エンジニアリングデザイン

科目基礎情報

学校 秋田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 エンジニアリングデザイン
科目番号 0041 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 物質工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 いかにして実験をおこなうか G.L.Squires 著 重川・山下他訳 丸善出版/(参考書)はじめての計測工学 改訂第2版 南・木村・荒木著 講談社 (参考書)Excelではじめる数値解析 伊津野・酒井著 森北出版
担当教員 丸山 耕一

到達目標

1. 計測器の性能を理解したうえで、計測データの精度や誤差を評価することができる。
2. 計測誤差の特徴を理解したうえで、直接測定や間接測定の誤差を計算できる。
3. 実験器具とこれを用いた測定法を選択できる。
4. 実験における論理を理解した上で測定できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
評価項目1計測器の性能を理解したうえで、計測データの誤差の原因を議論できる。計測データの誤差の種類と、誤差を小さくする方法がわかる。計測データの誤差の種類と、誤差を小さくする方法がわからない。
評価項目2誤差の小さい計測法を提案でき、計測したデータの信頼性を議論できる。直接測定における誤差、間接測定における誤差の計算ができる。直接測定における誤差、間接測定における誤差の計算ができない。
評価項目3卒業研究等における与えられた課題に対して、実験器具とこれを用いた測定法を選択できる。実験器具とこれを用いた測定法の選択を意識できる。実験器具とこれを用いた測定法の選択を意識できない。
評価項目4卒業研究等における与えられた課題に対して、実験における論理を意識した測定をできる。実験における論理を意識した測定例を理解できる。実験における論理を意識した測定例を理解できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
計測技術は、物理学、化学、生物学などの基礎知識の複合化や融合化を基礎になりたっており、技術融合の典型例でもある。技術開発や研究は、実験科学の上に成り立っている。常に目的を見据えて計画をたて、測定や解析の正しさを確認しながら実験を行うための基本的な心構えを学び、将来技術者としての活用はもちろん、基礎研究や卒業研究等の実験で、実践できる能力を養うことを目標とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
内容に応じて、講義、演習の形式とする。課題の提出をもとめることがある。試験結果の平均点が合格点に達しない場合,再テストを行うことがある。
注意点:
到達度試験の結果を80%,レポート(欠課措置を含む)を20%の比率で評価する。
総合評価 =(到達度試験(後期中間)評価点+到達度試験(後期末)評価点)/2 合格点は60点である。
(授業を受ける前)有効数字や、解析に用いるデータの実験原理を復習しておくことが望ましい。
(授業を受けた後)技術者として、研究者として、広く実験に関わり、計測および結果の解析と評価に関わる上で、データの解析や処理の概念をどのように実践に結びつけるかのセンスを磨くように学習することを望む。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 授業ガイダンス・計測工学の領域 授業の進め方と評価の仕方について説明する。計測工学の学問領域を導入する。
2週 計測と技術史 計測原理や計測器の製造が、技術融合によって成り立っていることを説明できる。
3週 計測器の性能 計測器を供給する側と使用する側で機器性能を共有できる。
4週 計測の誤差とは はかる際の誤差の2種類の存在とその原因がわかり、低減法を提案できる。
5週 誤差の取扱い 平均値と標準誤差、ガウス分布の意味がわかる。
6週 誤差の伝播 関数関係をもつ物理量の最大誤差が計算できる。
7週 さらにすすんだ誤差の取り扱い 最小二乗法やデータの重みづけが実践できる。
8週 到達度試験(後期中間)
試験の解説と解答
上記項目について学習した内容の理解度を確認する。
到達度試験の解説と解答
9週 実験器具と方法(1) 定規やマイクロメータを例に測定誤差が何に起因するかをわかる。
10週 実験器具と方法(2) 長さの測定における方法の選択と温度の影響を理解した上での測定ができる。
11週 実験器具と方法(3) 周波数測定におけるうなりの活用と、負帰還増幅器の有効性をわかる。
12週 実験の論理(1) 器具の対称性と測定の順序により測定誤差の低減を図れる。
13週 実験の論理(2) 意図的な条件の変化による意図しない条件の変化、信号のドリフトやばらつきを考慮した上で測定できる。
14週 実験の論理(3) 相対測定、零位法という測定の重要な概念を理解した上で測定できる。
15週 到達度試験(後期末) 上記項目について学習した内容の理解度を確認する。
16週 試験の解説と解答、授業アンケート 到達度試験の解説と解答、本授業のまとめ、および授業アンケート

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合8020100
知識の基本的な理解501060
思考・推論・創造への適用力10010
汎用的技能20020
総合的な学習経験と創造的思考力01010