到達目標
学習目的:物理学は自然科学の中で最も基礎的な学問の一つであり,様々な工学技術の分野に物理学の成果や手法が応用されている。実験を通じて物理学の基礎を十分に理解する。また,実験を安全に正しく行うことも目的とする。
到達目標:
物理学に関する各種の計測についての技術を修得するとともに,専門科目について学習した内容を実験を通して理解する。
1.実験器具の取り扱いを理解し,安全に正しく,主体的かつ強調的に問題解決できる能力を獲得する。
2.実験結果をレポートにまとめることで,グラフ,文章,式等で表現できる能力を獲得する。
3.実験結果から物理的に考察し,説明できる。
4.目的達成のために他者と協調・協働して行動できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
評価項目1 | 実験装置・器具・情報機器等を利用し目的を達成する手法が大変よく理解できる。 | 実験装置・器具・情報機器等を利用し目的を達成する手法が理解できる。 | 実験装置・器具・情報機器等を利用し目的を達成する手法がほぼ理解できる。 | 左記に達しない。 |
評価項目2 | 実験結果を適切にレポートにまとめることができる。 | 実験結果をレポートにまとめることができる。 | 実験結果をレポートにまとめることがほぼできる。 | 左記に達しない。 |
評価項目3 | 実験結果から物理的に適切に考察し,説明できる。 | 実験結果から物理的に考察し,説明できる。 | 実験結果から物理的に考察し,ほぼ説明できる。 | 左記に達しない。 |
評価項目4 | 目標達成のために積極的に他者と協調・協働して行動できる。 | 目標達成のために他者と協調・協働して行動できる。 | 目標達成のために他者と協調・協働してだいたい行動できる。 | 左記に達しない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別:専門 学習の分野:実験・実習
基礎となる学問分野:数物系科学/物理/物理一般
学習教育目標との関連:本科目は「③基盤となる専門性の深化」「⑥課題探求・解決能力の育成」をさらに押し進めるための科目である。
技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体的に関与する学習・教育到達目標は「(D)課題解決能力,研究能力,コミュニケーション能力,プレゼンテーション能力を身に付けそれらを発揮できる」であるが,付随的には(A),(C)にも関与する。
授業の概要:これまでに学習した物理学の知識を,実験を通して理解を深める。計測技術,実験データ取扱い,計測結果整理,報告書の作成方法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業の方法:4~5名のグループに分かれて,11テーマの実験を行う。実験結果を整理し検討・考察を行い,報告書にまとめ,担当教員に提出する。
成績評価方法:実験報告書(80%),出席状況および授業態度(実習テキストなどの忘れ物も実験態度に含める)(20%)で評価する。実験報告書について,問題がない場合を85点程度とし,内容と提出状況により減点する。もちろん,優秀な実験レポートに対しては加点もある。
注意点:
履修上の注意:本科目は,学年の課程修了のために履修(欠課時間数が所定授業時間数の5分の1以下)および単位修得が必須である。
履修のアドバイス:事前に行う準備学習として,実験テキストで内容や手順を十分把握し,事前レポートを作成し当日持参すること。電卓,実験ノートおよび,データ整理,レポート作成のため,各自のPCを必ず持参すること。未提出の実験レポートがある場合,本実験の単位は認められない。
基礎科目:物理Ⅰ(1年),物理Ⅱ(2),理科実験(2),力学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ(3),一般物理学(3),3年次までの数学
関連科目:剛体の力学(4年),解析力学(4),電磁気学(4),現代物理学(4),量子科学(5),光エレクトロニクス(5)
受講上のアドバイス:授業開始時刻に遅刻を確認する。各時限において15分以上の遅刻は欠課扱いとする。実験報告書は〆切までに確実に提出すること。データを取り終わっても,レポート作成作業をしないで雑談している場合,授業態度を減点する。実験時間を有意義に過ごして欲しい。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス |
実験の進め方・まとめ方・注意事項の理解,班分け,テキスト配布
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2週 |
ずれ弾性率(以下の実験順は班により異なる) |
実験実施
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3週 |
コンピュータシミュレーション(2球の衝突,月ロケット,波動,電場と電位から1テーマ選択) |
実験実施
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4週 |
光の速度 |
実験実施
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5週 |
回折格子 |
実験実施
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6週 |
電子の比電荷 |
実験実施
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7週 |
フランクヘルツの実験 |
実験実施
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8週 |
(後期中間試験期間)実験予備日 |
再実験,レポート指導
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4thQ |
9週 |
プランク定数 |
実験実施
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10週 |
放射線計測 |
実験実施
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11週 |
霧箱実験 |
実験実施
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12週 |
RaspberryPi計測実験1(Linux系OSでのプログラミング,LED点灯・点滅) |
実験実施
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13週 |
RaspberryPi計測実験2(温度計測) |
実験実施
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14週 |
実験予備日 |
再実験,レポート指導
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15週 |
(後期末試験期間)実験予備日 |
再実験,レポート指導
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16週 |
総合指導 |
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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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | |
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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 実験報告書 | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 20 | 80 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 20 | 80 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |