到達目標
１．実験で事故を誘起する可能性がある危険要素、要因を予測することができる。
２．実験装置を調整し、条件を整え、目的の物理量を得ることができる。
３．実験を理解し、メンバー全員で協力しながら安全に実験を進めることができる。
４．測定されたデータが正しく測定されたかどうか判断でき、適切に処理できる。
５．実験で求められた物理量がどの程度正しいか評価できる。
６．実験結果を適切な書式で報告書にまとめることができる。
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(不十分) | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1
課題の達成度 | 概ね達成されている。 | 正しくは書かれていない。 | 足りない | 勘違い、或は書かれていない |
| 評価項目2
報告書の書式、様式（グラフ、表、参考文献、原理、概要） | 所定の正しい形式、書式で全て書かれている。 | 1項目、正しい書式、様式で書かれていない。 | | 2項目以上正しい書式や様式で書かれていない。 |
| 評価項目3
結果の評価 | 測定技術が優れ、その測定結果も正しく解析されている。 | 測定技術か測定結果の解析かの、何れかに問題がある。 | 正しい解析方法で、測定結果を解析していない。 | 測定結果がない。或は、間違えた解析方法で測定結果が解析されている。 |
| 評価項目4
考察と全体 | 分かり易く、読みやすい、報告書となっている。知見に富んだ考察がある | 分かり易く、読みやすい、報告書となっている。考察が論理的でなく、十分ではない。 | 分かり易く読みやすい報告書ではないが、十分な考察はある。 | 分かり難く、読み難い。考察も不十分である。もしくは全く考察が書かれていない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
基本的な物理量を測定することで、物理・応用物理の講義で学んだ物理法則の理解を深める。また実験データのまとめ方、評価方法について学び、報告書の形式や作成方法を習得する。今後の実験研究で必要な一連の基本作業を体験し、それらを修得する。
授業の進め方・方法:
説明をよく聞き、事故が起こらないように注意して実験を行う。
簡易的な実験装置に関するプリントは配布するが実験書の類は配布しない。実験方法・報告書の内容等は、実験開始前に説明する。実験は３名程度の班単位で行い、報告書は各自で作成し提出する。報告書は、原則として、各課題が終わった次の授業日に提出する。
注意点:
評価方法の詳細
実験に際して、安全を確保して実験する姿勢や取り組み、提出された報告書を併せ、実験した各課題を100点満点として評価する。提出された報告書の平均点が６０点以上となった者を合格とする。必要な解析をしていない報告書や他と酷似した報告書は、到達目標を満たしていないと判断し、大きく減点するか、或は受理しない。指定した提出日よりも遅れて提出された報告書も受理するが、遅れた程度に応じて減点する。実験を休んだ場合は、例え公欠であっても、補講を受けて実験をしなければならない。
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 |
総論
本授業を行う上での基本的な事柄と安全に関する必要な基礎知識の習得。報告書作成の手引き |
・実験を行うにあたり、安全に関する基礎知識が修得できている。
・実験レポート、報告書の書式、様式が理解できている
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| 2週 |
振り子１：ボルタの振り子による重力加速度の測定 |
・ボルタの振り子の周期、糸の長さと重力加速度の大きさの関係を理解できている。
・ボルタの振り子の実験系を組み上げ、実際にボルタの振り子の周期を測定することができる
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| 3週 |
振り子１：ボルタの振り子による重力加速度の測定 |
・ボルタの振り子の糸の長さを変化させ、対応する周期を測定できる。
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| 4週 |
振り子１：ボルタの振り子による重力加速度の測定 |
・振り子長と周期の測定結果から、最小二乗法を使って、重力加速度の大きさを求めることができる。
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| 5週 |
弦の共鳴１：メルデの装置を使った弦の定常波の実験 |
・弦を伝わる波の速さ、張力と弦の密度の関係が理解できている
・メルデの装置による実験系を組み上げ、実際に弦に定常波を発生させ、その波長を測定することができる。
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| 6週 |
弦の共鳴２：メルデの装置を使った弦の定常波の実験 |
・弦に定常波を発生させ、弦にはたらく張力と弦を伝わる波の速さの関係を測定により確認する。
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| 7週 |
弦の共鳴３：メルデの装置を使った弦の定常波の実験 |
・弦に定常波を発生させ、弦の密度と弦を伝わる波の速さの関係を測定により確認する。
・弦の密度、張力と弦を伝わる波の速さの測定結果から、最小二乗法により、弦を伝わる波の速さ、張力と弦の密度の関係を求めることができる。
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| 8週 |
コンデンサー１：コンデンサーの充放電特性の測定 |
・コンデンサーの電気容量と充放電特性の関係が理解できている。
・コンデンサーを含む充放電回路を組み上げ、充放電特性を測定することができる
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| 4thQ |
| 9週 |
コンデンサー２：コンデンサーの電気容量測定 |
・コンデンサーの電気容量を測定することができる。
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| 10週 |
コンデンサー３：コンデンサーの電気容量測定 |
・コンデンサーを直列、並列接続してそれらの電気容量を測定し、最小二乗法により解析、評価することができる。
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| 11週 |
ヤング率１：ユーイングの装置によるヤング率の測定 |
・物質のヤング率について説明できる。
・ユーイングの装置を組み上げ、金属のヤング率を測定することができる。
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| 12週 |
ヤング率２：ユーイングの装置によるヤング率の測定 |
・ユーイングの装置を使い、3種類の金属のヤング率を測定し、3種類の金属を同定することができる。
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| 13週 |
光の干渉：光の干渉を使った光学測定 |
・光の干渉により干渉縞ができる原理が理解できている。
・回折格子による光の干渉縞の間隔を測定し、回折格子の格子定数を評価することができる。
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| 14週 |
半減期：サイコロを使った半減期の実験 |
・放射性物質の半減期について説明できる。
・放射性物質の崩壊に模したサイコロを振る実験から、放射性物質の半減期を測定、評価することができる。
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| 15週 |
データ処理方法、誤差論、演習など |
・実験データの処理方法について理解できている。
・実験誤差を正しく評価することができる。
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
| 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 電磁気に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 電子・原子に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 90 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 90 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |