到達目標
[目的]
マイクロコンピュータ（略してマイコン）の基本的なしくみと動作原理を理解し、マイコンの回路製作とプログラミングの基礎力を身に付け、マイコンを用いてLEDの表示制御や圧電スピーカによる音の生成等が自在にできるようになる。
［到達目標］
１．マイコンの基本構成と動作原理を理解し、説明することができる。
２．マイコンを用いた制御回路を理解し、回路を製作し正しく動作させることができる。
３．アセンブラ言語で書かれたプログラムを理解し、それらの部分的修正や組合せを考えながら自分の意図した機能を実現することができる。
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 | 標準的な到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1
マイコンの基本構成と動作原理を理解し、説明することができるか。 | マイコンの基本構成と動作原理を理解し、説明することができる。 | マイコンの基本構成と動作原理を理解できる。 | マイコンの基本構成と動作原理をおおよそ理解している。 | マイコンの基本構成や動作原理を全く理解していない。 |
| 評価項目2
マイコンを用いた制御回路を理解し、回路を製作し正しく動作させることができるか。 | マイコンを用いた制御回路を理解し、回路を製作し正しく動作させることができる。 | マイコンを用いた基本的な制御回路を理解し、回路を製作し正しく動作させることができる。 | マイコンを用いた基本的な制御回路を理解し、回路を製作し何とか動かすことができる。 | マイコンを用いた制御回路を製作し動作させることが全くできない。 |
| 評価項目3
アセンブラ言語によるプログラムを理解し、それらの部分的修正や組み合わせにより自分の意図した機能を実現できるか。 | アセンブラ言語によるプログラムを理解し、それらの部分的修正や組み合わせにより自分の意図した機能を実現できる。 | アセンブラ言語によるプログラムを理解し、簡単な修正や組み合わせにより自分の意図した機能を実現できる。 | アセンブラ言語によるプログラムをおおよそ理解し、簡単な修正により自分の意図した機能をほぼ実現できる。 | 与えられたアセンブラ言語によるプログラムに簡単な修正を加えたプログラムを動作させることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育目標 C2
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学習・教育目標 C3
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学習・教育目標 C6
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JABEE (c)
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JABEE (d)
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JABEE (e)
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教育方法等
概要:
本科目は３年時に学んだ「デジタル回路」や「コンピュータ工学」の知識を土台として学ぶ。本科目と後期に配置される「コンピュータ応用」の科目を通して、１年間をかけてマイコンの基礎と活用のし方を学ぶ。１年後にはマイコンを利用した回路を製作し、プログラムを組み込むことにより自分の意図した機能を実現する作品を製作できる力を身に付ける。
授業の進め方・方法:
本授業では、基本的に各回ともまず始めに講義（１時間程度）を行い、それに続いて直ぐに講義の内容に対応した演習を行なう、という授業スタイルで進めていく。
注意点:
本授業で学んだ成果を示す場として、１０月に開催される学園祭では各自がオリジナルのゲームを考案し製作して、来場者に遊んでもらい評価を受ける場をつくる。プログラミングや作品実装のスキルを見に付けるためには，たくさん試して実践することが必要である。
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 |
全体のガイダンス |
これから何を学び，どのようなスキルを身に付けるべきか１年間の目標を明らかにする。
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| 2週 |
ＰＩＣマイコンの基本構成と演習 |
ブレッドボード上にマイコン回路を製作し，プログラム書き込み済みのマイコンを使用して回路を動かすことができる。
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| 3週 |
ＰＩＣマイコンの基本構成と演習 |
マイコン内部の主要構成について，説明することができる。
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| 4週 |
ＰＩＣマイコンの基本構成と演習 |
マイコンを動かすための，主要なアセンブラ命令の動作について説明することができる。
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| 5週 |
ＰＩＣマイコンの基本構成と演習 |
アセンブラ言語で書かれた簡単なプログラムを理解し，自ら意図して一部を修正することができる。
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| 6週 |
ＰＩＣマイコンの基本構成と演習 |
テキストに与えられた演習問題（導入編）の８０％は解くことができる。
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| 7週 |
回路実装演習 |
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| 8週 |
回路実装演習 |
与えられた回路図による回路を実装し、正しく動作させることができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
プログラミング演習 |
アセンブラ言語で書かれた簡単なプログラムを理解し，それに部分的な修正を加えることで自ら意図した機能を実現できる。
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| 10週 |
プログラミング演習 |
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| 11週 |
プログラミング演習 |
自ら意図した機能を実現するために，アセンブラ言語による簡単なプログラムを製作することができる。
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| 12週 |
プログラミング演習 |
テキストに与えられた演習問題（初級編）の８０％は解くことができる。
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| 13週 |
総合演習（くぬぎだ祭に向けてのゲーム作品の検討） |
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| 14週 |
総合演習（くぬぎだ祭に向けてのゲーム作品の検討） |
マイコンを用いて，自ら意図した機能を実現するための回路とプログラムを設計製作することができる。
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| 15週 |
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を活用できる。 | 3 | |
| 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 3 | |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 3 | |
| 与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 3 | |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 3 | |
| オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。 | 3 | |
| 論理回路の動作について実験結果を考察できる。 | 3 | |
| 分野横断的能力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他（演習） | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |