工学実験Ⅲ

科目基礎情報

学校 明石工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 工学実験Ⅲ
科目番号 0025 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 都市システム工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 環境衛生実験指導書(明石高専都市システム工学科編)適宜プリントを配布する.参考文献:土木学会:構造実験のてびき(2009年版)
担当教員 三好 崇夫,渡部 守義

到達目標

(1) 水温、pH、DO、EC、濁度、透視度に関する実験について理解し、その実験ができる。
(2) BOD・CODに関する実験について理解し、その実験ができる。
(3) 単純ばり上の集中荷重の作用位置と支点反力に関する実験について理解し,実験ができるとともに,理論的な影響線と比較することができる.
(4) 3点曲げ試験による弾性係数の推定方法を理解し,実験と弾性係数の推定ができる.
(5) I形断面ばりの4点曲げ試験によるたわみの計測実験を理解し,実験ができるとともに,理論的なたわみ曲線と比較し,両者間に生じた差異の原因について考察できる.
(6) H形鋼の4点曲げ載荷試験によるひずみの計測実験と曲げモーメントの推定方法を理解し,実験ができるとともに曲げモーメントを推定できる.また,曲げモーメントの理論値と比較し,両者間に差異を生じた原因について考察できる.

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
評価項目1水温、pH、DO、EC、濁度、透視度に関する実験について理解し、その実験ができ、レポートとしてまとめることがきる。水温、pH、DO、EC、濁度、透視度に関する実験について理解し、その実験ができる。水温、pH、DO、EC、濁度、透視度に関する実験について理解できない。
評価項目2 BOD・CODに関する実験について理解し、その実験ができ、レポートとしてまとめることがきる。 BOD・CODに関する実験について理解し、その実験ができる。 BOD・CODに関する実験について理解しできない。
評価項目3単純ばり上の集中荷重の作用位置と支点反力に関する実験について理解し,実験ができるとともに,理論的な影響線と比較することができ,レポートとして纏めることができる.単純ばり上の集中荷重の作用位置と支点反力に関する実験について理解し,実験ができるとともに,理論的な影響線と比較することができる.単純ばり上の集中荷重の作用位置と支点反力に関する実験について理解できず,実験もできるとともに,理論的な影響線と比較することもできない.
評価項目43点曲げ試験による弾性係数の推定方法を理解するとともに,実験と弾性係数の推定を実施し,レポートとしてまとめることができる.3点曲げ試験による弾性係数の推定方法を理解するとともに,実験と弾性係数の推定を実施できる.3点曲げ試験による弾性係数の推定方法が理解できず,実験と弾性係数の推定が実施できない.
評価項目5I形断面ばりの4点曲げ試験によるたわみの計測実験を理解し,実験ができるとともに,理論的なたわみ曲線と比較して,両者間に生じた差異の原因について考察し,レポートとして取りまとめることができる.I形断面ばりの4点曲げ試験によるたわみの計測実験を理解し,実験ができるとともに,理論的なたわみ曲線と比較し,両者間に生じた差異の原因について考察できる.I形断面ばりの4点曲げ試験によるたわみの計測実験が理解できず,実験もできず,さらに理論的なたわみ曲線と比較して,両者間に生じた差異の原因についても考察できない.
評価項目6H形鋼の4点曲げ載荷試験によるひずみの計測実験と曲げモーメントの推定方法を理解し,実験ができるとともに曲げモーメントを推定できる.また,曲げモーメントの理論値と比較し,両者間に差異を生じた原因について考察し,レポートとして取りまとめることができる.H形鋼の4点曲げ載荷試験によるひずみの計測実験と曲げモーメントの推定方法を理解し,実験ができるとともに曲げモーメントを推定できる.また,曲げモーメントの理論値と比較し,両者間に差異を生じた原因について考察できる.H形鋼の4点曲げ載荷試験によるひずみの計測実験と曲げモーメントの推定方法が理解できず,実験と曲げモーメントの推定が実施できない.また,曲げモーメントの理論値と比較して,両者間に差異を生じた原因について考察ができない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (B) 説明 閉じる
学習・教育目標 (E) 説明 閉じる
学習・教育目標 (G) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
構造力学,構造物の設計,衛生工学,環境工学などに関する実験実習を行う.実験はクラスをA,Bの2班に分けて実施する.前半はA班が環境衛生実験,B班が構造実験を実施し,後半はA班が構造実験,B班が環境衛生実験を実施する.
授業の進め方・方法:
A,B班をさらにグループに分けて実験を行う.実験終了後は実験方法,結果や考察を取り纏めたレポートを提出させる.実験以外にも溶接実習や土木関係の施設,工場や現場見学を行い,社会基盤に関連する事業やものつくりを体験学習させる
注意点:
実験課題に対して自ら目標を設定し,資料収集,実験実習等を通して実験手法を学び,自主的に問題を解決する姿勢が重要である.実験の様子や計測結果はすぐに記録し,実験レポートは指定する期限までに提出すること.実験に適した服装(実習服など)・靴(運動靴)で臨むこと.
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/5以上の欠課

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 実験の概要説明
衛生実験と構造実験の進め方,実験内容および実験レポートの提出方法等について説明する.
2週 (A班)水質基本項目の測定,(B班)単純ばりの移動荷重による支点反力の計測
基本項目の測定を行う。
3週 (A班)BOD・COD試験準備(B班) 3点曲げ試験による型紙等の弾性係数の推定とI形断面ばり製作
基本項目の測定を行うともにBOD・COD試験のための試薬の準備を行う.
4週 (A班)BOD試験,(B班)I形断面ばりの4点曲げ試験
境水中の有機物の指標であるBODを測定を測定する.
5週 (A班)COD試験,(B班)I形断面ばりの4点曲げ試験
境水中の有機物の指標であるCODを測定を測定する.
6週 (A班)ガラス体積計による定量採取と精度測定,(B班)曲げを受けるH形鋼ばりのひずみ計測
メスピペット,ビュレット,ビーカーなどのガラス体積計の精度を測定し,JIS規格の要求を満たしているかを確かめる.
7週 溶接実験実習
アーク溶接についての基本的事項について学習し、軟鋼を使用して運棒、余盛りなどの実習実験を行う。
8週
.
4thQ
9週 (A班)単純ばりの移動荷重による支点反力の計測,(B班)水質基本項目の測定
単純ばり試験体の軸方向に,集中荷重を一定間隔で移動載荷し,支点反力の変化を計測する.試験結果を理論的に得られる影響線と比較し,考察する.
10週 (A班) 3点曲げ試験による型紙等の弾性係数の推定とI形断面ばり製作,(B班)BOD・COD試験準備
型紙やアクリル板から切り出した短冊状試験片を用いた3点曲げ試験により,各々の弾性係数を推定する.また,それらを用いてI形断面ばり試験体を製作する.
11週 (A班)I形断面ばりの4点曲げ試験,(B班)BOD試験
型紙やアクリル板を用いて製作したI形断面ばり試験体を使用した4点曲げ載荷試験を実施し,たわみを計測する.理論的に得られるたわみ曲線と計測結果を比較,考察する.
12週 (A班)I形断面ばりの4点曲げ試験,(B班)COD試験
型紙やアクリル板を用いて製作したI形断面ばり試験体を使用した4点曲げ載荷試験を実施し,たわみを計測する.理論的に得られるたわみ曲線と計測結果を比較,考察する.
13週 (A班)曲げを受けるH形鋼ばりのひずみ計測,(B班)ガラス体積計による定量採取と精度測定
H形鋼からなる単純ばりに4点曲げ載荷試験を実施し,等曲げ区間のひずみを計測することにより曲げモーメントを推定する.同推定値と理論的に得られる曲げモーメントを比較,考察する.
14週 実験結果・考察の補足説明
実験結果や考察の補足説明とふりかえりを行う.
15週 工事現場や施設等の見学
近隣の土木構造物の建設,補修・補強工事現場,製鉄所,土木構造物関連の製作工場または上下水道施設の見学を行う.
16週 期末試験実施せず

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原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。3
時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。3
熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。3
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。3
動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。3
ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。3
気体の内部エネルギーについて説明できる。3
熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。3
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。3
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。3
熱機関の熱効率に関する計算ができる。3
波動波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。3
横波と縦波の違いについて説明できる。3
波の重ね合わせの原理について説明できる。3
波の独立性について説明できる。3
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。3
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。3
ホイヘンスの原理について説明できる。3
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。3
弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。3
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。3
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。3
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。3
自然光と偏光の違いについて説明できる。3
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。3
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。3
電気導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。3
クーロンの法則が説明できる。3
クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。3
電場・電位について説明できる。3
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。3
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。3
ジュール熱や電力を求めることができる。3
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
安全を確保して、実験を行うことができる。3
実験報告書を決められた形式で作成できる。3
有効数字を考慮して、データを集計することができる。3
熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3
波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3
光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3
電磁気に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3
ライフサイエンス/アースサイエンスライフサイエンス/アースサイエンス太陽系を構成する惑星の中に地球があり、月は地球の衛星であることを説明できる。3
地球は大気と水で覆われた惑星であることを説明できる。3
陸地および海底の大地形とその形成を説明できる。3
地球の内部構造を理解して、内部には何があるか説明できる。3
マグマの生成と火山活動を説明できる。3
地震の発生と断層運動について説明できる。3
地球科学を支えるプレートテクトニクスを説明できる。3
プレート境界における地震活動の特徴とそれに伴う地殻変動などについて説明できる。3
地球上の生物の多様性について説明できる。3
生物の共通性と進化の関係について説明できる。3
生物に共通する性質について説明できる。3
大気圏の構造・成分を理解し、大気圧を説明できる。3
大気の熱収支を理解し、大気の運動を説明できる。3
大気の大循環を理解し、大気中の風の流れなどの気象現象を説明できる。3
海水の運動を理解し、潮流、高潮、津波などを説明できる。3
植生の遷移について説明でき、そのしくみについて説明できる。3
世界のバイオームとその分布について説明できる。3
日本のバイオームの水平分布、垂直分布について説明できる。3
生態系の構成要素(生産者、消費者、分解者、非生物的環境)とその関係について説明できる。3
生態ピラミッドについて説明できる。3
生態系における炭素の循環とエネルギーの流れについて説明できる。3
熱帯林の減少と生物多様性の喪失について説明できる。3
有害物質の生物濃縮について説明できる。3
地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。3
分野横断的能力態度・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。3
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。3
目標の実現に向けて計画ができる。3
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。3
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。3
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。3
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。3
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。3
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。3
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。3
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。3
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。3
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3
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。3

評価割合

レポート取組合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000