2017 Fiscal Year Research-status Report
装置設計・製作を取り入れた工学教育が工学部化学系学生に及ぼす教育効果の研究
| Project/Area Number |
16K12792
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
上田 昭子 徳島大学, 技術支援部常三島技術部門, 技術員 (30597836)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外輪 健一郎 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (00336009)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 装置設計 / 技術者教育 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
界面張力測定装置の設計、製作プロジェクトを実施した。被験者としては徳島大学理工学部応用化学システムコースに入学したばかりの1年生から4名を選定した。まず、界面活性剤について各自で自由に文献を調査させ、そのなかで界面張力が重要なパラメータであることを理解させた。界面張力測定装置の設計、製作においては、教員からその原理について簡単に説明した後、自由に装置設計を行わせた。このとき、実際の実験の実現可能性や操作性について教員から助言を行った。測定の原理は、水中に気泡が発生する際の圧力から界面張力を計算できるというものである。被験者は、気泡を発生させる際の水槽やチューブの位置関係、圧力の測定方法などについて議論を行い、装置の設計を完成させた。実際に装置材料を購入して装置を作製した。実験中に水が逆流するなどのトラブルが発生したが、この問題解決についても被験者同士で議論させ、装置の改善を行った。その結果、圧力計やチューブの配置、気泡を発生させる際の空気を押し出す速度など多様な因子についての検討が行われた。安定な測定が可能となるまでに時間を要したが、純水の表面張力の値を誤差2%で測定することに成功した。家庭用の洗剤を水に溶解させ、作成した装置を使って界面張力と洗剤濃度の関係を調査した。濃度上昇とともに界面張力が低下する様子を捉えることができた。被験者の感想を調査すると、界面張力に対する理解が深まったといった意見や、意見交換の重要性を認識したといった意見が多く見られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
界面張力測定装置の設計、製作プロジェクトを計画通りに実施できた。被験者の選定、実施、評価ともに順調であった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、まず界面張力測定装置の改良のほかに電気伝導度測定装置などを中心に具体的な設計・製作プロジェクトの内容を検討する。大学院生の補助を得て予備実験を行ったのち、被験者を集めてプロジェクトを実施する。アンケートなどによって学生に対する教育効果を考察する。
|
| Causes of Carryover |
実験装置の製作費が予想よりも少なく済んだことと、予備検討が予想よりも短期間で修了し学生の研究協力費用を抑制できたことが理由である。
平成30年度は、新たな装置を対象として設計・製作プロジェクトを実施しその教育効果を検証していく。次年度使用額は実験器具の新規購入、予備検討のための大学院生を研究協力費用として使用する。
|
