| 授業科目名 | 年度 | 学期 | 開講曜日・時限 | 学部・研究科 | 全担当教員 | 単位数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 33770:基礎物理学実験 (B2) | 2024 | 秋セメスター | 月4-5 | 理工学部 | 大石 栄一、川内 紀代恵、滝沢 優、鶴谷 直樹、難波 秀利、平井 豪、吉田 圭介 | 2 |
キャンパス
BKC
授業施設
BKC
授業で利用する言語
日本語
授業の概要と方法
「基礎物理学実験」と「基礎物理学実験講義」は一体で指導を行うので，双方をともに受講すること．片方のみの受講は認めない．
物理学は実証科学である．実験や観察で蓄積された結果から理論を構築し，また，構築された理論は実験によって実証される．実験と理論とは車の両輪のように密接に関係しており，「基礎物理学講義」では，実験の理論的背景を学習するするとともに，実験結果を他者に伝える方法を学ぶ．実験結果には客観性が保証されなければならず，それは，多くの他者による検証による実験の再現によって示される．そこで重要となるのが，実験結果の公表である．本講義では，この実験結果の公表を重視し，自分が得た実験結果を，科学的な説得力をもって，他者に伝える方法を習得することを目的とする．
物理学は実証科学である．実験や観察で蓄積された結果から理論を構築し，また，構築された理論は実験によって実証される．実験と理論とは車の両輪のように密接に関係しており，「基礎物理学講義」では，実験の理論的背景を学習するするとともに，実験結果を他者に伝える方法を学ぶ．実験結果には客観性が保証されなければならず，それは，多くの他者による検証による実験の再現によって示される．そこで重要となるのが，実験結果の公表である．本講義では，この実験結果の公表を重視し，自分が得た実験結果を，科学的な説得力をもって，他者に伝える方法を習得することを目的とする．
受講生の到達目標
授業の到達目標及びテーマ
実験結果を他者に伝える方法の習得を目的とし，具体的には，以下の１～４の到達目標を掲げる．
1. 他者が実験の再現性を確認できるような，正確な実験の記録を行うことができるようになること．
2. 他者が納得できるデータの整理・解析を行い，客観的に結果を示すことができるようになること．
3. 得られた事実を元にして物理現象について推論し，他者が理解しやすいレポート（論文）を作成できるようになること．
4. 他者との議論を活かして，自分のレポートの問題点を改善することができるようになること．
実験結果を他者に伝える方法の習得を目的とし，具体的には，以下の１～４の到達目標を掲げる．
1. 他者が実験の再現性を確認できるような，正確な実験の記録を行うことができるようになること．
2. 他者が納得できるデータの整理・解析を行い，客観的に結果を示すことができるようになること．
3. 得られた事実を元にして物理現象について推論し，他者が理解しやすいレポート（論文）を作成できるようになること．
4. 他者との議論を活かして，自分のレポートの問題点を改善することができるようになること．
事前に履修しておくことが望まれる科目
力学1・2，熱と波動の世界，ミクロとマクロの世界，物質物理学Ⅰの基本的な知識が求められる．
授業スケジュール
| 授業回数/ 担当教員（複数担当の場合） |
テーマ |
|---|---|
| キーワード・文献・補足事項等 | |
| 1（大石・滝沢・鶴谷・難波・平井・吉田・川内） | 授業の進め方と実験ノートの記録など実験に関する一般的心得（安全を含む）の説明．実験結果を他者の理論や実験と比較するために必要なデータ解析法（有効数字，誤差）についての説明． |
実験記録，実験に関する心得，有効数字，誤差 |
|
| 2（大石・滝沢・鶴谷・難波・平井・吉田・川内） | グラフ作成法（最小二乗法）および論文に準じたレポート作成法についての説明． |
グラフ，最小二乗法，レポート，科学文章 |
|
| 3〜15（大石・滝沢・鶴谷・難波・平井・吉田・川内） | 第3回以降，班ごとに課題実験を行う．テーマは，力学，熱，光，流体，電気回路などを予定． |
課題実験，レポート作成指導 |
授業実施形態
対面実施
授業外学習の指示
実験前の予習は必須である．物理学では実験によって全てが判断されるが，かといって，前提となる理論あるいは仮説が全くないままでは，そもそも実験を始めることができない．したがって，実験を行う前には，その実験の背景となる原理・法則，測定法を理解した上で，目的を設定し，実験結果を予想しておく必要がある．そこで，実験前には必ず，実験目的，方法，予想される結果(どのようなグラフが得られるのか)を，全て実験ノートに記しておかなければならない．
成績評価方法
| 種別 | 割合(%) | 評価基準等 |
|---|---|---|
| 定期試験（筆記） | 0 | |
| レポート試験 （統一締切日を締切とするレポート） |
0 | |
| 上記以外の試験・レポート、平常点評価 （日常的な授業における取組状況の評価） |
100 | テーマごとに課されたレポート(そのテーマの指導教官の指示による)によって，評価される． |
成績評価方法(備考)
実験結果（データ）から自分なりの結論を導き，その結論について他者が納得できるほどにしっかり論証されている実験レポートが作成されているかどうかを評価する．なお，そのレポートについては，1回目の提出で指導教官により査読を受け，返却された後，修正・再提出されたものだけが評価される．
受講および研究に関するアドバイス
実験には，結果が未知のものを扱っているつもりで取り組んでほしい．少なくとも，教科書に載っていることが本当かどうか，疑いの目をもって検証する立場で取り組んでほしい．もちろん，学生実験はスタッフによってあらかじめ準備されたもので，その結果も教科書通りになるようにつくられている．しかし，実際に実験をやってみればわかるように，なかなか思うような結果にならないことが多い．そのようなとき，学生実験の場合なら失敗として強引に片付けてしまうことができるが，結果がどうなるかわからない実験の場合，どう判断すればいいのか…(通常の研究で行う実験は，まさに結果が未知のものなのである)．そのことを意識しながら，実験に取り組んでほしい．そのような姿勢で実験に取り組む中で培われる問題発見能力と問題解決能力は，将来，必ず役立つものである．
教科書
教科書(使用頻度、その他補足)
物理科学科編 「基礎物理学実験」
参考書
| 書名 | 著者 | 出版社 | ISBNコード | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 科学的探究の方法 | 濱田嘉昭 | 放送大学教育振興会 | ||
| 大学生のための物理入門 | 並木雅俊 | 講談社 | ||
| 実験法入門 | D.C. Baird 著 加藤幸弘他 訳 | ピアソン・エデュケーション | ||
| 実験データを正しく扱うために | 化学同人編集部 編 | 化学同人 | ||
| 計測における誤差解析入門 | John R. Taylor 著 林茂雄他 訳 | 東京化学同人 |
参考書(使用頻度、その他補足)
参考になるwwwページ
授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法
学生との直接対話
備考
授業スケジュール・内容については，状況に応じて，manaba+Rなどの手段を使って受講生に周知した上で変更することがある．
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/
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