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化学特別研究１

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令和２年度以降入学者 化学特別研究１
令和元年度以前入学者 化学特別実験１
教員名 尾関智二
単位数    4 学年    4 開講区分 文理学部
科目群 化学科
学期 前期 履修区分 必修
授業形態 対面授業
授業の形態 【対面授業】研究室における対面での実施を原則とするが、状況に応じて一部を課題学習・Zoomを使用したディスカッションなどの遠隔での実施にかえることもある。
Canvas LMSコースID・コース名称 T04527A19　2024化学特別研究１（尾関智二・前・水4・水5）
授業概要 ポリオキソメタレートをはじめとする、多核金属錯体の合成・Ｘ線回折をはじめとする機器分析によるキャラクタリゼーション、反応解析、理論計算に関する研究を行う。
授業のねらい・到達目標 無機化合物の合成法・解析法を体得できる。また、研究の立案・実施・考察・結果発表を通して、観察した事象に対して仮説を立て、それを実験結果に基づいて検証するという、実験科学的な考え方を実践できるようになる。

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。

また，新カリキュラムにおいて，この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP1～8及びカリキュラムポリシーCP1～8に対応しています。
A-1-4）学修から得られた高度な知識と教養，化学的な倫理観に基づいて，自ら研究課題に取り組み，倫理的かつ安全に行動できる。
A-2-4）化学に関係する最新の研究成果や情報に積極的に触れ，国際社会における化学の発展を理解することができる。
A-3-4）高度な化学知識と化学的な根拠に基づいて，自然科学に関連する諸現象を論理的・批判的に考察し，他者に説明することができる。
A-4-4）さまざまな事象に潜む化学的問題を発見し，専門的な化学知識に基づいてそれに対する解決策を考え，独自に行動して解決することができる。
A-5-4）与えられた未知の実験テーマに取り組む気持ちをもち，情報収集・整理分析して用いることができる。
A-6-4）異なる専門分野に属する人々に対して，自分の専門知識を正しくわかりやすく説明することができる。
A-7-4）様々な研究活動において，積極的にリーダーシップおよび指導力を発揮し，他者と協働して作業をすることができる。
A-8-4）自分の実験経験を振り返り，その成果を客観的にまとめ，他者の評価や批判を受け，今後に活かすことができる。
授業の形式 実験、研究、卒業論文・研究
授業の方法 研究の動機づけを行った後、研究計画についてディスカッションを行う。適宜計画を修正しながら研究を実施し、研究成果についての検討・討論を行う。研究室内にて対面あるいは遠隔で定期的な研究報告会および中間発表会を行うことによりプレゼンテーション能力を涵養し、化学特別研究２（令和元年度以前入学者は化学特別実験２）で作成・実施する卒業論文及び卒業研究発表会において発表する研究成果を蓄積する。事情により遠隔講義（Zoom)を希望する場合は個別に相談すること。合理的な理由があると判断される場合に限り、遠隔での受講を認めることがある。遠隔で実施する場合には、毎週のレポート提出に加え、別途課題を課す。
なお、研究科目であっても授業計画の欄には全ての回について実施項目を具体的に示すという文理学部シラバス作成方針に従い、一つの例について詳細かつ具体的に記載した。言うまでもなく、研究とは既に知られていることをなぞる作業ではなく、未知のことがらを明らかにしようとする試行錯誤の繰り返しによって進展する。従って、複数の受講者に対して具体的に定めた画一的な計画に従って研究を進めることは不可能であり、各受講者は研究の進捗状況に応じて柔軟に設定した課題に取り組むことになる。そのことを理解した上で本授業に臨むこと。
授業計画
1 研究背景及び研究目的に関する説明と、目的達成に向けた研究手法に関する議論（A-1 〜 A-8）
【事前学習】シラバスを事前に確認し、授業全体の流れを理解しておくこと。 （4時間）
【事後学習】第２回以降の授業に備え、無機化学に関する知識を再確認する。 （4時間）
2 研究背景理解のための文献検索および目的達成に向けた化合物合成条件に関する議論（A-1 〜 A-8）
