工学実験

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 工学実験
科目番号 0098 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 学修単位: 3
開設学科 機械工学科(R2年度開講分まで) 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 前期:3 後期:3
教科書/教材 (前期)電気電子工学実験指導書,福島工業高等専門学校電気工学科編 (後期)機械工学実験~4,5年生実験テキスト~ 福島工業高等専門学校機械工学科編
担当教員 松本 匡以,一色 誠太,鈴木 茂和,野田 幸矢,鈴木 晴彦,伊藤 淳,山田 貴浩,髙橋 章

到達目標

(前期)①簡単な電子回路の製作ができ,その動作について理解できる.
(前期)②オペアンプの基本特性が理解でき,小型DCモータの基本的な制御が理解できる.
(前期)③トランジスタの基本特性と増幅回路について理解できる.
(前期)④代表的なセンサの特性とスイッチング回路の設計と製作ができる.
(前期)⑤変圧器や誘導機の動作や特性について理解できる.
(後期)①機械工学に関する種々の装置の動作や測定原理を理解し、正確なデータ測定ができる。
(後期)②機械工学に関する各テーマの実験を通して、正しい報告書の作成ができる。

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到達目標の内容を実践で理解し、応用できる。到達目標の内容を実践で理解している。到達目標の内容を実践で理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
(前期)電気工学に関する各テーマの実験を通して,各装置の動作や測定原理を理解する.また,グループ実習による応用回路設計・製作とその成果発表をする.
(後期)機械工学に関する各テーマの実験を通して、各装置の動作や測定原理を学習させる。また、実験装置や計測器の使い方、実験データのまとめ方などを学習させる。
授業の進め方・方法:
前期中間試験・前期期末試験は実施しない.後期中間試験・後期期末試験は実施しない.
(前期)ローテーション実験のレポート成績と応用演習の成績を総合的に評価し,60点以上を合格とする.
(後期)レポート60%、実験で得られたデータの精度等を40%として総合的に評価し,60点以上を合格とする.
注意点:
(前期)実験の目的や内容を正しく把握する.実験前の準備,および実験過程にも注意し,自主的に取り組むこと.グループ内の協力・連携を十分に行うこと.自学自習の確認方法―自学自習時間を利用して実験レポートを作成し,それを期限内に提出させる.
(後期)実験の目的や内容を正しく把握する。実験前の準備あるいは実験の過程にも注意し、自主的に実験に取り組むこと。実験報告書を指示された期日時刻までに遅延なく提出すること。自学自習の確認方法:報告書の内容で確認する。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験ガイダンス 指導書配布,レポートの提出方法,評価方法等の説明
2週 ローテーション実験 抵抗測定
3週 ローテーション実験 トランジスタの静特性
4週 ローテーション実験 変圧器の実験
5週 ローテーション実験 誘導電動機の実験
6週 ローテーション実験 オペアンプの実験
7週 ローテーション実験 小型モータの基本制御の実験
8週 全体実験(1) トランジスタによるスイッチング
2ndQ
9週 全体実験(2) オペアンプを用いた信号処理
10週 グループ演習 応用演習(1)
11週 グループ演習 応用演習(2)
12週 グループ演習 応用演習(3)
13週 グループ演習 応用演習(4)
14週 実験のまとめ 追加・補習実験等
15週 実験のまとめ レポート評価,追加実験等
16週
後期
3rdQ
1週 材料試験(1) 材料試験の種類、引張試験
2週 材料試験(2) 引張試験における時効、圧縮試験
3週 実験報告書作成と講評 材料試験に関する実験報告書の作成。
報告書の個別指導。
4週 ワイヤ放電加工機による微細加工(1) 加工原理と加工手順
5週 ワイヤ放電加工機による微細加工(2) ワークの加工
6週 実験報告書作成と講評 ワイヤ放電加工に関する実験報告書の作成。報告書の個別指導。
7週 熱流体実験(1) 断熱材の保温効果
8週 熱流体実験(2) 円管内速度分布と速度助走距離の測定
4thQ
9週 実験報告書作成と講評 熱流体に関する実験報告書の作成。
報告書の個別指導。
10週 3D-CADシステムによる基本形状設計(1) CADシステムの概要、3次元形状の作製(押出)
11週 3D-CADシステムによる基本形状設計(2) 3次元形状の作製(回転)
12週 実験報告書作成と講評 3D-CADシステムに関する実験報告書の作成。報告書の個別指導。
13週 メカトロニクスに関する実験(1) 代表的なデジタルICの機能
14週 メカトロニクスに関する実験(2) ステッピングモーターの駆動原理
15週 実験報告書作成と講評 メカトロニクスに関する実験報告書の作成。報告書の個別指導。
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
専門的能力分野別の専門工学機械系分野製図図面の役割と種類を適用できる。4
製図用具を正しく使うことができる。4
線の種類と用途を説明できる。4
物体の投影図を正確にかくことができる。4
製作図の書き方を理解し、製作図を作成することができる。4
公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。4
部品のスケッチ図を書くことができる。4
CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。4
ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの機械要素の図面を作成できる。4
歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプ、ねじジャッキなどを題材に、その主要部の設計および製図ができる。4
材料機械材料に求められる性質を説明できる。4
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。4
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。4
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。4
脆性および靱性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる。4
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。4
機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。4
金属と合金の結晶構造を説明できる。4
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。4
合金の状態図の見方を説明できる。4
塑性変形の起り方を説明できる。4
加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。4
鉄鋼の製法を説明できる。4
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。4
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。4
焼きなましの目的と操作を説明できる。4
焼きならしの目的と操作を説明できる。4
焼入れの目的と操作を説明できる。4
焼戻しの目的と操作を説明できる。4
分野別の工学実験・実習能力機械系分野【実験・実習能力】機械系【実験実習】実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。4
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。4
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。4
ノギスの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。4
マイクロメータの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。4
ダイヤルゲージ、ハイトゲージ、デプスゲージなどの使い方を理解し、計測できる。4
けがき工具を用いてけがき線をかくことができる。4
やすりを用いて平面仕上げができる。4
ねじ立て工具を用いてねじを切ることができる。4
アーク溶接の原理を理解し、アーク溶接機、アーク溶接器具、アーク溶接棒の扱い方を理解し、実践できる。4
アーク溶接の基本作業ができる。4
旋盤主要部の構造と機能を説明できる。4
旋盤の基本操作を習得し、外丸削り、端面削り、段付削り、ねじ切り、テ―パ削り、穴あけ、中ぐりなどの作業ができる。4
フライス盤主要部の構造と機能を説明できる。4
フライス盤の基本操作を習得し、平面削りや側面削りなどの作業ができる。4
ボール盤の基本操作を習得し、穴あけなどの作業ができる。4
NC工作機械の特徴と種類、制御の原理、NCの方式、プログラミングの流れを説明できる。4
少なくとも一つのNC工作機械について、各部の名称と機能、作業の基本的な流れと操作を理解し、プログラミングと基本作業ができる。4
加工学実験、機械力学実験、材料学実験、材料力学実験、熱力学実験、流体力学実験、制御工学実験などを行い、実験の準備、実験装置の操作、実験結果の整理と考察ができる。4
実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。4

評価割合

試験レポートデータ精度態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合08020000100
前期050000050
後期0302000050
分野横断的能力0000000