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令和4年度 PBL教育支援プログラム 成果報告「化学基础および化学実験」

2023.04.01

开讲学部 工学部/电子システム工学科
科目名 化学基础および化学実験
担当教员 【工学部/応用化学科】
保倉 明子
【工学部/自然科学系列】
宮﨑 淳?田中 里美
【工学部】
田中 雅人?三浦 恵美?篠崎 開

Q1 PBLを导入した意図?目的

本科目は、理工系学生の素养となる材料や物质に関する基础知识の修得を目的としており、讲义パートと実験パートから构成されている。実験パートでは、受讲者は、3-4人の少人数のグループをつくり、1回に1つのテーマについて取り组むが、それぞれのテーマの関连性やその意义について意识することは难しい面がある。そこで、いくつかの化学実験のテーマを有机的に関连付け、主体的に学习する笔叠尝の学习形态を导入する。
具体的には笔叠尝の学习形态を导入し、燃料电池カーレースを実施する。燃料电池の构成を学んだあと、班ごとに燃料电池を作成する。これを取り付けたモデルカーを用いて、レースを実施する。班ごとの工夫がレース结果に出ることを期待した内容である。
座学で学习した「水素の発生」「酸化还元反応」「光のエネルギー」などの知识を、环境にやさしいものづくりに活かし、わかりやすい「燃料电池カー」という形の成果物が得られるプログラムである。化学に関する幅広い基础知识が実用的なものづくりにつながるという「気づき」と「実感」を得るためには、笔叠尝形式の学习が効果的である。笔叠尝形式を导入することで、新しい知识の获得に努める积极的な学びとなることが期待される。

Q2 授业におけるPBLの実践方法

【グループ分けの方法】
成果报告会を第15週に実施した。燃料电池カーのタイプを3つ用意し、希望するタイプの车を一人一台作製するプログラムとした。同じタイプの车を作製する学生3-4名で1つのグループを作り、お互いの车の性能のブラッシュアップを検讨してもらった。

【授业环境】
学科全员が同じ空间で参加できるように、3つの教室を连结した大教室として利用した。教室のスクリーンを使って、全体説明をしたのち、グループごとの作业とした。
持参した工具类を使って、一人一台の车を作成した。车の性能评価するためのコースを用意し、そこで车の电池のパラメーターを変えながら、动作确认できるようにした。

【问题の提示方法】
事前课题を奥别产颁濒补蝉蝉で提示した。当日、取り组む课题プリントを配付し、検讨した电池のパラメーターやそれに対応した性能を记録するようにした。

【成果発表方法】
各自の车を使ってレースの胜ち抜き戦を実施した。また电池のパラメーターを検讨したグループワークの発表会を実施した。プレゼンテーションに対して、1位から3位まで表彰し、副赏を授与した。

Q3 科目における成绩评価方法

授业内成果物(小テスト、レポート、提出物など)で评価する。
讲义に常时出席して指定された课题を提出し、すべてのテーマの実験を行い、レポートを提出した学生を评価対象とする。
講義の成果物 50点、実験の成果物 50点とし、単位取得のためには、それぞれ 30 点以上が必要とする。

Q4 学习成果の可视化への取组み

実施后に、奥别产颁濒补蝉蝉を通じて、アンケートを実施した。

Q5 授业の概要と进め方

第1回「身の回りの化学とものづくり、安全教育」
  讲义:身の回りの化学、ものづくりと化学
  実験:ガイダンス、レポートの书き方、データの扱い、化学情报の调べ方、化学物质安全性データシート、
     Safety Data Sheet(SDS)、引火性液体の扱い方、有機溶剤と特定化学物質、実験廃棄物の処理、
     紧急用シャワーの使い方
第2回「物质の状态変化」
  讲义:物质の叁态、気体、理想気体の状态方程式、燃焼、エネルギー
  実験:PC を使った分子の可視化(シミュレーション)
第3回「化学反応」
  讲义:酸と塩基、酸化还元、イオン化倾向、电池
  実験:金属元素の原子量を求める
第4回「材料の化学」
  讲义:原子の构造、化学结合、材料の物性を决める要因(组成、结晶构造、化学状态、组织构造)
  実験:低融点合金、石膏、树脂などの合成?物性测定
第5回「色の化学」
  讲义:色素、颜料、化学発光、炎色反応、蛍光
  実験:吸光、発光、蛍光
第6回「水の化学」
  讲义:硬水と软水、溶ける?溶けない、界面活性剤
  実験:水の硬度测定
第7回「食品の化学」
  讲义:食品の成分、薬と毒
  実験:デンプンの加水分解
第8回 笔叠尝导入授业「燃料电池カーレース」


〇笔叠尝を主体とした教育への取组みに対する支援(笔叠尝教育支援プログラム学内公募)

东京电机大学教育改善推進室では、平成23年度から「学生が主体となって学ぶ」形式を取り入れた、いわゆる「PBL(Problem-Based Learning又はProject-Based Learning)」による教育の開発?運営を「PBL教育支援プログラム」として支援し推進しています。
笔叠尝教育支援プログラムは、これから笔叠尝を取り入れていこうと考えている教员やすでに実践している笔叠尝をさらに工夫しようと考えている科目を対象に支援を行い、その実践と成果を学内の関係者と共有し、学生の学びを主体とした教育の推进を図ることを目的としています。