科目基礎情報

学校 佐世保工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 化学
科目番号 0018 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 4
開設学科 物質工学科 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 前期:4 後期:4
教科書/教材 化学基礎/化学(東京書籍), フォトサイエンス化学図録(数研出版), センサー総合化学(啓林館)
担当教員 横山 温和

到達目標

1. 物質の構造について理解し、説明できる。
2. 化学結合を正しく理解し、それらを説明することが出来る。
3. molの概念,化学反応式,化学量論を正しく理解し,これらを問題解決のために使うことができる.
4. 酸・塩基の理論を正しく理解し,これらを問題解決のために使うことができる.
5. 酸化・還元を正しく理解し、これらを問題解決のために正しく使うことができる。
6. 気体の法則、モル濃度、熱化学方程式を正しく理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
7. 実験器具の使い方を正しく理解し、安全に実験を行うことができる。

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 (到達目標1, 2, 3)物質の探究をするために,物質の分類、物質の構造・状態・化学結合と物質の性質に関する基本的な概念や原理・法則などの知識が必要であることを理解している。また、その知識で物質の構成に関する問題が解ける。物質の探究をするために,物質の分類、物質の構造・状態・化学結合と物質の性質に関する基本的な概念や原理・法則などの知識が必要であることを理解している。物質の探究をするために,物質の分類、物質の構造・状態・化学結合と物質の性質に関する基本的な概念や原理・法則などの知識が必要であることをほとんど理解していない。
評価項目2 (到達目標4, 5)物質量と化学反応式、酸と塩基、酸化還元に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し,基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。物質量と化学反応式、酸と塩基、酸化還元に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し,基本的な知識を身につけている。物質量と化学反応式、酸と塩基、酸化還元に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。
評価項目3 (到達目標6)物質の状態、気体の性質、溶液の性質に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し,基本的な知識を身につけている。また、それらの問題を適切に解くことができる。物質の状態、気体の性質、溶液の性質に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則を理解し,基本的な知識を身につけている。物質の状態、気体の性質、溶液の性質に関する事物・現象についての基本的な概念や原理・法則をほとんど理解していない。
評価項目5 (到達目標7)化学的な事物・現象についての観察、実験を通して、自然科学に対する関心や探求心を持つ。このため安全に実験が行えるように、薬品や火気の取り扱いなどを理解し、模範に沿って代表的な器具の取り扱い、基本操作が上手にできる。化学的な事物・現象についての観察、実験を通して、自然科学に対する関心や探求心を持つ。このため安全に実験が行えるように、薬品や火気の取り扱いなどを理解し、模範に沿って代表的な器具の取り扱い、基本操作ができる。化学的な事物・現象についての観察、実験を通して、自然科学に対する関心や探求心を持つ。このため安全に実験が行えるように、薬品や火気の取り扱いなどを理解し、模範に沿って代表的な器具の取り扱い、基本操作をほとんど身につけていない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
我々の身の回りに満ちあふれている「物質」を科学的に考察し,特に物質の構造と化学変化を理解するための基礎理論を学習する.これらの知識をもとに実験・演習を数多く経験することにより,将来必要となる化学的思考力・問題解決力を身につける.
授業の進め方・方法:
予備知識:中学3年までに習得した理科・数学に関する知識を整理・復習しておくこと。
講義室:1C 教室(実験を行う際は化学実験室)
学生が用意するもの:ノート(100枚綴)、関数電卓、レポート用紙、A4サイズファイル
授業形式:講義と演習、学生実験、適宜演示実験も行う。本授業は反転授業(下記)を行うため十分注意すること。また、学生実験は補講日など時間を十分に確保できるときに集中的に行う場合がある。

<反転授業>
ゴールデンウィーク明けより、反転授業を行う。講義時間前に事前に公開された授業動画を視聴し、ノートを作成した上で参加すること。授業動画は時間に余裕を持って事前にWeb(MS Stream動画、Googleドライブ動画)で公開する。また、夏休みには後期授業動画(全15回)を視聴し、授業用ノートを作成することを宿題とする。授業動画の受講環境や通信環境に問題がある学生は、すぐに教員まで相談に来ること。
注意点:
評価方法:中間・定期試験(100点満点、計4回)を80点満点へ換算し,平常点(演習問題・宿題レポート・実験レポート、ノート点など)を20点満点に換算し,合計100点で成績を算出する。そして、その60点以上を合格とする。ただし、学生実験の実験レポート不合格者からは平常点を剥奪する。再三の呼びかけにも関わらず宿題・レポートを提出しないなどの悪質行為を行う者に対しても同様の措置をとる。後期定期試験では直筆の授業ノート(1年分)を回収し、平常点へ加算するので注意すること。
自己学習の指針:授業の前日までに教科書を熟読し、授業動画を視聴して授業用ノートを作り、疑問点などをメモしておく。教科書の「例題」「問」「章末問題」などを自力で解いて理解しておく。また、演習問題および小テストなどを予習し,解説終了後,更にセンサー総合化学などを用いて復習すること。
オフィスアワー:水曜日放課後、金曜日放課後 
情報セキュリティ関係: 情報セキュリティの内容理解・活用の観点より実験データの取扱についての注意を実験時に行う。