【事前学習】研究テーマに関連する論文を読み、内容を理解する。 （4時間）
【事後学習】化合物の合成方法を理解し、必要な装置・反応剤について検討する。 （4時間）
3 予備的実験に並行して合成実施に必要な装置・反応剤の調査と準備（A-1 〜 A-8）
【事前学習】予備実験に必要な装置・反応剤を準備する。 （4時間）
【事後学習】予備実験の結果を踏まえ、効果的に実験を行う方法を検討する。 （4時間）
4 原料となる化合物の合成および解析、収率向上に向けた合成法改善の検討（A-1 〜 A-8）
【事前学習】実験に必要な装置・反応剤を準備する。 （4時間）
【事後学習】結果を踏まえ、最適化すべき条件について検討する。 （4時間）
5 目的化合物合成のための複数条件における合成実験（A-1 〜 A-8）
【事前学習】合成条件最適化のために変化させる条件について検討する。 （4時間）
【事後学習】結果を踏まえ、最適な条件を抽出する。 （4時間）
6 前週で合成した化合物の解析及び異なる条件における合成実験（A-1 〜 A-8）
【事前学習】化合物解析手法について理解するとともに、新たな合成条件について検討する。 （4時間）
【事後学習】解析結果をまとめる。 （4時間）
7 これまでに合成した化合物の解析およびその結果の俯瞰に立脚する合成法改善についての議論（A-1 〜 A-8）
【事前学習】これまでの結果をまとめ、合成法をどのように改善するか検討する。 （4時間）
【事後学習】議論の結果を踏まえ、次回の合成計画を立案する。 （4時間）
8 提案した手法に基づく複数条件における合成実験（A-1 〜 A-8）
【事前学習】実験に必要な装置・反応剤を準備する。 （4時間）
【事後学習】実験結果をまとめ、最適化する条件を検討する。 （4時間）
9 前週で合成した化合物の解析及びさらに異なる条件における合成実験（A-1 〜 A-8）
【事前学習】最適化した条件での実験に必要な装置・反応剤を準備する。 （4時間）
【事後学習】これまでのすべての実験結果を俯瞰し、そこに見られる傾向を見出す。 （4時間）
10 前週までに合成した化合物の解析およびこれまでの結果の俯瞰に立脚する合成法改善についての検討（A-1 〜 A-8）
【事前学習】実験結果から見出された傾向をまとめる。 （4時間）
【事後学習】行った議論を踏まえ、以降の実験方針を検討する。 （4時間）
11 検討した手法に基づく複数条件における合成実験（A-1 〜 A-8）
【事前学習】検討した条件での実験を効率的に実施する手順の立案。 （4時間）
【事後学習】実験結果をまとめ、そこに見られる傾向を見出す。 （4時間）
12 結晶化条件の検討と、単結晶Ｘ線回折法に関する知識の習得（A-1 〜 A-8）
【事前学習】結晶化の手法について理解する。 （4時間）
【事後学習】単結晶Ｘ線回折法の原理を理解する。 （4時間）
13 単結晶X線回折実験の実施と、結晶構造解析法に関する知識の習得（A-1 〜 A-8）
【事前学習】単結晶Ｘ線回折の実験方法を理解する。 （4時間）
【事後学習】第１４回におけるデータ解析に備え、得られたデータを整理する。 （4時間）
14 結晶構造解析の実施と、結果の評価及び議論（A-1 〜 A-8）
【事前学習】結晶構造解析法を理解する。 （4時間）
【事後学習】解析の結果をまとめる。 （4時間）
15 これまでに行った実験結果のプレゼンテーションおよびその内容に関する議論（A-1 〜 A-8）
【事前学習】第２回～第１４回の内容をまとめ、プレゼンテーションを準備する。 （4時間）
【事後学習】行った議論を踏まえ、プレゼンテーション内容を改善する。 （4時間）
その他
教科書 使用しない
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 授業参画度(50%)、中間発表(50%)
授業参画度は、研究への取り組みと結果に対する考察および議論の内容をもとに評価する。事情により遠隔で実施する場合には、毎週のレポート提出および別途課す課題をもとに評価する。
オフィスアワー 授業時および終了後、研究室（本館７階、化学科研究室７０５）おける対面あるいはメール・Zoomなどにて適宜ディスカッションを行う。
備考 実験操作、解析方法などについて前もって十分に調べるたうえで、指導教員とディスカッションを行い、研究を進めること。また、得られた結果について、十分に考察したうえで指導教員とディスカッションを行うこと。

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