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授業紹介

入学直後より実践的なものづくりを学ぶ“入門機械製作”

①ストローグライダーを製作し飛行させている様子①ストローグライダーを製作し
飛行させている様子

②自作した炊飯器でごはんを炊き試食している様子②自作した炊飯器でごはんを炊き
試食している様子

③ロボットの回路を製作している様子③ロボットの回路を製作している様子

 秋田大学機械工学コースでは、入学間もない新1年生が初年次ゼミ“メカノワールドⅠ”で機械工学の基礎を学びながら、通年の実習科目“入門機械製作”を受講します。この実習は、大学4年間で学ぶ機械工学の専門分野にどのような科目があるのか、またものづくりにどのように関連しているのかを身を持って体験するものです。

 実習テーマは、①ストローグライダー、②省エネタイプの加熱炊飯器を自作してあきたこまちをおいしく炊こう、③ライントレースロボットで学ぶメカトロニクスの3つがあり、約60名の学生は2つのグループに分かれて1テーマ10回(年30回の実習)で3つのものづくりを行います。

 ①ストローグライダーでは、ストローを骨組みとして約1mの大きさのグライダーを、飛行中に機体の強度が保てるかどうかを考えながら製作します。

 ②加熱炊飯器では、無駄なエネルギーを使うことなく省エネでおいしくごはんを炊くには、どのように炊飯器を作り、加熱すれば良いかを考え、試食しながら製作を進めます。

 ③ロボット製作では、ロボットが自律して移動する仕組みを学びながら、慣れない回路を実際に製作し、その動作を確認しながら作ります。

 新しいものづくりを進める過程では、自分でそのシナリオを考えなければならず、失敗することも多々ありますが、そんなことにめげず、与えられた課題を解決するためにはどうすればいいのかを、仲間とともに創意工夫します。それぞれのテーマで目標を達成する機械ができたときには、その喜びはひとしおで、学生にとっては充実度が極めて高い実習となっています。

秋田大学 理工学部 システムデザイン工学科 機械工学コース
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「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

「情報工学工房」で修業して、情報系でとんがった人間になる

 電気通信大学情報理工学域I類 (情報系) の「情報工学工房」は、どの学年の学生も履修できる通年の選択科目です。教員の下で1年間修行するという「工房」の形をとって、座学の講義だけで身につけることが難しい活きた技術を、主体的に学びます。I類 (情報系) 以外の学生も履修することができます。

 いままで、競技プログラミング、Javaプログラミング、GPUプログラミング、Androidタブレット上で動くアプリの作成、ゲームサーバの実装、マイコンプログラミング、円周率計算コンテスト、Ocamlプログラミング、囲碁・将棋のような思考ゲームAIの作成、FPGA設計、Unityによる物理計算アプリの開発、プロジェクトオイラーへの挑戦、経営データの統計解析、Matlabによる数値シミュレーションなど、様々なテーマで活動を行っています。どのテーマも10名程度の少人数で勉強を進めています。11月に行われる大学祭「調布祭」にて活動内容の展示も行い、テーマによっては、外部発表や外部コンテストに参加しています。

 普段の大学の授業だけでは物足りないと感じ、プログラミングの技術や応用に対する視点を磨くことに貪欲な学生には評判が高く、一度履修したのに次年度にも再度参加する学生が多くでてきているのも特徴です。プログラミング経験のない1年生にとっては難しいかもしれませんが、プログラミングの初歩を学んだ2年生になる頃には、履修に十分なプログラミング能力も備わっているはずです。また、入学時すでにプログラミング経験がある学生にとっては、1年生の1学期から応用的な内容を学べるチャンスになります。電気通信大学のI類 (情報系) で、学生同士が切磋琢磨し、情報系でとんがった人間になることを目標として下さい。

※電気通信大学は改組により、平成28年度より情報理工学部から、I類(情報系)・II類(融合系)・III類(理工系)からなる情報理工学域となります。

電気通信大学 情報理工学域 I類 (情報系)
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情報システムをつくるという広大な世界を知る「Webシステム設計演習」

 静岡大学情報学部は理系の情報科学科と文系の情報社会学科の文工融合型の学部です。平成28年度から第3の学科として「行動情報学科」という文系と理系の融合した学科を新設します。

 行動情報学科(現在は前身である文工融合のコース)では、コアとなる必修演習として、2年次に「Webシステム設計演習」を実施しています。実際に使われるWebシステムを想定して情報システムを開発・維持するために、情報システム構築の上流から下流までの必要となる問題解決とコミュニケーションの方法および技術を体験的に学習します。

 特徴は、企業での実務経験を有する大学教員が主担当となって進め、顧客が登場する場面では、ベテランの企業講師が演じるお客様とのロールプレイとディスカッションなどを通じて、情報システムを開発する演習をリアルに体験できることです。この演習では、5名1組の学生グループを情報システムの開発チームとして、メンバーの役割分担を決めます。チームで協力して、「何を作るか」を段階的に明確にし、Webの実行環境、開発環境に関する基礎知識を学び、同時に企業の経営、業務の改善についての基礎知識も学ぶことができます。

 学生達は、これまで学んだ「問題分析とモデリング」「情報システム基礎演習」「データベース論」「経営のしくみ」「ビジネス計画論」などの知識を総動員して、取り組みます。前半は、お客様としての企業講師からインタビューをして、要件定義から設計までを行い、後半は、前半の経験をもとに、設計から実装までを行います。

 他の一般的な演習とは大きく異なり、外部講師とコミュニケーションを取りながら実際の情報システムを構築する点でリアリティが高く、受講した学生にとっては、初めてのことばかりで大変ですが、演習の中では一番高い満足度と、大きな成長が見られる演習となっています。

静岡大学 情報学部
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エレクトロニクスと材料科学の融合 ~電子物質科学科の教育~

静岡大学工学部電子物質科学科では、電子回路や電子デバイスなどの「エレクトロニクス」に関する学問と、有機化学や無機化学などの「材料科学」の学問を学ぶことで、電子物理と材料科学の両分野を一望できる人材の育成を目指しています。本学科では、2年次から電子物理デバイスコースと材料エネルギー化学コースのいずれかを選択します。電子物理デバイスコースでは電子回路や画像デバイス等のエレクトロニクスに関するより専門的な科目を受講します。一方、材料エネルギー化学コースでは有機化学、無機材料、エネルギー化学など、材料化学やエネルギー化学に関する専門的な科目を受講します。特徴的な点は、各コースに分かれた後も学科共通科目が多く、両分野の知識を継続的に蓄えていくことです。両分野の根幹となる、基礎電磁気学、基礎電気回路、材料分析、エネルギー電気化学、基礎有機高分子材料などの講義は、学科共通科として両コースで学ばれます。また、講義だけでなく、2年次の学生実験も電子系実験と化学系実験の両方を体験するようカリキュラムが組まれています。電子系実験の例をご紹介しましょう。目的はトランジスタ特性測定用電子回路を作製し、トランジスタ、FET等の動作を実感することです。このために必要な、電源回路の作製から始まり、パルス発生回路、オペアンプ回路等も自分で作製します。最後に、npnトランジスタ及びnチャネルFETの入出力特性をオシロスコープにより観察して、トランジスタ・FETの動作の理解を深めます。一方、化学系実験では、燃料電池の作製や光吸収測定等を体験します。ここで、両方の分野の学習をすることは2倍の時間がかかるのではないか、あるいは中途半端な知識しか得られないのではないかと思う方もいるのではないでしょうか。しかし、しっかりと要点を押さえて2つの分野を学ぶことによって、各分野の「物の見方」を4年間で習得することは十分可能です。根幹である「物の見方」さえ習得できてしまえば、枝葉の知識は、後からでも容易につけることができるでしょう。私達の身の回りにある工業製品の多くがエレクトロニクスと材料が融合してできており、分野横断的な知識を持つ人材を育成することは、社会への大きな貢献につながると考えられます。

静岡大学 工学部 電子物質科学科
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実践型環境教育「晴れの国より巣立つ水環境スペシャリスト」

児島湖ヨシ生育調査

児島湖水質調査

誕生池全景

誕生池における採水の様子

 晴れの国、岡山は都市と農村地域が混在し、湖沼等の閉鎖水域の環境問題が未解決の地域である。さらに、瀬戸内海の水位上昇、ゲリラ的な降雨等から今後の温暖化に伴う水環境の変化の把握と予測が必要とされている。一方、指定湖沼である児島湖は、関係機関と県民等の協働下に水質改善と豊かな水産資源の育成、かつ県民が訪れて遊び、学ぶ水資源として活用する長期ビジョンが策定されている。これらの課題解決に向けて、自然環境の機能を理解した上で水環境や水資源を論じる人材が必要とされている。

 そこで、本学部では、晴れの国の財産である児島湖の環境保全・地域資源再生活動のフィルターを通して、データの収集と解析力、体系的な思考力、問題解決のための計画性、行動力そしてコミュニケーション能力を付加した水環境スペシャリストを国内外に輩出することを目的として、学部2年次生を対象に「実践型水辺環境学及び演習」という科目名の実践型環境教育を8年前より実施している。

 本科目は専門基礎科目として位置づけ、従来の座学あるいは実験室内の狭い範囲の教育から、「水辺空間」というフィールドを通して、そのメカニズムを探求させる実践型の教育へと進化させた。児島湖における実習プログラムに加え、キャンパス内の水循環施設を併用することで、自然環境の機能を活用した水循環システムを理解させ、さらにビオトープ創出など親水機能に関する知力も付与するユニークな教育システムを確立している。

 児島湖におけるフィールド実習では、得られた結果をキャンパス内の水循環施設の結果と比較検討することで、今後の環境改善活動に活用するためのデータベースを得ることが出来る。また、産官学民の環境保全組織である児島湖流域エコウェブや行政機関のイベントに参画させ、地域連携の経験を培っている。一方、キャンパス内の水循環施設は、自然環境の復元と維持管理の実践型教育を行うことにより、生態系の概念や水環境の質や量のシミュレーションを会得する場である。

 本既修生は、社会性やコミュニケーション能力を身に付け、グローバ ルな環境問題の仕組みも理解した課題解決型の人材となり、地域社会をリードする水環境スペシャリストに育っている。さらに、本既修生の一部はタイ国カセサート大学生と共に夏期休暇中に英語で4週間のGP特別コースを受講する機会を得て、グローバル人材となっている。

岡山大学 環境理工学部 環境管理工学科
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高校と大学の専門科目の橋渡しをする基礎科目(微分積分)の授業

授業参観

意見交換会

多くの工学系の学部と同じように、福井大学工学部でも1年次に微分積分の授業が開講されています。微分積分は、高校の数学III で学ぶ内容を基礎として、専門科目に必要な数学を学ぶための科目です。そのため数学IIIを十分に学んでいない学生にとっては、授業内容の理解が困難に感じられる科目でもあります。また、福井大学アドミッションセンターの調査では、微分積分の成績と卒業時の最終成績にも強い相関があります(つまり微分積分の成績が優秀な学生は、卒業時の成績も優秀な場合が多いということですね)。
そこで福井大学工学部では、学生全員が基礎数学を十分に理解した上で専門科目に進めるよう、微分積分の授業に「達成度クラス編成」を取り入れ、学生の理解度に合わせた授業を実施しています。また高校時代に数学IIIを十分に学んでこなかった学生や微分積分の単位を修得できなかった学生を対象に、「数学ステップアップ」という補習授業も開講しています。
授業以外にも、皆さんが高校までに受けてきた授業から大学での専門科目へスムーズに移行できるよう、数学教育に関するいくつかの取り組みを行っています。教員やティーチングアシスタントの大学院生が、数学の質問や相談に対応する「数学学習支援室」はその一つです。また、アドミッションセンターが中心となって、地域の高校の先生と大学教員の間で相互の授業参観や意見交換会を行い、その成果を数学科目の授業に取り入れています。

福井大学 工学部
福井大学 工学部>>

大学での“学び”を社会で役立つ “実践力”に変える!
地域・企業と連携した製品開発を目指す「ものづくり実践プロジェクト」

地元協力企業(株式会社サカモト)でのヒアリング地元協力企業(株式会社サカモト)での
ヒアリング

学生の開発した製品学生の開発した製品

法務省での製品プレゼンテーション法務省での
製品プレゼンテーション

鳥取大学工学部では、3年生を対象とした専門科目“ものづくり実践プロジェクト”を実施しています。この授業では、学科や工学部全体のものづくりをサポートする“ものづくり教育実践センター”の教職員と一緒に、企業や行政と連携して製品開発を行います。
“ものづくり実践プロジェクト”の最も大きな特徴は、講義形式の授業ではないことです。学生がプロジェクト活動を通して体験的に学び、社会人として必要な基礎能力を身に付けることができるアクティブ・ラーニング形式の授業となっています。

例えば、社会開発システム工学科(学部改組により平成27年度入学生より社会システム土木系学科・社会経営工学プログラム)の授業では、自治体や地元企業と連携して「地域活性化のための製品開発」に取り組みます。学生は、プロジェクトチームを作り、そのメンバーとともに企画から製作までの活動を進めていきます。その中で、自分たちが提案した製品について学内外の関係者から様々な評価を受けながら、問題を解決する力を身に付けていきます。
さらに2015年度には、優秀な提案をしたグループが、授業の連携機関である法務省広島矯正管区の“第33回管内新製品開発コンクール”において、開発製品のプレゼンテーション発表を行い、参加者から「企業のプレゼンテーションのようで聞きやすい」、「堂々としている」という感想を頂きました。
本授業では、プロジェクト活動における知識やノウハウを習得するだけでなく、地域・企業・行政と関わることから、コミュニケーション能力が向上するだけでなく、視野を広げることもできます。さらに、地域が抱えるリアルな問題と関わることで、キャリアを考えるよいきっかけにもなります。

