H29年度 ものつくり   Mono-Tsukuri (Craft and Design)

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開講元
理工系教養科目
担当教員名
山田 明  齊藤 卓志 
授業形態
講義 /
曜日・時限(講義室)
集中講義等   
クラス
-
科目コード
LAS.R101
単位数
2
開講年度
H29年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
H29年4月24日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

これからの理工人には,新しい物や技術,アイディアを生む出すための創造力が必要となる。創造性育成科目は,そのような創造力を育むことを目的としている。本講義は,ものつくり教育研究支援センターが開講する創造性育成科目であり,夏期集中講義形式(9月中旬から下旬)として実施される。具体的には,「スターリングエンジン」と「回転計」を取り上げ,機械工作,電子工作を通して設計作業や材料加工について学ぶとともに,少人数のグループに分かれて一つの物を完成させることにより,ものつくりの楽しさ,グループ作業の重要性,工程管理など,理工人の素養として身につけるべきスキルを学習する。講義の最終では,自ら作製した回転計を用いてエンジンの回転数を測定し,他グループとの比較など,得られた結果および成果を発表する。

本学には,「ものつくり」に興味を持つ学生がたくさんいる。しかし,設計作業や材料加工を学ぶ機会は,必ずしも全ての学生に提供されていない。本講義では,理論,設計(CADを含む),製作,評価という一連のプロセスを体験し,「ものつくり」の楽しさや創意工夫の重要性を実感し,創造性の基礎を育むことを目的としている。特に,一つの完成品を作製するためには教科書通りには進まない部分があることを学び,実践を通して問題解決力を養う。また,全学科目であるため,分野を横断した学生が1つの完成品を作ることになり,グループワークの重要性,他とのコミュニケーションの重要性などを学習する。

到達目標

本講義を履修することにより,次のスキルを身につける。
1)基本的な工作機械の使用方法の習得
2)マイコンを使った簡単なプログラミング,電子工作技術の習得
3)グループで一つの物を完成させていくプロセスの習得
4)得られた成果に関して自らの考えを論理立てて文章にまとめ,発表する能力

キーワード

ものつくり,スターリングエンジン,回転計,機械工作,電子工作,グループワーク

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
-

授業の進め方

前期に履修希望者をものつくり教育研究センターにて募集する。学生を3〜5名程度の班に分け,スターリングエンジンと回転計を作製する。最初に講義の目的,安全講習,スターリングエンジン,回転計の原理を履修した後,実際の工作に取り掛かる。講義の最後に,スターリングエンジンの回転速度を回転計で測定,各班が作製した完成品に関する発表を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 講義の目的,安全全般に関する講習 本講義の目的を説明できるようになる。
第2回 3次元CADの使用方法1(使用するソフトウェアの特徴,使用方法) 3次元CADの使用方法を理解し,使用法を説明できるようになる。
第3回 3次元CADの使用方法2(簡単な部品を用いた設計練習) 設計練習を通して,3D CADの基本的操作ができるようになる。
第4回 電子工作の基礎(回転計の原理,計測,プログラミング) 回転計の原理と計測方法を理解し,計測のためのプログラミングができるようになる。
第5回 機械工作に関する安全講習 工作機械各部の名称,役割を理解し,部品を安全に加工できるようになる。
第6回 機械工作練習(ボール盤,フライス盤,旋盤の使い方) 安全にボール盤,フライス盤,旋盤が操作できるようになる。
第7回 スターリングエンジンとは(エンジンの歴史,熱力学,動作原理) スターリングエンジンの動作原理を理解し,熱力学を使って説明できるようになる。
第8回 機械工作加工手順1(各部品の役割,組立手順の理解) スターリングエンジンの各部品の役割を理解し,組立手順が説明できるようになる。
第9回 機械工作加工手順2(各部品の加工手順の理解) 各部品の加工手順を説明できるようになる。
第10回 スケジューリング(製作する部品の決定,今後のスケジュール確認) 今後のスケジュールおよび工程確認の重要性を説明できるようになる。
第11回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作1 ※設計した手順に従い機械加工を行う。工作機械は台数が限られているため3Dプリンタ,電子工作を並行して行う。 基本的な機械工作,電子工作ができるようになる。
第12回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作2 本講義の目的を説明できるようになる。
第13回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作3 本講義の目的を説明できるようになる。
第14回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作4 本講義の目的を説明できるようになる。
第15回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作5 本講義の目的を説明できるようになる。
第16回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作6 本講義の目的を説明できるようになる。
第17回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作7 本講義の目的を説明できるようになる。
第18回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作8 本講義の目的を説明できるようになる。
第19回 機械加工・3次元CAD/3次元プリンタ・電子回転計製作9 本講義の目的を説明できるようになる。
第20回 コンテストに向けての調整1(個別部品の組立) 個々に作製した部品を組み上げ,組立の難しさ,調整の必要性を説明できるようになる。
第21回 コンテストに向けての調整2(全体の調整) 各部品の調整を通して,動作させるための全体調整の重要性を説明できるようになる。
第22回 発表準備 発表会用資料作成,データ整理を行い,結果を順序立てて発表できるようになる。
第23回 発表会 結果を順序立てて発表できるようになる。

教科書

特になし。

参考書、講義資料等

スターリングエンジンの作製方法,回転計の作製方法,工作機械の使用方法,3次元CAD/プリンタの使用方法等は講義中に講義資料として配布する。

成績評価の基準及び方法

毎回の機械加工,3次元CAD/プリンタ,電子回転計作製に対する達成度1)〜3)(80%)
発表用資料,発表態度,質疑応答から判断した到達度4)(20%)

関連する科目

  • LAS.F101 : 科学・技術の最前線
  • 科学・技術の創造プロセス
  • 類専門基礎

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

その他

本科目は,夏期集中講義(予定では8/31から9/15,土日を除く)として行う。特段の事前知識は必要としないが,実験が主となるため毎回の出席が必須となる。
5月上中旬に,履修ガイダンスを開催する予定.

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