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授業紹介

研究やものづくりの一連のプロセスを体験する実践的授業「創造工房ゼミ」

福島大学共生システム理工学類の人間支援システム専攻に配属された学生は、2年生後期に「創造工房ゼミ」という講義を受けます。ここでは、専攻内の教員が設定したテーマの中から一つを選択し、担当教員のもとで「新しい何か」を創り出すプロセスを体験的に学習します。
本講義の目的の一つは卒業研究や大学院での研究の「進め方」に関する予備的な体験を与えることであり、各テーマはそれぞれの研究室の特徴が生かされてとても魅力的な内容になっています。テーマは毎年更新されますが、2009年度は、「小型風力発電システムの製作」、「動物の行動から学ぶ」、「人に優しい学習用アプリケーションをつくる」、「メカトロおもちゃの製作と製作教室」、「ミニ情報検索エンジンの開発」、「脳波解析システムを作ろう」、「電子デバイス作成入門」などさまざまな分野の17のテーマで行われました。
具体例を紹介します。テーマ「生体情報から気持はわかる? ~生体信号の計測と解析~」では、まず、生体の自律神経の仕組みと計測可能な信号についての計測原理とその性質について学んだ後、グループ内で相談して、緊張やストレスを与えたときの血圧・心拍数の変化を調べることになりました。実験手順や解析方法については文献調査や教員とのディスカッションで決定し、緊張やストレスを与える方法として、「数値計算課題」、「電流イライラ棒」、「針の糸通し」などのオリジナルの実験タスクが考案され、そのための装置を自作し、実験・解析・データのまとめを実施しました。それぞれの過程で学生たちは、一般的な講義のように与えられる学習だけではなく、目的の達成のために必要な知識を習得するという、研究の「進め方」、論理的な思考や問題解決力の必要性について実感するとともに、それらのスキル向上を体験できたのではないかと思います。
さらに、本講義の最後には担当教員・学生全員が参加して、それぞれのグループの成果発表と内容についての議論が行われます。また、いくつかのテーマでは、地域の子供科学館などで行われる理科教室やイベントでも内容を紹介するなど、大学の外での公開の機会もあり、学生達は充実感と達成感を実感できているようです。

福島大学 共生システム理工学類
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創造工房ゼミ

繊維科学の基礎

この授業は、平成20年度の繊維学部改組に際して設定された、繊維学部1年生向けの必修授業です。授業の目的は、全国ただ一つになる繊維学部に入学してきた学生に、「繊維」に関する基礎的知識を持ってもらい、学生のアイデンティティ―確立に資することです。このため、授業内容は、現代社会における繊維の役割と繊維製品の製造・評価に関する基礎知識を身につけつつ、未来への展望も織り交ぜたものになっています。具体的には、まず繊維の基礎知識とその用途展開に関して概説後、天然繊維・化学繊維から高性能繊維やバイオファイバーに至る繊維素材、糸作りから布作り、衣服に至る製造技術や繊維機械から繊維複合材料や光ファイバーなどの先端技術、さらには繊維製品の評価技術にも踏み込み、オーソドックスな繊維から現代の繊維、さらには未来の繊維にまで至る「繊維」世界の全体像を、体系的に身につけられるような構成になっています。
1年生全員を対象とした必修授業のため、受講者は300名を越えます。このため、受講者を学系(創造工学、化学・材料学、応用生物学)ごとに60-100名のクラス4つに分け、学系ごとに色付けしつつも、基本的には同じ内容の授業を各4回行っています。クラス規模が大きく、授業担当者も多くなることから、この授業のための教科書を編纂すると共に、e-learningシステムを積極的に利用しています。教科書を使った予習、および教科書とe-learningシステムを活用した復習によって、話を聞くだけの授業にならないおう、また各回の授業が授業全体に占める位置を明確に意識していただける様に工夫しています。
教科書「はじめて学ぶ繊維」(信州大学繊維学部編・日刊工業新聞社刊)は、各回の授業担当者が執筆したもので、授業内容と完全に対応しており、予復習に利用してもらうことを前提に書かれました。繊維に関する著書は膨大に有りますが、基礎知識が全くない一般人に読んでもらうことを前提として書かれた入門的教科書があまり無いことから、他大学の授業や教員免許更新講習にも利用されているほか、一般向けにも多く売れているようです。またe-learningシステム(e-ALPS2.0)は、毎週課題を提出して採点する他、授業資料の配布、学生個々への成績・順位の通知を含めた連絡等、300名を越える受講者をケアするための道具として有効に利用されて居ます。

信州大学 繊維学部
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e-learningシステム(e-ALPS2.0)

e-learningシステム(e-ALPS2.0)

教科書「はじめて学ぶ繊維」

教科書「はじめて学ぶ繊維」

少人数教育の拡充[コンピュータサイエンス基礎から卒研まで]

島根大学総合理工学部では、大学に入学したばかりの学生に、授業や生活に早く慣れてもらうための初年次教育をはじめ、少人数教育の拡充に力を注いでいます。

そのひとつとして1年生前期開講の「コンピュータサイエンス基礎」では、受講生は8名程度のグループに分かれ、それぞれ個別の教員が膝を交えて指導します。そこではコンピュータの仕組みを英語のテキストを使って学びます。教員は一人ひとりの受講生の顔を見ながら、個別的に声をかけていきます。親元から離れて暮らす学生がいち早く生活習慣を身に付け、(他の)授業に慣れるように後押しするという役割を兼ねています。

さらに後期開講の「コンピュータサイエンス基礎演習」では、同じく少人数グループに分かれ、それぞれのグループごとに一連の具体的なプログラム作成について学びます。昨年度のあるグループでは、受講生で企画を練り上げ、独自のラケットゲームをActionScriptというプログラミング言語を使って作り上げました。
また、主に大学院生が、自らの大学生活の経験を活かし、教員と共に、特に新入生の学習・学修などに関し主体的に指導・助言を行う「学生メンター制度」もあります。新入生のさまざまな悩みについてアドバイスし、問題解決を導きます。そのような活動を通して、指導・助言役のメンター学生自身が育つことも期待しています。例えば数理・情報システム学科では、大学院生のメンターを毎日夕方2時間配置し、新入生の多くが初めて触れるCプログラミングを切り口として、相談を受け付けています。

少人数教育の総仕上げが、4年生で取り組む卒業研究です。それまで修得したことを駆使し、新しいアイディアの具現化に各自が取り組みます。水に浸けた手指を動かすことでコンピュータを操作できるシステムを開発した学生は、一般市民向け展示会に出展し、その成果を広く紹介したりもしました。

新入生から大学院生まで含む学生全員が教職員とともに学び育ち、そして本学が掲げる「学生満足度を日本一に」の達成を目指します。

島根大学 総合理工学部
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少人数教育の拡充

少人数教育の拡充

少人数教育の拡充

ペーパー&バルサ複合ブリッジの耐荷重コンペ[創造基礎]

北見工業大学の「創造基礎」の授業では、機械・社会環境系の一年生約180名が40チームに分かれ、ケント紙とバルサ材で橋状構造物(ブリッジ)を設計・製作し、耐荷重性能の限界に挑戦しています。

この科目は、今日重要視されているエンジニアリングデザイン教育であり、2003年度から機械工学科で実施されてきた内容を2008年度からは社会環境工学科と合同で実施するようにしたものです。原則として両学科の全教員が講義を担当しています。

具体的には、発想法や図形科学に関する基礎を学んだ後、各チームでブレーンストーミングを行い、独自の発想を基に課題達成のためのコンセプトを決定し、それぞれのアイデアを取り入れてブリッジの部材を試作します。また、これらの部材強度を検証するために、簡単な載荷装置で圧縮や曲げ試験が行えるようにしています。

各チームでは、試行錯誤を繰り返しながら第8回目までに試作ブリッジを完成させ、引き続きその耐荷重試験と破壊要因解析が行われます。

第13回目には20チームごとに完成した最終ブリッジの公開コンペと、最終の第15回目にはそれぞれのチームがプレゼンテーションを行うことによって、耐荷重のほか、創造力・発表力・チームワークなどを競います。チームの評価は機械・社会環境系教員の採点によって行われます。受講した学生からは、「ものづくりに対する興味が増した」「自分とは異なるものの見方を知ることができた」などの感想が多く寄せられ、「創造基礎」が創造力・空間把握能力・コミュニケーション力・計画的に共同作業をする能力・さまざまな知識を総合し問題解決に応用する能力などの向上を目指すとともに、ものづくりに対する興味を喚起するものとなっています。

北見工業大学 工学部
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耐荷重試験


プレゼンテーション


 

機械情報プロジェクト1[フィジカルコンピューティング]

機械情報工学科1年で行われている講義、機械情報プロジェクト1「フィジカルコンピューティング」は、学生の半分が交代で体験します。
「フィジカル」とは、「物質の、自然の、 物理的(な)」という意味です。
「フィジカル・コンピューティング」(Physical Computing)とは、ニューヨーク大学から始まった教育プログラム・研究指針で、既存のパーソナル・コンピュータのグラフィカル・ユーザー・インターフェイス(ウインドウ、マウス、アイコンなど)を超えて、私たちの生活環境によりそった身体的なコンピュータのあり方を模索する研究・講義です。
この授業では、Arduino(単純な入出力を備えた基板と Processing/Wiring 言語を実装した開発環境から構成されるシステム)を用いてさまざまな課題に取り組みます。
例えば「光センサによるLEDの自動点灯」や「LEDの明るさ制御」。
消灯中のLEDを、2秒かけて最大輝度⇒1秒かけて最大のまま⇒4秒かけて消灯⇒繰り返す。
こういったプログラムを色々発展させながら、自身で組んでいき、パワーポイントを使ってプレゼンテーションをします。教授の指導の中から、足りない部分や不明な部分を見つけ、更に向上させていきます。
また、「LEDを点灯させながら音を再生させる」という課題では、3つのLEDと1つのスピーカーを使い、「ド・レ・ミ」の音にあわせてLEDを点灯させるように、周波数や長さなどをプログラミングしていきます。組んでいく中で、ドレミ再生から、曲を再生させるまで、発展させていきます。選曲は自由で、ある学生は「さくらさくら」を作っていました。
この授業で学生は、作った装置を使い、それが何故動くのか、その論理や仕組みを理解し、実用につなげていく事を実践的に学んでいきます。

九州工業大学 情報工学部
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機械情報プロジェクト1「フィジカルコンピューティング」


機械情報プロジェクト1「フィジカルコンピューティング」


機械情報プロジェクト1「フィジカルコンピューティング」

大学生の省エネ大作戦 [エネルギーシステム論]

山梨大学の授業「エネルギーシステム論」では、受講者が省エネ生活に挑戦します。
受講者の各家庭に省エネナビ(消費電力表示システム)を設置し、1時間毎の電力データを実測します。また、ワットアワーメータ(小型電力計)を用いて、エアコン、冷蔵庫、テレビなど、各家電の電力消費量を測定します。受講者は生活行動と電力消費量の関係を考察して、レポートを作成します。世帯別にグループを構成した後、電力測定発表会も行い、質疑応答を交えながら省エネに関する理解を深めています。
この電力測定演習は2000年から実施しており、受講者が日常生活とエネルギー消費の関係を考える「気づき」の役割を果たしています。省エネ実践の方法として、電気ポットを魔法瓶に変えた例や電気毛布を湯たんぽへ変えた例などがあります。また、不規則な生活を見直し、早寝早起きなどの省エネ生活も提示した例もあります。
その他、この授業では、最新のエネルギー事情を把握するため、再生可能エネルギーの特徴やエコカーの技術開発の動向などを扱います。また、エネルギーバランス表(統計データ)を解読するための演習も用意しています。エネルギーのベストミックス(いろいろなエネルギーを最適に組み合わせること)に向けて、現代社会とエネルギーシステムの相互関係を理解することが目標です。

山梨大学 工学部 循環システム工学科
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大学生の省エネ大作戦


大学生の省エネ大作戦

工学系学部ではどんな授業科目があるのかな?

大学の工学系学部ではどんな授業科目があるか、分かりますか? 簡単に紹介しましょう。
大きく3つに分けることができます。

教養科目

幅広い教養や総合的な判断力を養う授業科目(文系科目や語学、保健体育など)です。

理系基礎科目

学科にとらわれずに、理系に共通する基礎的な知識を学ぶ授業科目(数学、物理、化学など)です。

専門科目

各学科の専門分野の知識を学ぶ授業科目であり、皆さんが期待している科目でしょう。

卒業するためには、教養科目、理系基礎科目、専門科目をバランスよく勉強しなければならず、それぞれ合格しなければならない科目の数(正確には単位といいます)が決められています。

また、それらの科目には、必ず受けなければならない科目(必修科目)と、自分で選んで受けることのできる科目(選択科目)があります。




●卒業研究

今回は最も特徴的な専門科目のひとつである「卒業研究」について紹介します。
 
工学系学部では、4年次になると配属された研究室で教員の指導と助言を受けながら、先端的な研究課題に取り組みます。そして、1年間の研究成果を卒業論文の形にまとめ、多くの教員や学生の前でコンピュータを使って発表し、それに対する討論(質疑応答)が行われます。それが「卒業研究」です。  

時には研究室に泊り込みで実験を行ったり、友人と酒を飲みながら議論することもあります。ひとつの研究室で1年間、指導教員や他の卒業研究生さらには大学院生といっしょに研究生活を送ることにより、未知の課題への取り組み方や解決方法を学ぶだけでなく、仲間との協調性や役割分担の大切さ、プレゼンテーション能力、コミュニケーション能力も身につけます。

また、研究室で生涯の友人を得たり、社会で必要とされる社交術も自然と身につきます。そして、卒業研究を終了すると、一人前の工学系研究技術者として、大学院へ進学したり社会に出て行く自信がつきます。

静岡大学 工学部 機械工学科
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私たちが考える 未来/地球を救う科学技術の定義 現在、環境問題や枯渇資源問題など、さまざまな問題に直面しています。
これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。