到達目標
１年生のものづくり基礎工学では、化学実験を経験し化学のおもしろさを体感することが大きな目標であったが、２年生の物質工学基礎実験Ⅰ・Ⅱでは、各分野の基本的な実験単位操作を学び、３年生の物質工学実験Ⅰ・Ⅱ、４年生
の物質工学実験ⅢＡ・ⅢＢで行うより高度な実験操作に対応するための基礎をつくることを目標とする。
(情報)物質工学基礎実験Iで学習したことを元に，情報リテラシーを学習する．
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 | 基本的な単位操作を含む実験を安全に行い，操作スキルを身につけるとともに，原理や実験結果をまとめた完成度の高い報告書を期限までに提出できる。 | 基本的な単位操作を含む実験を安全に行い，報告書を期限までに提出できる。 | 基本的な単位操作を含む実験を安全に行うことができない，あるいは報告書を期限までに提出できない。 |
| 評価項目2 | ネットワークについて理解し，安全に利用できる | ネットワークについて理解し，利用できる | ネットワークについて理解できず，利用できない |
| 評価項目3 | 複数のアルゴリズムについて理解し，優れたオリジナルプログラムを作成できる | 複数のアルゴリズムについて理解できる | アルゴリズムについて全く理解できない |
| 評価項目4 | グラフ作成/画像処理などを応用できる | グラフ作成/画像処理について理解できる | グラフ作成/画像処理について理解できない |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (c)
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JABEE (d)
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JABEE (f)
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JABEE (h)
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学習・教育目標 B1
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学習・教育目標 B2
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学習・教育目標 C1
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学習・教育目標 C11
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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 C4
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学習・教育目標 C7
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学習・教育目標 C8
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教育方法等
概要:
１年生のものづくり基礎工学で化学のおもしろさを学んだあと，本科目では各分野の実験における基本的な単位操作を学び，操作スキルを確実に身につける。また，３年生の「物質工学実験Ⅰ・Ⅱ」では基本的な単位操作を組み合わせた実験を行い，実験の再現が可能な実験操作手順を示すことが求められるので，その前段階として各単位操作の原理を理解する科目とも位置づけている。
授業の進め方・方法:
3名～4名のグループに分かれて実験を行いレポートを提出する。物質工学基礎実験Ⅱでは，授業時間内に基本的な単位操作のスキルを確実に身につけることを目標としている。また，レポートでは，実験結果をまとめる力を養い，期日までに提出する習慣をつける。
注意点:
前もってテキストを良く読んで，それぞれの実験ではどのような試薬や器具が必要なのか，危険性についてはどうか，どのような操作を行うのか，またそれらは何故必要なのかを、よく勉強しておくこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス：安全および環境への配慮
(情報)情報リテラシー ネットワークの仕組み(1)
Excel VBA(1)ファイル入出力～ユーザーフォームを使う |
実験を安全に進めることができ，環境への配慮ができるようになる。
(情報)ネットワークの仕組みがわかる
Excel VBAを用いてファイル入出力ができる
ユーザーフォームを使うことができる．
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| 2週 |
講義：蒸留の原理，装置の組み立て，留意点
学園祭発表練習
(情報)情報リテラシー ネットワークの仕組み(2)
Plot32を用いたグラフ作成 |
蒸留の原理を理解し，装置を安全に組み立てるための知識を身につける。
(情報)ネットワークの仕組みがわかる
グラフソフト(Plot32)を使ってグラフがかける
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| 3週 |
蒸留装置の組み立て（４人１組，何回か組み立てて分解）
(情報)Excel VBA(2) 範囲オブジェクト/クリップボード |
蒸留装置を安全に組み立てることができる。
(情報)Excel VBAを用いて，範囲を取得して計算させることかできる．クリップボートを用いることができる．台形積分のアルゴリズムが理解できる．
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| 4週 |
水の蒸留（４人１組）：水系
加熱はオイルバス＋スライダック
(情報)ペイントソフトを用いたグラフィックス
グラフの数値化
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水の蒸留を安全に行い，実験データーを取得できる。
(情報)ペイントソフトを用いてグラフィックスを加工することができる．グラフデジタイザを使ってグラフを数値化することができる．
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| 5週 |
講義：再結晶の原理，装置の組み立て，留意点
(情報)Excel VBA(3) マクロの自動記録/データの平滑化 |
再結晶の原理を理解し，装置を安全に組み立てるための知識を身につける。
(情報)Excelマクロの自動記録を使って作業が自動化できる．/ 単純移動平均の平滑化のアルゴリズムが理解できる
