
分子軌道法、バンド理論で電子構造を説明できる。
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3週 |
電気的性質(1)導電性 |
導体、半導体、絶縁体の違いをバンド理論で説明できる。 超電導体の特性と応用を説明できる
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4週 |
電気的性質(2)誘電性 |
誘電性、圧電性の原理を説明できる
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5週 |
磁気的性質 |
磁性の発現機構と磁性体の種類を説明できる
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6週 |
光学的性質 |
光ファイバーとレーザなどの発光素子について説明できる
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7週 |
機械的性質
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材料の変形と硬度について説明できる
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8週 |
中間試験 |
1~7週の内容の修得状況を確認する。
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2ndQ |
9週 |
試験返却 熱的性質 |
1~7週の内容のうち、修得できていないところを把握する。 材料の熱伝導と熱膨張について説明できる。
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10週 |
ナノ物質とサイズ効果 |
物質をナノサイズとすることによる様々な効果を説明できる。
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11週 |
結晶化反応
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結晶核の生成と成長について説明できる。
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12週 |
相転移反応 |
相転移における平衡状態図の利用と、相転移を利用した材料強化を説明できる。
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13週 |
拡散過程と拡散律速反応 固相の反応 |
材料中の原子やイオンの拡散と焼結について説明できる。
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14週 |
無機固体の合成 |
いくつかの無機固体の合成方法を説明できる。
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15週 |
期末試験 |
9~14週の内容の修得状況を把握する。
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16週 |
試験返却 本科目のまとめ |
9~14週の内容のうち、修得できていないところを把握するとともに、本科目全体を総括できる。
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |