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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
PD基礎教育課程 
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
PD基礎教育課程
基礎実技科目
基礎実技
プロジェクトデザイン入門(実験)(ロボティクス学科)
Design Project / Introduction(Robotics)
2 G250-03 2022年度
1期(前学期)
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.検証プロセス 2.問題解決プロセス 3.基本スキル 4.データ取り扱いスキル 5.理工系PBL 本科目は、知識や技能を集約して問題を発見し解決する力を養うプロジェクトデザイン(PD) 科目群の1つであり、実社会における様々な問題に取り組むためのスキルや考え方を学ぶこ とを目的とする。PD入門では、各学生が所属する学科の特徴的な対象や現象を実験テーマと して、現象に関わるデータを収集→整理→分析→仮説→視覚化→報告に要する「データ取り 扱いスキル」の基本を学習する。さらに、学習した実験知識・技能を活用し、問題発見から 解決にいたるプロセスおよびデータに基づく検証活動の基本スキルを学習する。
授業の概要および学習上の助言
本科目では、各学生が所属する学科の特徴的な対象や現象を取り上げ、検証プロセスと問題解決プロセスに要する基本スキル を学習する。 実験活動を通して、データを収集→整理→分析→仮説→視覚化→報告するに要する「データ取り扱いスキル」の基本を学習す る。また、問題発見から解決にいたるプロセスおよび検証活動の基本要素を含む、「理工系PBL」の基本スキルを学習する。  本科目は、「工学大意」(ロボティクス)と並ぶロボティクス学科の入門となる科目である。1年生後学期のプロジェクトデ ザインⅠ、2年生のプロジェクトデザインⅡ・プロジェクトデザイン実践、3年生の工学専門実験演習ABを経て、集大成と なる4年生のプロジェクトデザインⅢへとつながるプロジェクトデザイン科目の導入である。本科目はグループでの活動が多 いが、主体的、自主的に取り組むことが重要である。ロボットの製作は「工学大意」と共通で進められるが、本科目では特に 製作したロボットの検証実験に関して評価をおこなう。  前半の「データ取り扱いスキル」では、主に実験の実施,実験データの取得と解析の基礎を学ぶ。特に、データをグラフ化 するためにモータ特性の測定やセンサの校正などを学習する。また、プログラムのフローチャートやセンサを用いた条件分岐 、フィードバックとフィードフォワードの役割、クランク機構やギアの減速などを理解することで、ロボットの基礎的な要素 を学習する。  後半の「理工系PBL」では、グループごとに問題設定をおこない、LEGO Mindstormsを用いて設定した問題に適したロボット を製作する。特に、検証実験を通して製作したロボットの有する機能の妥当性について検討する。
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
特になし.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
G,F 問題発見から解決にいたるプロセスの活動を進めることができる
D 対象や現象を定量的あるいは定性的に捉えることができる
D 対象や現象の特徴・特性・法則性を抽出することができる
E 獲得した情報を第三者にわかりやすく伝えることができる
F 検証活動を円滑に進めるための様々な基本スキルを活用できる
A 学科で学ぶ技術分野と技術者像を思い描くことができる
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 0 0 55 45 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 0 0 55 45 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 0 0 10 0 0 0 0 10
思考・推論・創造する力 0 0 15 10 0 0 0 25
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 5 15 0 0 0 20
発表・表現・伝達する力 0 0 15 20 0 0 0 35
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 10 0 0 0 0 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
クイズ
小テスト
レポート レポート課題は授業の進度にあわせて適宜出題する。 データのグラフ化やロボット製作に関するレポートなど。
成果発表
(口頭・実技)
製作したロボットでの検証実験の結果についてポスターにまとめ発表する。 中間発表と最終発表の2回を予定。
