開講年度
開講学部等
2025
国際総合科学部
開講学期
曜日時限
授業形態
AL(アクティブ・ラーニング)ポイント
後期前半
月5~6,木9~10
時間割番号
科目名[英文名]
使用言語
単位数
1091011169
科学技術論演習Ⅰ(物質の科学入門)[Science and Technology Seminar I]
日本語
2
担当教員(責任)[ローマ字表記]
メディア授業
赤井 光治[AKAI Koji]
ー
担当教員[ローマ字表記]
赤井 光治 [AKAI Koji]
特定科目区分
STEAM関連科目
対象学生
対象年次
2~
ディプロマ・ポリシーに関わる項目
カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
メディア授業
×
メディア授業とは,メディアを利用して遠隔方式により実施する授業の授業時数が,総授業時数の半数を超える授業をいいます。
メディア授業により取得した単位は,卒業要件として修得すべき単位のうち60単位を超えないものとされています。
授業の目的と概要
身の回りには多様な物質があふれている。服1つとっても、綿や毛糸など自然素材もあれば、ナイロンやポリエステルなど人工的な素材もある。それ以外にも、携帯電話に使われているさまざまな材料、自転車の材料、靴、食品など膨大な種類がある。しかし、それらの物質や材料は100種類程度の元素で構成されている。当然、物質を構成する元素の組み合わせにより性質は変わるが、構成元素の種類やそもそも元素(原子)の特徴が物質の性質に強く反映される。この点が、身の回りの物質を理解する出発点であり、物質の性質を系統的に考える上で構成元素に注目することは重要である。講義では、原子の周期律に注目し物質の成り立ちをミクロな世界から学修する。身の回りにある、物質や材料の持つ特徴や性質の「なぜ?」に原子・分子の見えないミクロの視点から考えてみよう。
授業の到達目標
地域社会や国際社会、様々な規模・地域において多様な課題が生じている。これらの社会的な課題対し積極的に関与するには、科学・技術や文化・社会など幅広い知識とそれらを総合的に活用し、情報収集や問題点の整理、更に適切な課題の設定と解決へとつながる実践力が求められる。本科目では、そのための科学技術に関わる基本的な知識や技術の習得と共に、科学技術と社会が関わる諸問題に対する自発的な疑問と思考を育み、課題解決に向けて積極的に関与するための実践的な基盤を育むことを目的とする。
授業計画
【全体】
講義では物質を原子の集合体としてとらえ、原子の構造や特徴からその集合体へと物質の科学的な考え方・見方を学修する。また、各単元に関する演習を行い、その理解を深める。
項目
内容
授業時間外学習
備考
第1回
はじめに:物質について(見えないミクロの世界)
身の回りの物質や材料が原子によりできていることについて考えてみる
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第2回
原子と元素
原子と元素の違いについて説明しつつ、原子の構造やその表現方法など、元素に関わる基本事項を説明する。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第3回
原子の構造と周期律
原子を構成する電子の状態に注目し、原子内の電子数と周期律との関係を電子の状態と関連づけて考える
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第4回
分子とイオン
分子が示す性質に大きく関わるイオンについて考える。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第5回
原子間の結合
物質を構成する原子間の結合について考える
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第6回
分子の形
分子には色々な形がある。それと原子内の電子軌道との関係について考える
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第7回
分子を数える
原子や分子を扱う、物質量:モルについて
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第8回
物質の特徴:温度と熱
物質の状態を表現するエネルギーに対して、温度と熱の関係を考える。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第9回
化学反応の進む方向(I)
化学反応の進む方向について、エントロピーとの関連性を考える
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第10回
化学反応の進む方向(II)
化学反応を定量的に考えるために、自由エネルギーの考え方を学ぶ
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第11回
化学反応と反応熱
化学反応により反応熱が生じる。その仕組みを簡単なモデルを用いて記述し、反応熱について定量的に考える。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第12回
化学平衡
化学反応が進むと最終的には平衡状態になる。この化学平衡に対する「質量作用の法則」について学ぶ
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第13回
化学平衡の応用例
具体的な化学平衡として、物質を水に溶かす場合について考える。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第14回
電気化学反応
電気化学反応の例として、電池の仕組みについて考える。
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
第15回
総括
講義全体のまとめを行う
教科書およびMoodleコースの教材を用いた、予習・復習を行う(4時間程度)
※AL(アクティブ・ラーニング)欄に関する注
・授業全体で、AL(アクティブ・ラーニング)が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A:グループワーク】、【B:ディスカッション・ディベート】、【C:フィールドワーク(実験・実習、演習を含む)】、【D:プレゼンテーション】
A: --% B: --% C: --% D: --%
成績評価法
定期試験(中間・期末試験) 95%, 小テスト・授業内レポート 5%.
教科書にかかわる情報
教科書
書名
高校で教わりたかった化学
ISBN
9784535600300
著者名
渡辺正, 北條博彦 [著]
出版社
日本評論社
出版年
2008
備考
講義に関する情報はMoodleを用いて提供します。
参考書にかかわる情報
参考書
書名
Atkins' physical chemistry
ISBN
9780198769866
著者名
Peter Atkins, Julio de Paula, James Keeler
出版社
Oxford University Press
出版年
2018
備考
メッセージ
身の回りにある材料や物質について原子レベルの見えない世界を考えることで、その可能性や問題点など物質や材料に対する科学的な思考やマテリアルデザインの下地を身につけよう。
キーワード
原子と電子、元素の周期律と周期表、自由エネルギー、化学反応
持続可能な開発目標(SDGs)
関連科目
物質・エネルギー・環境I-II
履修条件
連絡先
akai@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
随時
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