材料基礎

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 材料基礎
科目番号 0019 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生産デザイン工学科(共通科目) 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「化学」東京書籍(化学301)、「セミナー化学基礎+化学」第一学習社
担当教員 永田 康久,山本 和弥

到達目標

代表的な金属・非金属元素の単体・化合物の性質を理解できる。
代表的な合成・天然高分子のの性質を理解できる。
金属・セラミクス・高分子材料の用途・性質を理解できる。

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代表的な金属・非金属元素の単体・化合物の性質を理解し、説明できる。代表的な金属・非金属元素の単体・化合物の性質を理解できる。代表的な金属・非金属元素の単体・化合物の性質を理解できない。
評価項目2代表的な合成・天然高分子のの性質を理解し、説明できる。代表的な合成・天然高分子のの性質を理解できる。代表的な合成・天然高分子のの性質を理解できない。
評価項目3金属・セラミクス・高分子材料の用途・性質を理解し、説明できる。金属・セラミクス・高分子材料の用途・性質を理解できる。金属・セラミクス・高分子材料の用途・性質を理解できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
無機物質(金属・セラミックス)および高分子化合物に関する基礎的な知識を習得し、材料を扱う際に化学的な視点で考えられる力を養うことを目的とする。
授業の進め方・方法:
化学の授業で用いる教科書を元に授業を進める。講義と並行して演習を行い、理解度を深める。また補足資料としてプリント等を配布する。
注意点:
学習内容の多くは化学で学んだ基礎的な知識が必要なため、第1学年次、第2学年次で学習する化学の理解が求められる。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 材料基礎概要
周期表と元素
周期表と元素の関係を理解できる。
2週 金属結晶・イオン結晶 結晶構造を理解できる。
3週 電子配置・原子軌道・混成軌道 電子配置・原子軌道・混成軌道を理解できる。
4週 演習問題 演習問題を解答できる。
5週 演習問題 演習問題を解答できる。
6週 非金属元素・典型金属元素の単体と化合物 非金属元素・典型金属元素の単体と化合物の特徴を理解できる。
7週 遷移金属元素の単体と化合物、錯イオン 遷移金属元素の単体と化合物の特徴、および錯イオンを理解できる。
8週 中間試験 第1回~第7回までの講義内容と演習に関する問題を解答できる。
4thQ
9週 答案返却、解説
10週 高分子化合物の概要 高分子化合物の概要を理解できる。
11週 高分子の重合反応 高分子重合反応の特徴を理解できる。
12週 演習問題 演習問題を解答できる。
13週 演習問題 演習問題を解答できる。
14週 合成繊維 合成繊維の重合方法や特徴を理解できる。
15週 プラスチック・ゴム プラスチック・ゴムの重合方法や特徴を理解できる。
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
基礎的能力自然科学化学実験化学実験実験の基礎知識(安全防具の使用法、薬品、火気の取り扱い、整理整頓)を持っている。3
事故への対処の方法(薬品の付着、引火、火傷、切り傷)を理解し、対応ができる。3
測定と測定値の取り扱いができる。3
有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。3
レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。3
ガラス器具の取り扱いができる。3
基本的な実験器具に関して、目的に応じて選択し正しく使うことができる。3
試薬の調製ができる。3
工学基礎工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。2
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。2
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。2
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。2
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。2
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。2
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。2
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。2
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。2
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。2
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。2
専門的能力分野別の専門工学機械系分野製図CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。2
工作切削加工の原理、切削工具、工作機械の運動を説明できる。1
バイトの種類と各部の名称、旋盤の種類と構造を説明できる。1
ドリルの種類と各部の名称、ボール盤の種類と構造を説明できる。1
切削工具材料の条件と種類を説明できる。1
切削速度、送り量、切込みなどの切削条件を選定できる。1
電気・電子系分野電気回路電荷と電流、電圧を説明できる。2
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。3
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。2
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。3
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】実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。2
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。2
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。3
加工学実験、機械力学実験、材料学実験、材料力学実験、熱力学実験、流体力学実験、制御工学実験などを行い、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
実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。4
電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。2
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。3
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。3
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。2
分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。3
トランジスタの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。1
増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。1
情報系分野【実験・実習能力】情報系【実験・実習】基礎的な論理回路を構築し、指定された基本的な動作を実現できる。3
論理回路などハードウェアを制御するのに最低限必要な電気電子測定ができる。3
与えられた仕様に合致した組合せ論理回路や順序回路を設計できる。3
要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。1
化学・生物系分野【実験・実習能力】分析化学実験酸化還元滴定法を理解し、酸化剤あるいは還元剤の濃度計算ができる。4
生物工学実験光学顕微鏡を取り扱うことができ、生物試料を顕微鏡下で観察することができる。2
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能他者の意見を聞き合意形成することができる。2
合意形成のために会話を成立させることができる。2
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。2
書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。2
収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。2
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。2
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。2
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。1
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。1
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。1
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。1
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。1
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。1
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている1
技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。2
自身の将来のありたい姿(キャリアデザイン)を明確化できる。2
その時々で自らの現状を認識し、将来のありたい姿に向かっていくために現状で必要な学習や活動を考えることができる。2
キャリアの実現に向かって卒業後も継続的に学習する必要性を認識している。2
これからのキャリアの中で、様々な困難があることを認識し、困難に直面したときの対処のありかた(一人で悩まない、優先すべきことを多面的に判断できるなど)を認識している。2
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業や大学等でどのように活用・応用されるかを説明できる。2
企業における福利厚生面や社員の価値観など多様な要素から自己の進路としての企業を判断することの重要性を認識している。2
企業には社会的責任があることを認識している。2
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。2

評価割合

試験発表演習問題態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合60040000100
基礎的能力2003000050
専門的能力4001000050
分野横断的能力0000000