到達目標
① 環境中の物質循環を化学的に説明できる
大気・水・土壌における物質の移動と変換を、反応機構・平衡・エネルギー収支の観点から説明し、地域環境における循環構造を理解できる。
② 環境負荷と持続可能性を定量的に評価できる
温室効果ガス排出、栄養塩循環、有機物分解、資源利用効率などを数値的に整理し、グリーンケミストリーの原則に基づいて環境影響を比較・評価できる。
③ 地域循環共生圏を化学の視点から構想できる
再生可能エネルギー利用、バイオマス循環、廃棄物リサイクル、高分子材料の再資源化などについて、生態系機能や生物多様性との関係を踏まえ、地域スケールでの持続可能な仕組みを提案できる。
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 | 最低限の到達レベルの目安 |
| ① 環境中の物質循環を化学的に説明できる | 環境問題を反応機構・平衡・熱力学に基づき統合的に説明できる。 | 各現象を化学原理に基づいて説明できる。 | 現象は説明できるが、化学的根拠が弱い。 |
| ② 環境負荷と持続可能性を定量的に評価できる | 物質収支・排出量・効率を数値で比較し論理的に評価できる。 | 数値を用いて環境負荷を整理できる。 | 定性的説明にとどまる。 |
| ③ 地域循環共生圏を化学の視点から構想できる | 地域資源循環モデルを科学的根拠に基づき提案できる。 | 持続可能性の観点から妥当な提案ができる。 | 一般論にとどまる。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義では、グリーンケミストリーを基盤として、大気・水・土壌における物質循環と環境問題の化学的本質を学ぶ。気候変動、オゾン層破壊、水資源、エネルギー問題、高分子材料、廃棄物リサイクルなどを題材に、反応機構、熱力学、物質収支の観点から環境現象を理解する。
さらに、地域スケールでの資源循環や生態系機能との関係を踏まえ、化学の視点から持続可能な社会構築の方策を構想する力を養う。環境問題を単なる知識としてではなく、定量的に評価し、地域実装へつなげる思考力の修得を目的とする。
授業の進め方・方法:
本講義は、教科書の各章を中心に、予習確認小テスト・学生による発表・レポート作成を組み合わせて進める。
各回の授業前に予習範囲を指定し、授業冒頭に小テストを実施することで基礎理解を確認する。その後、担当学生がPowerPointを用いて発表を行い、内容の整理、反応機構の図示、数値データの提示、環境影響の定量的評価を行う。発表後は全体討論を行い、環境問題を化学的視点から多角的に検討する。
各テーマに対してレポート課題を課し、物質収支、エネルギー効率、排出量評価などを含めた分析を求める。
本科目は【授業時間30時間＋自学自習時間60時間】で構成され、各回につき約4時間の自学自習を想定している。自学自習では、教科書の精読、関連文献の調査、数値計算、発表資料作成、レポート執筆を行う。
注意点:
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
グリーンケミストリーとは |
グリーンケミストリー12原則を理解し、環境配慮型化学の概念を説明できる。
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| 2週 |
空気をきれいに |
大気汚染物質の生成機構と反応過程を説明できる。
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| 3週 |
空気をきれいに |
光化学反応、酸性雨、粒子状物質の化学を説明できる。
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| 4週 |
貴重な水資源 |
水の物理化学的性質と水質指標を説明できる。
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| 5週 |
貴重な水資源 |
排水処理や栄養塩循環を物質収支で説明できる。。
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| 6週 |
気候変動の化学 |
炭素循環と温室効果ガスの化学を説明できる。
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| 7週 |
気候変動の化学 |
排出量評価とエネルギー収支を定量的に整理できる。
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| 8週 |
オゾン層を護ろう |
オゾン破壊の反応機構と国際規制の科学的背景を説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
エネルギーを大切に |
化石燃料と再生可能エネルギーの化学的特性を比較できる。
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| 10週 |
エネルギーを大切に |
エネルギー効率とCO₂排出を定量評価できる。
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| 11週 |
役に立つ物質をつくる |
原子効率・触媒反応を用いて環境負荷低減を説明できる。
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| 12週 |
高分子の化学 |
プラスチックの構造と環境問題を説明できる。
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| 13週 |
廃棄物のリサイクル |
資源循環とLCA的視点からリサイクルを評価できる。
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| 14週 |
地域循環共生圏の化学 |
地域資源循環を物質収支で整理し提案できる。
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| 15週 |
総合討論 |
地域スケールでの持続可能な化学システムを構想し発表できる。
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| 16週 |
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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 |
評価割合
| 定期試験 | 小テスト | ポートフォリオ | 発表・取り組み姿勢 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 50 | 20 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 50 | 20 | 30 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |