(科目コード:A2020、英語名:Advanced Experiments)(本科目は第1・2学期に実施する。授業計画の週は回と読み替えること)
この科目は長岡高専の教育目標の(E)、(G)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、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デザイン手法を理解する。25%、(E1)、(E3)、(G2)、(G3)
②グループで計画的に仕事を進める方法について理解する。12.5%、(E3)
③主体的、継続的に学習する習慣を身に付ける。12.5%、(E2)、(G3)
④異分野における実験課題と実験方法を理解し、実験計画をたてる。30%、(E1)、(E2)、(E3)
⑤異分野におけるデータ解析方法を理解する。20%(E1)、(E2)、(E3)
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
全体ガイダンス、ファシリテーションWS① |
エンジニアリングデザインの概要とエンジニアリングファシリテーション(チームビルディング)について理解する。
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2週 |
ファシリテーションWS② 、課題説明 |
エンジニアリングファシリテーション(会議法、合意形成、問題解決)について理解する。
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3週 |
ファシリテーションWS③、課題説明 |
エンジニアリングファシリテーション(製品開発プロセス)について理解する。課題について理解し、説明できる。
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4週 |
企画立案①、課題の調査、工程表の作成 |
企画立案のための課題の調査ができる。
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5週 |
企画立案②、企画発表会に向けた工程表の作成 |
企画立案,工程表の作成ができる。
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6週 |
企画発表会 |
企画をまとめ発表資料を作成し、発表することができる。
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7週 |
プロトタイピング① |
立案した企画についてPDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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8週 |
プロトタイピング② |
立案した企画についてPDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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2ndQ |
9週 |
プロトタイピング③ |
立案した企画についてPDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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10週 |
デザインレビュー、プロトタイピング④ |
デザインレビューで他の班に対して自分たちの企画とプロトタイピングの進捗を報告し、互いにフィードバックできる。
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11週 |
プロトタイピング⑤ |
PDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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12週 |
プロトタイピング⑥ |
PDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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13週 |
プロトタイピング⑦ |
PDCAサイクルに基づいてプロトタイピングが進められる。
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14週 |
プロトタイピング⑧、発表準備 |
これまでの成果を発表資料としてまとめられる。
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15週 |
成果発表会、まとめ |
これまでの成果を発表し、他者に伝えることができる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス |
物質工学特別実験の概要を理解する。
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2週 |
物質工学実験A |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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3週 |
物質工学実験A |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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4週 |
物質工学実験B |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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5週 |
物質工学実験B |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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6週 |
物質工学実験C |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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7週 |
物質工学実験C |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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8週 |
実験実習内容の確認 |
個々の実験実習内容について理解し、状況に応じて改善策を立案する。
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4thQ |
9週 |
物質工学実験D |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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10週 |
物質工学実験D |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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11週 |
物質工学実験E |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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12週 |
物質工学実験E |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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13週 |
物質工学実験F |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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14週 |
物質工学実験F |
実験課題・データ解析方法等について理解し、まとめることができる。
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15週 |
まとめ |
一連の実験実習における取り組みを説明できる。
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16週 |
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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 | 分野別の工学実験・実習能力 | 化学・生物系分野(実験・実習能力) | 化学・生物系分野(実験・実習能力) | 加熱還流による反応ができる。 | 5 | |
蒸留による精製ができる。 | 5 | |
吸引ろ過ができる。 | 5 | |
再結晶による精製ができる。 | 5 | |
分液漏斗による抽出ができる。 | 5 | |
薄層クロマトグラフィによる反応の追跡ができる。 | 5 | |
融点または沸点から生成物の確認と純度の検討ができる。 | 5 | |
収率の計算ができる。 | 5 | |
分析化学実験 | 中和滴定法を理解し、酸あるいは塩基の濃度計算ができる。 | 5 | |
酸化還元滴定法を理解し、酸化剤あるいは還元剤の濃度計算ができる。 | 5 | |
キレート滴定を理解し、錯体の濃度の計算ができる。 | 5 | |
陽イオンおよび陰イオンのいずれかについて、分離のための定性分析ができる。 | 5 | |
代表的な定性・定量分析装置としてクロマト分析(特にガスクロ、液クロ)や、物質の構造決定を目的とした機器(吸光光度法、X線回折、NMR等)、形態観察装置としての電子顕微鏡の中の代表的ないずれかについて、その原理を理解し、測定からデータ解析までの基本的なプロセスを行うことができる。 | 5 | |
固体、液体、気体の定性・定量・構造解析・組成分析等に関して必要な特定の分析装置に関して測定条件を選定し、得られたデータから考察をすることができる。 | 5 | |
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。 | 5 | |
各種密度計(ゲールサック、オストワルド等)を用いて、液体および固体の正確な密度を測定し、測定原理を説明できる。 | 5 | |
粘度計を用いて、各種液体・溶液の粘度を測定し、濃度依存性を説明できる。 | 5 | |
熱に関する測定(溶解熱、燃焼熱等)をして、定量的に説明できる。 | 5 | |
分子量の測定(浸透圧、沸点上昇、凝固点降下、粘度測定法等)により、束一的性質から分子量を求めることができる。 | 5 | |
相平衡(液体の蒸気圧、固体の溶解度、液体の相互溶解度等)を理解して、平衡の概念を説明できる。 | 5 | |
基本的な金属単極電位(半電池)を組み合わせ、代表的なダニエル電池の起電力を測定できる。また、水の電気分解を測定し、理論分解電圧と水素・酸素過電圧についても説明できる。 | 5 | |
反応速度定数の温度依存性から活性化エネルギーを決定できる。 | 5 | |
化学工学実験 | 流量・流速の計測、温度測定など化学プラント等で計測される諸物性の測定方法を説明できる。 | 5 | |
液体に関する単位操作として、特に蒸留操作の原理を理解しデータ解析の計算ができる。 | 5 | |
流体の関わる現象に関する実験を通して、気体あるいは液体の物質移動に関する原理・法則を理解し、物質収支やエネルギー収支の計算をすることができる。 | 5 | |
生物工学実験 | 光学顕微鏡を取り扱うことができ、生物試料を顕微鏡下で観察することができる。 | 5 | |
滅菌・無菌操作をして、微生物を培養することができる。 | 5 | |
適切な方法や溶媒を用いて、生物試料から目的の生体物質を抽出し、ろ過や遠心分離等の簡単な精製ができる。 | 5 | |
分光分析法を用いて、生体物質を定量することができる。 | 5 | |
クロマトグラフィー法または電気泳動法によって生体物質を分離することができる。 | 5 | |
酵素の活性を定量的または定性的に調べることができる。 | 5 | |
分野横断的能力 | 汎用的技能 | コミュニケーションスキル | コミュニケーションスキル | 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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。 | 4 | |
日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。 | 4 | |
円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。 | 4 | |
円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。 | 4 | |
他者の意見を聞き合意形成することができる。 | 4 | |
合意形成のために会話を成立させることができる。 | 4 | |
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。 | 4 | |
あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる | 4 | |
複数の情報を整理・構造化できる。 | 4 | |
特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。 | 4 | |
課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 4 | |
グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。 | 4 | |
どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 4 | |
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 4 | |
事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 4 | |
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 4 | |
基盤的資質・能力 | 自己理解 | 自己理解 | 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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。 | 4 | |
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。 | 4 | |
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。 | 4 | |
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。 | 4 | |
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。 | 4 | |
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。 | 4 | |
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。 | 4 | |
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている | 4 | |
企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。 | 4 | |
企業人としての責任ある仕事を進めるための基本的な行動を上げることができる。 | 4 | |
企業における福利厚生面や社員の価値観など多様な要素から自己の進路としての企業を判断することの重要性を認識している。 | 4 | |
企業には社会的責任があることを認識している。 | 4 | |
企業が国内外で他社(他者)とどのような関係性の中で活動しているか説明できる。 | 4 | |
調査、インターンシップ、共同教育等を通して地域社会・産業界の抱える課題を説明できる。 | 4 | |
企業活動には品質、コスト、効率、納期などの視点が重要であることを認識している。 | 4 | |
社会人も継続的に成長していくことが求められていることを認識している。 | 4 | |
技術者として、幅広い人間性と問題解決力、社会貢献などが必要とされることを認識している。 | 4 | |
技術者が知恵や感性、チャレンジ精神などを駆使して実践な活動を行った事例を挙げることができる。 | 4 | |
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。 | 4 | |
創造性・デザイン能力 | 創造性 | 創造性 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 4 | |
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 4 | |