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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
無機・エネルギー機能化学
Functional Chemistry of Inorganic and Energetic Materials
2 B027-01 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.ガラスとセラミックス 2.金属と半導体 3.磁性体 4.電気・光・誘電材料 5.パワーエレクトロニクス材料 機能性無機材料には、セラミックス、ガラス、金属等があり、電気・磁気・光学・構造・エ ネルギー材料として、非常に有用で特長的な機能を有している。本講義の前半では、これら の材料において、何故、機能が発現するのか? 結晶構造と電子構造の視点から、材料科学 の基礎を復習しながら、アクティブラーニング方式を取り入れて学習する。後半では、機能 材料の最前線を紹介し、学生一人ひとりが新しい機能材料の開発に取組むことを学習教育目 標とする。
授業の概要および学習上の助言
本講義では無機材料とその機能について下記の項目について紹介し、理解を深めてもらう。物質、材料の理解と物性評価のた めに、無機化学、物理化学などの講義で学んだ項目を応用する。 1. 物質と材料、2.無機材料の機能、3.固体の結晶構造とその解析、4.光機能材料 5.機能材料の作製法(焼結体、単結晶、薄膜)、6.無機材料とエネルギー、7.ガラスの特性と製法、8.誘電材料、9 . 磁性材料、10. イオン伝導性酸化物
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:入門 無機材料[化学同人]、蛍光体ハンドブック[オーム社]、応用化学専門実験・演習[金沢工業大学]、「アトキン     ス 物理化学要論」 第7版[東京化学同人] 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
本科目は「物理化学」、「化学熱力学」、「エネルギー固体化学」、「物質の反応と状態」 等の科目を前提とした専門科目 である。予備知識として上記科目を習得しているものとして講義を進める。また、専門実験で実習したX線回折実験について も復習しておくこと。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
M-P,S 代表的な無機物質の結晶構造を説明できる
M-P,S 金属・半導体・絶縁体の電子構造と電気特性を説明できる。
M-P,S 無機材料の諸機能について説明できる。
M-P,S 無機材料のエネルギー応用について説明できる。
M-P,S 機能材料の作製法について説明できる。
M-P,S 機能材料の最前線について説明できる。
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 40 50 10 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 50 10 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 20 25 0 0 0 0 0 45
思考・推論・創造する力 20 25 0 0 0 0 0 45
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 10 0 0 0 0 10
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 0 0
※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 最終週に実施する。6つの行動目標に沿った内容で出題する。行動目標が達成できているかが確認できる 論述問題、計算問題を中心に出題する。専門的な知識を自分のものとして活用できるかが重要なので、教 科書、参考書などの持込は不可とする。内容は講義、小テストに準じて出題する。
クイズ
小テスト
小テストは原則として2回実施する。それまでの講義内容を出題範囲とし、理解度を確認する。普段から 学習習慣を付けるために、毎日の復習時間は2時間を目安にして欲しい。
レポート アクティブラーニングとして応用化学科の研究室における研究テーマと無機機能材料の活用事例を調べ、 レポートにより報告する。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
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
(1)固体の結晶構造、化学結合、電子構造について理解し、 これらが電気的、磁気的、光学的、電気化学的等の機能の発現 に、どのように関わっているか説明できる。(2)機能材料の 作製法について説明できる。(3)機能材料が研究の現場にお いてどのように利用されているか、またそれを自分の研究テー マにどう活用するかについて説明できる。 (1)固体の結晶構造、化学結合、電子構造について基礎的な 事項を理解し説明できる。(2)いくつかの機能材料について 、作製法と機能について説明できる。(3)機能材料が研究の 現場においてどのように利用されているかを説明できる。
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 オリエンテーション 人類と材料の関わり 材料と物質 [遠隔授業] 講義と質疑 配布資料「無機材料への誘い」を 読んでおく。 北陸(加賀、能登)地域の無機材 料との関わりを調べる 180
2 無機固体の化学結合 無機固体の結晶構造とX線回折法(1) [対面授業] 講義と質疑,演 習 X線回折実験を復習しておく。 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
3 無機固体の結晶構造とX線回折法(2) [遠隔授業] 講義と質疑,演 習 X線回折実験を復習しておく。 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
4 無機固体の結晶構造とX線回折法(3) [対面授業] 講義と質疑,演 習 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
5 誘電材料、磁性材料、イオン伝導体の結晶構造 [遠隔授業] 講義と質疑,演 習 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
6 ガラス材料 ガラス材料の定義、特性 ガラスの製法とエネルギーコスト削減 [対面授業] 講義と質疑,演 習 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
7 無機機能材料の作製と熱力学 [遠隔授業] 講義と質疑,演 習 熱力学について復習し、 教科書の該当箇所を読んでおく。 120
8 これまでの学習内容の振り返り 小テスト1(範囲1〜7回) レポート課題の提示 [対面授業] 試験、講義と質 疑,演習 あらかじめ教科書参考書の該当箇 所を読んでおく。小テストに備え て復習をしておく。 レポート課題について調査する。 小テストで解答できなかった問題 を復習する。 180 60 60
9 光と物質との相互作用1 (反射・屈折) [遠隔授業] 講義と質疑,演 習 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
10 光と物質との相互作用2 (吸収・発光) [対面授業] 講義と質疑,演 習 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解く。 120 120
11 光と物質との相互作用3 (電子状態、エネルギー準位、選択則) [対面授業] 講義と質疑,演 習 教科書、参考書の該当箇所を読ん でおく。 演習問題を解答する。 120 120
12 これまでの学習内容の振り返り 小テスト2(範囲9〜11回) [対面授業] 試験、講義と質 疑,演習 学習内容を復習し、小テスト2に 備える。 あらかじめ教科書、参考書の該当 箇所を読んでおく。 演習問題を解答する。 120 120
13 無機材料についての構造、性質、機能について学習内 容を振り返る [遠隔授業] 講義と質疑、演 習 教科書、参考書の該当箇所を読ん でおく。 演習問題を解答する。 120 120
14 学習内容の振り返り(20分)、レポート提出 試験(80分) [対面授業] 講義、試験 試験に備えての復習 レポートの作成 120 120
15 先端計測と無機材料の関り(40分)、レポート講評( 30分)、自己点検(30分) [遠隔授業] レポート返却、 講義と質疑 学習内容を振り返る 60