到達目標
１．物理現象を方程式として数学的に表現することができる。
２．数学的に表現された方程式の解を求めることができる。
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 |
| 評価項目1 | 非線形の物理現象を方程式として数学的に表現できる。 | 物理現象を方程式として数学的に表現することができる。 | 数学的表現（方程式）が理解できない。 |
| 評価項目2 | 方程式の解と物理的現象の適合性について説明できる。 | 数学的に表現された方程式の解を求めることができる。 | 数学的表現としての方程式の解を求めることができない。 |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
基礎科学のための数学的手法について学びます。工学，理学における現象を理解するには，数学の手法が不可欠です。ここでは，数学のひとつのまとまった分野の紹介をするのではなく，力学， 熱現象，電磁気などの具体的な現象に，それを解析するのに必要とされる数学の手法を導入することによって，数学を物理的，工学的現象を理解する上で必要なものとして身につけることが出来るようになることをめざします。
授業の進め方・方法:
授業形式となりますので、ノートを取って復習に利用して下さい。後半、授業内容に関連した演習問題を考えてみます。
注意点:
有明高専の数学1～4巻の内容を理解している必要があります。
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 |
運動と微分方程式 |
現象を数学的方程式に表現できる。
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| 2週 |
微分方程式の解法 |
微分方程式の求積的解法ができる。
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| 3週 |
3次元の運動と方程式 |
連立微分方程式の求積的解法ができる。
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| 4週 |
力場とポテンシャル |
ベクトル場とスカラー場の関係が理解できる
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| 5週 |
高次の偏微分、全微分 |
多変数関数の微分ができる。
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| 6週 |
多変数関数の極値問題 |
多変数関数の微分の応用ができる。
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| 7週 |
ベクトル値関数の微分 |
ベクトル値関数の微分ができる。
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| 8週 |
非線形関数の線形化 |
非線形関数の線形化が理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
多変数関数の冪展開 |
多変数関数の冪展開ができる。
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| 10週 |
振り子の非線形振動 |
非線形問題の線形化の必要性が理解できる。
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| 11週 |
減衰振動の方程式 |
線形斉次微分方程式が解くことができる。
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| 12週 |
強制振動の方程式 |
線形非斉次微分方程式が解くことができる。
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| 13週 |
連成振動の方程式 |
連立線形微分方程式が解くことができる。
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| 14週 |
対称作用素と固有値 |
作用素と固有ベクトルの関係が理解できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
理解できていない所をチェックして再確認する。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 有機化学 | 有機物が炭素骨格を持つ化合物であることを説明できる。 | 5 | |
| 代表的な官能基を有する化合物を含み、IUPACの命名法に基づき、構造から名前、名前から構造の変換ができる。 | 5 | |
| σ結合とπ結合について説明できる。 | 5 | |
| 混成軌道を用い物質の形を説明できる。 | 5 | |
| 誘起効果と共鳴効果を理解し、結合の分極を予測できる。 | 5 | |
| σ結合とπ結合の違いを分子軌道を使い説明できる。 | 5 | |
| ルイス構造を書くことができ、それを利用して反応に結びつけることができる。 | 5 | |
| 共鳴構造について説明できる。 | 5 | |
| 炭化水素の種類と、それらに関する性質および代表的な反応を説明できる。 | 5 | |
| 芳香族性についてヒュッケル則に基づき説明できる。 | 5 | |
| 分子の三次元的な構造がイメージでき、異性体について説明できる。 | 5 | |
| 構造異性体、シスートランス異性体、鏡像異性体などを説明できる。 | 5 | |
| 化合物の立体化学に関して、その表記法により正しく表示できる。 | 5 | |
| 代表的な官能基に関して、その構造および性質を説明できる。 | 5 | |
| それらの官能基を含む化合物の合成法およびその反応を説明できる。 | 5 | |
| 代表的な反応に関して、その反応機構を説明できる。 | 5 | |
| 電子論に立脚し、構造と反応性の関係が予測できる。 | 5 | |
| 反応機構に基づき、生成物が予測できる。 | 5 | |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 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 |