工学実験Ⅰ

科目基礎情報

学校 高知工業高等専門学校 開講年度 令和08年度 (2026年度)
授業科目 工学実験Ⅰ
科目番号 N3028 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 4
開設学科 SD エネルギー・環境コース 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 4
教科書/教材 適宜参考資料を配布
担当教員 吉田 正伸,谷本 壮,大石 脩人

到達目標

1.電気計測の基礎が体得できていること。
2.機械加工の基礎が体得できていること。
3.自分たちで考え,協力的に実験を行う姿勢ができていること。
4.実験結果を報告書にまとめる基本的な技法や表現力が身についていること。

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
電気計測の基礎が体得できていること。指導書等を参照しなくても基礎的な電気計測が行える。指導書を参照して基礎的な電気計測が行える。指導書を参照しても基礎的な電気計測が行えない。
機械加工の基礎が体得できていること。理想的な仕上げを意識した機械加工が行える。基礎的な機械加工が行える。基礎的な機械加工が行えない。
自分たちで考え,協力的に実験を行う姿勢ができていること。お互いが連携することでより効率的な実験や作業が行える。各人が役割を分担して実験や作業が行える。自分に割り当てられた役割をまっとうできない。
実験結果を報告書にまとめる基本的な技法や表現力が身についていること。技術系の表現技法に従い,実験結果を客観的に正しく表現し,自分なりの考察を記述できる。技術系の表現技法に従い,実験結果を客観的に正しく表現できる。技術系の表現技法に従い,実験結果を客観的に正しく表現できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
電気電子システム工学系実験の初年度として,電気技術者に必要となる電気計測機器の基本的な使用法を習得させるとともに,必要な機械工作法の基礎を習得させる。また,実験報告書を提出させ,正しい表現能力を身につける。
授業の進め方・方法:
10週:電気計測の基本的な技能を習得する。グループに分かれて各種の電気計測を2,3週間ローテーションで実験を行う。
10週:加工機械の操作法の理解度および技術を習得する。グループに分かれて各種の機械加工を2,3週間ローテーションで実験を行う。
10週:電気電子システム(ライントレースカー)の製作と各種センサ,デバイスの特性測定する。グループに分かれて各種の電気計測を2週間ローテーションで実験を行う。
注意点:
電気計測実験:提出された報告書の評価を80%,平素の実験への取組具合を20%として総合的に評価する。(100点満点)
機械工作実習:加工機械の操作法の理解度および技術の習得の程度を50%,実習報告書の評価および作品の仕上がり具合を40%,平素の実験への取組具合を10%として総合的に評価する。(100点満点)
電子回路システム:提出された報告書の評価を80%,平素の実験への取組具合を20%として総合的に評価する。(100点満点)
学年末評価は各分野の実験の平均(100点満点)で評価する。
電気技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を報告書および平素の取り組み状況により評価する。
必要な報告書が全て提出されていない場合には,単位を認定しない。

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
前期
1stQ
1週 オリエンテーション,電圧計・電流計の使い方,各電気素子の特徴について 実験実習の進め方と評価方法を理解する。安全管理のために実験実習時に留意すべきことを理解する。また,電気部品の特性と測定器具の取り扱いを理解する。
2週 電気電子計測実験Ⅰ(電圧降下法) 電圧降下法を用いて抵抗値を測定し,結線方法の使い分けと計測器の測定原理を理解する。
3週 データ整理と報告書のまとめ方 実験結果の整理方法や表現技法を学び,報告書のまとめ方を理解する。
4週 電気電子計測実験Ⅱ 各種計器の使用法を学び,操作・測定方法を理解する。
5週 電気電子計測実験Ⅲ グループで電気電子計測実験Ⅲ,Ⅳ,Ⅴの内1つ目のテーマを実験する。(テーマは2グループ単位で1週間周期のローテーション)
6週 電気電子計測実験Ⅳ グループで2つ目のテーマを実験し,測定技能を理解する。
7週 電気電子計測実験Ⅴ グループで3つ目のテーマを実験し,測定技能を理解する。
8週 電気電子計測実験Ⅵ グループで電気電子計測実験Ⅵ,Ⅶ,Ⅷの内1つ目のテーマを実験する。(テーマは2グループ単位で1週間周期のローテーション)
2ndQ
9週 電気電子計測実験Ⅶ グループで2つ目のテーマを実験し,測定技能を理解する。
10週 電気電子計測実験Ⅷ グループで3つ目のテーマを実験し,測定技能を理解する。
11週 [NCプログラミング]Gコードプログラミンにグついて学ぶ。 NCプログラムについて理解し、Gコードプログラミング製作、編集ソフトによる加工チェック、問題点検討、修正ができる。
12週 [NCプログラミング]Gコードプログラミングについて学ぶ。 NCプログラムについて理解し、Gコードプログラミング製作、編集ソフトによる加工チェック、問題点検討、修正ができる。
13週 [マシニング加工]マシニングセンタの操作方法について学ぶ。 マシニングセンタの操作方法を理解し、プログラミングや加工が実施できる。
14週 [マシニング加工]マシニングセンタの操作方法について学ぶ。 マシニングセンタの操作方法を理解し、プログラミングや加工が実施できる。
15週 [マシニング加工]マシニングセンタの操作方法について学ぶ。 マシニングセンタの操作方法を理解し、プログラミングや加工が実施できる。
16週
後期
3rdQ
1週 [フェイスジャッキの作製]フライス盤の操作方法について学ぶ。 指示された図面の通り、穴加工、溝加工を含む部品の作製ができる。
2週 [フェイスジャッキの作製]フライス盤の操作方法について学ぶ。 指示された図面の通り、穴加工、溝加工を含む部品の作製ができる。
3週 [フェイスジャッキの作製]旋盤の操作方法について学ぶ。 指示された図面通り、穴加工、段付き加工、溝加工を含む部品の作製ができる。
4週 [フェイスジャッキの作製]旋盤の操作方法について学ぶ。 指示された図面通り、穴加工、段付き加工、溝加工を含む部品の作製ができる。
5週 [フェイスジャッキの作製]CO2レーザー加工機の操作方法について学ぶ。 CO2レーザー加工機の操作、データの作製、加工ができる。
6週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(光センサの特性測定) ライントレースに必須素子となる光センサの特性測定を行い,特性を理解する。
7週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(モータ駆動ICの特性測定) ライントレースにモータ制御ICの原理を学び,特性測定してその使用方法を理解する。
8週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(マイコン制御,A/D変換,PWM) ライントレースに制御に使用するマイコンのプログラミングを行いその使用方法を理解する。また,モータのPWM駆動について学び理解する。
4thQ
9週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(本体製作) ライントレースカーの本体製作とマイコンプログラミングの計画をたて,それを実践できる。
10週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(本体製作) ライントレースカーの本体製作とマイコンプログラミングの計画をたて,それを実践できる。
11週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(本体製作) ライントレースカーの本体製作とマイコンプログラミングの計画をたて,それを実践できる。
12週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(本体製作) ライントレースカーの本体製作とマイコンプログラミングの計画をたて,それを実践できる。
13週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(ライントレース実験) ライントレース実験を行い,プログラムや電子回路の改善,修正ができる。
14週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(ライントレース実験) ライントレース実験を行い,プログラムや電子回路の改善,修正ができる。
15週 電子回路システム(ライントレースカー)の実験(ライントレース実験) ライントレース実験を行い,プログラムや電子回路の改善,修正ができる。
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専門工学電気・電子系分野電気回路電荷と電流、電圧、電力の関係を理解し、回路の計算に用いることができる。4
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、回路の計算ができる。4
キルヒホッフの法則や重ねの理等の定理を理解し、回路の電圧や電流、電力を計算できる。4
瞬時値を理解し、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス回路の計算に用いることができる。4
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。4
フェーザ、複素数表示を理解し、これらを正弦波交流回路の計算に用いることができる。4
インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。4
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。4
共振回路の計算ができる。4
結合回路の計算ができる。4
抵抗、インダクタンス、キャパシタンス回路の過渡応答を計算し、特徴を説明できる。4
計測計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。4
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を行うことができる。4
SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。4
計測標準とトレーサビリティの関係について説明できる。4
指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。4
倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。4
A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。4
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。4
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。4
有効電力、無効電力、力率の測定原理とその方法を説明できる。4
電力量の測定原理を説明できる。4
オシロスコープの動作原理を説明できる。4
分野別の工学実験・実習能力機械系分野(実験・実習能力)機械系【実験実習】旋盤、フライス盤、ボール盤の基本操作を習得し、切削作業ができる。4
NC工作機械の基本操作を習得し、基本作業ができる。4後3,後4
機械工学に関する実験を行い、実験の準備、実験装置の操作、実験結果の整理と考察ができる。4前11,前12,前13,前14,前15
電気・電子系分野(実験・実習能力)電気・電子系【実験実習】実験装置・器具・情報機器等を利用して直流や交流の電気的特性を測定できる。4前2,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,後6,後9
実験装置・器具・情報機器等を安全に正しく利用できる。4前2,前5,前6,前7,前8,前9,前10,後6
直流回路の電気諸量を測定し、結果を考察できる。4
交流回路の電気諸量を測定し、結果を考察できる。4
半導体や増幅回路の電気的特性を実測やシミュレーターにより求め、その結果を考察できる。4
論理回路の動作を実測やシミュレーターにより求め、その実験結果を考察できる。4後7
マイコンやPCを用いた制御回路の使用法を習得する。4前9
分野横断的能力汎用的技能情報収集・活用・発信力情報収集・活用・発信力ディジタルツールを含む種々の手段や各種メディアを活用し、情報を収集できる。4
信頼性・妥当性・有効性などを考慮しながら情報を検証・評価できる。4
自己及び他者の権利に配慮し、適切な方法を用いて情報を活用し、効果的に情報発信できる。4
思考力思考力複合的な事象や出来事を分析できる。4
情報や主張を批判的に検証できる。4
情報や主張を説得的に提示するための方法を考えることができる。4
課題発見力・問題解決力課題発見力・問題解決力直面している事象や出来事を分析して、対応すべき問題を特定できる。4
現状を分析した上で、実現すべき理想との乖離(ギャップ)の中に含まれる課題を把握できる。4
問題の解決、理想の実現のために達成すべき目標を設定し、また、具体的な行動案を検討できる。4
創造性・デザイン能力創造性総合的な学習経験と創造的思考力専門分野以外の多様なものの捉え方や視点の重要性を認識し、受け入れることができる。4後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
多角的な視点から事象を分析し、対応すべき問題を定義できる。4後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
様々な知識を統合的に活用しながら、あらかじめ答えが与えられていない問題に対する解決方法を考えることができる。4後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
エンジニアリングデザイン能力エンジニアリングデザイン能力クライアントやユーザの要求や実装すべき機能などを把握し、工学的な要件として把握できる。4
種々の制約条件の下で、複数の解決方法について検討し、工学的視点から判断した最適解を提示できる。4
工学的問題解決方法を実現するためのプロセスを具体的に考え、進捗を把握しながら、実践できる。4

評価割合

技能の習得報告書と成果物取組具合合計
総合評価割合5020050300
電気計測実験08020100
電子回路システム08020100
機械工作実習504010100