概要:
自然科学の基礎となる物理学の基本概念や原理に対する理解を深め工学を学ぶための基本的な考え方を養成する。
授業の進め方・方法:
黒板板書をノートに写し、授業内容の問題についてグループワークで議論しながら取り組む。物理実験に取り組む。
1) 板書を写すノートを用意すること。
2) アクテイブラーニングを導入した授業を行うので事前に予習をすること。
3) 実験レポートは提出期限日までに提出すること。物理実験のレポートが不合格となった学生の再試験は実施しない。
注意点:
1)数学の三角関数、三角比、１次及び２次関数、ベクトルについて理解しておくこと。
2)特に予習や復習に重点をおいて学習すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業計画の説明
１．科学史 |
授業計画・達成目標・成績の評価方法を知る。
ニュートン・ガリレオ等を中心に科学史を学び物理学の理解を深める。
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| 2週 |
２．熱力学
２-１．熱とは |
絶対温度、熱容量、比熱の計算をし、熱量保存則を理解する。
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| 3週 |
２-２．物質の三相 |
１気圧下での温度と相転移の関係、潜熱について学習する。
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| 4週 |
２-３．熱と仕事 |
熱力学の基本的概念、熱・仕事・エネルギーについて理解する。
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| 5週 |
２-４．ジュールの実験、熱の仕事等量 |
ジュール熱の測定の実験から、Ｗ＝ＪＱの式を学習する。
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| 6週 |
２-５．熱力学第１法則、不可逆変化 |
熱力学の法則や可逆・不可逆変化の理解する。
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| 7週 |
２-６．熱機関、熱効率、熱力学第２法則 |
熱効率の計算や永久機関について学習する。
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| 8週 |
２-７．ボイル・シャルルの法則、理想気体の状態方程式 |
ボイル・シャルルの法則やＰＶ＝ｎＲＴについての説明。
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験 |
２－１から２－７までの内容について問題が解ける。
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| 10週 |
試験答案の返却及び解説
３．波動
３-１．波とは |
波の性質や自然界での波、媒質について学習する。
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| 11週 |
３-２．波の速度、振動数 |
速度、振動数について学び、波の捉え方を理解する。
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| 12週 |
３-３．縦波と横波、波の重ね合わせ |
縦波横波の違い、波の重ね合わせを学習する。
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| 13週 |
３-４．波の反射と屈折 |
反射の仕方、反射波の位相、屈折の法則について理解する。
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| 14週 |
３-５．音波 |
音のうなり、ドップラー効果について学習する。
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| 15週 |
３-６．弦の固有振動 |
定常波、固有振動、固有振動数について理解する。
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| 16週 |
前期末試験 |
３－１から３－６までの内容について問題が解ける。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
授業計画の説明
Ⅰ．いろいろな運動
Ⅰ-ⅰ．等速円運動
４．光
４-１．光とは |
（田原担当）授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明
等速円運動に関する基本的な計算ができるようにする。
（阿部担当）光（電磁波）の性質や種類、光速度測定の歴史について学習する。
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| 2週 |
Ⅰ-ⅰ．等速円運動
４-１．光とは |
（田原担当）等速円運動に関する基本的な計算ができるようにする。
（阿部担当）光（電磁波）の性質や種類、光速度測定の歴史について学習する。
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| 3週 |
Ⅰ-ⅱ．慣性力
４-２．光の反射と屈折 |
（田原担当）慣性力について基本知識を理解する。
（阿部担当）非金属物質の反射や屈折、絶対屈折率、全反射について理解する。
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| 4週 |
Ⅰ-ⅲ．万有引力
Ⅰ-ⅳ．惑星の運動
４-３．光の分散 |
（田原担当）万有引力に関する計算方法を理解する。
等速円運動、万有引力に関する計算方法を用いて惑星運動を理解する。
（阿部担当）光の重ね合わせ、プリズム、屈折角の違いの原因について学習する。
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| 5週 |
Ⅰ-ⅴ．単振動
４-４．光の散乱 |
（田原担当）単振動という現象について、具体例を用いて説明できるようにする。
（阿部担当）光子としての性質を学び、レイリー散乱、ミー散乱について理解する。
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| 6週 |
Ⅱ．剛体に働く力
Ⅱ-ⅰ．重心
４-５．光の偏光、回折、干渉 |
（田原担当）重心と剛体について理解する。
（阿部担当）光波としての性質、特にホイヘンスの原理について学習する。
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| 7週 |
Ⅱ-ⅱ．剛体に働く力
４-６．レンズ、鏡 |
（田原担当）剛体に働く力の数え上げをできるようにする。
（阿部担当）凸レンズ、凹レンズ、凸面鏡、凹面鏡について光の進み方を理解する。
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| 8週 |