 

■受講生の声

・この授業では他の講義と違い、協力やアドバイスはありますが自分たちで主体的に考え、行動していくので、グループによって得られる知識や技能は違いますがとてもためになりました。
・報告会で無事作り上げたものに、たくさんの方々から興味をもっていただいたとき、自分たちはとても大きなことを成し遂げたのだという充実感が得られました。
・頻繁に役場の職員さんとやり取りを行いました。その際、敬語の使い方や、伝わりやすいメールを考える難しさを改めて感じました。

鳥取大学 工学部
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海洋土木工学の何たるかを身体で理解し技術を会得する「海岸測量実習」

海洋土木工学の何たるかを身体で理解し技術を会得する「海岸測量実習」

海洋土木工学の何たるかを身体で理解し技術を会得する「海岸測量実習」

海洋土木工学の何たるかを身体で理解し技術を会得する「海岸測量実習」

鹿児島大学海洋土木工学科では、海洋学と土木工学に関する専門教育を行って、海洋に関する深い理解とそれに関連した土木工学の知識と判断力および高い倫理観を有する人材の育成を目指しています。また、本科は、土木工学に海洋工学が加わった学際的な工学の一分野である海洋土木工学を専門に扱う全国でも唯一の学科です。
さらに本科の教育カリキュラムの特徴は、基礎教育と同時に実習・実験・演習科目などの実践教育を多く取り入れていることが挙げられます。

それらの中でも1番の目玉は、学科創設時から続いている海岸測量実習です。3年次全学生と全教員が3日間泊り込みで、鹿児島県西部の吹上浜を現場に海岸測量を実際に行います。この実習では、通常の測量実習と違い実際に海の中に入って浜の形状を特殊な機械で測ったり、海岸の地形はもちろん、離岸流の流れを実際に見たり、気象情報の測定方法を学びます。さらに毎晩夜は、実習内容について学生一人ひとりと面談を行い、実習内容について理解を深めてもらいます。朝から夜までみっちりと実習を行いますのでとてもハードな3日間ですが、教員と学生が一体になってひとつの実習に取り組むことで、海洋土木工学の何たるかを身体で理解し技術を会得するという大切な体験の場となっています。

鹿児島大学 海洋土木工学科
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小中学生向けの科学実験教室を企画・開催する創成教育「基礎プロジェクト」

小中学生向けの科学実験教室を企画・開催する創成教育「基礎プロジェクト」

小中学生向けの科学実験教室を企画・開催する創成教育「基礎プロジェクト」

小中学生向けの科学実験教室を企画・開催する創成教育「基礎プロジェクト」

九州工業大学情報工学部システム創成情報工学科では、単に知識や技術を習得するだけではなく、将来実社会で直面する未知の問題を解決できる応用能力を身につけるための教育である創成教育科目を用意してあります。この中には1年次前期に必修科目「基礎プロジェクト」があります。

「基礎プロジェクト」では、受講生はグループに分かれて小中学生向けの科学実験テーマの創作に取り組みます。テーマを創作するために、グループに分かれてテーマに関する調査、実験、報告書作成、プレゼンテーションなど、大学および卒業後の学習に必須の基本能力を身につけさせ、さらにグループでの協調作業によりコミュニケーション力を育成します。

本授業の一番の特色は、単にテーマを創作するだけでなく、実際に小学4年生から中学1年生までの児童生徒の参加者を募り、受講生が講師となり科学実験教室「九工大生と学ぶ子ども科学実験教室」を企画・開催することです。各グループのリーダーが実行委員会を組織し、リーフレット作りに取り組みます。作成したリーフレットは教育委員会を通じて市内の全小中学校に配布します。小中学校にはリーフレット配布のみの協力をお願いし、参加の呼びかけは依頼しません。リーフレットのみによる情報発信のため、子どもたちはテーマ名とその概要のみで参加有無を決めます。参加申し込みは子どもの視点からの各テーマの魅力を示すため、申込状況を学生に報告することで大学の教員では評価できない視点の評価を受けます。

また実験教室の定員は受講生とほぼ同人数にしています。これにより、受講生はマンツーマンで子どもに指導します。通常の大学講義で経験するプレゼンテーションなどは、大学生あるいは教員を対象とするため、聞き手の能力を意識することはあまりありません。しかし、実験教室では子どもが聞き手であるため、わかりやすく簡潔に説明することを意識しないといけません。

これまでの実験教室を通じて、参加した子どもや保護者から好評を得ており、受講生も達成感を味わっています。この授業を通じて、受講生は理科教育、安全教育や学社連携について学び、指導者としての資質向上を図ります。さらに科学実験教室を通じて、参加者である児童生徒に理科に対する関心を高めるとともに、大学生を身近に感じ、大学への進学も含めた幅広いキャリア形成を図ります。

九州工業大学 情報工学部 システム創成情報工学科 基礎プロジェクト
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地域が抱える問題点を知り、チームで解決策を提案する「オホーツク総合演習」

地域が抱える問題点を知り、チームで解決策を提案する「オホーツク総合演習」

地域が抱える問題点を知り、チームで解決策を提案する「オホーツク総合演習」

地域が抱える問題点を知り、チームで解決策を提案する「オホーツク総合演習」

地域が抱える問題点を知り、チームで解決策を提案する「オホーツク総合演習」

 北見工業大学社会環境工学科では、全国各地から集まってきた学生の皆さんに現在生活しているオホーツク地域について知ってもらうとともに、問題解決能力やコミュニケーション能力、更にはチームワークや社会での実践力を身に付けてもらうために、2年次後期に「オホーツク総合演習Ⅰ」、3年次前期には「オホーツク総合演習Ⅱ」という必修演習科目を用意しています。
 「オホーツク総合演習Ⅰ」では、初めにオホーツク地域で働かれている方を講師として迎え、都市計画や道路、河川、防災など、オホーツク地域が抱える様々な問題点について講演して頂きます。学生は4名前後からなるチームに分かれ、この講演から自分達が解決したい問題を発掘し、文献調査やブレーンストーミングなどを通じてチームとしての解決策を考えます。そして、考え出した解決策を報告書にまとめるとともに、ポスターを作成し発表を行います。
 さらに「オホーツク総合演習Ⅱ」では、オホーツク総合演習Ⅰの結果をベースとして、より具体的かつ有効な解決策を導き出すため、関係機関を訪問して質問や討議をしたり、屋外での調査や現場見学をしたりと、大学の外に出て調査を行います。そして、チームとしてまとめた解決策をポスターセッション形式で開催される公開発表会で披露し、多くの方々と意見交換を行います。
 各チームが発掘したテーマは、「どうしたらオホーツク地域に観光客を呼び込めるか」「汚れた河川を元に戻せるか」「どのように子供たちに防災教育を行うか」といったように様々です。これに対して各チームは自分達で観光協会にアポイントメントを取って訪問調査をしたり、小学校に赴いて模擬授業やアンケートを取ったりなど、自主的かつ熱心に取り組み、ポスターセッションでは熱い議論が交わされています。この授業はこれから社会で活躍する学生の皆さんにとって、社会が要求する多様な能力が身に付くとともに、貴重な体験ができる内容となっています。

北見工業大学 社会環境工学科
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快適さ・心地よさなどを測る「コミュニケーション科学」

快適さ・心地よさなどを測る「コミュニケーション科学」

快適さ・心地よさなどを測る「コミュニケーション科学」

快適さ・心地よさなどを測る「コミュニケーション科学」

筑波技術大学産業技術学部産業情報学科情報科学専攻では、社会のあらゆる分野で活躍できる情報技術者の育成とともに、聴覚障害者を取り巻く様々な情報環境を聴覚障害者自身の視点・立場から積極的に工夫改善し、情報技術を通して住みよいユニバーサル社会を実現していけるような人材の育成を目指しています。

専攻では、この目的に合わせて様々な科目を開設していますが、その一つである「コミュニケーション科学」は3年次の選択科目です。コミュニケーションというと"おしゃべり"や"会話"が最初に思い浮かびます。ですが人の印象を決める主要な部分は、表情やしぐさ、視線、服装といったノンバーバル(非音声、非言語)な内容なのです。この授業では、このノンバーバル・コミュニケーションの重要性から始まり、昆虫や動物のコミュニケーションなどを概観、機械やロボットなどとのインタフェースも広い意味でのコミュニケーションという立場で展開していきます。

そして、コミュニケーションの快適さ・心地よさやシステムのインタフェースの使いやすさなど、数値化しにくい内容を評価するための官能評価法(主観評価法)を学びます。学生は3、4名のグループに分かれて、いくつかの評価法について評価実験を企画・実施、その結果を分析・発表することで具体的かつ体験的に学んでいきます。これまでの授業では、
・ぬいぐるみの触り心地の良さ(一緒に寝たいぬいぐるみは?)
・人間工学的なキーボードの使いやすさ(触った第一印象では?)
・美味しいと思う菓子(美味しさや食感が良いのは?)
・大学や学部の紹介に適した写真(大学や学科の良さを表現する写真は?)
など様々なアイディアで取り組んできました。こうした経験が4年次の卒業研究で開発したシステムやソフトウェアなどの評価へと結びつき、ものづくりにおけるマーケティングの重要性とともに、計画・開発・評価という技術者として重要な技術開発の一連の流れを身に付けていきます。

筑波技術大学 産業技術学部
筑波技術大学 産業技術学部>>

手厚い指導と少人数教育 ~海事科学部の取り組み~

手厚い指導と少人数教育 ~海事科学部の取り組み~

手厚い指導と少人数教育 ~海事科学部の取り組み~

手厚い指導と少人数教育 ~海事科学部の取り組み~

神戸大学海事科学部には、学生に対して手厚い指導を施す伝統があります。担任制度もその一つで、入学から卒業までの間、進学上の相談や就職支援などを一貫して担任教員が指導します。そのため各学生の個性に合わせた指導が可能になり、就職率が高いことの一つの理由にもなっています。

また、学部二年生に対しては、「基礎ゼミ1・2」という少人数教育科目が選択必修として開講されています。平成26年度には、約60件のゼミテーマが実施されました。海事科学部の学生定員は200名ですので、各テーマについて数名ずつが受講することになります。二年生という低学年のうちから、少人数で直接教員と触れ合うことができるとても贅沢な科目です。各ゼミの内容はそれぞれの教員が用意しますので、その内容もバラエティに富んでいます。そのうち幾つかのテーマ名を見てみましょう。「海洋環境研究入門」「気象予報士試験勉強会」「流体の数値シミュレーション法の基礎」「最新エネルギー事情とエネルギー利用技術」「画像処理プログラミング」「機能性材料を作る」「極低温の世界」「科学を英語で読む」「国際社会の問題を考える」「環境と経済の関係を考える-持続型の社会をめざして-」「社会問題解決における社会資本の役割」「リスクと向き合う」などです。海事科学部ならではのテーマもありますし、理工学から社会科学まで本当に多種多様です。中にはテーマ名からはどのような内容なのか想像できないものもあり、とても興味をそそられます。二年生という低学年のうちから少人数で直接大学教員と触れ合うことで、修学のモチベーションを上げてもらうことが可能になります。

さらに、三年生後期には同様の形態の科目として「総合ゼミ」が開講されます。この科目は必修科目で、「基礎ゼミ1・2」と同様に少人数教育科目になっていますが、より専門的な内容について学ぶ機会となります。また、四年生になってから履修することになる「特別研究」(卒業研究のこと)を無理なく始めることができるようにするための工夫でもあります。担任制度の導入や少人数教育の充実、手厚い指導が特徴の神戸大学海事科学部で皆さんも一緒に学びましょう。

神戸大学 海事科学部
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安全・安心な建築を目指して -建築鋼構造学-

建築鋼構造学

圧縮材の曲げ座屈

両端ピン支持の中心圧縮材の弾性曲げ座屈

「建築」が備えるべき基本は、古来から「用・強・美」の3つと言われています。この中の「強」は建築骨組の強度や耐久性を意味します。特に日本は世界でも有数の地震国ですから、大地震時に建築物が倒壊し人命が無くなることを防ぐように建築の柱や梁から成る骨組を設計する必要があります。この建築骨組の設計を「構造設計」と呼んでいます。構造設計をするには、「荷重」に関する知識、「力学」に関する知識、「材料」に関する知識が必要となってきます。

神戸大学工学部建築学科では、構造設計を行う際に必要となるこれらの知識や考え方を学ぶ「構造系科目」が1年次から4年次にわたって開講されており、最終的には実務設計に対応できる総合的な設計能力を身に付けることを目標としています。

3年次に開講される「建築鋼構造学」では、事務所ビルや体育館などに用いられる鉄骨で構成される骨組の構造設計の基本を学びます。鋼構造の設計の基本は、骨組を構成する柱、梁およびブレースといった部材の破壊に至るまでの挙動を知り、設計式の意味を理解することから始まります。部材の破壊には、圧縮材の曲げ座屈、曲げ材の横座屈、板要素の局部座屈などがありますが、これらの座屈現象を1年次と2年次に学んだ「力学」と「材料」に関する知識に基づいて解き明かしていきます。また、部材と部材をつなぐ接合部の設計も重要です。接合部には柱と梁をつなぐ柱梁仕口や柱と柱をつなぐ柱継手などがあります。「溶接」や「高力ボルト」を使った接合部の設計方法や施工方法を学びます。

構造設計と聞くとコンピュータを使った計算をイメージするかもしれませんが、構造設計の第一歩は、紙と鉛筆を用意して、あれこれ考えながら試行錯誤を繰り返すことから始まります。さらに優れた構造設計を行うには、構造原理に関する確かな知識に裏付けられた創造力や想像力が要求されます。建築学科では、このような教育を受けた卒業生が設計事務所、建設会社、自治体、ハウスメーカーなどに就職し、社会のいろいろな分野で活躍しています。

神戸大学 工学部 建築学科
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工学的実践力を育む「課題探求ゼミナール」

工学的実践力を育む「課題探求ゼミナール」

工学的実践力を育む「課題探求ゼミナール」

工学的実践力を育む「課題探求ゼミナール」

工学的実践力を育む「課題探求ゼミナール」

金沢大学理工学域物質化学類応用化学コースでは、化学実験を通して、課題に自ら取り組み、問題の見つけ方、探求の仕方、学んだ知識の活用方法、結果の分析方法、説明の仕方を学ぶ、PBL(Problem-Based Learning)型の実習講義「課題探求ゼミナール」を3年次の必修科目として実施しています。

本実習は、以下の流れで行います。
① 3人一組のグループとなって、提示された化学に関する課題(例えばフェロセンの合成やルミノール合成等)の中から興味ある課題を選択し、遂行に必要な情報の収集・分析を行い、グループ討論して実験計画を作成します。 ② 自分達で計画した実験方法に基づき、最新の機器を用いて実験を実施し、グループによる作業を通して発見した問題を討論しながら解決します。 ③ これまでに学習した専門科目の知識を総合して、得られた実験結果を解析し、グループ討論します。 ④ 取り組んだ課題について調査した内容・経過・結果・考察等をまとめ、担当教員・受講生全員に対して効果的にプレゼンテーションします。参加者全体で討論し、実施した課題について理解を深めます。
本実習で修得する、能動的学習能力、グループスキル、問題発見・解決能力、情報収集・解析力、デザイン力、論理的思考力、発表能力、ディベート能力は、通常の講義や実習では得ることのできない実践的な力であり、卒業論文や学会発表のみならず、就職活動にも大変役立っています。

金沢大学 理工学域 物質化学類
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座学と演習で基礎から学ぶ「プログラミング序説・演習I・演習II」

座学と演習で基礎から学ぶ「プログラミング序説・演習I・演習II」

座学と演習で基礎から学ぶ「プログラミング序説・演習I・演習II」

広島大学工学部第二類(電気・電子・システム・情報系)では、1年前期から2年前期まで3つのプログラミングに関する授業を連続して行い、1年半かけて基礎から学んでいきます。基本的には講義室での授業を通じてC言語によるプログラミングを学ぶことになりますが、多くの学生にとっては初めての経験であり、プログラムを書いて実行するということを講義を聴いただけでは理解するのが難しいのが実情です。そこで、この授業では座学と演習の連携で1週毎に講義室での授業とコンピュータ室での演習を交互に行うことによって、話を聞いているだけでは分かりにくいプログラミングを知識の獲得と活用の繰り返しによって学んでいきます。
座学のパートでは、普通の講義室で授業を行い、まず基本的な知識を得てもらいます。そして、次の週は演習のパートで、学生はコンピュータ室に行き、一人一台のPCを利用して実際に習ったものを動かしてみたり、課題に取り組むことによって、講義で得た知識を使えるものとしていきます。また、演習室には教員の他にも大学院生のTAがいて、ここで実際にプログラムを実行しながら、分からないことを聞けるようになっています。
この座学と演習の連携に加えて、この授業は工学部第二類の情報系の教員が共同で運営していることが特徴として挙げられます。授業構成や資料、課題を考えるのは、参加している教員全員で行っていることであり、それによって授業間の繋がりを明確にしています。
このように、体系立てられ、多くの教員やTAのサポートを得て学ぶことができるのが広島大学工学部第二類のプログラミング教育の特徴であり、ここで得た理解を元に2年後期以降は更に専門的な内容を学んでいきます。

広島大学 工学部 第二類(電気・電子・システム・情報系)
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座学「電子回路」での実践的授業

座学「電子回路」での実践的授業

座学「電子回路」での実践的授業

座学「電子回路」での実践的授業

宮崎大学工学部環境ロボティクス学科では、人々の生活や労働環境をより良いものにするロボット機器などを開発する知識を身に付けてもらうための授業を行っています。ロボット機器はもちろん、現在の自動車、家電製品、携帯電話など身の回りにある多くの機器には電子回路が組み込まれており、これらの機器を理解または開発するためには電子回路の技術を学ぶことが必要です。環境ロボティクス学科では、2年生後期に「電子回路」の授業を行っています。
この授業では、座学形式で知識を学んでもらいますが、実際にモノがどのように動くのか見てみなければ、容易に原理をイメージすることができません。特に電子回路の場合には、回路の仕組みによって電圧が変化することを実際に観測しなければ「本当かな?」と疑問に残ったままになることがあります。そこで、座学形式の講義を学んだ後に、学生を複数のグループに分け、それぞれのグループが考えながら学んだ内容を再現する実験を行っています。グループごとに実施する実験内容が異なっていますので、実験終了後に教員になったつもりで他の学生へ自分たちの実験内容の紹介と模擬講義を行います。これにより座学の理解をより深める振り返り効果となり、更にはチームワーク力も同時に身に付けることができます。
いままでも学生実験など、このようなスタイルの授業はありましたが、座学中心で行われてきた授業についても、学生自身またはチームで考え、手を動かしながら、本当に使える知識や技術を身に付けてもらえるような学生の能動的な学習を促すことができる実践的授業スタイルに取り組んでいます。

宮崎大学 工学部 環境ロボティクス学科
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機械工学の全体像が学べる「機械基礎工学」

