サイエンスラボ(IE1)

科目基礎情報

学校 長野工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 サイエンスラボ(IE1)
科目番号 0050 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 工学科(専門科目:全系共通) 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 【教科書】A:「新物理学実験」学術図書出版社,B:「初歩から学ぶ基礎物理学 電磁気・原子」大日本図書 /【参考書】 C:「化学基礎」数研出版社,D:「化学」数研出版社,E:「フォトサイエンス化学図録」数研出版社,F:「フォトサイエンス物理図録」数研出版,G:「ニューグローバル 物理基礎+物理」東京書籍,H:「初歩から学ぶ基礎物理学 力学II」大日本図書,I:「初歩から学ぶ基礎物理学 熱・波動」大日本図書,J:「基礎物理学」学術図書出版社
担当教員 大西 浩次,滝沢 善洋

到達目標

電子の基本的な振る舞いおよび原子モデルについて説明できること.物理、化学の各実験テーマにおいて,その概要説明,操作・測定,データ整理・解析を行い,得られた結果(分かった事項)に対して考察でき,さらに簡単な実験報告書を作成できること.これらの内容を満足することで,学習・教育目標の(C-1)の達成とする.

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
原子の世界に関する評価項目電子の基本的振舞いおよび原子モデルについて説明することが十分にできる.電子の基本的振舞いおよび原子モデルについて説明することがある程度できる.電子の基本的振舞いおよび原子モデルについて説明することができない.
実験種目(全10テーマ)に関する評価項目各実験テーマにおいて,その概要説明,操作・測定,データ整理・解析を行い,得られた結果(分かった事項)に対して考察し,さらに簡単な実験報告書を作成することが十分にできる.各実験テーマにおいて,その概要説明,操作・測定,データ整理・解析を行い,得られた結果(分かった事項)に対して考察し,さらに簡単な実験報告書を作成することがある程度できる.各実験テーマにおいて,その概要説明,操作・測定,データ整理・解析を行い,得られた結果(分かった事項)に対して考察し,さらに簡単な実験報告書を作成することができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
(1) 実験テーマに関わる物理学の基礎(主として原子の世界)について学習する(前期1〜5週).(2) 物理学実験8テーマ、化学実験2テーマ(全10テーマ)を実施し,実験の基本的な姿勢・手法を修得する(前期6〜15週).
授業の進め方・方法:
1〜5週は座学(実験のガイダンスも含む),6〜15週は実験実習を中心とする.毎週,各テーマの実験報告書を主としたレポート課題を課すので、期限内に提出すること.
注意点:
<成績評価> 実験報告書を主としたレポート(100%)の合計100点満点で(C-1)を評価する.6割以上を獲得した者をこの科目の合格者とする.
<オフィスアワー>毎週水曜日 16:00~17:00 A科棟3F 339 大西教員室(必要に応じて来室可),毎週水曜日16:00~17:00 A110 滝沢教員室(必要に応じて来室可).
<先修科目・後修科目>先修科目:化学I,化学II,物理I,物理II,後修科目:応用物理I,応用物理II.
<備考>化学I・化学Iで学んだ基本的な法則・反応(気体の性質・溶液の性質・反応熱・酸塩基反応・酸化・還元や化学平衡)と無機化合物の性質や有機化合物の構造と性質の知識,物理Iで学んだ力と運動に関する知識,物理IIで学んだ電気現象・波動現象に関する知識,また数学におけるベクトルや微分・積分の計算能力を必要とする.教科書A・B・C・Dを有効に活用し,予習・復習すること.

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
前期
1stQ
1週 電子の発見
(教科書B:pp. 167-171)
電磁気学に基づき,真空中での電子の運動を理解し,トムソンの実験と比電荷について説明できる.
2週 電子の電荷,放射線
(教科書B:pp. 172-177)
電子および放射線が発見された過程を理解し,ミリカンの油滴実験について説明できる.
3週 光と物質の量子性
(教科書B:pp. 182-184, pp. 199-200)
光電効果や物質波の概念を理解し,光の粒子性と電子の波動性について説明できる.
4週 原子モデルとスペクトル
(教科書B:pp. 177-180, pp. 189-193, p. 200)
原子核発見の過程を理解し,水素原子の線スペクトルとボーアの原子モデルについて説明できる.
5週 各実験種目の目的・原理・方法・装置の概略,測定データの整理・解析,実験報告書の書き方
(教科書Fおよびプリント教材を参照)
実験データの解析法として最小二乗法の原理を理解し使えるようにする、実験レポートの書き方を理解する。各実験種目の目的と概要を説明できる。
6週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(1)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
7週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(2)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
8週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(3)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
2ndQ
9週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(4)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
10週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(5)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
11週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(6)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
12週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(7)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
13週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(8)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
14週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(9)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
15週 実験種目(全10テーマ)の中から班ごとに指定された1テーマの実施(10)
(教科書Aおよびプリント教材の該当ページを参照)
1.ヤング率、2.剛性率、3, サーミスタ(半導体),4.比電荷、5.プリズム,6.電気分解、7.プランク定数,8.R!, 9..金属塩、10.レーザー.
各テーマについて実験を行い,概要説明,データ整理・解析ができる.得られた結果(分かった事項)に対して考察し,簡単な実験報告書を作成できる.
16週

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

評価割合

試験小テスト平常点レポートその他実技試験合計
総合評価割合00010000100
前期00010000100