三重大学ウェブシラバス

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科目の基本情報

開講年度	2020 年度
開講区分	工学部電気電子工学科／総合工学科電気電子工学コース・基礎教育

受講対象学生	学部(学士課程) : 2年次
選択・必修	必修
授業科目名	ベクトル解析
	べくとるかいせき
	Vector Analysis
単位数	2 単位
ナンバリングコード	EN-ELEC-2

開放科目	非開放科目
開講学期	前期
開講時間	月曜日 1, 2時限
開講場所	工学部28番教室
担当教員	佐藤　英樹（工学研究科電気電子工学専攻）
	SATO, Hideki
	電話：０５９-２３１-９４０４電子メール：sato@elec.mie-u.ac.jp
実務経験のある教員	【教員名】　佐藤　英樹【実務経験】半導体製造装置・真空機器メーカーにおいて開発業務に従事【講義内容との関連性】実務経験より得た知識，技術等を活かして，ベクトル解析の知識の実務への活用法に関する指導を行う。
SDGsの目標

学修の目的と方法

授業の概要	工学や自然科学の多くの分野において，その現象を記述したり考察するのにベクトルは必要不可欠である。ここではベクトル解析の基礎を，数学的厳密さよりも使う立場を重視し，特に電気電子工学への応用に主眼をおいて学習する。
学修の目的	ベクトルの基本的な演算，ベクトルの微分積分の演算が理解できようになる。そして専門科目，とりわけ電磁気学においてベクトル解析がどのように利用されているかを理解する。
学修の到達目標	以下の知識，能力を身につけることを目的とする。「多面的な思考能力と素養」　・授業内容および提出課題などの自主学習を通し，ベクトル解析は電磁気学現象などの自然現象を理解するのに不可欠な知識であること，またこれが工学のさまざまな場面で応用されていることが理解できる。「基礎知識と専門知識」・ベクトルの内積と外積の計算ができる。・ベクトルの微分と偏微分が計算できる。・ベクトルの勾配，発散，回転の意味が理解できる。・ベクトルの線積分，面積分，体積分が計算できる。・円柱座標と極座標でのベクトルの取り扱い方が理解できる。講義およびレポートにより，学習・教育目標：「多面的な思考能力と素養」，「基礎知識と専門知識」に関する能力を向上させる。
ディプロマ・ポリシー	○ 学科・コース等の教育目標 ○ JABEE 関連項目学習･教育目標との関連（達成度点検シートの重み）：多面的な思考能力と素養(0.3), 基礎知識と専門知識(0.7) 　多面的な思考能力と素養：日本や世界各国の種々の時代や地域には、多様な考え方が存在していることを学び、様々な立場から互いの意見を尊重して相互に理解できる。【認知的領域】　技術者倫理：電気電子工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【情意的領域】　基礎知識と専門知識：数学、自然科学、情報技術、並びに電気電子工学に関する基礎及び専門知識を修得し、それらの知識を応用できる。【認知的領域】　デザイン能力・ものづくり能力：電気電子工学の基礎と専門知識を基にして、関連した情報の収集を図り、課題を解決する手法を提案でき、それに基づいて「ものづくり」を行える。【技能表現領域】　コミュニケーション能力：実験した内容や考察した内容、調査した内容を図、表等を利用して文書により表現し、他人に説明できる能力、討論を行える。専門とする分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる。【技能表現領域】　自主的継続的学習能力：電気電子工学に関連する種々の分野に関心を持ち、未知な分野が広がっていることを感じて、自主的、継続的な学習が必要であることを認識できる。【情意的領域】　制約下での仕事の推進・統括：電気電子工学分野の基礎に関する与えられた課題または自ら設定した課題について、計画的に物事を進め、期限までにまとめて報告書を提出できる。【認知的領域】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力　幅広い教養 ○専門知識・技術 ○論理的・批判的思考力コミュニケーション力　表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力　問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観
成績評価方法と基準	◎原則として以下の基準に従い，成績判定します。・評価は，提出課題（１０点），中間試験（30点），期末試験（60点）の総計100点で行い，総計点数／10を四捨五入して評点とし，評点６以上を合格とする。 ◎出席および提出課題の提出は単位修得の必要条件です。・講義，演習いずれかもしくは両方で，欠席率が30％に達した場合は，原則として不合格とする。・提出課題の提出状況が悪い（提出課題の合計点が満点の半分以下）場合は，不合格となることがある。
授業の方法	講義演習
授業の特徴	PBL 特色ある教育 Moodleを活用する授業その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど）英語を用いた教育
授業改善の工夫	講義の最終回に授業に関するアンケート調査を実施し，学生諸君から出た要望をその後の講義に反映させている。 2014年度については，アンケート結果に基づき，教科書を変更した。 2016年度については，提出課題の提出方法を改善，それ以降も随時改善を行っている。開講期間中に授業について要望，改善希望事項等があれば可能な限り対応するので連絡のこと。
教科書	ベクトル解析（石原繁，裳華房）
参考書	ベクトル解析，安達忠次（培風館）工学基礎演習シリーズ　ベクトル解析， H. P. スウ　著，高野一夫訳（培風館）理工系の数学入門コース 3　ベクトル解析，戸田盛一著（岩波書店）
オフィスアワー	毎週水曜日　１７：５０〜（電気電子工学科棟１１１２室）上記以外でも可能であれば対応します。電話もしくは電子メールで連絡して下さい。
受講要件
予め履修が望ましい科目	基礎微分積分学I・II，基礎線形代数学I・II，基礎物理学Ⅰ，基礎物理学II
発展科目	解析力学，電磁気学Ⅰ・Ⅱ，量子力学Ⅰ・Ⅱ，光・電磁波工学，真空電子工学など
その他	(1) 以下のような場合は，その時点で不合格とすることがあります。・出席の代筆，他者の提出課題をコピーしての提出するなど不正行為をした場合・著しく受講態度が悪いと認められた場合（具体例：授業中にスマホ等で授業内容と無関係の動画を見ていた，実験レポートを書いていた，等） (2) 本授業では，Moodleを利用します。毎回授業の前後はMoodleの本授業のページをこまめにチェックしてください。

授業計画

MoodleのコースURL

キーワード	ベクトル，スカラー，勾配，発散，回転，面積分，体積分，円柱座標，極座標，特殊関数
Key Word(s)	Vector, Scalar, Gradient, Divergence, Rotation, Surface integral, Volume integral, Cylindrical coordinate system, Spherical coordinate system, Special functions
学修内容	第１回　講義の概要説明，ベクトル解析とは，ベクトルの内積と外積第２回　ベクトルの内積と外積の応用(1)（物理学の例，モーメント，面積ベクトル）第３回　ベクトルの内積と外積の応用(2)（スカラー三重積，ベクトル三重積），ベクトルの微分と微分（１）（微分の定義，ベクトルの微分公式）第４回　ベクトルの微分と微分（２）（ベクトルの微分公式，速度・加速度，不定積分，定積分）第５回　ベクトルの微分と微分（３）（他変数のベクトル関数の微分，曲線・運動(1)）第６回ベクトルの微分と微分（4）（曲線・運動(2)）第７回　スカラー場・ベクトル場（１）（スカラー場とは，ベクトル場とは，流線の方程式，スカラーの勾配）第８回　中間試験，スカラー場・ベクトル場（２）（スカラーの方向微分係数，ポテンシャル）第９回　ベクトルの積分，線積分第10回　面積分第11回　体積分，ガウスの発散定理，立体角，ストークスの定理第12回　曲線座標第13回　円柱座標，円柱座標におけるベクトル第14回　極座標，極座標におけるベクトル第15回　特殊関数（円柱関数と球関数）第16回　期末試験
事前・事後学修の内容	授業を受ける前には予習をするようにして下さい。授業後に，適宜提出課題を課します。課題以外にも自主的に復習して下さい。