生物応用化学実験3

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 生物応用化学実験3
科目番号 140414 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 履修単位: 1.5
開設学科 生物応用化学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 1.5
教科書/教材 生物応用化学実験3テキスト、 新居浜高専・生物応用化学科編集 物理化学実験法 後藤廉平 他著(共立出版)、 創造化学実験の取り組み方 新居浜高専・生物応用化学科編集
担当教員 河村 秀男

到達目標

1.分光光度計、ガスクロマトグラフ、原子吸光光度計、電気伝導度計などの測定原理を把握し、正しく操作できること。
2.物性測定など物理化学実験の基本操作を身につけること。
3.実験誤差、再現性、信頼性、有効数字の扱いに配慮できること。
4.実験データを記録・整理して図にプロットし、理論に基づいてデータを解析し、目的とする物理量を求められること。
5.創造化学実験において、アイデアの発想法や整理法を理解すること。
6.創造化学において、制限下でアイデアをグループで発想・整理し、解決すべき問題を発見し解決できること。

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分光光度計、ガスクロマトグラフ、原子吸光光度計、電気伝導度計などの測定原理を説明でき、正しく操作できる。分光光度計、ガスクロマトグラフ、原子吸光光度計、電気伝導度計などの測定原理を把握し、正しく操作できる。分光光度計、ガスクロマトグラフ、原子吸光光度計、電気伝導度計などの測定原理を把握できず、正しく操作できない。
評価項目2物性測定など物理化学実験の基本操作がその意味を理解した上でできる。物性測定など物理化学実験の基本操作が身についている。物性測定など物理化学実験の基本操作が身についていない。
評価項目3実験誤差、再現性、信頼性、有効数字の扱いを理解して取り扱える。実験誤差、再現性、信頼性、有効数字の扱いに配慮できる。実験誤差、再現性、信頼性、有効数字の扱いを理解できない。
評価項目4実験データを記録・整理して図にプロットし、理論に基づいてデータを解析し、目的とする物理量を求められる。求めた物理量について自分の言葉で説明できる。実験データを記録・整理して図にプロットし、理論に基づいてデータを解析し、目的とする物理量を求められる。実験データを記録・整理した図のプロットから、理論に基づいてデータを解析できない。
評価項目5アイデアの発想法や整理法を活用できる。アイデアの発想法や整理法を理解できる。アイデアの発想法や整理法を理解できない。
評価項目6グループで役割分担して、制限下でアイデアを発想・整理し、問題を発見して複数の解決策からより妥当な解決策を提示し、問題を解決できる。グループで協力して、制限下でアイデアを発想・整理し、問題を発見して解決できる。グループで協力して、制限下でアイデアを発想・整理することができす、問題を解決できない。

学科の到達目標項目との関係

専門知識 (B) 説明 閉じる
問題解決能力・自己向上力 (D) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
物理化学実験と機器分析実験、創造化学実験を組み合わせて行う。
物理化学実験:物理化学1、2および生物物理化学1の授業で学習する内容から、特に重要な基本的法則に関する実験をテーマとして取り上げ、法則の物理的意味を理解させることを目的とする。
機器分析実験:機器分析の授業で学習する分析機器の中で、特に汎用性のある機器を用いた実験をテーマとして取り上げ、操作方法、分析原理を理解させることを目的とする。
創造化学実験:アイデアの発想法や整理法を学修した上で、競技テーマを発案・企画してもらう。その競技テーマに基づいてグループで製作・実験を行い、競技会・発表会を行う。
授業の進め方・方法:
物理化学実験と機器分析実験では、各班2名または3名とし、班ごとに各テーマを1週で実施する。実験を終了した翌週にレポートを提出する。創造化学実験では、各班4名とし、班長を中心にグループで問題解決のためのアイデアを見つける発想法や整理法を学び、問題を解決する能力を養う。
注意点:
物理化学実験と機器分析実験においては、実験を行う前にあらかじめテキスト、参考書をよく読み、実験手順、各操作の目的を理解しておくことが大切である。レポートは自分のメモではなく、行ったことを他人に報告することが目的であり、読み手が理解しやすいように工夫して書くことが必要である。口頭試問においては、理解したことを自分の言葉で説明できることが大切である。創造化学実験では、グループで協力してアイデアを発想・整理し、問題を解決していくことが大切である。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験内容、実験装置、実験操作における注意点についての説明
2週 ガスクロマトグラフ分析法 1、4
3週 電気伝導度法 1、4
4週 原子吸光分析法 1、4
5週 可視分光光度法 1、4
6週 安息香酸の溶解度と溶解熱 2、3、4
7週 過酸化水素の分解反応速度 2、3、4
8週 エタノール水溶液の密度 2、3、4
2ndQ
9週 シクロヘキサンの凝固点降下 2、3、4
10週 創造化学実験の説明
アイデアの発想法・整理法
5
11週 テーマの考案と選出 5、6
12週 テーマの考案と選出 5、6
13週 テーマの考案と選出 5、6
14週 グループ活動、製作、実験 5、6
15週 グループ活動、製作、実験 5、6
16週 グループ活動、製作、実験 5、6
後期
3rdQ
1週 グループ活動、製作、実験 5、6
2週 グループ活動、製作、実験 5、6
3週 グループ活動、製作、実験 5、6
4週 グループ活動、製作、実験 5、6
5週 グループ活動、製作、実験 5、6
6週 発表会
7週 発表会
8週
4thQ
9週
10週
11週
12週
13週
14週
15週
16週

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
専門的能力分野別の工学実験・実習能力化学・生物系分野【実験・実習能力】分析化学実験代表的な定性・定量分析装置としてクロマト分析(特にガスクロ、液クロ)や、物質の構造決定を目的とした機器(吸光光度法、X線回折、NMR等)、形態観察装置としての電子顕微鏡の中の代表的ないずれかについて、その原理を理解し、測定からデータ解析までの基本的なプロセスを行うことができる。4
物理化学実験温度、圧力、容積、質量等を例にとり、測定誤差(個人差・器差)、実験精度、再現性、信頼性、有効数字の概念を説明できる。4
各種密度計(ゲールサック、オストワルド等)を用いて、液体および固体の正確な密度を測定し、測定原理を説明できる。4
分子量の測定(浸透圧、沸点上昇、凝固点降下、粘度測定法等)により、束一的性質から分子量を求めることができる。4
相平衡(液体の蒸気圧、固体の溶解度、液体の相互溶解度等)を理解して、平衡の概念を説明できる。4
反応速度定数の温度依存性から活性化エネルギーを決定できる。4
専門的能力の実質化PBL教育PBL教育工学が関わっている数々の事象について、自らの専門知識を駆使して、情報を収集することができる。4
集められた情報をもとに、状況を適確に分析することができる。4
与えられた目標を達成するための解決方法を考えることができる。4
各種の発想法や計画立案手法を用いると、課題解決の際、効率的、合理的にプロジェクトを進めることができることを知っている。4
共同教育共同教育企画立案から実行するまでのプロセスを持続可能性の実現性を配慮して実行することができる。4
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能相手の意見を聞き、自分の意見を伝えることで、円滑なコミュニケーションを図ることができる。4
相手を理解した上で、説明の方法を工夫しながら、自分の意見や考えをわかりやすく伝え、十分な理解を得ている。4
集団において、集団の意見を聞き、自分の意見も述べ、目的のために合意形成ができる。4
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。4
組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。4
先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。4
目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。4

評価割合

実験結果とレポート(口頭試問を含む)創造化学実験相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合504000010100
基礎的能力0000000
専門的能力504000010100
分野横断的能力0000000