授業科目

総合工学実験C
Laboratory on Coordinated Engineering C

担当者

教授   朝倉 史明
前 月3-月4
准教授 佐々木 志剛
前 月3-月4
准教授 清水 雄輝
前 月3-月4
准教授 中川 理絵
前 月3-月4
助教   相澤 啓仁
前 月3-月4

単位

2

到達目標

本講義の達成目標は、本科目と第6セメスター開講の「総合工学実験D」を通して、①研究に対する姿勢、②卒業研究に必要な技術や考え方、③問題解決力を身につけることである。また、カリキュラム・ポリシーに従い、本科目では物理、情報、生物の実験だけでなく校外での活動も取り入れることで、最新の知識や技術を習得し、これらを展開し、社会に役立つ新しいものを企画・提案する能力を身につけられるようにカリキュラムを編成している。

授業内容

本講義では、各種実験・計測・計算技術について総合的に学修する。
1) 校外実習
国立研究開発法人 海洋研究開発機構(JAMSTEC)の見学を通して、社会と科学技術との繋がりや最新の知識や技術について学ぶ。
2) 物理学実験
自作したマルチメータを用いた等電位線の測定、数値解析による等電位線の計算・描画を行う。回路製作から電気計測、計算機による数値解析を通して、電磁気学と計測工学の基礎について学修する。
3) 計算機実験
擬似乱数を用いたシミュレーション用プログラムをC言語で作成し、その実行結果を分析することで、統計学と統計物理学の基礎について学修する。
4) 生物学実験
植物組織からのDNA抽出、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法による標的DNA領域の増幅と電気泳動によるその増幅結果の分析を行い、DNA分析の基礎を体験的に学修する。また、DNA構造の理解を深めることを目的とし、DNA模型の作製を行う。さらに、花色の理解を深めることを目的とし、薄層クロマトグラフィーによる花弁の色素分析を行う。

授業計画

5回目以降13回目までは、班またはグループごとに実験の順番が異なる。実験内容は一応次のように予定しているが、班構成の関係で、授業内容を若干変更する場合もある。

1. ガイダンス
2-4. 校外実習
5-13. 班(またはグループ)ごとに、物理学実験、計算機実験、生物学実験を行う
14. レポート仕上げ・補講実験(最終提出期限・実験予備日)

1) 校外実習
a. 見学前事前講義
b. 海洋研究開発機構(JAMSTEC)見学
c. 発表会

2) 物理学実験(3回)
a. マルチメータの自作による電子回路製作の実習
b. 自作マルチメータを用いた等電位線の測定
c. 数値解析による等電位線の計算・描画

3) 計算機実験(3回)
a. 一様分布および正規分布に従う乱数生成方法の習得
b. 乱数の性質(中心極限定理など)に関する数値実験
c. モンテカルロ積分・ブラウン運動のシミュレーション

4) 生物学実験(3回)
a. 植物組織からのDNA抽出
b. PCRによる遺伝子組換えカーネーションからの外来遺伝子の増幅
 (および、ビーズを使ったDNA模型の作製)
c. PCRによって増幅した外来遺伝子の電気泳動による分析
 (および、薄層クロマトグラフィーによる色素の分析)

授業運営

1. 2〜3人を1班として、班単位またはグループ単位で実験を行う。
2. 初回ガイダンス及び各回のはじめに、担当教員が実験の方法と注意事項などについて説明をする。
3. 校外実習・実験の内容について、配布資料で十分な予習を行ってから臨む。
4. 校外実習・各実験で課されるレポート作成等の課題を、指定された日時までに所定の場所に提出する。
5. 実験終了は担当教員の指示に従う。
6. 遅刻した場合は、共同実験者に迷惑をかけるだけでなく、説明などを聞き逃すことで装置の破損や事故につながる可能性もあるため、実験を受けられない場合がある。
7. 欠席をした場合は、理由書を提出する。欠席理由が認められた場合に限り、最終講義日に補講実験を受ける。ただし、補講実験は1テーマのみとする。
8. 校外実習を欠席または遅刻・早退した場合、補講などは行わない。

上の項目3と4に示した予習と課題実施を合わせて、各回あたり2時間以上の自己学習を想定している。

評価方法

全レポートの採点を合算し100点満点として評価する。ただし、原則として全実験を実施した者を評価の対象とする。実験を実施しても、レポートを提出しない場合、または不完全なレポートの場合、そのテーマは0点として扱う。レポート未提出のテーマがある場合は不合格とする。
また、本講義では、1テーマにつき3回(3週)連続で実験を行っていく。そのため、特に各テーマの1回目または2回目の実験を欠席した場合、テーマを通して習得してほしい技術等が習得できないこととなるため、合格の可能性がかなり低くなる。
初回ガイダンスでは、各テーマについての授業内容・注意事項等を説明するため、欠席は認めない。

オフィスアワー

質問等は実験終了後など随時受け付ける

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