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問題発見から解決にいたるプロセスの活動を進めることがで きる ②現象・対象・事象を定量的あるいは定性的に捉えることがで きる ③現象・対象・事象の特徴・特性・法則性を抽出することがで きる ④獲得した情報を第三者にわかりやすく伝えることができる ⑤検証活動を自主的に円滑に進めることができる ⑥学科を意識できる、学科のプライドを持つことができる ①問題発見から解決にいたるプロセスの活動を、指導を受けな がら進めることができる ②現象・対象・事象を、指導を受けて、定量的あるいは定性的 に捉えることができる ③現象・対象・事象の特徴・特性・法則性を、指導を受けなが ら、抽出することができる ④獲得した情報を第三者に伝えることができる ⑤検証活動を、指導を受けながら、進めることができる ⑥指導をうけて、学科を意識し、学科のプライドを持つことが 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
第1週 (1)科目ガイダンス ・授業の運営方針などの確認 (2)安全講習 ・安全に実験するための注意事項を学ぶ. (3)開発ソフトのインストール (4)LEGOパーツの確認 講義と演習 100分
第2週 「データ取り扱いスキル1」 (1)Lモータの特性評価 ・モータを駆動させて,指令値と計測値の関係をグラ フ化する. 講義と演習 100分
第3週 「データ取り扱いスキル2」 (1)Mモータの特性評価 ・モータを駆動させて,指令値と計測値の関係をグラ フ化する(Excel). 講義と演習 授業開始時の提出物 ・出欠確認表 ・中表紙 ・製作準備レポート① 100分
第4週 「データ取り扱いスキル3」 (1)ノギスの使い方 (2)超音波センサの特性評価 (3)ジャイロセンサの特性評価 ・センサの値を読み取りグラフ化する. ・グラフからセンサの精度を学ぶ. ・実験の環境設定について考え,実験の再現性を学ぶ . 講義と演習 授業開始時の提出物 ・製作準備レポート② 100分
第5週 「データ取り扱いスキル4」 (1)フィードバック制御 ・フィードバックとフィードフォワードの概念を学び ,実験を通してその役割を理解する. (2)フローチャート ・フローチャートを作成し,プログラムの流れを理解 する. (3)EV3プログラミング ・作成したフローチャートに従い,簡単なプログラム を作成する. (4)PPTの使い方 講義と演習 授業開始時の提出物 ・製作準備レポート③ 100分
第6週 「データ取り扱いスキル5」 (1)パンチングロボットの製作 (2)スライダクランク機構の特性評価 ・回転運動と直線運動の変換について学ぶ. (3)クランクとギアの性能評価 ・力とトルクの関係性を実験により求め,ギアによる 減速などを理解する. 講義と演習 自己点検 授業開始時の提出物 ・製作準備レポート④ 100分
第7週 「理工系PBL1」 (1)ロボット製作 ・製作するロボットを立案し,機体の製作とプログラ ミングを進める. (2)ロボット概要①作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・製作準備レポート⑤ 授業終了時の提出物 ・ロボット概要① 100分
第8週 「理工系PBL2」 (1)ロボット製作 (2)検証実験 ・製作するロボットで検証するべき項目を考え,検証 方法および検証実験の計画を立てる. ・機体の製作とプログラミングを進める. (3)実験目的ポスター作成 講義と演習 100分
第9週 「理工系PBL3」 (1)ロボット製作 (2)検証実験 ・機体の製作とプログラミングを進める. (3)実験方法ポスター作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・実験目的ポスター(A3) 100分
第10週 「理工系PBL4」 (1)ロボット製作 (2)検証実験 ・検証実験を実施し,実験結果をグラフにまとめる. (3)中間発表ポスター作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・実験方法ポスター(A3) 100分
第11週 「理工系PBL5」 (1)中間発表会 ・検証実験結果をポスターで発表する. (2)ロボット概要②作成 発表及び審査 自己点検 授業開始時の提出物 ・中間発表ポスター(A2) 100分
第12週 「理工系PBL6」 (1)ロボット製作 (2)検証実験 ・検証するべき項目を再考・追加し,製作したロボッ トの妥当性を検証する. ・必要に応じて機体やプログラミングの変更をおこな う. (3)実験結果ポスター作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・ロボット概要② 100分
第13週 「理工系PBL7」 (1)検証実験 ・再考・追加した項目に関して,検証実験を実施し, 実験結果をグラフにまとめる. (2)最終レポート作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・実験結果ポスター(A2) 100分
第14週 「理工系PBL8」 (1)検証実験 (2)最終発表ポスター作成 ・検証実験の実施ならびに最終発表に向けてポスター を準備する. (3)最終レポート作成 講義と演習 授業開始時の提出物 ・最終レポート[Draft版] 100分
第15週 「理工系PBL9」 (1)最終発表会 ・製作したロボットにおける検証実験ならびに製作し たロボットの妥当性に関してポスターで発表する. (2)授業全般の振り返り 発表及び審査 授業アンケートの実施 自己点検 授業開始時の提出物 ・最終発表ポスター(A1) ※「最終レポート」の提出期限は ,授業時に確認すること. 100分