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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 応用化学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
化学コンピュータ演習
Computer Practice for Chemistry
2 B021-01 2021年度
6期(後学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.表計算ソフト 2.化学計算 3.物理化学 4.化学工学 5.プログラミング 化学分析、化学工場における工程管理、新規物質の研究開発など、化学におけるあらゆ現場 では、コンピュータを利用した科学技術計算が重要な位置を占める。化学実験でもデータ処 理にExcelなどの表計算ソフトウェアを活用することで、効率的に解析を進めることができ る。本演習では実際にExcelを用いて、物理化学、化学工学に登場する計算問題を解くこと によって、物理化学、化学工学の知識を確実にするとともに、Excelの使用法に習熟する。
授業の概要および学習上の助言
1.化学構造式、結晶構造を含む化学文書の作成法   ChemSketchなど英語圏のフリーソフトを自力でダウンロード、英語での検索 2.Excelの基本的な使用法とグラフの作成   Excelの表計算ソフトとしての使用法、最小二乗法法によるデータ整理 3.物理化学計算、化学工学計算   気体の状態方程式、単位の換算、熱力学、相平衡、化学平衡、反応速度論、ネルンストの式   熱伝導、移動速度論など 4.Excelの様々な使用法   ソルバー、ゴールシークなど 5.VBAプログラミング   ユーザ定義関数の作成、マクロによるデータ処理など 物理化学の教科書『アトキンス物理化学要論』、化学工学の教科書『化学工学入門』を適宜参照してほしい。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:指定なし 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
対面授業の週は必ず各自のパーソナルコンピュータを持参すること。PCの不調(修理)などは学期開始前に解決しておいて欲 しい。 必要なアプリケーションソフトウェアをあらかじめインストールしておくこと。必要なソフトウェアは前もって指示 するので、学生ポータルや掲示などに注意しておくこと。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
I,J,L,Q,S コンピュータを用いて化学構造式等を含む文書を作成できる。
I,J,L,Q,S 表計算ソフト、プログラム等を用いて、実験データを解析することができる。
I,J,L,Q,S 物理化学、化学工学における計算問題をコンピュータを使って解くことができる。
I,J,L,Q,S インターネット、データベースを用いて必要な化学的事柄を検索することができる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 20 0 50 0 0 0 30 100
指標と評価割合 総合評価割合 20 0 50 0 0 0 30 100
総合力指標 知識を取り込む力 10 0 10 0 0 0 10 30
思考・推論・創造する力 10 0 20 0 0 0 0 30
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 10 10
発表・表現・伝達する力 0 0 20 0 0 0 0 20
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 10 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 プログラミングについて資料持込可の試験を最終週に実施する。授業で取り扱った演習問題を資料を参照 しながら、制限時間内に解くことができるかで評価を行う。試験では20点分の評価を行う。
クイズ
小テスト
レポート 随時、レポートを課す。レポートは十分にある時間の中で問題を解決するトレーニングとなる。レポート で50点分の評価を行う。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 演習が中心となるので、授業に出席し、ノートパソコンの操作を体験することが重要となる。授業に参加 し、まじめに取り組んでいるかどうかで30点分の成績評価を行う。
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
