創造実験1

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 創造実験1
科目番号 0125 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 電子機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 テーマごとに実験指導書を配布する
担当教員 亀谷 知宏,林 浩一,藤井 正光,宮崎 孝

到達目標

1. 実験に用いる機器の基本操作ができる.
2. 実験の原理について説明ができる.
3. 工学的なルールを守ってレポート作成や成果物製作ができる.

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応用的に実験機器の操作ができる指導書通りに実験機器の操作ができる指導書通りに実験機器の操作ができない
到達目標2応用的課題について説明できる実験の原理について説明できる実験の原理について説明できない
到達目標3分かりやすいレポート作成や高精度な成果物製作ができるルールを守ってレポート作成や成果物製作ができるルールを守ってレポート作成や成果物作製ができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
ディジタル回路,静定トラス,NC工作機械,CFD,計測実験についての実験を行いレポートまたは成果物を提出する.
授業の進め方・方法:
1. 4班に分かれ4つの実験テーマを全て履修する
2. 班編制や実施場所,実施テーマ等の連絡は年度当初に一覧にして連絡,掲示するため,各自で実験前に確認すること
3. 実験の際には必要に応じて各実験で配布された実験指導書および筆記用具,電卓を持参すること
4. 病気やけがその他の理由でやむをえず休む場合には,必ず事前に実験担当教員に連絡すること
5. 実験ごとに必要に応じて報告書を課す
6. 報告書の期限は厳守すること
7. 実験における報告書は単に提出するだけではなく,必要に応じて担当教員の指導を受けること.内容が不十分な場合,再提出となることがある
注意点:
[ディジタル回路]
・実験時にレポート用紙、方眼紙、電卓、および定規を必ず持参すること
・作業服は必要ないが,動きやすく引っかかりにくい服装を着用すること
・測定機器や実験器具は丁寧に扱い、後片付けをきちんとすること
・工学実習を行う前に,関連する基礎理論について調べ,実習内容の理解を深めると共に,提出するレポートの下準備を始めておくこと
[ひずみゲージ]
・安全靴を履いてくること.(作業服,帽子は不要)
・万一おもりが落下した場合にもケガをしないよう,おもりの下には手や足を置かないこと.
・グループで実験を行うため,役割分担を明確にするとともに,担当以外の実験操作についても理解すること.
[静定トラス]
・安全靴を履いてくること.(作業服,帽子は不要)
・万一おもりが落下した場合にもケガをしないよう,おもりの下には手や足を置かないこと.
・グループで実験を行うため,役割分担を明確にするとともに,担当以外の実験操作についても理解すること.
[NC工作機械]
・実習工場で行う
・機械加工は危険を伴うことを自覚し,安全帽,安全靴,作業着は必ず着用すること.またボタン,ベルトなどきちんとすること
[CFD]
・演習室で行う
・他の班員と計測値を共有することもあるため,Office365のID,パスワードを確認しておくこと
[計測実験Ⅰ]
・全ての実験実習に参加する事
・全ての実験実習項目について、各人がレポートを作成して期日までに提出する事
・情報リテラシーⅡにおけるエクセルを用いた数値計算を習得していれば、数値補間ができる.
・工学実習を行う前に,関連する基礎理論について調べ,実習内容の理解を深めると共に,提出するレポートの下準備を始めておくこと.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 全体ガイダンス 実験の実施方法について説明できる
2週 (デジタル回路)
実験の概要説明,計測機器の使用法,
レポートの書き方
オシロスコープを始めとする基本的な計測機器の使用ができ,一般的な注意点を守り,工学的な実験レポートの書式でレポート作成ができる
3週 (デジタル回路)
アナログ素子によるディジタル回路
アナログ電子素子であるダイオード・トランジスタの特性を説明でき,これらによるディジタル回路の構成ができる
4週 (デジタル回路)
レポート作成
レポートの完成
5週 (デジタル回路)
C-MOS ディジタルIC の入出力特性
ディジタルICにおける基本ゲート回路の機能と入出力における電圧・電流特性を説明できる
6週 (デジタル回路)
レポート作成
レポートの完成
7週 (デジタル回路)
マルチバイブレータ
ディジタルICを用いたマルチバイブレータの動作原理を説明でき,その応用ができる
8週 (デジタル回路)
レポート作成
レポートの完成
2ndQ
9週 (ひずみゲージ)
ひずみゲージの構造・特徴
ひずみゲージの構造,用途,使用方法を説明できる
10週 (ひずみゲージ)
ひずみゲージの結線法
ひずみゲージの結線法について説明できる
11週 (ひずみゲージ)
レポート整理
レポートの完成
12週 (静定トラス)
節点法を用いた部材力の計算
節点法を用いてトラス部材力の計算ができる
13週 (静定トラス)
出力電圧から力への換算係数
ひずみゲージ出力電圧から部材力への換算係数を求めることができる
14週 (静定トラス)
部材力の測定
ひずみゲージを用いてトラス部材力の測定ができる
15週 (静定トラス)
レポート整理
レポートの完成
16週
後期
3rdQ
1週 (NC工作機械)
NC工作機械の調査,図面の寸法入れ
NC工作機械について説明できる
2週 (NC工作機械)
NC工作機械の操作
NC工作機械の簡単な操作ができる
3週 (NC工作機械)
NC工作機械による加工
NC工作機械を用いて、図面に応じた加工ができる
4週 (NC工作機械)
レポート整理
レポートの完成
5週 (CFD)
チャネル流れ
チャネル流れにおける代表的な流れ場を説明できる
6週 (CFD)
カルマン渦
カルマン渦について説明できる
7週 校外実習報告会見学
8週 (CFD)
レポート整理
レポートの完成
4thQ
9週 (計測実験Ⅰ)
実験の概要説明
計測センサの種類
片対数グラフの書き方
測定する物理量に合わせて,適切なセンサを選択する必要がある事を説明できる
測定結果を,方眼グラフと片対数グラフに描くことができる
10週 (計測実験Ⅰ)
オペアンプ
オペアンプを用いた反転増幅回路とコンパレータ回路を作成でき、それらの回路の動作を説明できる
11週 (計測実験Ⅰ)
超音波センサ
超音波を用いた距離測定原理について説明でき,超音波の特性を考慮した距離測定ができる
12週 (計測実験Ⅰ)
レポート整理
レポートの完成
13週 (計測実験Ⅰ)
光センサ
電流制御して発光ダイオードを点灯させる事ができる。受光素子について説明でき、それらを用いて光検出できる
14週 (計測実験Ⅰ)
様々なセンサ
準備されたセンサ類を選択して、指定物理量を測定できる
15週
16週 (計測実験Ⅰ)
レポート整理
レポートの完成

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
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
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
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
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
専門的能力分野別の専門工学機械系分野製図CADシステムの役割と構成を説明できる。3
CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。3
分野別の工学実験・実習能力機械系分野【実験・実習能力】機械系【実験実習】実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。3
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。3
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。3
電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。3
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。3
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。3
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。3
半導体素子の電気的特性の測定法を習得し、実験を通して理解する。3
増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。3
論理回路の動作について実験結果を考察できる。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合00060400100
基礎的能力000010010
専門的能力0006030090
分野横断的能力0000000