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科目の基本情報
| 開講年度 | 2021 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 2012年度以降の入学生が対象です。 |
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| 選択・必修 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 材料工学特論演習 | |
| ざいりょうこうがくとくろんえんしゅう | ||
| Seminar on Materials Engineering | ||
| 単位数 | 1 単位 | |
| ナンバリングコード | ED-MECH-4
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
金曜日 5, 6時限 |
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| 授業形態 |
* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 中西 康雅（教育学部） | |
| NAKANISHI, Yasumasa | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 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、実験やシミュレーション演習や学校教育における授業構想演習を通じて学習する。 したがって、複合材料の材料・構造設計について理解し、基礎的な設計法について習得し、また習得した知識・技能を、技術教育及びものづくり教育において位置づけ、授業を構築できるようになることを目的とする。 |
|---|---|
| 学修の目的 | ・複合材料の力学的特性を理解し、複合材料の剛性設計、強度設計ができるようになる。 ・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ようになる。 ・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学習する授業を構築できるようになる。 |
| 学修の到達目標 | ・複合材料の力学的特性を理解し、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学習する授業を構築できる。 |
| 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、問題解決学習を通じて学習内容の理解を深めるようにする。 |
| 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 | 材料工学特論 |
| 発展科目 | |
| その他 |
授業計画
| 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 |
|---|---|
| Key Word(s) | Material Engineering Computer Simulation Finite Element Method |
| 学修内容 | 第１回 ：ガイダンス、複合材料の特徴と課題 第２回 ：複合材料の強度試験１（試験片製作と強度計算） 第３回 ：複合材料の強度試験２（試験片観察と強度試験） 第４回 ：複合材料の強度試験３（破断面の観察） 第５回 ：複合材料の振動試験１（試験片製作と固有振動数の算出） 第６回 ：複合材料の振動試験２（試験片観察と振動試験） 第７回 ：複合材料の振動試験３（金属材料との減衰性能の比較実験） 第８回 ：強化繊維と力学的特性（複合則に基づく剛性計算） 第９回 ：複合材料における材料設計と構造設計 第１０回：繊維強化複合材料の有限要素解析演習（強化繊維と剛性の関係算出） 第１１回：繊維強化複合材料の有限要素解析演習（材料設計と構造設計） 第１２回：複合材料を題材とした授業１（授業構想案の作成） 第１３回：複合材料を題材とした授業２（授業構想案の発表） 第１４回：複合材料を題材とした授業３（授業構想案の検討） 第１５回：先端材料の開発とものづくり教育 定期試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 第１回 ：ガイダンス、複合材料の特徴と課題 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２回 ：複合材料の強度試験１（試験片製作と強度計算） 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 ：複合材料の強度試験２（試験片観察と強度試験） 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 ：複合材料の強度試験３（破断面の観察） 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 ：複合材料の振動試験１（試験片製作と固有振動数の算出） 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 ：複合材料の振動試験２（試験片観察と振動試験） 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 ：複合材料の振動試験３（金属材料との減衰性能の比較実験） 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 ：強化繊維と力学的特性（複合則に基づく剛性計算） 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 ：複合材料における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１０回：繊維強化複合材料の有限要素解析演習（強化繊維と剛性の関係算出） 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：繊維強化複合材料の有限要素解析演習（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１２回：複合材料を題材とした授業１（授業構想案の作成） 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２（授業構想案の発表） 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３（授業構想案の検討） 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。） 第１５回：先端材料の開発とものづくり教育 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。） |
| 事前学修の時間:10分/回 事後学修の時間:60分/回 |