物質工学特別実験

科目基礎情報

学校 長岡工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 物質工学特別実験
科目番号 0005 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 学修単位: 2
開設学科 物質工学専攻 対象学年 専1
開設期 通年 週時間数 1
教科書/教材 各担当教員指定
担当教員 物質工学科 全教員

到達目標

(科目コード:A2020、英語名:Advanced Experiments)
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、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。(E1、E3、G2、G3)25%
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。(E3)12.5%
③主体的、継続的に学習する習慣を身に付ける。(E2、G3)12.5%
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。(E1、E2、E3)30%
⑤異分野におけるデータ解析方法を理解する。(E1、E2、E3)20%

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
①デザイン手法を理解する.左記の①について80%以上習得している左記の①について70%以上習得している左記の①について60%以上習得している左記の①について60%以上習得していない
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.左記の②について80%以上習得している左記の②について70%以上習得している左記の②について60%以上習得している左記の②について60%以上習得していない
③主体的,継続的に学習する習慣を身に付ける.左記の③について80%以上習得している左記の③について70%以上習得している左記の③について60%以上習得している左記の③について60%以上習得していない
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.左記の④について80%以上習得している左記の④について70%以上習得している左記の④について60%以上習得している左記の④について60%以上習得していない
⑤異分野におけるデータ解析方法を理解する.左記の⑤について80%以上習得している左記の⑤について70%以上習得している左記の⑤について60%以上習得している左記の⑤について60%以上習得していない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
前期は、エンジニアリングデザインに関する演習を行う。製品開発、システム開発の一連のプロセスに必要な会議法、発想法を学び、企画立案の進め方、グループで計画的に仕事を進める方法を身に付ける。
後期は、専攻分野における基礎的な実験(反応設計、装置設計・実験等)や問題演習を通じて、目的達成に必要な計画・作業手順・分析及び結果の取り纏めを学ぶ。また、幅広い視野を養成するため、材料系の学生は生物系の実験、生物系の学生は材料系の実験も経験する。
 ○関連する科目:卒業研究(学科5年次履修)、物質工学特別研究Ⅰ(専攻科1年次履修)、物質工学特別研究Ⅱ(専攻科2年次履修)
授業の進め方・方法:
後期においては、特別研究の所属研究室以外の研究室において、自分の専門以外の実験を2週ずつ行い、異分野における実験課題・方法・データ解析等について個別指導を受ける。
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス、課題説明
2週 エンジニアリングファシリテーション(合意形成、問題解決)
3週 エンジニアリングファシリテーション(戦略立案、TRIZ)
4週 企画立案、工程表の作成、企画発表会の準備
5週 企画立案、工程表の作成、企画発表会の準備
6週 企画発表会
7週 PDCAサイクルに基づく試行
8週 PDCAサイクルに基づく試行
2ndQ
9週 PDCAサイクルに基づく試行
10週 デザインレビュー
11週 最終試験、実装、最終評価
12週 最終試験、実装、最終評価
13週 成果発表会準備
14週 成果発表会準備
15週 成果発表会準備
16週 予備日
後期
3rdQ
1週 ガイダンス
2週 物質工学実験A
3週 物質工学実験A
4週 物質工学実験B
5週 物質工学実験B
6週 物質工学実験C
7週 物質工学実験C
8週 物質工学実験D
4thQ
9週 物質工学実験D
10週 物質工学実験E
11週 物質工学実験E
12週 物質工学実験F
13週 物質工学実験F
14週 物質工学実験G
15週 物質工学実験G
16週 予備日

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技術者倫理技術者倫理説明責任、内部告発、製造物責任、リスクマネジメントなど、技術者の行動に関する基本的事項を理解し、説明できる。4
情報技術の進展が社会に及ぼす影響、及び個人情報保護法、著作権などの法律との関連について理解できる。4
高度情報通信ネットワーク社会の中核にある情報通信技術と倫理との関わりを理解できる。4
技術者を目指す者として、環境問題について配慮することができる。4
技術者を目指す者として、社会と地域について配慮することができる。4
技術者を目指す者として、知的財産に関する知識(関連法案を含む)、技能、態度を身につける。4
知的財産の社会的意義や重要性を技術者として理解し、知的創造サイクルを支えることができる。4
技術者を目指す者として、知的財産を意識した創造性を発揮できる。4
技術者を目指す者として各国・各地域での活動において、各国・各地域の文化、慣習などを尊重し、それぞれの国や地域に適用される関係法令などを守ることができる。4
技術者を目指す者として持続可能な開発を通じて全ての人々が安心して暮らせる未来を実現するために配慮することができる。4
技術者を目指す者として、さまざまな課題に力を合わせて取り組んでいくことができる。4
専門的能力分野別の工学実験・実習能力化学・生物系【実験実習】有機化学実験加熱還留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
分液漏斗を使った抽出ができる。5
薄層クロマトグラフィを使い反応を追跡することができる。5
融点測定による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)、携帯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・溶液の粘度の測定し、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理解できる。5
反応速度(1次反応)を測定し、反応速度定数の温度依存性から反応熱を決定できる。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理解する。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こと。5
滅菌・無菌操作をして、微生物を培養することができること。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こと。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こと。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こと。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こと。5
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現実を踏まえ、公衆の健康・安全や文化・社会・環境に配慮すべきことが理解できる。さらに、複合的な工学的課題や、需要に適合したシステム・構成要素・工程の設計に取り組むことができる。4
現実を踏まえ、公衆の健康・安全への配慮、文化的・社会的・環境的な観点に配慮をしつつ、既存の枠にとらわれずに、複合的な工学的課題や、需要に適合したシステム・構成要素・工程を設計することができる。4
クライアントの要求を解決するための設計解を作り出すプロセス理解し、設計解を創案できる。さらに、創案した設計解が要求を解決するものであるかを評価しなければならないことを理解する。4
クライアントの要求を解決するための設計解を作り出すプロセスを理解し、設計解を創案できる。さらに、創案した設計解が要求を解決するものであるかを評価しデザインすることができる。4

評価割合

レポート(前期)プレゼンテーション(前期)取り組み態度(前期)レポート(後期)合計
総合評価割合01505065
基礎的能力0002525
専門的能力0002525
分野横断的能力17.51517.5015