材料デザイン工学

科目基礎情報

学校 米子工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 材料デザイン工学
科目番号 0028 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 専攻科 生産システム工学専攻 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 清水紀夫・上原 勝,「デザインと材料」,技報堂出版
担当教員 小川 和郎

到達目標

1.工業製品のデザインにおける材料の役割や材料選択について説明できる。
2.工業製品における材料の取り扱いに関する基礎的事項を説明できる。
3.三大材料の用途や特性について説明できる。
4.複合材料の用途や特性について,いくつかの事例を説明できる。

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材料の役割や材料選択を説明できる。材料の役割や材料選択をある程度説明できる。材料の役割や材料選択を説明できない。
評価項目2材料の取り扱いに関する基礎的事項を説明できる。材料の取り扱いに関する基礎的事項をある程度説明できる。材料の取り扱いに関する基礎的事項を説明できない。
評価項目3三大材料の用途や特性について説明できる。三大材料の用途や特性についてある程度説明できる。三大材料の用途や特性について説明できない。
評価項目4複合材料の用途や特性について,いくつかの事例を説明できる。複合材料の用途や特性について,事例を説明できる。複合材料の用途や特性について,事例を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-3 説明 閉じる
JABEE d1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
金属,セラミックス,高分子,複合材料に関する材料の力学特性,信頼性や安全性などの材料評価ならびに材料の組織,構造と材料特性の関係について学ぶことにより,新時代に適合した先駆的で独創的な工業材料・製品を作り出すための材料設計(デザイン)・材料創製システムの構築に関する基礎的事項を学ぶ。
授業の進め方・方法:
パワーポイントを使って,講義を行う。講義資料は,プリントしたものを配布する。
身近な材料を使って,材料の紹介をしていくので,普段から材料への興味を持つようになって欲しい。
本科目は学修単位であるため,以下のような自学自習を60時間以上行うこと。
 ・授業で課したレポートを作成する。
 ・定期試験の準備をする。
 ・授業内容の理解を深めるため,復習を行う。
注意点:

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 授業に関するガイダンス
材料の歴史と三大材料
三大材料の種類と各材料の大まかな歴史を説明できる。
2週 材料の分類と新しい材料の傾向 代表的な材料の分類法を説明できる。
材料開発と評価項目の関係を説明できる。
3週 材料の構造と形1 結晶構造とアモルファスを説明できる。
簡単な状態図の見方を理解できる。
4週 材料の構造と形2 表面現象を説明できる。
表面の機能を生かした材料の例,用途,機能などを説明できる。
5週 材料と物性1 材料の力学的・光学的性質の特徴を説明できる。
6週 材料と物性2 材料の熱的・電気的・化学的性質の特徴を説明できる。
7週 無機材料1 構造用セラミックスの種類や特性を説明できる。
8週 無機材料2 機能性セラミックス,アモルファス材料,炭素材料の種類や特性を説明できる。
4thQ
9週 有機材料1 高分子の基本概念を説明できる。
代表的なプラスチックの成形法を説明できる。
10週 有機材料2 熱可塑性・熱硬化性プラスチックを説明できる。
ゴムの種類と特徴を説明できる。
11週 金属材料 金属材料の特徴や加工法を説明できる。
レアメタルの用途や問題点を説明できる。
12週 複合材料と先端材料 複合材料や先端材料の例,用途,特徴などを説明できる。
13週 リチウム電池と燃料電池
ナノテクノロジー
リチウム電池および燃料電池の仕組みや特徴を説明できる。
ナノテクノロジーの応用分野の例を説明できる。
14週 リサイクル 3Rを説明できる。
代表的なリサイクル法を説明できる。
15週 期末試験
16週 ユニバーサルデザイン
振り返り・到達目標の確認
ユニバーサルデザインの原則を説明できる。
授業を振り返り,学習内容を再確認する。

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(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史全ての人々が将来にわたって安心して暮らせる持続可能な開発を実現するために、自らの専門分野から配慮すべきことが何かを説明できる。4
技術者を目指す者として、平和の構築、異文化理解の推進、自然資源の維持、災害の防止などの課題に力を合わせて取り組んでいくことの重要性を認識している。4

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70000030100
基礎的能力70000030100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000