物質工学実験Ⅱ

科目基礎情報

学校 沼津工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 物質工学実験Ⅱ
科目番号 2023-642 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: 4
開設学科 物質工学科 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 8
教科書/教材 学科作成の実験書,改訂 化学のレポートと論文の書き方,実験データを正しく扱うために
担当教員 藁科 知之,新井 貴司,芳野 恭士

到達目標

(1)実験に取り組む基本姿勢(心構え,服装など)を理解することができる.
(2)実験に必要な基本的操作,実験ノートの書き方(実験の記録,溶液の濃度計算など),データ処理(有効数字の扱い方,実験値の統計処理など),レポートの作成および期限内の提出など,技術者として身に着けなければならない基本的かつ重要な技能を体験を通して理解し身に着けることができる.

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
到達目標1実験に取り組む基本姿勢(心構え,服装など)を理解しきちんと実践することができる.実験に取り組む基本姿勢(心構え,服装など)を理解することができる.実験に取り組む基本姿勢(心構え,服装など)を理解することができない.
到達目標2実験に必要な基本的操作,実験ノートの書き方(実験の記録,溶液の濃度計算など),データ処理(有効数字の扱い方,実験値の統計処理など),すべてのレポートの作成および期限内の提出など,技術者として身に着けなければならない基本的かつ重要な技能を体験を通して理解し身に着けることができる.実験に必要な基本的操作,実験ノートの書き方(実験の記録,溶液の濃度計算など),データ処理(有効数字の扱い方,実験値の統計処理など),レポートの作成および期限内の提出など,技術者として身に着けなければならない基本的かつ重要な技能を体験を通して理解することができる.実験に必要な基本的操作,実験ノートの書き方(実験の記録,溶液の濃度計算など),データ処理(有効数字の扱い方,実験値の統計処理など),レポートの作成および期限内の提出など,技術者として身に着けなければならない基本的かつ重要な技能を体験を通して理解できない.

学科の到達目標項目との関係

【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
今後行う様々な化学実験の基礎をなす基礎的な定性・定量分析,無機化合物の合成およびその分析を通して,ガラス器具や天秤など様々な器具や装置の取り扱い方,実験データの記録およびデータ処理,レポート作成など以後の実験に不可欠な事項について学ぶ.
授業の進め方・方法:
実験実習を行うにあたって,それに関する講義や演習も取り混ぜながら授業を実施する.
注意点:
評価については,評価割合に従って行う.

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 定性分析①(第1属陽イオンの分離・検出)
定性分析②(第3属陽イオンの分離・検出)
第1属の陽イオンを分離・検出することができる。
第3属の陽イオンを分離・検出することができる。
2週 酸化還元滴定に関する講義および演習
酸化還元滴定(過マンガン酸カリウム滴定①)
酸化還元滴定の原理を理解できる。
酸化還元に関する演習問題を解くことができる。
酸化還元滴定実験より、酸化剤や還元剤の物質量を正確に求めることができる。
3週 酸化還元滴定(過マンガン酸カリウム滴定②)
酸化還元滴定(ヨウ素滴定①)
酸化還元滴定実験より、酸化剤や還元剤の物質量を正確に求めることができる。
4週 酸化還元滴定(ヨウ素滴定②)
キレート滴定に関する講義
酸化還元滴定実験より、酸化剤や還元剤の物質量を正確に求めることができる。
キレート滴定の原理を理解できる。
キレート滴定の実験準備のための溶液調製が正確にできる。
直接滴定の原理を理解することができる。
溶液中に含まれる金属イオンの物質量を正確に求めることができる。
5週 キレート滴定の準備(亜鉛標準溶液,EDTA溶液の調製)
キレート滴定(直接滴定法(亜鉛標準溶液を用いるEDTA溶液の標定))
キレート滴定の実験準備のための溶液調製が正確にできる。
直接滴定の原理を理解することができる。
溶液中に含まれる金属イオンの物質量を正確に求めることができる。
6週 キレート滴定(置換滴定法,選択滴定法)
重量分析に関する講義および演習
置換滴定、選択滴定の原理を理解することができる。
溶液中に含まれる金属イオンの物質量を正確に求めることができる。
重量分析の原理を理解し説明できる。
7週 重量分析(硫酸銅中の硫酸イオンの定量①)
重量分析(硫酸銅中の硫酸イオンの定量②)
実験結果から正確に物質量を計算することができる。
8週 コバルト錯体の合成と組成分析(講義)
コバルト錯体の合成と組成分析(錯体の合成・精製)
配位化合物の合成に関して反応を理解できる。
配位化合物を合成しそれを精製することができる。
4thQ
9週 コバルト錯体の合成と組成分析(標準液調製)
コバルト錯体の合成と組成分析(含有量分析①)
標準液を正確に調製できる。
配位化合物の組成を正しく求めることができる。
10週 コバルト錯体の合成と組成分析(含有量分析②)
シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(講義)
配位化合物の組成を正しく求めることができる。
シュウ酸鉄錯体の反応を理解することができる。
11週 シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(予習ノート作成)
シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(錯体の合成)
シュウ酸鉄錯体の反応を理解することができる。
シュウ酸鉄錯体を合成することができる。
12週 シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定①)
シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定②)
シュウ酸鉄錯体の組成を正しく求めることができる。
13週 シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定③)
シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定④)
シュウ酸鉄錯体の組成を正しく求めることができる。
14週 シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定⑤)
シュウ酸鉄錯体の配位数の決定(配位数の決定⑥)
シュウ酸鉄錯体の組成を正しく求めることができる。
15週 実技試験(滴定実験) ここまでの滴定に関する既習事項に関して理解し、濃度未知溶液の濃度を滴定実験により正確に求めることができる。
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
基礎的能力自然科学物理実験物理実験測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。3後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
安全を確保して、実験を行うことができる。3後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
実験報告書を決められた形式で作成できる。3後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
有効数字を考慮して、データを集計することができる。3後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
化学(一般)化学(一般)純物質と混合物の区別が説明できる。3後1,後2,後3
混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。3後1,後2,後3
電離について説明でき、電解質と非電解質の区別ができる。3後7
質量パーセント濃度の説明ができ、質量パーセント濃度の計算ができる。3後6
モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。3後1,後4,後5,後6,後7
酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。3後8,後9
酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。3後8,後9
電離度から酸・塩基の強弱を説明できる。3後9
中和反応がどのような反応であるか説明できる。3後8,後9
中和滴定の計算ができる。3後8,後9
酸化還元反応について説明できる。3後4,後5
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3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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14,後15
測定と測定値の取り扱いができる。3後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。3後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
ガラス器具の取り扱いができる。3後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
試薬の調製ができる。3後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3
人文・社会科学国語国語常用漢字の音訓を正しく使える。主な常用漢字が書ける。2後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
専門の分野に関する用語を思考や表現に活用できる。2後1,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
収集した情報を分析し、目的に応じて整理できる。2後1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
課題に応じ、根拠に基づいて議論できる。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後2,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
専門的能力分野別の専門工学化学・生物系分野無機化学錯体化学で使用される用語(中心原子、配位子、キレート、配位数など)を説明できる。3後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
錯体の命名法の基本を説明できる。3後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
配位数と構造について説明できる。3後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
分析化学いくつかの代表的な陽イオンや陰イオンの定性分析のための化学反応について理解できる。4後1,後2,後3
沈殿による物質の分離方法について理解し、化学量論から沈殿量の計算ができる。3後1,後2,後3
錯体の生成について説明できる。3後2,後3,後6,後7
陽イオンや陰イオンの関係した化学反応について理解し、溶液中の物質の濃度計算(定量計算)ができる。3後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7
中和滴定についての原理を理解し、酸及び塩基濃度の計算ができる。4後8,後9
酸化還元滴定についての原理を理解し、酸化剤及び還元剤の濃度計算ができる。4後4,後5
キレート滴定についての原理を理解し、金属イオンの濃度計算ができる。4後6,後7
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】有機化学実験吸引ろ過ができる。3後1,後3,後10,後13
収率の計算ができる。3後1,後10,後13
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。4後8,後9
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。4後4,後5
キレート滴定を理解し、錯体の濃度の計算ができる。4後6,後7
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。4後1,後2,後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。2後1,後2,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。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
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。2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
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。2後1,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
円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。2後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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)。2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
他者の意見を聞き合意形成することができる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12
合意形成のために会話を成立させることができる。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9
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2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後13,後14,後15
複数の情報を整理・構造化できる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後13,後14,後15
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。2後1
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
事実をもとに論理や考察を展開できる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
目標の実現に向けて計画ができる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12
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。2後1,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。2後1,後3,後4,後5,後6,後7
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。2後1,後3,後4,後5,後6,後7
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2後1,後3,後4,後5,後6,後7
法令やルールを遵守した行動をとれる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。2後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15
技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。2後10,後11,後12,後13,後14,後15
自身の将来のありたい姿(キャリアデザイン)を明確化できる。2後1
その時々で自らの現状を認識し、将来のありたい姿に向かっていくために現状で必要な学習や活動を考えることができる。2後1
キャリアの実現に向かって卒業後も継続的に学習する必要性を認識している。3後1
これからのキャリアの中で、様々な困難があることを認識し、困難に直面したときの対処のありかた(一人で悩まない、優先すべきことを多面的に判断できるなど)を認識している。3後1
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業や大学等でどのように活用・応用されるかを説明できる。2後1
企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。2後1
コミュニケーション能力や主体性等の「社会人として備えるべき能力」の必要性を認識している。2後1

評価割合

授業態度レポート合計
総合評価割合1090100
実験に対する取り組み姿勢10010
レポート作成能力09090