物質工学特別実験

科目基礎情報

学校	都城工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	物質工学特別実験
科目番号	0005	科目区分	専門 / 必修
授業形態	実験	単位の種別と単位数	学修単位: 4
開設学科	物質工学専攻	対象学年	専1
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	各実験の担当教員が作成したテキスト（プリント）を配付
担当教員	山下 敏明,清山 史朗,岡部 勇二,高橋 利幸,金澤 亮一,藤森 崇夫,野口 大輔,岩熊 美奈子,福留 功博

到達目標

1）事前学習・自己学習として行う予備レポートを通して、各実験の基礎となる原理を理解する。
2）各実験項目の達成目標は、その実験の基礎となる原理を理解し、求められている設問等に答え、レポートを仕上げているものとする。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安 　　　　　　A	標準的な到達レベルの目安 　　　　　　B	未到達レベルの目安 　　　　C	（学生記入欄） 到達したレベルに〇をすること。
評価項目1	分析した結果の本質的な意味が理解でき、また、その結果を既習の知識や理論を用いて定量的に説明できる。	各実験の基礎となる原理を説明できる。	実験の背景と目的を良く理解している。	A　・　B　・　C
評価項目2	実験の基礎となる原理を理解し、求められている設問等に的確に答えられる。	実験の基礎となる原理を理解し、求められている設問等に答えられる。	求められている設問等を理解することかできる。	A　・　B　・　C
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A （あらゆる可能性を追求できる豊かな創造性を有する技術者の育成）

学習・教育到達度目標 B （科学と工学の知識を駆使して技術的問題を解決し，新規生産技術をデザインできる優れた知性を有する技術者の育成）

学習・教育到達度目標 C （世界の歴史・文化および倫理を常に考え国際社会に貢献できる高度な社会性を有する技術者の育成）

学習・教育到達度目標 D （自然・社会環境に関連する諸問題に積極的・計画的に取り組み，継続して推進する確かな実行力を有する技術者の育成）

JABEE a （地球的視点から多面的に物事を考える能力とその素養）

JABEE b （技術が社会や自然に及ぼす影響や効果，および技術者が社会に対して負っている責任に関する理解（技術者倫理））

JABEE c （数学，自然科学および情報技術に関する知識とそれらを応用できる能）

JABEE d （該当する分野の専門技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力（分野別要件））

JABEE e （種々の科学，技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力）

JABEE h （与えられた制約の下で計画的に仕事を進め，まとめる能力）

教育方法等

概要:

本科で修得した基礎的な実験・講義をもとに、材料工学、有機合成、高分子合成、物理化学、化学工学、生物工学、分析化学の分野に関連するより高度な実験を行い、実験・分析技術を身につけるともに、各分野の内容の理解を深め、さらに問題解決能力を養う。

授業の進め方・方法:

各実験テーマの担当教員の下で、材料工学、有機合成、高分子合成、物理化学、化学工学、生物工学、分析化学等の分野に関連する実験を行い、その結果を各自レポートにまとめる。必ず全ての実験に参加し、全ての実験のレポートを提出すること。テーマは以下の「授業の内容」に記載の通りである。

注意点:

本実験は、材料工学、有機合成、高分子合成、物理化学、化学工学、生物工学、分析化学より構成されている。担当教員から詳しい実験計画書を事前に受け取り、準備の必要なものはあらかじめ準備しておくこと。さらに、実験内容と関連する設問や課題等を自己学習として行い、実験原理等をよく理解しておくこと。
全レポートの平均点が60点以上を合格とする。

ポートフォリオ

（学生記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。

【理解の度合】理解の度合について記入してください。
　　　　　　（記入例）ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
　・前期中間試験まで：　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・前期末試験まで　：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・後期中間試験まで：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・学年末試験まで　：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
　　　　　　　（記入例）ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
　・前期中間試験　点数：　　　　　　総評：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　・前期末試験　　点数：　　　　　　総評：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　・後期中間試験　点数：　　　　　　総評：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　・学年末試験　　点数：　　　　　　総評：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　


【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
　・総合評価の点数：　　　　　　総評：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　


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（教員記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
　　
　　
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
　　・前期中間試験まで：　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・前期末試験まで　：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　・後期中間試験まで：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　・学年末試験まで　：　
　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
　
　　　　