※感染症などの影響で対面授業が継続できない場合は、上記以外の評価方法で成績を算出する可能性がある。その場合は学校側が状況を判断し、新しい評価方法を学生へ迅速に周知する。
※授業動画を視聴する際、受講環境や通信環境に問題がある学生は、すぐに教員まで相談に来ること。
  

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 化学的なものの見方について,物質の成分,原子 物質の構成を理解している。
2週 電子配置,イオン,元素の周期律 原子の電子配置、イオン、元素の周期律を理解し、説明できる。
3週 イオン結合とイオンからなる物質 イオン結合を理解し、イオンからなる物質(組成式)を理解している。
4週 分子の概念、共有結合 分子の概念、共有結合を理解し、説明できる。
5週 配位結合,電気陰性度と極性分子 配位結合、電気陰性度について理解し、極性の概念を理解している。
6週 分子間力、共有結合結晶 分子間力を理解している。共有結合の結晶の特徴を理解している。
7週 金属結合と金属の結晶 金属結合と金属結合の結晶の特徴を理解している。
8週 中間テスト
2ndQ
9週 原子量・分子量・式量・物質量 原子量・分子量・式量・物質量を正しく理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
10週 物質量の計算 物質量を理解し、その計算ができる。
11週 化学反応と物質量 化学反応と物質量との関係を理解し、化学反応式を書ける。化学反応式の量的関係を理解し、計算することができる。
12週 酸と塩基の定義、酸と塩基の強弱・価数 酸と塩基の概念・定義を理解し、説明することができる。酸と塩基の強弱・価数を理解し、説明することができる。
13週 水のイオン積と溶液のpH、中和反応と量的関係 水のイオン積と溶液のpHを理解し、これらを問題解決のために使うことができる。中和反応の量的関係を理解し、計算することができる。
14週 中和滴定実験、塩の分類と性質 ガラス器具を用いて中和滴定実験を行い、得られた結果をレポートにまとめることができる。また、その結果について考察することができる。データの取扱について、情報セキュリティの観点より適切に処理することができる。中和反応と塩の生成について理解し,説明することができる。
15週 塩の加水分解、滴定曲線、二段階中和 塩の加水分解を理解している。滴定曲線、二段階中和を理解している。
16週
後期
3rdQ
1週 酸化・還元の定義と酸化数、酸化剤と還元剤 酸化・還元と酸化数について説明できる。酸化・還元の判定、酸化剤と還元剤を理解し、説明することができる。
2週 酸化還元反応式、酸化還元反応の量的関係 酸化還元反応式を半反応式から作ることができる。酸化還元反応式の量的関係を理解している。
3週 酸化還元滴定実験、金属のイオン化傾向 ガラス器具を用いて酸化還元滴定実験を行い、得られた結果をレポートにまとめることができる。また、その結果について考察することができる。データの取扱について、情報セキュリティの観点より適切に処理することができる。金属のイオン化傾向と電池について理解し、説明することができる。
4週 金属樹、電池(ボルタ電池,ダニエル電池) 金属樹、電池(ボルタ電池、ダニエル電池)について理解し、説明できる。
5週 電池(鉛蓄電池、燃料電池)、電気分解 電池(鉛電池、燃料電池)について理解し、説明できる。電気分解を理解している。
6週 電気分解とファラデーの法則、金属の精錬 電気分解とファラデーの法則を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。金属の精錬を理解し、説明できる。
7週 拡散と粒子の熱運動,圧力の定義、飽和蒸気圧と沸点 拡散と粒子の熱運動を理解し,分子間力と物質の三態について理解している。圧力の定義、飽和蒸気圧と沸点を理解し、説明できる。
8週 中間テスト
4thQ
9週 状態図、気体の法則(ボイルの法則、シャルルの法則) 状態図、気体の法則(ボイルの法則、シャルルの法則)を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
10週 気体の法則(ボイル・シャルルの法則、気体の状態方程式) 気体の法則(ボイル・シャルルの法則、気体の状態方程式)を理解し,これらを問題解決のために使うことができる。
11週 混合気体の圧力(ドルトンの分圧の法則)、理想気体と実在気体 混合気体の圧力を理解し,これらを問題解決のために使うことができる。理想気体と実在気体を理解し,これらを問題解決のために使うことができる。
12週 溶解のしくみ,固体の溶解度 溶解のしくみ,固体の溶解度を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
13週 水和物を含む固体の溶解度、気体の溶解度 (ヘンリーの法則) 水和物を含む固体の溶解度を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。ヘンリーの法則を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
14週 ヘンリーの法則の演習、溶液濃度(質量パーセント濃度、体積モル濃度、質量モル濃度) ヘンリーの法則を理解し、計算することができる。溶液濃度を理解し,これらを問題解決のために使うことができる。
15週 沸点上昇、凝固点降下、浸透圧 沸点上昇、凝固点降下、浸透圧を理解し、これらを問題解決のために使うことができる。
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
基礎的能力自然科学化学(一般)化学(一般)代表的な金属やプラスチックなど有機材料について、その性質、用途、また、その再利用など生活とのかかわりについて説明できる。3前1
洗剤や食品添加物等の化学物質の有効性、環境へのリスクについて説明できる。3前1
物質が原子からできていることを説明できる。3前1
単体と化合物がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前1
同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前1
純物質と混合物の区別が説明できる。3前1
混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。3前1
物質を構成する分子・原子が常に運動していることが説明できる。3前1
水の状態変化が説明できる。3前1
物質の三態とその状態変化を説明できる。3前1,後7
ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。3後7,後9,後10
気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。3後10
原子の構造(原子核・陽子・中性子・電子)や原子番号、質量数を説明できる。3前2
同位体について説明できる。3前2
放射性同位体とその代表的な用途について説明できる。3前2
原子の電子配置について電子殻を用い書き表すことができる。3前2
価電子の働きについて説明できる。3前2
原子のイオン化について説明できる。3前3
代表的なイオンを化学式で表すことができる。3前3
原子番号から価電子の数を見積もることができ、価電子から原子の性質について考えることができる。3前2
元素の性質を周期表(周期と族)と周期律から考えることができる。3前2
イオン式とイオンの名称を説明できる。3前3
イオン結合について説明できる。3前3
イオン結合性物質の性質を説明できる。3前3
イオン性結晶がどのようなものか説明できる。3前3
共有結合について説明できる。3前4,前5,前6
構造式や電子式により分子を書き表すことができる。3前4,前5,前6
自由電子と金属結合がどのようなものか説明できる。3前7
金属の性質を説明できる。3前7
原子の相対質量が説明できる。3前9,前10
天然に存在する原子が同位体の混合物であり、その相対質量の平均値として原子量を用いることを説明できる。3前9,前10
アボガドロ定数を理解し、物質量(mol)を用い物質の量を表すことができる。3前9,前10,前11
分子量・式量がどのような意味をもつか説明できる。3前9,前10
気体の体積と物質量の関係を説明できる。3前9,前10,前11
化学反応を反応物、生成物、係数を理解して組み立てることができる。3前11
化学反応を用いて化学量論的な計算ができる。3前11
電離について説明でき、電解質と非電解質の区別ができる。3前2,後12,後13
質量パーセント濃度の説明ができ、質量パーセント濃度の計算ができる。3前11
モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。3前11
酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。3前12
酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。3前12
電離度から酸・塩基の強弱を説明できる。3前12
pHを説明でき、pHから水素イオン濃度を計算できる。また、水素イオン濃度をpHに変換できる。3前13
中和反応がどのような反応であるか説明できる。3前13,前14,前15
中和滴定の計算ができる。3前13,前14,前15
酸化還元反応について説明できる。3後1,後2
イオン化傾向について説明できる。3後3,後4
金属の反応性についてイオン化傾向に基づき説明できる。3後3,後4
ダニエル電池についてその反応を説明できる。3後4
鉛蓄電池についてその反応を説明できる。3後5
一次電池の種類を説明できる。3後5
二次電池の種類を説明できる。3後5
電気分解反応を説明できる。3後6
電気分解の利用として、例えば電解めっき、銅の精錬、金属のリサイクルへの適用など、実社会における技術の利用例を説明できる。3後6
ファラデーの法則による計算ができる。3後6
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前14,後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前14,後3
測定と測定値の取り扱いができる。3前14,後3
有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。3前14,後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前14,後3
ガラス器具の取り扱いができる。3前14,後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前14,後3
試薬の調製ができる。3前14,後3
代表的な気体発生の実験ができる。3前14,後3
代表的な無機化学反応により沈殿を作り、ろ過ができる。3前14,後3

評価割合

試験演習問題・小テスト・レポートノート合計
総合評価割合801550100
基礎的能力801550100
専門的能力00000
分野横断的能力00000