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理科実験（物理）

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令和元年度以前入学者 理科実験（物理）
教員名 日高千晴
単位数    1 学年    3 開講区分 文理学部
科目群 コース科目
学期 後期 履修区分 必修
授業の形態 対面授業
Blackboard ID: 20224688
授業概要 教職コースでの基礎的実験（中高教育における物理実験に必要な実践技法と体系）を学習する。
授業のねらい・到達目標 基礎的な物理実験を行い，自然現象の原理や実験装置の仕組みを把握する。またその体験を通じて、理科教育における物理実験の実践を行える能力を涵養する。さらに，各実験の内容を体系化して説明する能力，他者の意見を受け止め自身の考えとの整合性を判断する能力を、レポート提出を通じて身に付ける。
この科目は文理学部（学士（理学））のDPおよびCPの6,7,8に対応している。
・様々な人々とコミュニケーションを取り、専門的知識に基づいて議論することができる。(A-6-3)
・学修活動において、積極的にリーダーシップ及び指導力を発揮し、他者と協働して作業をすることができる。(A-7-3)
・学修状況を自己分析し、その成果を評価することができる。(A-8-3)
授業の方法 授業の形式：【実験】
まず単位系や有効数字、不確かさについての講義を行う。次に、ノギスとマイクロメ―タを使用して体積および密度測定の実験を行い実験レポートを作成しレポートの書き方を学んでもらう。第5回以降の授業では1テーマ少人数のグループを構成し実験を行う。各実験テーマを1テーマあたり2週間かけて行い、基本的に1週目に原理についての議論や実験方法の確認を行う。2週目に実験を行い、各自に期日までにレポートを作成させる。
介護体験等で対面授業に参加できない場合には事前に連絡すること。その場合には再実験日を設ける。
対面参加が困難な学生については、教員の許可などを前提としてオンデマンド型の遠隔講義で対応する。許可を受けずにオンデマンド型で受講した場合は、原則として「欠席扱い」とする。
授業計画
1 授業における基礎事項や実験レポートの書き方などについてガイダンスを行う。【対面】
【事前学習】高校教科書「物理基礎」や文書の書き方を復習および予習しておく。 （2時間）
【事後学習】講義履修の注意事項やレポートの構成と書き方について整理しておく。 （2時間）
2 実験データの取り扱いに関わる、物理の単位系と有効数字、不確かさと最小二乗法を学習する。【対面】(A-6-3)
【事前学習】単位系と不確かさの概要を、教科書や参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】有効数字と不確かさ、最小二乗法の考えた方を復習し整理しておく。 （2時間）
3 ノギスとマイクロメーターによる長さの測定の各実験を行う。【対面】(A-6-3、A-7-3)
【事前学習】有効数字と各器具の取り扱いについて、参考資料から調べておく。 （2時間）
【事後学習】有効数字について整理しておく。 （2時間）
4 ノギスとマイクロメーターによる長さの測定の各実験から誤差について学び、その求め方を習得する。【対面】(A-8-3)
【事前学習】誤差についての参考資料をもとに予習しておく。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
5 各種金属の熱膨張に関する原理、実験方法を確認する。【対面】(A-6-3)
【事前学習】熱膨張の測定テーマのテキスト記載内容を理解する。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの解析方法を確認する。 （2時間）
6 各種金属の熱膨張を測定し、その熱膨張率を求める実験を行う。【対面】(A-7-3、A-8-3)
【事前学習】レポートの作成の準備を行う。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
7 液体窒素による冷却実験の原理や注意事項などを確認する。【対面】(A-6-3)
【事前学習】実験内容について、参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの解析方法を確認する。 （2時間）
8 液体窒素による冷却実験を元に、「相転移」「超伝導」「電気伝導の熱依存性」についてそれぞれ学ぶ。【対面】(A-7-3、A-8-3)
【事前学習】レポートの作成の準備を行う。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
9 金属（銅）の電気抵抗やホイーストン・ブリッジ回路原理を学ぶ。【対面】(A-6-3)
【事前学習】実験内容について、参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの解析方法を確認する。 （2時間）
10 金属（銅）の電気抵抗の温度依存性を測定する。ここでは、抵抗測定に電圧計を用いるとともに、ホイーストン・ブリッジ回路による抵抗値の導出も行う。【対面】(A-7-3、A-8-3)
【事前学習】レポートの作成の準備を行う。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
11 プリズム分光計の原理、光の反射・屈折の法則を確認する。【対面】(A-6-3)
【事前学習】実験内容について、参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの解析方法を確認する。 （2時間）
12 プリズム分光計を用いて反射・屈折の法則を体験する。また各種濃度の溶液の屈折率を観測し、その屈折率の変化について調べる。【対面】(A-7-3、A-8-3)
【事前学習】レポートの作成の準備を行う。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
13 単振り子による重力加速度の装置やその原理を確認する。【対面】(A-6-3)
【事前学習】実験内容について、参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの解析方法を確認する。 （2時間）
14 単振り子による重力加速度の測定を行う。【対面】(A-7-3、A-8-3)
【事前学習】レポートの作成の準備を行う。 （2時間）
【事後学習】今回のレポートについて添削を受けた中から、自身の改善点を整理する。 （2時間）
15 再実験と解説【対面】(A-6-3、A-7-3、A-8-3)
【事前学習】実験内容について、参考資料を元に予習しておく。 （2時間）
【事後学習】レポート作成のための準備とデータの整理を行う。 （2時間）
その他
教科書 なし（参考資料を配布する。）
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 レポート:求めるテーマと内容で評価(80%)、授業参画度:実験や議論への参加状況、レポートの提出状況で評価(20%)
Blackboardで示したレポートの締切日は厳守すること。対面授業に参加できない場合の要件を満たしてオンデマンドでの参加を許可された場合には、レポート課題の内容と提出状況によって評価する。
オフィスアワー Blackboardを通して質問を受け付ける。

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