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

授業計画

		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	各実験テーマの説明および授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明。
		2週	材料工学に関する実験１	金属化合物薄膜の作製とその諸特性評価に関する実験の原理を理解できる。
		3週	材料工学に関する実験２	金属化合物薄膜の作製とその諸特性評価に関する実験を行うことができる。
		4週	材料工学に関する実験３	金属化合物薄膜の作製とその諸特性評価に関する実験結果をまとめ、整理できる。
		5週	有機合成に関する実験１	アルドール反応（GCおよびLCによる反応の追跡）に関する実験を行い、その結果を適切にまとめることができる。
		6週	有機合成に関する実験２	生成物の単離および精製に関する実験を行い、その結果を適切にまとめることができる。
		7週	有機合成に関する実験３	生成物のMSやNMRによる構造解析に関する実験を行い、その結果を適切にまとめることができる。
		8週	高分子合成に関する実験１	ポリ酢酸ビニルの加水分解に関する実験を行うことができる。
	2ndQ
		9週	高分子合成に関する実験２	ポリビニルアルコールのけん化度測定に関する実験を行うことができる。
		10週	高分子合成に関する実験３	上述の高分子合成に関する実験結果を適切にまとめることができる。
		11週	計算化学に関する実験１	分子軌道法による分子の特性評価に関する分析の原理を理解できる。
		12週	計算化学に関する実験２	分子軌道法による分子の特性評価に関する分析を行うことができる。
		13週	計算化学に関する実験３	分子軌道法による分子の特性評価に関する分析結果をまとめ、整理できる。
		14週	化学工学に関する実験１	化学反応の平衡定数に関する実験の原理を理解できる。
		15週	化学工学に関する実験２	化学反応の平衡定数に関する実験を行うことができる。
		16週	化学工学に関する実験３	化学反応の平衡定数に関する実験結果をまとめ、整理できる。
後期
	3rdQ
		1週	後期の授業計画の説明	後期分の各実験テーマの説明および授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明。
		2週	生物工学に関する実験I－１	遺伝子工学を用いた組換え蛋白質発現プラスミドの構築に関する実験の原理を理解できる。
		3週	生物工学に関する実験I－２	遺伝子工学を用いた組換え蛋白質発現プラスミドの構築に関する実験を行うことができる。
		4週	生物工学に関する実験I－３	遺伝子工学を用いた組換え蛋白質発現プラスミドの構築に関する実験結果をまとめ、整理できる。
		5週	実験データの整理とまとめ１	物質工学に関する実験データを整理し、まとめることができる。
		6週	生物工学に関する実験II－１	遺伝子多型解析に関する実験を行い、その結果を適切にまとめることができる。
		7週	生物工学に関する実験II－２	自然放射線の測定と定量に関する実験を行い、その結果を適切にまとめることができる。
		8週	生物工学に関する実験II－３	上述の生物工学に関する実験結果を適切にまとめることができる。
	4thQ
		9週	実験データの整理とまとめ２	物質工学に関する実験データを整理し、まとめることができる。
		10週	分析化学に関する実験I－１	核スピンによる磁化ベクトルの異方性の定量に関する実験の原理を理解できる。
		11週	分析化学に関する実験I－２	核スピンによる磁化ベクトルの異方性の定量に関する実験を行うことができる。
		12週	分析化学に関する実験I－３	核スピンによる磁化ベクトルの異方性の定量に関する実験結果をまとめ、整理できる。
		13週	分析化学に関する実験II－１	錯形成反応の反応速度測定と反応機構の解析に関する実験の原理を理解できる。
		14週	分析化学に関する実験II－２	錯形成反応の反応速度測定と反応機構の解析に関する実験を行うことができる。
		15週	分析化学に関する実験II－３	錯形成反応の反応速度測定と反応機構の解析に関する実験結果をまとめ、整理できる。
		16週	実験データの整理とまとめ３	物質工学に関する実験データを整理し、まとめることができる。

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	分野別の工学実験・実習能力	化学・生物系分野【実験・実習能力】	分析化学実験	中和滴定法を理解し、酸あるいは塩基の濃度計算ができる。	5
				キレート滴定を理解し、錯体の濃度の計算ができる。	5
				代表的な定性・定量分析装置としてクロマト分析(特にガスクロ、液クロ)や、物質の構造決定を目的とした機器(吸光光度法、X線回折、NMR等)、形態観察装置としての電子顕微鏡の中の代表的ないずれかについて、その原理を理解し、測定からデータ解析までの基本的なプロセスを行うことができる。	4	前3
				固体、液体、気体の定性・定量・構造解析・組成分析等に関して必要な特定の分析装置に関して測定条件を選定し、得られたデータから考察をすることができる。	3	前4
			物理化学実験	温度、圧力、容積、質量等を例にとり、測定誤差(個人差・器差)、実験精度、再現性、信頼性、有効数字の概念を説明できる。	5
			化学工学実験	流体の関わる現象に関する実験を通して、気体あるいは液体の物質移動に関する原理・法則を理解し、物質収支やエネルギー収支の計算をすることができる。	4	後12
			生物工学実験	滅菌・無菌操作をして、微生物を培養することができる。	4	後2
				適切な方法や溶媒を用いて、生物試料から目的の生体物質を抽出し、ろ過や遠心分離等の簡単な精製ができる。	5	後3,後6
				分光分析法を用いて、生体物質を定量することができる。	2	後7
				クロマトグラフィー法または電気泳動法によって生体物質を分離することができる。	4	後3,後6
				酵素の活性を定量的または定性的に調べることができる。	2	前8,後7

評価割合

	レポート	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	100	0	0	0	0	0	100
基礎的能力	50	0	0	0	0	0	50
専門的能力	50	0	0	0	0	0	50
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0