化学構造式を含む化学文書を整ったフォーマットで作成できる 。 標準レベルの物理化学計算問題、化学工学計算問題を資料を参 照せずに、ノートパソコンを使って自力で解くことができる。 プログラミング言語で自分自身のアイデアに基づいてプログラ ムを作成できる。 化学構造式を含む化学文書を作成できる。 標準レベルの物理化学計算問題、化学工学計算問題を資料を参 照しながら、ノートパソコンを使って自力で解くことができる 。 VBAでユーザ定義関数を作成できる。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 〔ガイダンス〕本科目の運営方針を説明し、本科目の 理解に必要な基礎的事項を学習する パソコンに関す る基本的な事項について、知識の確認を行う インタ ーネットを使った専門的事項の検索を演習する [遠隔] 講義と演習 [予習]学習支援計画書に基づき、 1学期間の学習計画を立てる [復習]http://www.acdlabs.com/d ownload/chemsk.htmlからフリー ウェアであるChemSketchをダウン ロードしインストールしておく。 60 60
2 化学レポート作成ソフト「ChemSketch」を使用して化 学構造式をPCで書く方法を習得する。 [対面] 講義と演習 [予習]化学式描画ソフトウェアCh emSketchをダウンロードしインス トールしておく。 [復習]化学レポート特有の構造式 等をPCで描画し、レポートを作成 する 60 120
3 Excelに関して、理系における基本的な使用法を演習 する。表計算の使い方、グラフの作成法、Wordとの連 携法など [遠隔] 講義と演習 [予習]グラフ作成のルールを確認 しておく [復習]与えられたデータを用いて 、きれいなグラフを作成する課題 に取り組む 200 200
4 Excelに関して、理系における基本的な使用法を演習 する。表計算の使い方、グラフの作成法、Wordとの連 携法など [対面] 講義と演習 [予習]グラフ作成のルールを確認 しておく [復習]与えられたデータを用いて 、きれいなグラフを作成する課題 に取り組む 200 200
5 物理化学計算1  気体の状態方程式、単位の換算      [遠隔] 講義と演習 [予習]理想気体、ファンデルワー ルス気体の状態方程式について確 認しておく [復習]気体の状態方程式に関する 計算演習をExcelを用いて実施す る 180 180
6 物理化学計算2 熱力学、相平衡 [対面] 講義と演習 [予習]熱力学について復習してお く [復習]熱力学に関する演習課題を Excelを用いて解く 180 180
7 中間振り返りのための総合力学習と自己点検 [遠隔] 講義と質疑・演習 レポート提出課題の解説 予習] これまでの学習内容を振り 返る [復習] レポートを作成する 60 120
8 化学工学1  次元解析、SI単位と非SI単位の換算、物質収支 [対面] 講義と質疑・演習 レポート課題の提出 [予習] SI単位系について復習 しておく [復習] 次元解析、単位の使用法 、物質収支に関する演習課題を解 く 60 120
9 化学工学2  化学平衡、反応速度論 [遠隔] 講義と演習 [予習] 化学平衡、速度論につい て復習しておく [復習] 反応速度をExcelを用いて シミュレーションする [自己点検] 物理化学,化学工学の 理解度について振り返る 180 180 30
10 Excelの発展的使用法1  ゴールシーク、ソルバー、絶対参照、IF、SUM、AVE RAGE、行列の使い方、複素数の使い方など [対面] 講義と演習 [予習] 化学工学実験、物理化学 実験の内容を復習しておく [復習] 与えられた課題を解く [自己点検] 物理化学,化学工学の 理解度について振り返る 120 180 30
11 Excelの発展的使用法2  VBAを使ったデータ処理法。FACTORIALなどの関数を 自作し、セル内の数値をマクロで計算する方法を習得 する。   [遠隔] 講義と演習 [予習] 化学工学実験、物理化学 実験でのデータ処理について復習 しておく [復習] ソルバーを使った最小二 乗法について演習する。 60 180
12 Excelの発展的使用法3  アルゴリズムとVBAでの実装について学ぶ [対面] 講義と演習 [予習] 化学工学実験、物理化学 実験でのデータ処理について復習 しておく [復習] VBAを使った独自の関数を プログラミングする 60 180
13 文献情報の検索 [遠隔] 講義と演習 [予習] 学内の文献データベース への接続が可能であるように個人 のPCを設定しておく [復習] 文献情報を検索し、その 抄録を読んでレポートを作成する 100 200
14 VBAプログラミングについての復習と確認試験 [遠隔] 講義と試験 [予習] 試験に備え、学習内容を 復習しておく [自己点検] 答え合わせ、解説 180 30
15 自己点検 [遠隔] 講義と自己点検 [自己点検] 理解の不十分だった 事柄を整理復習しておく 60