基礎工学実験

科目基礎情報

学校	秋田工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	基礎工学実験
科目番号	0005	科目区分	専門 / 必修
授業形態	実験	単位の種別と単位数	履修単位: 3
開設学科	創造システム工学科（電気・電子・情報系）	対象学年	2
開設期	通年	週時間数	3
教科書/教材	「基礎工学実験」秋田高専／「Ｃ言語によるプログラミング基礎編第3版」内田智史 監修(オーム社)
担当教員	菅原 英子,佐藤 貴紀

到達目標

１．C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
２．基本的な指示計器の動作原理が分かり，取扱いができる。
３．実験を通して，電気回路の基礎理論や各種センサを用いたロボット制御についてより実践的に理解できる。
４．データ処理法，結果に対して考察し，レポート作成ができる。
５．実験内容について分かりやすく発表でき，質問にも適切に答えられる。　

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	C言語の基礎的な文法を理解し，自分なりにアルゴリズムを考えてプログラミングができる。	C言語の基礎的な文法を理解し，アルゴリズムの助言を得てプログラミングができる。	C言語の基礎的な文法の理解が不十分で，プログラミングができない。
評価項目2	基本的な指示計器の動作原理が分かり，安全や手順を考慮して取扱いができる。	基本的な指示計器の動作原理が分かり，取扱いができる。	基本的な指示計器の動作原理の理解が不十分で，取扱いができない。
評価項目3	実験を通して，電気回路の基礎理論や各種センサを用いたロボット制御についてより実践的に理解でき，考察へ応用できる。	実験を通して，電気回路の基礎理論や各種センサを用いたロボット制御についてより実践的に理解できる。	実験を通して，電気回路の基礎理論や各種センサを用いたロボット制御についての理解が不十分である。
評価項目4	結果に対して論理的に考察し，レポート作成ができる。	結果に対して考察し，レポート作成ができる。	結果に対して考察が不十分であり，レポート作成ができない。
評価項目5	実験内容について分かりやすく発表でき，質問にも適切に答えられる。	実験内容について発表でき，質問にも答えられる。	実験内容について発表できず，質問にも答えられない。

学科の到達目標項目との関係

(C)専門知識の充実 C-2

(D)コミュニケーション能力 D-1

教育方法等

概要:

基本的指示，観測計器を用い，実際に実験することで，電気基礎理論の内容をより深く理解すると共に，使用した基本的な電気計器の動作原理および取り扱い，基礎的なプログラミング能力を修得し，レポート作成能力およびプレゼンテーション技術を育成する。

授業の進め方・方法:

実験形式で行い，最後に実験発表を行う。テーマ毎にレポートの提出を求める。

注意点:

合格点は50点である。プログラミング演習(30%)，各テーマのレポート(60%)，発表会での発表・質疑(10%)で評価する。また，各テーマのレポートは，レポートの体裁［図・表・式の出来映えを含む］50%，考察40%，実験および発表に対する取り組み姿勢10%で評価する。
課題・レポート未提出者は単位取得が困難となるので注意すること。
（講義を受ける前）実験に対して受け身にならないためにもテキストを予習して実験に臨むこと。
（講義を受けた後）レポートの書き方を修得すること。結果に対する考察は時間をかけて取り組むこと。レポートの提出期限は厳守すること。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	1.　ガイダンス	前期の授業の進め方と評価の仕方について説明する。
		2週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		3週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		4週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		5週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		6週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		7週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		8週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
	2ndQ
		9週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		10週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		11週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		12週	2.　プログラミング演習	C言語の基礎的な文法を理解し，簡単なプログラムが書ける。
		13週	3.　実験実習ガイダンス	基本的な装置の取り扱い方が理解できる。レポートの書き方について理解できる。
		14週	3.　実験実習ガイダンス	基本的な装置の取り扱い方が理解できる。レポートの書き方について理解できる。
		15週	3.　実験実習ガイダンス	基本的な装置の取り扱い方が理解できる。レポートの書き方について理解できる。
		16週
後期
	3rdQ
		1週	4.　ガイダンス	後期の授業の進め方と評価の仕方について説明する。
		2週	5.　実験実習 (1) 抵抗の直並列回路の実験	キルヒホッフの法則がわかる。
		3週	(1) 抵抗の直並列回路の実験	キルヒホッフの法則がわかる。
		4週	(2) 中位抵抗の測定	電圧降下法,ホイートストンブリッジによる測定法がわかる。
		5週	(2) 中位抵抗の測定	電圧降下法,ホイートストンブリッジによる測定法がわかる。
		6週	(3) 高抵抗，低抵抗の測定	典型的な高・低抵抗の測定法が理解できる。
		7週	(3) 高抵抗，低抵抗の測定	典型的な高・低抵抗の測定法が理解できる。
		8週	(4) 直流電圧の精密測定	直流電位差計による直流電圧の測定法がわかる。
	4thQ
		9週	(4) 直流電圧の精密測定	直流電位差計による直流電圧の測定法がわかる。
		10週	(5) レゴロボット実習	レゴマインドストームを使ってセンサやロボット制御がわかる。
		11週	(5) レゴロボット実習	レゴマインドストームを使ってセンサやロボット制御がわかる。
		12週	(5) レゴロボット実習	レゴマインドストームを使ってセンサやロボット制御がわかる。
		13週	(5) レゴロボット実習	レゴマインドストームを使ってセンサやロボット制御がわかる。
		14週	6.発表会準備	発表会の準備を行う。
		15週	7.発表会	実験実習の内容について班ごとに発表を行う。授業アンケート。
		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。	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
				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
				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9,後10,後11,後12,後13
				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
				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
				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
				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。	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
				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
				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9,後10,後11,後12,後13
				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9,後10,後11,後12,後13
				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
専門的能力	分野別の工学実験・実習能力	電気・電子系分野【実験・実習能力】	電気・電子系【実験実習】	電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。	3	前10,前11,後2,後3
				抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。	3	前8,前9
				電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。	3	前1,前2,前3,後1
				キルヒホッフの法則を適用し、実験結果を考察できる。	3	前4,前5
				分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。	3	前4,前5
				ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。	3	前6,前7,後6,後7
				重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。	3	前4,前5
				インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。	3	後6,後7
				共振について、実験結果を考察できる。	3	後8,後9
				ダイオードの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。	3
				トランジスタの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。	3
				ディジタルICの使用方法を習得する。	3

評価割合

	課題	レポート	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	30	60	0	0	0	10	100
基礎的能力	30	40	0	0	0	0	70
専門的能力	0	20	0	0	0	0	20
分野横断的能力	0	0	0	0	0	10	10