Transcript 情報電子工学実験の導入期における実践例

情報電子工学実験の
導入期における実践例
原田徳彦 新田貴之 杉村敦彦 寺西信
山田健仁 百田正広 神田徳夫 池田信彦
(徳山工業高等専門学校）
徳山高専情報電子工学科の目標
情報通信システム
コンピュータを核とする多様なシステム
コンピュータ応用
機器システム
情報処理システム
カリキュラム
１・２・３学年 コンピュータ、電気電子
４・５学年、専攻科 コンピュータシステム
情報電子工学実験の目的
理 論
実 験
従来の工学実験における問題点
１．電子部品（LCR)
２．回路網の定理
３．オシロスコープを用いた波形観測
４．直並列共振回路
５．電源回路（整流回路、平滑回路）
６．ダイオードの静特性
７．トランジスタとFETの静特性
８．交流ブリッジ
９．電力の測定
１０．論理回路
１１．微分・積分回路
１２．ワンボードマイコンの操作法および入
出力方法
実験１２テーマを各班で
毎週ローテーション
実験テーマ連携困難
工学的理解の妨げ
工学実験改善プロジェクト
学生の現状
• 基本的事項が身に付いていない
• 勉学意欲が低い
• 実験の目的（理論とのつながり）を理解し
ていない。
» 現状を踏まえた実験テーマの作成
導入期における一斉実験
クラス一斉に同じ実験を行う
• テーマの順序立てができ、テーマ毎に連携
し、学生の習熟度を上げる工夫ができる。
• 装置や指導上の問題点を発見しやすい。
• 報告書への対応が一斉にでき、さらに
個々の報告書に対しての細やかな個別指
導が可能。
実験テーマの設定
• オシロスコープの取り扱いに習熟する。
• 受動素子（RC直列回路、RCパルス応答、周波
数応答）
• 論理素子（トランジスタによる論理動作、TTLの
動作）
• 増幅素子（トランジスタの増幅動作、OPアンプ
の動作）
一斉実験テーマ
１．オシロスコープの使い方
２．電子部品１（抵抗の基礎実験）
３．電子部品２（コンデンサとコイルの基礎実験）
４．コンデンサの特性測定（RC直列回路）
５．RC回路のパルス応答と周波数応答
６．オシロスコープの操作のテスト
７．ダイオードの静特性
８．トランジスタ、FETの静特性
９．ダイオード、トランジスタを用いた論理回路
１０．ICによる論理回路
１１．小信号増幅回路
１２．オペアンプの基礎実験
一斉実験の実施
• クラス（４０名）を１２班の編成
• 個人にブレッドボードとマルチメータ
• 各班にオシロスコープとファンクションジェ
ネレータ
• テーマ作成教官（１名）＋実験担当教官（４
名）＋技官（１名）で指導
オシロスコープの操作のテスト
オペアンプの基礎実験
一斉実験授業評価アンケート
60%
year
2003
2002
2001
40%
ﾊﾟｰｾﾝﾄ
20%
0%
強否
否定
肯定
強肯
先生は，実験中にアドバイスや注意をしますか。
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2003
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50%
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ﾊﾟｰｾﾝﾄ
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強否
否定
肯定
強肯
先生は，実験の準備をよくしていますか。
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否定
肯定
強肯
先生から，提出物についてコメントや注意，指導はありますか。
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ﾊﾟｰｾﾝﾄ
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強否
否定
肯定
強肯
あなたにとって，先生の説明は理解しやすいですか。
year
2003
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30%
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強否
否定
肯定
強肯
あなたは，設定された実験テーマについてよく理解しましたか。
40%
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否定
肯定
強肯
あなたは，設定された実験テーマに興味がもてましたか。
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肯定
強肯
あなたは，班は適切な人数で構成されていると思いますか。
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2003
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60%
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強肯
あなたは，ブレッドボードの回路作成は便利だと思いますか。
40%
year
2003
2002
2001
30%
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20%
10%
強否
否定
肯定
強肯
不備な実験装置は，ありましたか。
yea r
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2002
2001
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ﾊﾟｰｾﾝﾄ
20%
10%
強否
否定
肯定
強肯
全員が同時に同じ実験を行うことは，今後も続けるべきだと思いますか。
検討
一斉実験の方向性は肯定されている。
学生の理解が十分得られたと言えない。
個々の実験テーマについて総合的な理解へ
のつながりを再検討する必要がある。
学生が自ら疑問を持ち、考え、調べることも
大切。
まとめ
• 情報電子工学実験は，従来の座学の授業
を補完する立場から，一斉実験を取り入れ
工学的な理論を関連付けることにより，工
夫し積極的に理解させる立場に変わってき
た。
• 学生が自ら工学的発見を積み重ねていけ
るように、実験テーマを工夫し発展すべき
である。