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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 |
2023年度
６期（後学期）
|
修学規程第4条を参照 |
| 授業科目の学習・教育目標 |
| キーワード |
学習・教育目標 |
| 1.無機固体の構造と特徴
2.金属と半導体
3.磁性体
4.誘電体
5.機能デバイス
|
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、７．ガラスの特性と製法、８．誘電材料、９. 磁性材料、 |
| 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]、「アトキンス 物理化学要論」 第7版[東京化学同人]
ﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：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） |
|
| ① |
M-P,S |
金属・半導体・絶縁体の構造と物性を説明できる。 |
| ② |
M-P,S |
磁性について説明できる。 |
| ③ |
M-P,S |
誘電体について説明できる。 |
| ④ |
M-P,S |
金属の物性と応用について説明できる。 |
| ⑤ |
M-P,S |
金属炭化物および金属窒化物について説明できる． |
| ⑥ |
M-P,S |
無機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 |
| 総合評価割合 |
40 |
40 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 指標と評価割合 |
総合評価割合 |
40 |
40 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 総合力指標 |
20 |
20 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50 |
| 20 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
40 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 0 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 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 |
① |
レ |
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。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
レ |
クイズ
小テスト |
① |
レ |
小テストは原則として１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。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
レ |
| レポート |
① |
レ |
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。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
レ |
成果発表
(口頭・実技) |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| 作品 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| ポートフォリオ |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| その他 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| 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）磁性および誘電性について、基礎を理解し、説明できる
。
（３）無機材料について、作製法と機能について、材料物性に
もとづき説明できる。
（４）無機機能デバイスの応用を、材料の物性にもとづき説明
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）磁性および誘電性について説明できる｡
（３）無機材料について、作製法と機能について説明できる。
（４）無機機能デバイスの応用を説明できる。 |
| 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
無機材料と機能デバイス |
講義と質疑 |
配布資料「無機材料への誘い」を
読んでおく。 |
30 |
| 2 |
金属と半導体 |
講義と質疑，演習 |
金属と半導体の電子構造について
復習しておく。 |
120
|
| 3 |
磁性体とその物性，デバイス応用(1) |
講義と質疑，演習 |
磁性体の応用について調べてみる
。 |
120 |
| 4 |
磁性体とその物性、デバイス応用(2) |
講義と質疑，演習 |
磁気物性とは何かを予習しておく
． |
120 |
| 5 |
誘電体とその物性，デバイス応用(1) |
講義と質疑，演習 |
誘電体の応用について調べてみる
。 |
120 |
| 6 |
誘電体とその物性，デバイス応用(2) |
講義と質疑，演習 |
誘電性について調べてみる． |
120 |
| 7 |
光と物質との相互作用，デバイスへの応用 |
講義と質疑，演習 |
電磁波について復習しておく。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 |
| 8 |
振り返りと小テスト |
試験、講義と質疑，演習 |
試験に向けての予習 |
120 |
| 9 |
遷移金属と典型金属
金属の物性 |
講義と質疑，演習 |
周期表を振り返ってみる｡遷移金
属の特性を予習しておく｡ |
120 |
| 10 |
鉄と鋼
貴金属の応用 |
講義と質疑，演習 |
製鉄について調べてみる｡
貴金属の特性と応用について調べ
てみる｡ |
120 |
| 11 |
金属窒化物と金属炭化物 |
講義と質疑，演習 |
金属炭化物と窒化物の特性，およ
びそのデバイス応用について調べ
てみる． |
120 |
| 12 |
ガラス 物性とその応用 |
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。
演習問題を解答する。 |
120 |
| 13 |
無機機能デバイス(1) |
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 |
| 14 |
無機機能デバイス(2) |
講義と質疑、演習 |
無機機能デバイスについての復習
試験に備えての復習 |
120 |
| 15 |
無機機能デバイスと無機化学の振り返り
試験 9－14回 |
試験、講義と質疑 |
試験準備 |
120 |
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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。