基礎力学

科目基礎情報

学校 長岡工業高等専門学校 開講年度 2019
授業科目 基礎力学
科目番号 0051 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 セミナー物理基礎+物理、第一学習社、2018
担当教員 外山 茂浩

到達目標

(科目コード:31185,英語名:Fundamentals of Mechanics in Physics)
この科目は長岡高専の教育目標の(C)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育到達目標との関連の順で次に示す。
①物体の運動、落下運動に関する基本問題が確実に解ける。16%(c1)、
②力のつりあい、運動の法則に関する基本問題が確実に解ける。28%(c1)、
③剛体にはたらく力、力学的エネルギーに関する基本問題が確実に解ける。28%(c1)、
④運動量の保存、円運動に関する基本問題が確実に解ける。28%(c1)

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最低限の到達レベルの目安未到達レベルの目安
物体の運動、落下運動物体の運動、落下運動に関する発展問題が確実に解ける物体の運動、落下運動に関する基本問題が解ける物体の運動、落下運動に関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
力のつりあい力のつりあいに関する発展問題が解ける力のつりあいに関する基本問題が解ける力のつりあいに関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
運動の法則運動の法則に関する発展問題が解ける運動の法則に関する基本問題が解ける運動の法則に関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
剛体にはたらく力剛体にはたらく力に関する発展問題が解ける剛体にはたらく力に関する基本問題が解ける剛体にはたらく力に関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
力学的エネルギー力学的エネルギーに関する発展問題が解ける力学的エネルギーに関する基本問題が解ける力学的エネルギーに関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
運動量の保存運動量の保存に関する発展問題が解ける運動量の保存に関する基本問題が解ける運動量の保存に関する基本問題が概ね解ける左記に達していない
円運動円運動に関する発展問題が解ける円運動に関する基本問題が解ける円運動に関する基本問題が概ね解ける左記に達していない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達目標 (c1) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
物理学を学習し始めた学習者を対象として、力学を基礎物理学の一分野としてとらえた観点に立ち、高校物理程度の力学の問題を確実に解ける力を養う。
授業の進め方・方法:
テキストを使って演習を中心に授業を進めますので、自学用ノートを1冊用意してください。授業では、力学分野の各単元(物体の運動、落下運動、力のつりあい・・・)を2週間ずつ掛けて勉強します。各単元1週目は、基本問題に関する試験を行います。試験が早めに終わった学生は、次週の発展問題に関する自学を行います。各単元2週目は、発展問題に関する試験を行うと共に、自学用ノートをチェックします。試験が早めに終わった学生は、次週の基本問題に関する自学を行います。
注意点:
力学は、専門分野を問わず工学を学ぶ者の知識の骨格をなす学問ともいえる。そのような力学の基礎的な知識を確実に身につけるよう、予習、復習を心掛けること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 物体の運動、落下運動に関する基本問題 物体の運動、落下運動に関する基本問題が解ける
2週 物体の運動、落下運動に関する発展問題 物体の運動、落下運動に関する発展問題が解ける
3週 力のつりあいに関する基本問題 力のつりあいに関する基本問題が解ける
4週 力のつりあいに関する発展問題 力のつりあいに関する発展問題が解ける
5週 運動の法則に関する基本問題 運動の法則に関する基本問題が解ける
6週 運動の法則に関する発展問題 運動の法則に関する発展問題が解ける
7週 剛体にはたらく力に関する基本問題 剛体にはたらく力に関する基本問題が解ける
8週 剛体にはたらく力に関する発展問題 剛体にはたらく力に関する発展問題が解ける
2ndQ
9週 中間試験 1~8週までの学習内容に関する基本問題が解ける
10週 力学的エネルギーに関する基本問題 力学的エネルギーに関する基本問題が解ける
11週 力学的エネルギーに関する発展問題 力学的エネルギーに関する発展問題が解ける
12週 運動量の保存に関する基本問題 運動量の保存に関する基本問題が解ける
13週 運動量の保存に関する発展問題 運動量の保存に関する発展問題が解ける
14週 円運動に関する基本問題 円運動に関する基本問題が解ける
15週 円運動に関する発展問題 円運動に関する発展問題が解ける
16週 期末試験
17週:試験解説・発展授業
試験時間:50分

