高専の設置基準改正にともなう従来にない新しい基礎専門科目開設の試み

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04558041
• Research Institution: Miyagi National College of Technology
• Principal Investigator: 渡辺 宏 宮城工業高等専門学校, 基礎専門科目, 教授 (60004313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野本 俊夫 宮城工業高等専門学校, 基礎専門科目, 助教授 (50099769) ; 小野 尭之 宮城工業高等専門学校, 一般科目, 教授 (30005342) ; 佐藤 次男 宮城工業高等専門学校, 基礎専門科目, 助教授 (90042259) ; 松浦 眞 宮城工業高等専門学校, 基礎専門科目, 教授 (40042262) ; 渡辺 宏 宮城工業高等専門学校, 基礎専門科目, 教授 (60004313)
• Keywords: 物理化学実験 / 統計処理 / 微分方程式 / コンピュータ教育 / シミュレーション

Research Abstract

本研究は、専門教育の基礎となる物理・化学・数学・情報処理を有機的に密に結合し、総合的な解析能力の育成と、創造的な技術者の育成を目指し、時代に即応した魅力ある新しい科学教育の構築と高専の特長を生かした抜本的改革を図ろうとするものである。
当該年度は研究初年度であり、物理・化学の現象と数学および情報処理とを結合させ、新しい科学教育「あるべき姿」「教授内容」「将来展望」などについて研究し、次のような実施計画と成果を得た。
(イ)総合的な科学教育の完成を最終目的とし、そのあり様と将来を展望しながら、物理と化学の教授内容を精選し次の3テーマとした。
(a)測定データと統計処理(b)物体の運動と微積分(c)自然現象と微分方程式
(ロ)これらを主テーマでは、物理と化学に関する実験を基本とし、それらの数学的な背景と解析法を教授し、続いてパソコンによるデータ処理や解析、さらにはシミュレーションを行うこととした。
(ハ)この科学教育を実施するため、物理と化学に関する12の実験項目を選定し、講義用テキストを作成した。テキストの内容を次に示す。
(a)物理・化学実験の指導書(b)数学上での表現と解析(c)データ処理や解析のソフトウェア
ソフトウェアは次のように分類でき,その結果はグラフィック表示とした。
(a)実験データの統計処理(b)最小二乗法による関数近似とデータ解析(c)シミュレーション(d)現象を示す微分方程式の解法
(ニ)本研究結果を授業に環元し、学生の意識調査を行った。
(ホ)パソコンによる学内ネットワークを構成し、その管理運営のためのソフトウェアを設計試作した。さらに同システムにおける科学教育用ソフトウェア開発を実施中である。

Research Products

• [Publications] 野本、小野、佐藤 高橋、松浦、渡辺: "情報処理と物理化学実験及び数学を統合した新しい科目の実践報告" 高専情報処理教育研究発表会論文集. 第12号. 1-4 (1992)
• [Publications] 松浦、小野、佐藤 野本、渡辺: "「物理」・「化学」・「情報処理」・「数学」を総合した専門基礎科目の実践報告" 高専教育. 第16号. 23-27 (1993)
• [Publications] 渡辺 宏: "「基礎科学実験」における数学の役割と内容について" 宮城高専研究紀要. 第29号. 77-80 (1993)
• [Publications] 佐藤、小野、野本 松浦、渡辺: "物理・化学・応用数学・情報処理を統合した科学教育の実践" 日本工業教育協会平成5年度工学・工業教育に関する研究講演会. (1993)