到達目標
測定データの統計処理と表現手法の基礎を説明できる。
電荷と電流,電気力と電荷,電磁力と電流の関係など,電磁気学の基礎を説明できる。
ベクトル・微分・積分等の数学表現を工学の問題に適用できる。
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 | 測定データの統計処理と表現手法の基礎を説明できる。 | 測定データの統計処理,表現手法の基礎について記述できる。 | 測定データの統計処理,表現手法の基礎を説明できない。 |
評価項目2 | 電磁気学の基礎について説明ができ,数学表現を工学の問題に適用ができる。 | 電磁気学の基礎について記述ができ,工学の問題における数学表現が記述できる。 | 電磁気学の基礎についての説明ができず,数学表現を工学の問題に適用できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B-(1)
説明
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学習・教育到達度目標 B-(3)
説明
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教育方法等
概要:
測定データの処理を学ぶ。
・測定データの持つ不確定さ,その統計的処理法
・有効数字や数値の取り扱い,工学グラフの基礎
電荷と電流,電気力と電荷,電磁力と電流の関係など,電磁気学の基礎を解説する。
・数学の知識(ベクトル・微分・積分など)の工学的活用
・基本式を電磁気学の具体的問題に合わせて展開し,計算するための考え方
授業の進め方・方法:
前期前半は,測定データの取り扱い方と統計的処理法,グラフの基本について解説し,学習内容に沿って随時演習ならびに小テストを行う。
前期後半以降は,電磁気学の基礎を解説する。また,電磁気学を通して,ベクトル・微分・積分等の数学表現を工学の問題に用いるための基礎を学ぶ。
本授業ではテキストの例題・問題等を用いた演習ならびに小テストを随時行なう。
注意点:
2回の期末試験の出題範囲には,直前の中間試験の試験範囲を含める。
教科書/プリントや参考書の問題に自主的に取り組み,演習不足とならないよう自学自習に努めてほしい。
夏休みの課題:授業に関連する書籍を読み,内容をレポートにまとめる。具体的内容は,夏休み前に配布するプリントを参照。
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 |
講義概要・シラバス説明 測定値と誤差 |
物理測定と測定誤差の基礎を認識する。
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2週 |
測定値と誤差 演習 |
物理測定と測定誤差の基礎を認識する。 直接測定,間接測定の平均誤差の計算ができる。
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3週 |
測定値と誤差 演習 |
直接測定,間接測定の平均誤差の計算ができる。
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4週 |
測定値と誤差 演習 |
直接測定,間接測定の平均誤差の計算ができる。
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5週 |
データの取り扱い方 演習 |
最小2乗法(一次式)の計算ができる。
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6週 |
データの取り扱い方 演習 |
最小2乗法(一次式)の計算ができる。
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7週 |
グラフ 演習 |
グラフの基本を認識する。
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
試験答案の返却および解説 電荷と電流 |
電気現象の源が電荷であることを認識する。
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10週 |
電荷と電流 |
電気現象の源が電荷であることを認識する。
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11週 |
電荷と電流 |
電流と電荷の関係を定量的に認識する。
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12週 |
電荷と電流 |
電流と電荷の関係を定量的に認識する。
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13週 |
電荷と電流 |
電流と電荷の関係を定量的に認識する。
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14週 |
電荷と電流 電気力と電荷 |
電流と電荷の関係を定量的に認識する。 クーロンの法則を定量的に認識する。
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15週 |
電気力と電荷 |
クーロンの法則を定量的に認識する。
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16週 |
前期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
試験答案の返却および解説 電気力と電荷 |
クーロンの法則を定量的に認識する。
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2週 |
電気力と電荷 |
電界の定義と点電荷の周りの電界を認識する。
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3週 |
電気力と電荷 |
電界の定義と点電荷の周りの電界を認識する。
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4週 |
電気力と電荷 |
静電気に関するガウスの法則を認識する。
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5週 |
電気力と電荷 |
静電気に関するガウスの法則を認識する。
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6週 |
電気力と電荷 |
電位の定義と電位・電位差を認識する。
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7週 |
電気力と電荷 |
電位の定義と電位・電位差を認識する。
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
試験答案の返却および解説 電気力と電荷 |
電位の定義と電位・電位差を認識する。
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10週 |
電気力と電荷 電磁力と電流 |
電位の定義と電位・電位差を認識する。 電流路の周りにできる磁界を定量的に認識する。
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11週 |
電磁力と電流 |
電流路の周りにできる磁界を定量的に認識する。
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12週 |
電磁力と電流 |
電流路の周りにできる磁界を定量的に認識する。
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13週 |
電磁力と電流 |
電流路の周りにできる磁界を定量的に認識する。 電磁力を定量的に認識する。
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14週 |
電磁力と電流 |
電磁力を定量的に認識する。
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15週 |
電磁力と電流 |
電磁力を定量的に認識する。
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16週 |
後期末試験 |
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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 | 自然科学 | 物理 | 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 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
電場・電位について説明できる。 | 3 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 前14,前15,後1 |
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 | 前14,前15,後1 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 計測の定義と種類を説明できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | 前13,前14,前15,後1 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | 後4,後5 |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14 |
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 後9,後10,後11,後12 |
電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | 後10,後11,後12 |
磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 後10,後11,後12,後13 |
ローレンツ力を説明できる。 | 3 | 後13,後14,後15 |
計測 | 精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
評価割合
| 試験 | レポート/小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
評価項目1 | 20 | 5 | 25 |
評価項目2 | 60 | 15 | 75 |