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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。3
人文・社会科学国語国語実用的な文章(手紙・メール)を、相手や目的に応じた体裁や語句を用いて作成できる。3
報告・論文の目的に応じて、印刷物、インターネットから適切な情報を収集できる。3
収集した情報を分析し、目的に応じて整理できる。3
報告・論文を、整理した情報を基にして、主張が効果的に伝わるように論理の構成や展開を工夫し、作成することができる。3
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
情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。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
情報セキュリティの必要性および守るべき情報を認識している。3
個人情報とプライバシー保護の考え方についての基本的な配慮ができる。3
インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威を認識している3
インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威に対して実践すべき対策を説明できる。3
専門的能力分野別の専門工学機械系分野情報処理プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。4
定数と変数を説明できる。4
整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。4
演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。4
算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。4
データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。4
条件判断プログラムを作成できる。4
繰り返し処理プログラムを作成できる。4
一次元配列を使ったプログラムを作成できる。4
情報系分野プログラミング変数の概念を説明できる。4
データ型の概念を説明できる。4
代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。4
制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。4
制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。4
プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。4
与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。4
与えられたソースプログラムを解析し、プログラムの動作を予測することができる。4
ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。4
主要な言語処理プロセッサの種類と特徴を説明できる。2
ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。2
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。3
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。3
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。3
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを実装できる。3
ソフトウェアアルゴリズムの概念を説明できる。3
与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。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説明できる。2
コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。2
同一の問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを説明できる。2
ソフトウェアを中心としたシステム開発のプロセスを説明できる。2
ソースプログラムを解析することにより、計算量等のさまざまな観点から評価できる。2
同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。2
計算機工学整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。4
整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。4
基数が異なる数の間で相互に変換できる。4
基本的な論理演算を行うことができる。4
基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。4
コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。4
コンピュータシステム集中処理システムについて、それぞれの特徴と代表的な例を説明できる。3
分散処理システムについて、特徴と代表的な例を説明できる。3
情報通信ネットワークプロトコルの概念を説明できる。2
ローカルエリアネットワークの概念を説明できる。2
インターネットの概念を説明できる。2
主要なサーバの構築方法を説明できる。3
ネットワークを構成するコンポーネントの基本的な設定内容について説明できる。3
無線通信の仕組みと規格について説明できる。3
有線通信の仕組みと規格について説明できる。3
SSH等のリモートアクセスの接続形態と仕組みについて説明できる。3
基本的なルーティング技術について説明できる。3
情報通信ネットワークを利用したアプリケーションの作成方法を説明できる。3
その他の学習内容少なくとも一つの具体的なコンピュータシステムについて、起動・終了やファイル操作など、基本的操作が行える。3
少なくとも一つの具体的なオフィススイート等を使って、文書作成や図表作成ができ、報告書やプレゼンテーション資料を作成できる。3
少なくとも一つのメールツールとWebブラウザを使って、メールの送受信とWebブラウジングを行うことができる。3
コンピュータウィルスやフィッシングなど、コンピュータを扱っている際に遭遇しうる代表的な脅威について説明できる。4
コンピュータを扱っている際に遭遇しうる脅威に対する対策例について説明できる。4
マルウェアやフィッシングなど、コンピュータを扱っている際に遭遇しうる代表的な脅威について説明できる。4
データモデル、データベース設計法に関する基本的な概念を説明できる。2
データベース言語を用いて基本的なデータ問合わせを記述できる。2
分野別の工学実験・実習能力情報系分野【実験・実習能力】情報系【実験・実習】与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。4
フローチャートなどを用いて、作成するプログラムの設計図を作成することができる。4
ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。4
問題を解決するために、与えられたアルゴリズムを用いてソースプログラムを記述し、得られた実行結果を確認できる。4
ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。4
要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。3
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。3
他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。3
書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。3
収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。3
収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。3
情報発信にあたっては、発信する内容及びその影響範囲について自己責任が発生することを知っている。3
情報発信にあたっては、個人情報および著作権への配慮が必要であることを知っている。3
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。3
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。3
目標の実現に向けて計画ができる。3
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。3
日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。3
法令やルールを遵守した行動をとれる。3
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課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。3
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合85005010100
基礎的能力0000000
専門的能力85005010100
分野横断的能力0000000