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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 応用バイオ学科
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
バイオ・化学基礎実験・演習A(応用バイオ)
Basic Experiments and Practice in Bioscience and Chemistry A (Applied Bioscience)
3 B130-01 2021年度
3期(前学期)
4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.電子回路 2.Arduino 3.聴覚計測 4.生体計測 5.電子計測技術 バイオ・化学基礎実験・演習Aでは、専門科目で取り上げられる理論や手法を用いた実験を 体験することで、自ら学び、より深い理解を求めようとする習慣を身につけ、専門科目に対 する興味をもつことを目標とする。さらに、実験方法や実験レポートの書き方を学び、実験 内容・実験結果・考察などをまとめ、発表する方法についても学習する。
授業の概要および学習上の助言
バイオ・化学基礎実験・演習Aでは、以下に示す実験や演習を通して、生命工学に必要な基礎的実験技術を身につける。 1. 線形素子と非線形素子の静特性、CR回路のフィルタ特性と過渡応答、増幅器の基礎および生体電気現象の理解 2. 微弱生体信号計測(心電図、筋電図)のためのコンピュータを使った計測処理とプログラミング入門          3. コンピュータを使った聴覚計測 4. プレゼンテーション技法、およびレポートの書き方 5. まとめと発表
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
実験ノート(A4版)を各自1冊準備し、実験内容や考察を書き留める習慣をつける。ノートはルーズリーフ、レポート用紙 は望ましくない。実験は、講義科目の内容と関係が深いので、随時、履修済みの講義を復習しながら進めること。実験で身に つく能力は、応用バイオ学科卒業生として絶対に必要なものとなるので、心して履修して欲しい。実験は時として、予想外の ことがおき、定刻に終了しない場合もあるので、時間延長しても対応できるよう実験のある日は柔軟なスケジュールにしてお くこと。逆に、全学生の進度が早かった場合は、自己点検授業をプレゼンテーションの授業直後に行う場合もある。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
M,N,O 電子回路のしくみを説明できる。
M,N,O 聴覚計測の方法と原理を説明できる。
M,N,O 生体電気現象計測の手法とアナログ回路の基礎について説明できる。
M,N,O 実験結果をまとめて発表し、実験レポートとして正しく書くことができる。
M,N,O Arduinoによる簡単なプログラムを記述できる。
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 0 0 50 40 0 0 10 100
指標と評価割合 総合評価割合 0 0 50 40 0 0 10 100
総合力指標 知識を取り込む力 0 0 10 10 0 0 0 20
思考・推論・創造する力 0 0 20 10 0 0 0 30
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 10 0 0 0 10
発表・表現・伝達する力 0 0 10 10 0 0 0 20
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 10 0 0 0 10 20
※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
クイズ
小テスト
レポート 実験内容、結果を正しく理解し、実験結果を論理的・科学的に考察できているかを評価する。
成果発表
(口頭・実技)
実験内容、結果を正しく理解し、実験結果を論理的・科学的に考察できているかを評価する。これに加え て発表の基礎(発表資料の適切さ・論理性、声の大きさ・明瞭さや姿勢などの発表態度、質疑応答)がで きているかを評価する。
作品
ポートフォリオ
その他 予習してきているか確認するので、必ず予習してくること。実験ノートの提出を求めることがあるので、 整理しておくこと。実験は出席が肝心なので2回以上欠席しないこと。
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
指導書に書かれている実験に関して、積極的にもれなく実施し 、実験結果をまとめる。また、十分に準備したパワーポイント を用いて発表し、質問には適切に解答する。さらに、目的・方 法・結果・考察を網羅したレポートを提出する。レポートの質 問事項全てに、正しく解答・修正する。なお、論理的・科学的 な考察が必要とされる。 指導書に書かれている実験に関して、もれなく実施し、実験結 果をまとめる。また、準備したパワーポイントを用いて発表し 、質問にはほぼ適切に解答する。さらに、目的・方法・結果・ 考察を網羅したレポートを提出する。レポートの質問事項に、 解答・修正する。なお、論理的・科学的な考察が必要とされる 。
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
第1週 ガイダンスと安全教育 実験・演習の進め方、予習と復習の重要性、評価方法 、プレゼンテーションおよびレポート作成上の注意な ど ガイダンス 質疑応答 説明・実験と演習 復習:実験内容と進め方、安全上 の留意点、プレゼンテーションお よびレポート作成の注意点などを 確認する。 90
第2週 基本的な計測器の操作法、非線形素子(LED)と線形素 子(抵抗)の静特性、実験に必要なソフトウェアのイ ンストール 説明と実験 予習:基本的な計測器としてのテ スタ、オシロスコープ、関数発生 器等の機能と操作方法を調べる。 ソフトウェアのインストール作業 の手順を予習する。 復習:目的に応じた計測器の選定 方法と操作方法を確認する。 60 60
第3週 1)生体計測用インターフェースと表面電極による心 電図、筋電図や脈波の生体電気信号の計測 2)Arduino UNO の動作確認のためのスケッチの例 を参照し、プログラムの変更作業により理解を深める 。 説明と実験 予習:心電図や筋電図の意味を調 べる。生体電気現象計測手法につ いて調べる。 復習:実験結果をまとめる。Ardu ino のプログラムについて理解す る。 60 60
第4週 1)CR回路のフィルタ特性と過渡応答 2)トランジスタの静特性と増幅作用理 説明と実験 予習:心電図の波形および心臓の 働きと脈波の関係を調べる。また 表面筋電図について調べる。 復習:実験結果をまとめ、心電図 の特性、筋電図の特性を理解する 。 60 60
第5週 1)演算増幅器の応用回路 2)中間レポートの取りまとめと補充実験 説明と実験 予習:使用する演算増幅器の機能 と応用回路について調べる。どの データが不足しているかをレポー ト作成の過程で明らかにする。 復習:実験内容についてこれまで の実験結果を基に理解を深める。 120 120
第6週 Arduino を用いた生体信号計測(1):基本的なセン サ等を組み合わせたプログラムの動作確認 説明・実験と演習 中間レポートの提出 予習:統合開発環境の使い方を習 得する。 復習:ブレッドボード上に搭載し たセンサやアクチュエータを動か す。 180 120
第7週 Arduino を用いた生体信号計測(2):生体信号計測 や刺激反応時間計測のためのプログラム作成 説明と実験 中間レポートの返却 予習:各自が使うセンサやアクチ ュエータに関する情報の収集 復習:確実に目的とする生体信号 計測用プログラムの作成 60 120
第8週 プレゼンテーションと討論 プレゼンテーション 質疑応答 最終レポートの作成 予習:プレゼンテーション資料を 作成する。 復習:発表・討論内容を確認し、 最終レポートを作成する。 120 180
第9週 聴覚システムの機能と構造,および音の物理的特性に ついての説明 説明と実験 予習:気導振動について調べる。 復習:聴覚システムの機能と構造 について確認する。 個人課題レポートを作成する。 60 60 60
第10週 気導振動受容の機序とその周波数特性の測定 説明と実験 予習:骨振動について調べる。 復習:音の物理的特性について調 べる。 個人課題レポートを作成する。 60 60 60
第11週 気導振動受容の機序とその周波数特性の測定 説明・実験と演習 気導振動の受容の仕組みの理解 骨導振動の受容の仕組みの予習 発表原稿の準備 60 60 60
第12週 骨振動受容の機序のその周波数特性の測定 説明・実験と演習 予習:マスキングノイズについて 調べる。 復習:実験手法・結果を確認する 。 個人課題レポートを作成する。 60 60 60
第13週 骨振動受容の機序とその周波数特性の測定 耳栓やイヤフォンなどの聴覚への影響の測定 説明・実験と演習 班ごとの実習の成果発表 予習:骨導振動の受容について調 べる。 復習:実験手法・結果を確認する 。 個人課題レポートを作成する。 60 60 60
第14週 聴覚システムにおけるマスキングノイズの効果の測定 耳栓やイヤフォンなどの聴覚への影響の測定 説明・実験と演習 実験データの解析とその発表 個人レポートのチェックと手 直しの指導 予習:プレゼンテーション資料を 準備する。 復習:実験手法・結果を確認する 。 個人課題レポートを作成する。 60 60 60
第15週 自己点検授業 質疑応答 講評 復習 120