物質工学実験

科目基礎情報

学校 長岡工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 物質工学実験
科目番号 0004 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 履修単位: 1
開設学科 物質工学科 対象学年 1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 物質工学科編集、化学実験テキスト、2019年度版
担当教員 細貝 和彦,荒木 秀明

到達目標

(科目コード:41040、英語名:Experiments in Materials Engineering)
この科目は長岡高専の教育目標の(D)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、学習教育目標との関連の順で次に示す。①実験のフローチャートの記入方法を身につける。20%(d2)、②基本的な実験操作の手順を理解する 60% (d3)、③基本的な化学反応のメカニズムを理解する 20% (d1)。

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
評価項目1実験のフローチャートの記入方法を詳細に身につける実験のフローチャートの記入方法を身につける験のフローチャートの記入方法を概ね身につける左記に達していない
評価項目2基本的な実験操作の手順を詳細に理解する基本的な実験操作の手順を理解する基本的な実験操作の手順を概ね理解する左記に達していない
評価項目3基本的な化学反応のメカニズムを詳細に理解する基本的な化学反応のメカニズムを理解する基本的な化学反応のメカニズムを概ね理解する左記に達していない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
4 年次から材料工学コースと生物応用コースに分かれて、それぞれのコース内容を学習できるように、両分野に共通する基礎的な実験項目が精選されている。具体的には後述の項目を 2~3 名のグループに分けて実験を行う。広義の化学反応の実験を通して、化学反応のメカニズムや理論を修得する。
○関連する科目:物質工学実験(分析)(次年度履修)
授業の進め方・方法:
「レポート作成法」と対の授業であり、毎回異なるテーマの実験を行い、それに対するレポートの作成を行う。各実験前に事前準備に関するレポート(フローチャート)を提出し、各実験終了後、実験結果報告に関するレポートを期限までに提出する。
注意点:
実験は自らの手を下して初めて身につくものである。事前にフローチャートを作成して実験内容をよく理解してから取り組むこと。
実験中は実験着(白衣)、保護メガネを着用し、実験内容をよく観察しノートに記録しながら進めること。
レポートは各実験終了後、対の授業「レポート作成法」に従って作成し期限までに提出する。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 実験への取り組み方、実験ノートの作成、実験方法の予習の仕方およびフローチャートの書き方 実験への取り組み方、実験ノートの作成、実験方法の予習の仕方およびフローチャートの書き方を理解する
2週 実験(ガスバーナーの使い方とガラス細工) 実験(ガスバーナーの使い方とガラス細工)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
3週 実験(濾過) 実験(濾過)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
4週 実験(蒸溜) 実験(蒸溜)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
5週 実験(水の電気分解、電子天秤の使い方) 実験(水の電気分解、電子天秤の使い方)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
6週 実験(アンモニアの生成、水とナトリウムの反応) 実験(アンモニアの生成、水とナトリウムの反応)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
7週 実験(マグネシウムの原子量測定) 実験(マグネシウムの原子量測定)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
8週 実験(硫酸銅水溶液の電気分解) 実験(硫酸銅水溶液の電気分解)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
4thQ
9週 実験(アルコールとフェノール) 実験(アルコールとフェノール)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
10週 実験(中和滴定) 実験(中和滴定)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
11週 実験(金属のイオン化傾向とボルタ電池) 実験(金属のイオン化傾向とボルタ電池)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
12週 実験(炭水化物) 実験(炭水化物)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
13週 実験(タンパク質とアミノ酸) 験(タンパク質とアミノ酸)を理解し、レポートの作成方法を身に付ける。
14週 実験・レポートの総括1 提出したレポートを振り返り、より良いレポートの作成方法について理解を深める。
15週 実験・レポートの総括2 提出したレポートを振り返り、より良いレポートの作成方法について理解を深める。
16週 まとめ

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,後16
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,後16
測定と測定値の取り扱いができる。3後2,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後13,後14,後15,後16
有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。3後2,後4,後5,後7,後8,後10,後11,後14,後15,後16
レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。3後2,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
ガラス器具の取り扱いができる。3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,後16
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,後16
試薬の調製ができる。3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,後16
代表的な気体発生の実験ができる。3後4,後5,後6,後7,後11,後14,後15,後16
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後3,後4,後14,後15,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
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,後16
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。3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,後16
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,後16

評価割合

レポートフローチャート合計
総合評価割合5050100
基礎的能力252550
専門的能力252550
分野横断的能力000