機械工学の全体像が学べる「機械基礎工学」

機械工学の全体像が学べる「機械基礎工学」

機械工学の全体像が学べる「機械基礎工学」

機械工学の全体像が学べる「機械基礎工学」

琉球大学工学部機械システム工学科は、大きく分けて「材料システム」「熱流体」「数理機械」の3分野の工学講座から構成されています。「材料システム工学講座」では、機械材料の性質や強度、加工法などを学びます。「熱流体工学講座」では、クーラーやボイラー、また飛行機などに関連する熱やエネルギーの保存や移動、気体や液体の流れなどについて学びます。「数理機械工学講座」では、自ら判断する機能を持つ機械やロボットなどの開発を目指して、計測や動作制御について学びます。入学した学生はこれらの分野をバランスよく学び、卒業後は幅広い分野で活躍することができるエンジニアとなることが期待されます。
入学した学生がこれらの機械工学についての全体像をより早く把握できるよう、初年度に開設される科目「機械基礎工学」の講義が導入されています。講義の前半では、3分野それぞれの概略と学習内容および実際の社会生活との関連などの解説をていねいに行なっていきます。また、講義の後半では、簡単な実習課題(水ロケットカーやバルサ飛行機などの作製・改良)を設定し、受講者がいくつかのグループに分かれて実際に取り組みます。これらの課題を体験し解決していくことで、機械工学に関する設計活動の「エンジニアリング・デザイン」の初歩を学ぶことができます。講義の最後には、課題へどのように取り組んだかを発表する場も設定されています。これらの内容を通して、高学年で行なわれる専門科目の学習に対応する能力を身につけることができます。

琉球大学 工学部 機械システム工学科
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電気駆動車両の設計と製作「EV-Mileage」

電気駆動車両の設計と製作「EV-Mileage」

電気駆動車両の設計と製作「EV-Mileage」

電気駆動車両の設計と製作「EV-Mileage」

横浜国立大学理工学部機械工学教育プログラムでは、3年生の応用機械設計製図Ⅰの授業の一環として機械工学の統合力と創造力を育成することを目的として、「EV-Mileage」と題した1人乗り電気駆動車両の設計と製作を行っています。
毎年4月より1チーム4人でEV車両の課題である巡航距離をいかに伸ばすかという目標を念頭に置き、車両の安全性に関わるルール、製作費等の制約を受けながら設計し、8月、9月の夏休みに学内機械工場で車両を製作します。そして9月下旬に供与されたバッテリを用いてキャンパス内の指定された周回1kmのコースを約2時間走行し、その周回数と所要時間によって順位を決める競技会を実施しています。
この授業では1, 2年次に学んだ材料力学、熱力学、流体力学、機械力学、自動制御、機構学、機械設計、製図などの機械工学に関わる知識をものづくりに結びつけるプロジェクト・ベースド・ラーニング(PBL)を体験できるため、学生にとっては達成感が残る授業になっています。
またこの授業を通して、企画、購買、設計、製造、検査、評価と縮小版ではあるものの製造業における主な部署での業務を体験できるとともに、チームワークの大切さを学ぶことができるため学生にとって非常に良い経験となっています。

横浜国立大学 理工学部
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地球環境の保護と資源の有効利用を学ぶ「触媒エネルギー化学」

地球環境の保護と資源の有効利用を学ぶ「触媒エネルギー化学」

富山大学工学部環境応用化学科では地球環境の保護と資源の有効利用に必要な化学知識を身につける授業を行っています。現在の豊かな生活は、石油、天然ガス、石炭等の化石資源の大量消費によって成り立っています。しかし、化石資源はこのままだといつかは無くなってしまう資源です。また化石資源を用いることにより、地域的な環境汚染、地球規模でのグローバルな環境問題が問題となっています。この様な資源と環境問題を解決できる人材養成を目的として3年次に「触媒エネルギー化学」の授業を開設しています。
化石資源を有効に利用することにより、その利用期間を長くすることができます。石油、天然ガスからは水素、エチレン等の基礎化学製品を作り出すことができます。現在の便利な生活を支えているプラスチックや食料生産に必要な肥料はこれらの化学製品から作られています。これらを作り出す反応には触媒が大きな役割を果たします。「触媒エネルギー化学」の授業では、石油や天然ガスからどのような触媒を用いて、このような化学製品を作り出すのか学びます。石炭は石油、天然ガス等に比べてはるかに多い資源量ですが、利用時に多量の環境汚染物質を排出します。中国で問題となっているPM2.5やスモッグ等は石炭利用時に排出される環境汚染物質によるものです。石炭を利用する際、クリーンな燃料として用いるためにガス化や液化がありますが、これらも触媒の作用によりガス化や液化が可能になります。また、新しいエネルギー源としてシェールガスやシェールオイルも注目されていますが、これらの資源についても学びます。
化石資源以外に再生可能資源としてバイオマス、太陽エネルギー等の利用も注目されています。これらは化石資源とは違い再生可能であり、資源量が問題とならないことから世界中で注目されている資源です。これからの日本の将来には再生可能資源を有効に利用する事が必要です。バイオマス、太陽光発電等についての詳細を学び、日本の将来のエネルギー開発について知識を身につけてもらいます。応用化学では化学の基礎科目として有機化学、無機化学、物理化学、高分子化学等の科目を1~3年次に開講し、幅広い化学知識を学ぶ事ができます。

富山大学 工学部 環境応用化学科
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「与えない」ことで学生たちの主体性を引き出す
「情報工学PBL:システム開発演習」

「与えない」ことで学生たちの主体性を引き出す「情報工学PBL:システム開発演習」

「与えない」ことで学生たちの主体性を引き出す「情報工学PBL:システム開発演習」

「与えない」ことで学生たちの主体性を引き出す「情報工学PBL:システム開発演習」

室蘭工業大学では全学的なPBL型演習の導入を進めており、その一環として情報電子工学系学科では「情報工学PBL:システム開発演習」が2年次の必修演習として実施されています。
本演習はプロジェクトチームによる集団開発の技術を学ぶ実践演習(Project-Based Learning)と、問題解決の方法を自分たちで試行錯誤しながら進める実践演習(Problem-Based Learning)の2つのPBL型演習の特長を組み合わせた演習となっています。
この演習では、約90名の受講生を5名1組にグループ分けし、グループごとに「教材としての利用を想定したヴァーチャルリアリティ(VR)ソフトウェア開発」の課題に取り組みます。演習環境として利用されるVRシステムは、複数の端末が1つの仮想空間を共有可能な本学独自の構成となっています。学生らは、本演習を通して「チーム開発技術・ツール」「VRプログラミング」「ネットワークプログラミング」「オブジェクト指向言語」などの知識を学びます。
演習に参加する学生は、上記に関する経験や知識をまったく持たない状態でスタートします。これらの知識が無ければVRソフトウェアを開発することはできません。しかし、本演習では、事前あるいは演習の中でこれらの知識が与えられることはありません。本演習では必要な知識をあえて「与えない」ことで、学生たち自身に演習達成に何が必要かを考えさせ、自分たち自身でそれら必要な知識を選択・学習・習得することを課題として課しています。この点が、演習に必要な知識が演習の内外で与えられる一般的な演習とは大きく異なる特長です。
当然、最終的な成果はグループごとに大きく異なってきます。そのため本演習では、成果物による評価ではなく、演習の過程で学生たちがグループの中でどのような貢献をし、チームとして計画的に作業や学習を進めたかについてが評価されます。自分の理解度とスキルに応じたレベルで演習課題にチャレンジし成長することができるため、学生たちにとって大きな達成感と満足度を与える演習となっています。

室蘭工業大学 工学部
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全ての人のために…支援工学・医工学を学ぶ導入として「ボランティア実習」

全ての人のために…支援工学・医工学を学ぶ導入として「ボランティア実習」

全ての人のために…支援工学・医工学を学ぶ導入として「ボランティア実習」

全ての人のために…支援工学・医工学を学ぶ導入として「ボランティア実習」

新潟大学工学部福祉人間工学科は、電気・情報・機械系の専門家が集結し、「全ての人が健康で文化的な暮らしを楽しみ、かつ能力に応じて社会参加できるように、生活全般を支援する科学技術」に関して研究・教育を進めています。電気・情報・機械の基礎を学びながら、福祉リテラシーをもつ技術者を目指して、また人間支援医工学の研究が推進出来る研究者を目指して、専門分野を学びます。その中で、1年生の前期に開講される「ボランティア実習」では、学生は大学で初めて福祉・支援・医工学の生(ナマ)の現場を体験することになります。
ボランティア実習は以下の3つの内容で構成されます。
1。障がい者・介助者による講義と講師との交流
視覚、聴覚、肢体不自由の障がいをもつ講師、ALS(筋萎縮性側索硬化症)などの難病と闘う講師を講義室に招き、日常生活のことから障がいに関する現場のニーズなどを学びます。また新潟市ボランティアセンターや社会福祉協議会の講師による、ボランティア活動や介助動作に関する知識を体験しながら学びます。
2。福祉機器の工作実習
簡単な福祉機器の設計、工作を行い、審査会では完成品についてプレゼンテーションを行ないます。よい作品は実際に障がい者施設等で使ってもらっています。本年は障がい者にも使いやすい音声レコーダの作成に挑戦しました。
3。施設でのボランティア活動
少人数のグループに分かれ、近隣の福祉施設、介護施設等でボランティア活動を行います。施設との日程調整から活動内容の打合せなど全てを学生が行い活動します。現場での活動内容は多岐に渡りますが、それぞれが体験した活動を通じて福祉、ボランティア等について学びます。

新潟大学 工学部 福祉人間工学科
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企画者、デザイナーを体験する実践型授業「デザイン制作」

企画者、デザイナーを体験する実践型授業「デザイン制作」

企画者、デザイナーを体験する実践型授業「デザイン制作」

企画者、デザイナーを体験する実践型授業「デザイン制作」

デザイン情報学科において2年前期に開講している「デザイン制作」は、デザイナー、もしくはデザインに造詣のある情報系技術者を育成するための制作系の能力を確実なものにする学修過程のひとつです。本演習では、基礎的な企画法、外形デザイン、グラフィックデザイン、広告デザインの基礎の修得を目的としています。
本演習では、まず受講者のグループ分けを行い、各グループで架空企業、業種、製品/サービスなどのテーマを決定してもらいます。次に市場調査、プロダクトマップ作成、KJ法、シナリオライティングの手法を用いて製品/サービスの企画書をグループでまとめてもらいます。つまり企画者の疑似体験です。グループによっては、実際に電気量販店に調査に行き製品機種別の売り上げを調査してきたり、アンケート票を作成してユーザー調査を行ったり、なかなか本格的です。そして、各グループでまとめてきた企画書を受講者全員の前でプレゼンテーションしてもらいます。
次に、企画書をベースにして、各自で製品/サービスのデザインを行います。つまり工業デザイナーの疑似体験です。アイデアスケッチ、レンダリング、図面とそれぞれの段階で、教員と論議をしながら、制作を進めて行き、最終案のモデル(模型)をデザインにあった素材で制作し、モデルを受講者全員の前でプレゼンテーションしてもらいます。
さらに、制作したモデルを撮影し、コンピュータに取り込んで加工し、商品広告用ポスターの制作を行います。つまり広告デザイナーの疑似体験です。完成した広告ポスターを印刷して、受講者全員の前でプレゼンテーションしてもらいます。プレゼンテーションの後に、受講者と教員がもっともよいと思う作品に投票をして、その年の最優秀作品を決定します。デザインという分野は、"1番になる"ということが重要です。企業内にデザイナーがたくさんいれば、よいデザインができるというものでもありません。それを身をもって体験する、そして1番になろうとすることをエンカレッジする意味でも、このようなイベントを最後に行っています。加えて、本演習を通して、実際のデザイン業務の進め方やグループで協調して作業を進めるやり方を知るなかで、社会でのデザインの役割や重要性を確認し、デザインに対する理解を深めてもらいます。
以上のような実践型授業を通して学生は、単にデザイン技術を学ぶというだけでなく、コミュニケーション能力やプレゼンテーション能力にも磨きをかけ、さらにデザインと情報という異分野をつなげることにより新しい価値が生まれることを身をもって体験することができます。

和歌山大学 システム工学部 デザイン情報学科
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ものづくりの基礎を学ぶ「工業数学」

ものづくりの基礎を学ぶ「工業数学」

ものづくりの基礎を学ぶ「工業数学」

ものづくりの基礎を学ぶ「工業数学」

千葉大学工学部の「工業数学Ⅰ」では機械工学科の学生を対象に、多変数関数の微積分(ベクトル解析)とフーリエ解析について講義しています。機械工学はものづくりのための実学と言われていますが、機械の形や機能には必ず数学的な意味があります。日常的に目にする「ばね」ひとつとっても、各位置でどのようなベクトルの力がかかっているのか?また、自動車の乗り心地は格段に上昇していますが、その振動周波数の解析はどのような理論になっているのか?など、数学的な意味が理解できていないと高性能な機械は作れません。
この授業の前半では、スカラー値関数やベクトル値関数の多変数の微積分(ベクトル解析)を学び、多次元の量の一次の関係を扱う線形代数や、1変数の微積分とのつながりを理解できるようにしています。関数の線形近似として微分を捉えると、多変数関数や写像の微分が1変数の場合と同じ形で捉えられることを説明し、発散や回転などのベクトル解析の主要な概念について解説し、併せてストークスの定理とガウスの定理も説明しています。後半では、偏微分方程式(工業数学IIで学ぶ)への応用に必要なフーリエ級数とフーリエ変換の基礎を学び、関数を一種のベクトルとみなせることを理解できるようにしています。物理現象を記述する偏微分方程式(時間微分と空間微分の関係式)の解法と密接に関連するフーリエ級数、フーリエ変換の基礎を説明し、フーリエ級数と線形代数の共通部分について解説し、線形代数とのつながりを強く意識することになるよう工夫しています。

千葉大学 工学部
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ものづくりの原点 [実践!ものづくり]

ものづくりの原点 [実践!ものづくり]

ものづくりの原点 [実践!ものづくり]

ものづくりの原点 [実践!ものづくり]

皆さんは今、工学系に多少なりとも興味があり、ここを見ていると思います。一口で工学といっても建築物からゲームソフトまで研究対象は幅広く、まだまだ自分の進路を決めかねている人も多いと思います。マテリアル工学はどうですか?すべての産業はマテリアル(素材)がなければ成立しないし、優れたマテリアルを作り出すことは産業を根底から革新する原動力になります。想像してみてください。新しい材料を用いて自動車や宇宙基地、太陽電池や燃料電池を世の中に送り出している将来の自分の姿を。熊本大学マテリアル工学科ではさまざまな産業社会で活躍できる人材を育てています。
マテリアル工学科ではものづくりに重点を置き、技術者、研究者として必要な実験技術の修得のために実験科目をプログラムに多く組み入れています。その最初の科目が「実践!ものづくり」で、実験項目の多くは電気伝導度等の基本的な材料物性の測定技術ですが、本実習の最大の特徴は実習の枠を大きく踏み越えた「たたら製鉄」を実施していることです。たたら製鉄とは古くから日本に伝わる鉄づくりの手法で、砂鉄を原料にして、木炭を燃焼させCOガスで還元するというものです。本実習では耐火レンガを積み上げて築いた小型の炉を使います。大学の横を流れる白川は阿蘇の溶岩に余来する砂鉄が豊富で、そこで砂鉄を採集します。炭切り、レンガ等の炉材の準備さらには手ぬぐいの準備から実施場所の確保という多くの作業を数カ月にわたって行い、実習当日は早朝から夕方までまる一日の作業です。うんざりするような労力ですが、最後にケラ(鉄の塊)を取り出した時に、人生で初めてくらいの達成感を得ることができます。ものづくりの面白さ、重要性、原理はシンプルだが成功するには努力が必要というものづくりの原点を気づかせてくれます。また、日本古来・日本独自の自然と調和した「たたら」はこれからの日本の技術の方向性を学生自身で考える良い機会となっています。
アンケート結果でもすべての学生がやってよかった、最初は面倒と思ったが、最後は夢中になっていたというものばかりです。チームの皆と力をあわせて、1つの目標を達成するというチームワーク力も磨けます。そして、2年からの本格的な専門の授業にも積極的に取り組む意欲を持つことができるのです。

熊本大学 工学部
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機械設計を徹底的に学ぶ「知能機械工学設計」

知能機械工学設計

知能機械工学設計

知能機械工学設計

機械工学の最終目標は、製品の生産(ものづくり)です。弘前大学理工学部 知能機械工学科で開講している知能機械工学設計では、製品を設計し製作するために必要な製図の知識を基礎から実践まで学びます。知能機械工学設計はAとBに分かれ、知能機械工学設計Aを2年時に、知能機械工学設計Bを3年時に履修します。
知能機械工学設計Aを履修する時点では、機械を自ら設計・製作した体験を持つ学生はほとんどいません。そのため、ものづくり工程を理解し、ものづくりにおける製図の役割と重要性を把握することからはじめます。そして、製図の表記法、および図面の読み方・書き方などの機械製図の基礎を学習します。その後、実物の機械部品である豆ジャッキを分解し、各部品の寸法測定を行い、日本工業規格(JIS)に基づいて製図します。この製図の作業は、設計製図のための基礎的な力を身に付けるため、手書きで行います。これに続いて、コンピュータを用いた機械設計(Computer Aided Design: CAD)を学習します。CADでは2D-CADを基礎に3D-CADの技術を習得します。そして設計データを利用し、数値制御マシニングセンターおよび3Dプリンタを用いたプログラムによる自動加工(Computer Aided Manufacturing: CAM)の実習を行います。学生自身がデザインした3次元構造物を3D-CADで作図し、3Dプリンタを用いてモデル構造を製作します。
知能機械工学設計Bでは、知能機械工学設計Aを含むこれまでの授業で学んだ知識を基に、実践的な機械設計に取り組みます。電動ウィンチを対象にして、荷重・巻き上げ速度などの仕様が与えられたときに、材料力学や機械力学の知識を駆使して、仕様を満たす材料・サイズ・モータなど機械部品の選定を行います。その後、組立図および各部品の設計図に関して、一部を手書きで、残りをCADで製図します。
このように知能機械工学設計は、これまでの授業で学んできた力学や機械要素学などの知識を実際の製品へ応用するとともに、機械設計を基礎から実践までにわたり学ぶ授業です。学生にとっては、履修後の達成感が極めて高い授業となっています。

弘前大学 理工学部
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熱エネルギーを学び考える「エネルギー工学」

エネルギー工学

エネルギー工学

エネルギー工学

信州大学工学部環境機能工学科の「エネルギー工学」は信州大学工学部が推進している環境教育の基礎科目の一つです。2011年3月の東日本大震災と原子力発電所事故は、日本のエネルギーのあり方と環境汚染リスクについて、私たちの考え方を根本的に見直す機会となりました。そのような時にこそ、信州大学工学部が目指す、環境問題を自分の問題として考え自ら環境活動を実践できる「環境マインド」をもつ技術者の育成が重要となっています。「エネルギー工学」はエネルギーと環境が調和する科学技術を発展させるための基礎を学ぶ授業です。
「エネルギー工学」では熱エネルギーシステムを学びます。私たちは化石燃料や原子力などのエネルギー資源の大部分を熱エネルギーに変換して、その熱エネルギーから有効な仕事を取り出しています。しかし、最終的な有効仕事への変換率は40%程度で、残りの60%のエネルギーは利用できないものとして環境中に排出されています。なぜ熱エネルギーの変換効率は低いのか、その理由を学ぶのが熱力学第1法則と第2法則を中心とする熱力学です。
環境機能工学科では、原子や分子レベルのミクロに見た化学的な熱力学と、エンジンやヒートポンプなどマクロに見た機械的な熱力学の両方を学ぶユニークなカリキュラムを組んでいます。「物理化学」で化学的な熱力学を学び、その後「エネルギー工学」で機械的な熱力学を学びます。学生はミクロからマクロまで熱力学を一貫して学ぶことができます。
「エネルギー工学」ではインターネットを使った教育支援システムeALPSを活用しています。教員からは授業内容の予告や教材の電子ファイル配布など授業情報の提供ができます。学生は授業に対するコメントや質問を出席としてオンラインで提出し、それに対して教員が個別に回答を返すコミュニケーションもできます。そして、レポート課題や期末試験の評価も通知され、授業目標に対する到達度を確認することができます。

信州大学 工学部
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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」

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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繊維科学の基礎

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」

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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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]

少人数教育の拡充

少人数教育の拡充

少人数教育の拡充

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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ペーパー&バルサ複合ブリッジの耐荷重コンペ[創造基礎]

耐荷重試験

プレゼンテーション

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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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」

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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大学生の省エネ大作戦 [エネルギーシステム論]

大学生の省エネ大作戦

大学生の省エネ大作戦

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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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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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。