2022年 理工学部 シラバス - 教養教育・外国語・保健体育・共通基礎
設置情報
科目名 | 基礎物理学実験 | ||
---|---|---|---|
設置学科 | 一般教育 | 学年 | 1年 |
担当者 | 大久保・中原 他 | 履修期 | 年間 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1・2 |
校舎 | 船橋 | 時間割CD | P31A |
クラス | 電気工学科・機械工学科 | ||
履修系統図 | 履修系統図の確認 |
概要
学修到達目標 | 様々な実験に自ら取り組み、基本分野である力学、熱学、電磁気学など各分野への理解を深め、工学実験における基礎的器具の使用が出来るようになること、また、レポート作成の基本を習得し、作成できることを目標とする。加えて、コンピュータを用いての計測・表示・視覚化も実習する。尚、本授業科目はDP1・3・4・7及びCP1・3・4・7に該当しています。 |
---|---|
授業形態及び 授業方法 |
対面授業(いくつかのテーマで場所を選ばない反転授業) 実験に関係する基本事項の習得,安全指導,レポートの作成方法,基礎的測定器具の使用訓練と誤差論概要及びデータ解析・演習など,必要な知識と技術を個別に学習・実習し,対面授業時は原則2人を1グループ,反転授業では各人単独で試行錯誤しつつ実験を行う。 レポート指導は、前期の間に、穴埋め式レポート(実験リテラシ3)から始まり、手書きでのレポート作成(実験1A,2A,3A)により基本を身につけ、前期最後にワープロソフトWord(本学学生はM.S.Office365が無料で使用可能)などを用いたレポート作成(実験1B)し提出し、これらの添削指導し返却するので修正し再提出し、書き方を確実な物にする。 |
履修条件 | ・基礎教育科目 ・物理学科と航空宇宙工学科は必修科目(その他の学科は選択科目) ・対面授業時には登校できることを基本条件とする。また、反転授業形式の実験では身の回りにある物を使って創意工夫する自主創造の姿勢を必須とする。 ・穴埋め式レポートからレポートの書き方を1から学び、3テーマに関して手書きでのレポート作成、1つはワープロソフトを用いたレポートを作成できる事とする。後期は手書きでもワープロソフトでも可。 |
授業計画
第1回 | <注意:初回のみ2時限で基礎物理学実験と他の同時開講科目の両方を行うので、時間・場所は一般ガイダンス時に配布したA3資料を参照すること> 実験リテラシ① (1)基礎物理実験の進め方(ガイダンス) (2)ノギスの使用方法の学修(動画)+実習 |
---|---|
第2回 | 第2~5回では、実験リテラシ②[動画学修と課題]と実験リテラシ③[対面実験とレポート]を2グループに分けて交互に行う。 【実験リテラシ②】の内容 ・誤差論(動画)で学修し、課題プリントを行い2週間以内に提出。 [事後学修]後日返されるプリントを修正する(2時間) 【実験リテラシ③】の内容 ・簡易な装置でフックの法則を確かめ、データを表にする(表の書き方)。 ・グラフの書き方の学修し、データ処理としてグラフを書きバネ定数を求める。 ・レポートの書き方を学修する。 [事後学修]穴埋め式レポートの作成し2週間以内に提出(2時間) |
第3回 | 同上(連続時限) |
第4回 | 【実験リテラシ②】を先にやったグループは【実験リテラシ③】を、 逆に【実験リテラシ③】を先にやったグループは【実験リテラシ②】を行う。 |
第5回 | 同上(連続時限) |
第6回 | 第6回~13回では、【2A(密度)】【3A(直流回路)】【1A(単振り子<実験キット>)】【1B(慣性モーメント<実験キット>)】の実験を行う(1回2限で1テーマ)。 実験順番は下記のように4パターンある(各学生がどのパターン(グループ)かはNo.02回の授業中に指示する)。 ①6回【2A】→8回【1A】→10回【3A】→12回【1B】 ②6回【1A】→8回【2A】→10回【1B】→12回【3A】 ③6回【3A】→8回【1A】→10回【2A】→12回【1B】 ④6回【1A】→8回【3A】→10回【1B】→12回【2A】 これ以降はパターン①の場合で示すので、各人のパターンにより実験内容が変わる。 【2A(密度)】の内容 [事前学修]予習レポートを作成(1時間) ※当日持参できない場合は受講できない [実験]ガイドブックの実験手順に従って実験を行う。また、マイクロメータの使用方法(動画)にて学修を行い実験・実習する。 [事後学修]予習レポートの添削に従い修正し、実験結果(データシート)を添付し、考察などを加えたレポートを作成し2週間以内に提出(1時間~) ※【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
第7回 | 同上(連続時限) |
第8回 | 以下はパターン①の場合(各人のパターンにより実験内容が変わる)。 【3A(直流回路)】の内容 [事前学修]予習レポートを作成(1時間) ※当日持参できない場合は受講できない [実験]ガイドブックの実験手順に従って実験を行い、オームの法則やブリッジ回路の特性を実習する。 [事後学修]予習レポートの添削に従い修正し、実験結果(データシート)を添付し、考察などを加えたレポートを作成し2週間以内に提出(1時間~) ※【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
第9回 | 同上(連続時限) |
第10回 | 以下はパターン①の場合(各人のパターンにより実験内容が変わる)。 【1A(単振り子<実験キット>)】の内容 単振り子の等時性について実験によって確かめる。ガイドブックで説明している装置ではなく、キットと家庭にあるモノを使ってオリジナルの実験装置を作成し実験を行う。 [事前学修]ガイドブック1Aの内容とキット実験用の補完としてWeb動画を用意してあるので視聴し実験を組み準備する(1時間)。 [実験]自作した装置にて実験により、質量-周期、糸の長さ-周期との関係を見いだす。また、実験データから複数の重力加速度を算出し考察する。場所を選ばない実験なので、必ず実験風景・実験装置の詳細を写真に撮って下記のレポートに貼付すること(4時間)。 [事後学修]上記[実験]時の写真を含めて結果を整理しレポートを作成する(1時間)。 ※【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
第11回 | 同上(連続時限) |
第12回 | 以下はパターン①の場合(各人のパターンにより実験内容が変わる)。 【1B(慣性モーメント<実験キット>)】の内容 2種類の方法で慣性モーメントを求め、比較検討する。ガイドブックで説明している装置ではなく、キットと家庭にあるモノを使ってオリジナルの実験装置を作成し実験を行う。 [事前学修]ガイドブック1Bの内容とキット実験用の補完としてWeb動画を用意してあるので視聴し実験装置を組み準備する(1時間)。 [実験]回転周期の違いを形状を変えつつ測定し、慣性モーメントを求める。また、形状解析的に算出できる慣性モーメントの値と比較検討する。場所を選ばない実験なので、必ず実験風景・実験装置の詳細を写真に撮って下記のレポートに貼付すること(4時間)。 [事後学修]上記[実験]時の写真を含めて結果を整理しレポートを作成する。なお、このテーマはパソコンなどを用いてワープロソフト(Word等)で作成する(1時間)。 ※【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
第13回 | 同上(連続時限) |
第14回 | ノギス・マイクロメータの読み取り試験により定着度を測り、不足している場合には追加実習をする。また、これまでのレポートを修正する時間とする。 |
第15回 | 同上(連続時限) |
第16回 | 第16回~第27回では、【2B(ヤング率)】【3B(交流回路)】【4B(ニュートンリング)】【1C(電気抵抗率<実験キット>)】【5B(金属と半導体の電気抵抗<実験キット>)】【5A(ジュール熱<実験キット>)】の実験を行う(1回2限で1テーマ)。 実験順番は6パターン有るので、後期の終わりに指示する。 【2B(ヤング率)】【3B(交流回路)】【4B(ニュートンリング)】共通 [事前学修]予習レポートを作成(1時間) ※当日持参できない場合は受講できない ・ガイドブックの実験手順に従って実験を行う。 [事後学修]予習レポートに実験結果・考察などを加えたレポートの作成し2週間以内に提出(1時間~) 【1C(電気抵抗率<実験キット>)】【5B(金属と半導体の電気抵抗<実験キット>)】【5A(ジュール熱<実験キット>)】共通 [事前学修]ガイドブックとキット実験用の補完資料をよく見て把握する。(0.5時間)。 [実験]実験装置を試行錯誤しつつ作成し、結果を表にまとめ、結果を解析する。(4時間)。 [事後学修]結果を整理しデータを指定のWeb-Formにて入力。報告する(1.5時間)。 |
第17回 | 同上(連続時限) |
第18回 | グループにより ①16回【2B】→18回【1C】 ②16回【3B】→18回【1C】 ③16回【4B】→18回【1C】 ④16回【1C】→18回【2B】 ⑤16週【1C】→18週【3B】 ⑥16週【1C】→18週【4B】 |
第19回 | 同上(連続時限) |
第20回 | グループにより ①16回【2B】→18回【1C】→20回【3B】 ②16回【3B】→18回【1C】→20回【4B】 ③16回【4B】→18回【1C】→20回【2B】 ④16回【1C】→18回【2B】→20回【5B】 ⑤16回【1C】→18回【3B】→20回【5B】 ⑥16回【1C】→18回【4B】→20回【5B】 |
第21回 | 同上(連続時限) |
第22回 | グループにより ①16回【2B】→18回【1C】→20回【3B】→22回【5B】 ②16回【3B】→18回【1C】→20回【4B】→22回【5B】 ③16回【4B】→18回【1C】→20回【2B】→22回【5B】 ④16回【1C】→18回【2B】→20回【5B】→22回【3B】 ⑤16回【1C】→18回【3B】→20回【5B】→22回【4B】 ⑥16回【1C】→18回【4B】→20回【5B】→22回【2B】 |
第23回 | 同上(連続時限) |
第24回 | グループにより ①16回【2B】→18回【1C】→20回【3B】→22回【5B】→24回【4B】 ②16回【3B】→18回【1C】→20回【4B】→22回【5B】→24回【2B】 ③16回【4B】→18回【1C】→20回【2B】→22回【5B】→24回【3B】 ④16回【1C】→18回【2B】→20回【5B】→22回【3B】→24回【5A】 ⑤16回【1C】→18回【3B】→20回【5B】→22回【4B】→24回【5A】 ⑥16回【1C】→18回【4B】→20回【5B】→22回【2B】→24回【5A】 |
第25回 | 同上(連続時限) |
第26回 | グループにより ①16回【2B】→18回【1C】→20回【3B】→22回【5B】→24回【4B】→26回【5A】 ②16回【3B】→18回【1C】→20回【4B】→22回【5B】→24回【2B】→26回【5A】 ③16回【4B】→18回【1C】→20回【2B】→22回【5B】→24回【3B】→26回【5A】 ④16回【1C】→18回【2B】→20回【5B】→22回【3B】→24回【5A】→26回【4B】 ⑤16回【1C】→18回【3B】→20回【5B】→22回【4B】→24回【5A】→26回【2B】 ⑥16回【1C】→18回【4B】→20回【5B】→22回【2B】→24回【5A】→26回【3B】 |
第27回 | 同上(連続時限) |
第28回 | 第28回~第29回では、【4A(等電位線<実験キット>)】の実験を対面にて行う。 【4A(等電位線<実験キット>)】 [事前学修]予習レポートを作成(1時間) [実験]ガイドブックおよびキット用の補足説明の実験手順に従って実験を行う(4時間)。 [事後学修]実験結果をまとめて提出(1時間~) |
第29回 | 同上(連続時限) |
第30回 | 【総合】Webを用いた実験の振り返りを行う |
その他
教科書 |
『専用ガイドブック』
専用ガイドブックを配布
|
---|---|
参考書 |
データシート冊子を配布
|
成績評価の方法 及び基準 |
実験・実習・課題達成で60%、実験報告書の評価40%程度による。 |
質問への対応 | 〒274-8501船橋市習志野台7-24-1 日本大学理工学部一般物理船橋校舎1号館2F 物理実験準備室(125室) 月~金(10:00-15:30)対応 |
研究室又は 連絡先 |
同上、047-469-5211 cst.kb-jikken@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
月曜 船橋 10:00 ~ 15:30
火曜 船橋 10:00 ~ 15:30
水曜 船橋 10:00 ~ 15:30
木曜 船橋 10:00 ~ 15:30
金曜 船橋 10:00 ~ 15:30
|
学生への メッセージ |
・ガイドブック、データシートだけでなく、入学時配布の関数電卓を必ず持ってくる事。 ・連絡、報告、相談は物理実験準備室(125室)で出来るが,まずメールにて相談するようにしましょう。 |