Ⅱ-ⅲ．剛体のつり合い
４-７．現代物理学と光 |
（田原担当）回転を含む剛体のつり合いに関する基本的な計算ができるようにする。
（阿部担当）量子力学や相対性理論への発展、光で探る宇宙の側面を学習する。
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験 |
（田原担当）Ⅰ-ⅰからⅡ-ⅲまでの内容について問題が解ける。
（阿部担当）４－１から４－７までの内容について問題が解ける。
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| 10週 |
試験答案の返却及び解説
Ⅲ．静電気
Ⅲ-ⅰ．静電気力
５．物理実験
５−１．実験説明 |
（田原担当）クーロン力の法則等の電気の基礎を理解する。
（阿部担当）実験の取り組み方、危機管理、実験報告書について説明。
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| 11週 |
Ⅲ-ⅱ．電界とその性質
５-２．実験
（1) 固体の比熱測定 |
（田原担当）電荷と電流を学ぶ。
（阿部担当）実験から物理の理解を深め、また報告書作成を通じて人間力の向上を図る。
・有効数字や物理量を考慮して、データを集計する。
・班の仲間と協力して、各実験を時間内に終わらせる。
・危機意識を持って、実験道具や資料を扱う。
・実験報告書（レポート）を決められた書式で作成し、期日までに提出する。
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| 12週 |
Ⅲ-ⅲ．電位差、コンデンサー
５-２．実験
（2) 電子レンジによる蛍光体の合成とその特性 |
（田原担当）誘電率や電気容量を用いた計算ができるようにする。
（阿部担当）実験から物理の理解を深め、また報告書作成を通じて人間力の向上を図る。
・有効数字や物理量を考慮して、データを集計する。
・班の仲間と協力して、各実験を時間内に終わらせる。
・危機意識を持って、実験道具や資料を扱う。
・実験報告書（レポート）を決められた書式で作成し、期日までに提出する。
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| 13週 |
Ⅳ．電流
Ⅳ-ⅰ．電圧と電流
５-２．実験
（3) ジュール熱の測定 |
（田原担当）電圧と電流の関係を理解し、電荷の移動の知識を身につける。
（阿部担当）実験から物理の理解を深め、また報告書作成を通じて人間力の向上を図る。
・有効数字や物理量を考慮して、データを集計する。
・班の仲間と協力して、各実験を時間内に終わらせる。
・危機意識を持って、実験道具や資料を扱う。
・実験報告書（レポート）を決められた書式で作成し、期日までに提出する。
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| 14週 |
Ⅳ-ⅱ．直流回路
５-２．実験
（４) 振り子の等時性 |
（田原担当）直流回路に流れる電流を理解し、オームの法則の計算ができるようにする。
（阿部担当）実験から物理の理解を深め、また報告書作成を通じて人間力の向上を図る。
・有効数字や物理量を考慮して、データを集計する。
・班の仲間と協力して、各実験を時間内に終わらせる。
・危機意識を持って、実験道具や資料を扱う。
・実験報告書（レポート）を決められた書式で作成し、期日までに提出する。
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| 15週 |
Ⅳ-ⅲ．電流と仕事
５-３．物理実験まとめ |
（田原担当）電力、電力量、ジュール熱を理解する。
（阿部担当）物理実験の概要を復習する。
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| 16週 |
学年末試験 |
（田原担当）Ⅲ-ⅰからⅣ-ⅲまでの内容について問題が解ける。
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| 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 |
| 分野横断的能力 | 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 | |
| 目標の実現に向けて計画ができる。 | 2 | |
| 目標の実現に向けて自らを律して行動できる。 | 2 | |
| 日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。 | 2 | |
| 社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。 | 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。 | 2 | |
| 適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。 | 2 | |
| 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 | 2 | |
| 法令やルールを遵守した行動をとれる。 | 2 | |
| 他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。 | 2 | |
| 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 | |
| 企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。 | 1 | |
| 企業人としての責任ある仕事を進めるための基本的な行動を上げることができる。 | 1 | |
| 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。 | 1 | |
| 企業には社会的責任があることを認識している。 | 1 | |
| 企業が国内外で他社(他者)とどのような関係性の中で活動しているか説明できる。 | 1 | |
| 調査、インターンシップ、共同教育等を通して地域社会・産業界の抱える課題を説明できる。 | 1 | |
| 企業活動には品質、コスト、効率、納期などの視点が重要であることを認識している。 | 1 | |
| 社会人も継続的に成長していくことが求められていることを認識している。 | 1 | |
| 技術者として、幅広い人間性と問題解決力、社会貢献などが必要とされることを認識している。 | 1 | |
| 技術者が知恵や感性、チャレンジ精神などを駆使して実践な活動を行った事例を挙げることができる。 | 1 | |
| 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 | |
| 企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。 | 2 | |
| コミュニケーション能力や主体性等の「社会人として備えるべき能力」の必要性を認識している。 | 2 | |