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| 開講年度 | 2019 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 教育学研究科(修士課程)教育科学専攻・理数・生活系教育領域 | |
| 受講対象学生 |
大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次 |
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| 選択・必修 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 材料工学特論 | |
| ざいりょうこうがくとくろん | ||
| Materials Engineering | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | ED-MECH-4
※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 |
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| 開放科目 | ||
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
木曜日 3, 4時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 中西 康雅（教育学部） | |
| NAKANISHI, Yasumasa | ||
| 授業の概要 | 技術教育または工学教育において、材料の特性を理解し、その加工法や実用のための課題を理解することは、非常に重要であるのは言及するまでもない。 本授業では、様々な用途で用いられる材料、特に先端材料の一種である複合材料について、その特性を決定する種々の要素について学び、複合材料の構造と力学を題材とした授業実践例をもとに材料について学習することの意義と課題について討議する。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 本授業では、様々な用途で用いられる材料、特に先端材料の一種である複合材料について、その特性を決定する種々の要素とその設計法について学習する。 したがって、複合材料の材料設計と構造設計について理解し、基礎的な設計法について習得することを目的としている。 また、習得した知識・技能を技術教育、およびものづくり教育において位置づけ、教材開発できるようになる。 |
| 学修の到達目標 | ・テーラードマテリアルとしての複合材料の力学的特性を理解している。 ・基本的な構造において、複合材料の剛性設計、強度設計ができる。 ・現代のものづくり産業において、材料開発が果たしている役割について説明することができる。 ・これらの知識と技能をもとに、技術教育、およびものづくり教育において、材料工学が果たす役割について教材化できる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 期末試験50%、各回のレポート50％ 。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
問題提示型PBL（事例シナリオ活用含） 問題自己設定型PBL プロジェクト型PBL 実地体験型PBL |
| 授業改善の工夫 | PBLを導入し、実際の問題などを通じて授業を展開する。 |
| 教科書 | 必要に応じて書籍を紹介したり、プリントを配布する。 |
| 参考書 | 「先進複合材料工学」，辺 吾一・石川 隆司，培風館 「入門 複合材料の力学」，末益 博志，培風館 「複合材料の力学」，Richard M.Christensen (著), 岡部 朋永 (翻訳), 矢代 茂樹 (翻訳) |
| オフィスアワー | 毎週水曜日12:00～13:00，場所：技術棟１階 材料加工教員室 |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 材料工学 コンピュータシミュレーション 有限要素法 |
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| Key Word(s) | Material Engineering Computer Simulation Finite Element Method |
| 学修内容 | 第１回 ：ガイダンス、材料開発と現代社会 第２回 ：技術教育・工学教育における材料工学の位置づけ 第３回 ：結晶材料と高分子材料の変形と強度 第４回 ：破壊力学と損傷力学 第５回 ：複合材料の定義 第６回 ：複合材料の力学 第７回 ：積層複合材料と積層理論 第８回 ：複合材料の力学的特性と試験法 第９回 ：機能性材料としての複合材料 第１０回：材料設計と構造設計 第１１回：環境問題と複合材料 第１２回：複合材料の課題と展望 第１３回：複合材料を題材とした授業実践の検討１（中学校技術科における実践例の紹介） 第１４回：複合材料を題材とした授業実践の検討２（学校教育課程から見た実践例の意義と課題） 第１５回：複合材料を題材とした授業実践の検討３（学校教育課程における授業内容の検討） 第１６回：定期試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 第１回 ：ガイダンス、材料開発と現代社会 事後：授業課題に取り組むとともに、配布資料をもとに授業を振り返り理解を深める。 第２回 ：技術教育・工学教育における材料工学の位置づけ 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第３回 ：結晶材料と高分子材料の変形と強度 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第４回 ：破壊力学と損傷力学 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第５回 ：複合材料の定義 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第６回 ：複合材料の力学 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第７回 ：積層複合材料と積層理論 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第８回 ：複合材料の力学的特性と試験法 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第９回 ：機能性材料としての複合材料 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１０回：材料設計と構造設計 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１１回：環境問題と複合材料 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１２回：複合材料の課題と展望 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１３回：複合材料を題材とした授業実践の検討１（中学校技術科における実践例の紹介） 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１４回：複合材料を題材とした授業実践の検討２（学校教育課程から見た実践例の意義と課題） 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） 第１５回：複合材料を題材とした授業実践の検討３（学校教育課程における授業内容の検討） 事前：配布資料をもとに授業内容について確認する。 事後：配布資料をもとに授業を振り返り理解を深め、演習課題に取り組むこと。（課題の内容については授業時に提示する。） |