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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

研究課題

研究課題/領域番号 16K12792
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 教育工学
研究機関徳島大学

研究代表者

上田 昭子  徳島大学, 技術支援部常三島技術部門, 技術員 (30597836)

研究分担者 外輪 健一郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (00336009)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード設計 / 測定装置 / 溶解度 / 界面張力 / 深層学習 / 装置設計 / 技術者教育 / カリキュラム / 教授法開発 / 教育工学 / ものづくり教育
研究成果の概要

工学部化学系の学生は現状のカリキュラムでは各種装置の原理を学習するものの、様々な因子を考慮に入れて意思決定を行うという設計を体験できる機会はほとんどない。本研究では化学で用いる装置の設計および製作を体験させ、その教育効果を評価した。この研究では、最初に界面張力測定装置を取り上げた取り組みを実施した。続いて電解質の溶解度を電気伝導度によって測定する装置の設計及び製作を行った。最終年度には深層学習技術をpH測定に応用する取り組みを行った。いずれのプロジェクトにおいても被験者である学生は装置の設計を体験することができ、また原理となる現象の理解を深めることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学産業では実験や分析、それに物質生産を目的として多用な装置が活用されている。工学部化学系の学生は就職後にそのような装置の開発に携わるケースが多い。しかし現状のカリキュラムでは、装置を設計してその性能を評価することを体験する機会が少ない。本研究では、3件の装置設計プロジェクトを考案し、実際に学生に体験させた。いずれのプロジェクトにおいても、設計において主体性、協調性や創造性が重要であることの理解や、題材とした装置の原理となる現象の理解を深めることができた。さらに設計ではしばしば異分野の技術や知見が必要になるという体験を通じて、学習の視野を広げる効果も見られた。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 導入教育としての物性測定装置作製の取組2019

    • 著者名/発表者名
      上田昭子,外輪健一郎
    • 雑誌名

      徳島大学技術支援部技術報告

      巻: 第2号 ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 導入教育としての物性測定装置作製の取組2019

    • 著者名/発表者名
      上田 昭子,外輪健一郎
    • 雑誌名

      徳島大学技術支援部技術報告

      巻: 2 ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 導入教育としての物性測定装置作製の取組2019

    • 著者名/発表者名
      上田昭子,外輪健一郎
    • 学会等名
      2019年日本化学会中国四国支部大会 徳島大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 装置設計・製作を取り入れた化学分野における導入教育の開発2019

    • 著者名/発表者名
      上田昭子,外輪健一郎
    • 学会等名
      令和元年度全学FD推進プログラム大学教育カンファレンスin徳島
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 界面張力測定装置の設計・製作プロジェクト2018

    • 著者名/発表者名
      外輪 健一郎, 上田 昭子
    • 学会等名
      平成29年度大学教育カンファレンス in 徳島
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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