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| 6週 |
再結晶装置の組み立て（４人１組，何回か組み立てて分解）
(情報)Excel VBA(4) クラス/VBA実行中にワークシートを更新/他のアプリケーションを操作する |
再結晶装置を安全に組み立てることができる。
(情報)クラスやオブジェクトという概念が理解でき，クラスを用いてプログラムを作ることかできる．
グラフオブジェクトをマクロから操作できる
他のアプリを操作できる
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| 7週 |
硝酸カリウムの再結晶（４人１組）：水系
加熱はオイルバス＋スライダック
(情報)JAVA 入門(1)
Processing言語を使ってJAVAを体験する
Processing言語の基礎 |
硝酸カリウムの再結晶を安全に行い，実験データーを取得できる。
(情報)Processingの基礎を習得する
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| 8週 |
講義：気体発生の反応，捕集装置の組み立て，留意点
(情報)JAVA 入門(2)
Processing言語を使ってJAVAを体験する
グラフィックスと文字表示 |
気体発生の反応を理解し，捕集装置を安全に組み立てるための知識を身につける。
(情報)Processingを用いてグラフィックスと文字表示ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
気体発生，捕集（酸素）
二酸化マンガン＋希過酸化水素→水上置換
(情報)JAVA 入門(3)
Processing言語を使ってJAVAを体験する
アニメーション |
酸素の発生反応を安全に行い，実験データーを取得できる。
(情報)Processingを用いてアニメーションできる
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| 10週 |
気体発生・捕集（二酸化炭素）
石灰石＋希塩酸→下方置換
JAVA 入門(4)
Processing言語を使ってJAVAを体験する
文字列とグラフ-マンデルブロー集合 |
二酸化炭素の発生反応を安全に行い，実験データーを取得できる。
(情報)Processingを用いて文字列処理，マウス処理等を複合してプログラムが書ける
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| 11週 |
講義：緩衝作用の原理、緩衝溶液の調製
JAVA 入門(5)
Processing言語を使ってJAVAを体験する
Processing言語の応用
Processing言語を用いてオリジナルブログラムを作る |
緩衝作用の原理を理解し，緩衝溶液を安全に調製するための知識を身につける
Processingを用いてオリジナルプログラムが書ける(冬休みの宿題)
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| 12週 |
緩衝溶液の調製と緩衝作用の確認
酢酸と酢酸ナトリウム混合溶液調製→酸，塩基を加えてｐＨ測定
(情報) オリジナルプログラム発表会 |
酢酸と酢酸ナトリウム混合溶液調製し，酸，塩基を加えて正確なｐＨを測定できる。
(情報)自分で作成したプログラムをプレゼンで紹介できる
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| 13週 |
緩衝溶液の調製と緩衝作用の確認
アンモニアと塩化アンモニウム混合溶液調製→酸，塩基を加えてｐＨ測定
(情報)ImageJによる画像処理入門 |
アンモニアと塩化アンモニウム混合溶液調製し，酸，塩基を加えて正確なｐＨを測定できる。
(情報)ImageJを用いて画像計測をすることができる．
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| 14週 |
レポート作成（実験のスケジュールは第１週目に公開）
(情報) |
(情報)期末試験
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| 15週 |
レポート作成（実験のスケジュールは第１週目に公開） |
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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 | 自然科学 | 化学実験 | 化学実験 | 実験の基礎知識(安全防具の使用法、薬品、火気の取り扱い、整理整頓)を持っている。 | 3 | |
| 事故への対処の方法(薬品の付着、引火、火傷、切り傷)を理解し、対応ができる。 | 3 | |
| 測定と測定値の取り扱いができる。 | 3 | |
| 有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。 | 3 | |
| レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。 | 3 | |
| ガラス器具の取り扱いができる。 | 3 | |
| 基本的な実験器具に関して、目的に応じて選択し正しく使うことができる。 | 3 | |
| 試薬の調製ができる。 | 3 | |
| 代表的な気体発生の実験ができる。 | 3 | |
| 代表的な無機化学反応により沈殿を作り、ろ過ができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 化学・生物系分野【実験・実習能力】 | 有機化学実験 | 蒸留による精製ができる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
| 吸引ろ過ができる。 | 3 | 後5,後6,後7 |
| 再結晶による精製ができる。 | 3 | 後5,後6,後7 |
| 収率の計算ができる。 | 3 | 後5,後6,後7 |
| 沸点から生成物の確認と純度の検討ができる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
| 物理化学実験 | 温度、圧力、容積、質量等を例にとり、測定誤差(個人差・器差)、実験精度、再現性、信頼性、有効数字の概念を説明できる。 | 3 | 後2,後4,後5,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 15 | 2 | 0 | 0 | 0 | 83 | 100 |
| 基礎的能力 | 15 | 2 | 0 | 0 | 0 | 13 | 30 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |