索引(科目名50音順)
ウ 宇宙物理入門……… 1 カ 科学コミュニケーション入門……… 3 科学史入門……… 6 ゲ 現代科学入門……… 8 ソ 相対性理論入門……… 10 チ 地球科学入門……… 13 テ 天文・物理科学の世界……… 15 天文学と私たち~光の実験室・神山天文台~ 17 ブ 物質と環境入門……… 21科目名 宇宙物理入門 英語科目 ナンバリング GHaps201 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 二間瀬 敏史,米原 厚憲 授業概要/Course outline 「我々は何処から来て何処へいこうとしているのか?」 人は、繰り返しこの難問を発し答えられないままに来た。それは、現代人たる我々とても同じ事である。しかし、 この難問に答える事が出来なかったからこそ、人は益々強く深く観察し、思索して来たのではなかったのか?難問 に立ち向かう姿勢を失って、進歩向上が有ろう筈も無い。先人にならって我々も星空を仰ぎ大宇宙に思いをはせつ つ、正しい自然認識のもと、現代を力強く生き抜いて行くに不可欠な判断力・洞察力の涵養を図って行こうではな いか。幸福に生きて行く事は、全ての人間の基本的な権利なのであって、そのためには平和な世界を築いて行かな ければならないのは、当然過ぎる程に当然の事である。そのための努力は、断じて怠(おこた)ってはならないの である。人生の指針とすべき正しい『人生観・宇宙観』確立の必要性が、ここから発して来る。本講義の主たる目 的はここにある。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業 オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) Teamsのオンライン会議を利用した遠隔授業を行う。 また必要に応じて、オンデマンド資料を作成し授業に利用することもある。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回~第3回 テーマ:恒星と銀河の世界 恒星とは何か?銀河とは何か?身近な恒星としての太陽、銀河系の特徴、 恒星の多様性、銀河の多様性、ブラックホールと活動的な銀河 第4回~第6回 テーマ:星形成と惑星形成 星形成・惑星形成の標準的なシナリオ、太陽系内天体の多様性と太陽系形成シナリオ、 太陽系外惑星探査と発見された太陽系外惑星の多様性 第7回 テーマ:中間試験と解説 前半取り扱った内容についての総復習を行うとともに、試験を行う。 第8回~第10回 テーマ:宇宙の観測 宇宙膨張、銀河の空間分布、宇宙マイクロ波背景などの観測によって明らかになっている宇宙の姿について学ぶ 第11回~第13回 テーマ:宇宙の歴史 観測から明らかになった宇宙の歴史について、誕生から現在までに至るまでの歴史を追いながら何が起こって現 在の宇宙の姿になったののかを学ぶ。 第14回 テーマ:生命の起源と宇宙 恒星系のハビタブルゾーンなど生命と宇宙の関係について学ぶ 第15回 テーマ:期末試験と解説 後半で取り扱った内容について試験を行うとともに、その解説と内容の復習を行う
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
第1回~第3回 テーマ:恒星と銀河の世界 [事前学習] moodleに公開している、該当するテーマの資料に目を通しておくこと [事後学習] 宇宙の様々な天体とその性質について分からなかった事を調べておくこと 第4回~第6回 テーマ:星形成と惑星形成 [事前学習] moodleに公開している、該当するテーマの資料に目を通しておくこと [事後学習] 星と惑星が形成される過程の中で分からなかった事を調べておくこと 1年次
第7回 テーマ:中間試験と解説 [事前学習] 前半で取り扱った内容全てについて、今一度復習をしておくこと [事後学習] 自身がまだ理解できていない事、特に試験で分からなかった事への疑問を解消すること (第1回~第6回のmoodleの小テストを、期限以内に必ず行うこと) 第8回~第10回 テーマ:宇宙の観測 [事前学習] 該当するテーマについて自ら調べておくこと [事後学習] 宇宙全体を対象とする観測について分からなかった事を調べておくこと 第11回~第13回 テーマ:宇宙の歴史 [事前学習] 該当するテーマについて自ら調べておくこと [事後学習] 宇宙の誕生から現在に至るまでの歴史について分からなかった事を調べておくこと 第14回 テーマ:生命の起源と宇宙 [事前学習] 該当するテーマについて自ら調べておくこと [事後学習] 生命の起源について分からなかった事を調べておくこと 第15回 テーマ:期末試験と解説 [事前学習] 後半で取り扱った内容全てについて、今一度復習をしておくこと [事後学習] 自身が理解できていない事、特に試験で分からなかった事への疑問を解消すること 事前にシラバスで授業内容を確認し、参考書などをもとに関連事項について予習をしておくことが望ましい。 また、講義で使用したファイルについては、学習支援システムmoodleにおいて公開する予定なので、復習に活用し て欲しい。 授業の到達目標/Expected outcome この宇宙に対する自然科学的に正しい見方が出来るようになること。 過去の先人たちが宇宙に対してどのような理解をしていたか、その宇宙観の歴史を理解すること。 ビッグバンから、種々の天体形成、そして生命の起源についての正しい知識を身につけること。 宇宙物理学で扱う現象や天体について、その原理・原則に対する定性的な理解を身につけること。
身に付く力/Special abilities to be attained
論理的思考力(論理的分析力、総合的判断力)
履修上の注意/Special notes, cautions
この講義の履修についは、自身の専門分野に関係無く幅広い知識や考え方を身につける姿勢で、積極的に講義に参 加することが望まれる。 したがって、取り扱った事項について不明な点は各自で調べ、それでも分からない場合は適宜質問をすること。 調べる際には、誰かが調べたことを鵜呑みにするのではなく、自らが調べる姿勢で取り組んでもらいたい。 評価方法/Evaluation 米原教授担当回は平常点(毎回講義後に出題される小テスト)40%、中間試験60%で評価を行う。 二間瀬教授担当回は期末試験100%で評価を行う。 これらの評価をそれぞれ50%ずつとした合計が最終的な成績評価となる。
教 材/Text and materials
必要に応じて資料を配布する。
その他/Others
科目名 科学コミュニケーション入門 英語科目 ナンバリング GHaps207 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 中道 晶香 授業概要/Course outline 科学コミュニケーションとは、科学に関する双方向のコミュニケーションを通して、一般市民の方々と対等な立 場で共に学び、共に楽しむ活動である。 科学コミュニケーションを実践するためには、科学を理解し、その情報 を広く共有する必要がある。科学に関する知識は、現代社会において安全に心豊かな生活を送るための知恵でもあ る。この知恵を身につける方法を学び、科学が文化として社会に浸透していく過程を認識することが本講義の目的 である。 授業では天文学を題材としたさまざまな天文学コミュニケーションの実態を紹介する。受講生自身が科 学的な内容について調べ、デザインを考えて解説ポスターを作成する課題があり、主体的に学ぶことが必要である。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) 毎回の授業動画を視聴するビデオ・オン・デマンド型の授業を行う。 ・実務経験のある教員による授業 公開天文台と科学館、プラネタリウムで勤務経験のある教員が、その経験をフルに活かして、科学を伝える活動 の手法とそのコツ(話し方、サイエンス・ライティング、効果的なポスター・チラシの作り方、効果的な写真の 撮り方、イベントの企画と運営)について解説する。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回 科学コミュニケーションの歴史 ・ 日本と外国における科学コミュニケーションの始まり ・ 科学の普及啓発活動から科学コミュニケーションへの転換 ・ 国の科学技術政策 第2回 さまざまな科学コミュニケーション ・ さまざまなイベント、メディア、企業活動、パブリックコメント 第3回 学芸員とは ・ 博物館法 ・ 学芸員の仕事 ・ 博物館における科学コミュニケーション 第4回 効果的なポスター・チラシの作り方 ・ 良いデザインとは ・ 効果的な広報チラシやスライド作成のポイント ・ 発信の効果的なタイミング 第5回 効果的な写真の撮り方 ・ 良い写真とは ・ 構図と効果 第6回 宇宙人、宇宙生命、系外惑星 ・ 地球の歴史 ・ 生命とは ・ 系外惑星探査 第7回 小中高校の天文分野の学習内容と学習指導要領の変遷 ・ 児童・生徒の脳の発達段階に合わせた学習内容へ ・ 新しい学習指導要領の特徴 第8回 サイエンス・ライティング ・ サイエンス・ライティングのコツ 1年次
・ 演習 -書いてみよう、修正してみようー 第9回 世界の星座 ・ 星座の歴史 ・ さまざまな神話と文化 ・ 星座の役割 第10回 七夕にまつわる天体紹介 ・ 七夕の文化史 ・ 天の川とは 第11回 ブラックホール ・ ブラックホールとは ・ 銀河中心の巨大質量ブラックホール 第12回 効果的な話し方 ・ 話し方講座 ・ 季節の星空の見どころ、天体紹介 ・ 星空解説のコツ 第13回 宇宙の過去・現在 ・ 宇宙初期の様子 ・ 宇宙が膨張しているとは 第14回 宇宙の未来 ・ 宇宙が加速膨張しているとは ・ ダークマター、ダークエネルギー ・ 宇宙の未来 第15回 科学コミュニケーションの活動を継続するために - イベント企画・立案のコツ ー ・ イベントの位置づけ(社会の中での企画側の立場)、目的、対象者 ・ 企画書の作成 ・ 予算や外部資金の獲得へ向けて
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
[事前学習] ・事前学習として、参考書または科学雑誌の記事、科学エッセイ、科学館の展示パネル、研究所のホームページの 解説文などを読み、科学を文章で伝えている例に触れておくこと。 ・レポート作成では、各4時間以上の十分な事前学習が必要となる。 [事後学習] ・わからないことは、moodle上のフォーラムで質問すること。 ・学習した内容をノートにまとめ、それを誰かに説明することが望ましい。自分で執筆したり口頭で伝えたりする 科学コミュニケーションを実践することによって、自分の理解も深まる。 ・各回2時間程度のしっかりとした事後学習が必要である。 ・第4回で学ぶポスター・チラシの作り方、第5回で学ぶ効果的な写真の撮り方、第8回で学ぶサイエンス・ライ ティングの内容をふまえてレポートを作成する。レポートは、提出前に各回の授業の直前または直後に草稿を教員 へ見せ、アドバイスを取り入れて修正してから提出することが望ましい。レポート内容は授業中に指示する。 ・ サイエンス・ライティングについては第8回の授業中とその後数回にわたり執筆練習を行うが、継続的な日々 の学習が有効である。「伝わる! 文章力が身につく本」小笠原 信之著や新聞の社説などを参考にしながら、簡潔 でわかりやすい文章を書く練習を日頃からしておくこと。 授業の到達目標/Expected outcome ・科学の情報を適切に取捨選択し、正しい情報を探すことができるようになる。 ・論理的に分析し、主体的に考えて行動できるようになる。 ・科学の情報や話題を、わかりやすく人に説明できるようになる。
身に付く力/Special abilities to be attained
・実践力(実行力、主体性、働きかけ力)
・論理的思考力(課題発見力、計画力、創造力、論理的分析力) ・態度・志向性(生涯学習力)
履修上の注意/Special notes, cautions
・この授業では、学生の理解度を調べる小テストを実施することがあり、評価に影響する。
評価方法/Evaluation
・授業で課すレポート(内容と評価方法は授業中に指示する)30% ・毎回実施する小テストの合計 70%
教 材/Text and materials
参考書: ・ 国立科学博物館 編「科学を伝え、社会とつなぐ サイエンスコミュニケーションのはじめかた」 (丸善出版, 2017) ・ 小笠原 信之「伝わる! 文章力が身につく本 できる人は文章も上手い!」(高橋書店 2017) ・ 鳴沢 真也 著 「宇宙人の探し方」(幻冬舎新書 2013) ・ 廣瀬 匠 著「天文の世界史」(集英社インターナショナル 2017) ・ 海部 宣男 監修 桝田 紀子、川本 光子 邦訳 「アジアの星物語」(万葉舎 2014) ・ 谷口 義明 著 「ついに見えたブラックホール」(丸善出版 2020) その他/Others 毎回、moodle上で資料を配布する。
科目名 科学史入門 英語科目 ナンバリング GHaps202 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 池山 説郎 授業概要/Course outline 科学史の入門として、暦のしくみとその歴史を講義する。オンデマンド型の授業であり、自分でテキストや関連資 料を読んだり視聴したりした上で、期限までにレポートを提出するという形で進める。 暦は社会生活を送るためのしくみの1つであるが、地球の自転や公転、月の公転といった周期的な天文現象に基礎 を置いており、古代文明においては最先端の科学でもあった。しかし実際の運用、とくに改暦にあたっては、純科 学的な面だけでなく、人間くさい要素も多く含まれてくる。そのあたりのことも視野に入れ、科学史の面白さを少 しでも味わってもらえるような講義を目指したい。 この講義の目標は、 1.古代天文学の応用の1つである暦のしくみについて、実際に作成しながら理解すること。 2.かつて使われていた旧暦、現在使用しているグレゴリオ暦などの歴史を学び、立体的な理解を得ること。 3.各国の暦を知ることで、世界の国々の文化を理解するための糸口を得ること。 である。歴史の授業といえるが、暦理解のための数値計算も随所に現われる。理系文系の枠にとらわれず、関心の ある方は積極的に受講してほしい。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 授業内容・授業計画/Course description・plan およそ次のような内容を予定しているが、内容や確認試験の日程などは変更する場合がある。 1. 太陰太陽暦概略1 基礎となる天文知識 2. 太陰太陽暦概略2 暦日と暦月 3. 太陰太陽暦概略3 暦月と暦年、月名と閏月 4. 太陰太陽暦概略4 干支、曜日 5. 太陰太陽暦概略5 そのほかの暦構成要素(土用、六曜など)【第1回レポート】 6. 中国と日本の暦の歴史1 中国暦の始まり(殷、四分暦、太初暦) 7. 中国と日本の暦の歴史2 中国暦の発展(三国時代、隋唐) 8. 中国と日本の暦の歴史3 中国暦の日本への伝来 9. 中国と日本の暦の歴史4 授時暦、江戸時代の暦1(貞享暦、寶暦暦) 10. 中国と日本の暦の歴史5 江戸時代の暦2(寛政暦、天保暦)明治改暦 【第2回レポート】 11. ユリウス暦からグレゴリオ暦へ1 エジプトの暦、ユリウス暦以前のローマの暦 12. ユリウス暦からグレゴリオ暦へ2 ユリウス暦 13. ユリウス暦からグレゴリオ暦へ3 復活祭とその日取り計算 14. ユリウス暦からグレゴリオ暦へ4 グレゴリオ暦 【第3回レポート】 15. レポート課題の解説
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
基本的には、授業内容の復習である。各回4時間程度行うこと。以下、各回ごとに記す。 1.中学理科の教科書などで、地上から見た星空についての知識を振り返っておく。 2.太陰太陽暦の「暦月」を復習する。 3.太陰太陽暦の暦月と暦年の関係、24節気を用いた月名や閏月の決定方法を復習する。 4/5.干支・曜日などの意味や歴史を振り返る。 6.殷や戦国時代、漢の中国暦の歴史を復習する。 7. 三国から隋唐時代の中国暦を復習する。 8.日本への中国暦の伝来を復習する。 9.授時暦の成立次第・内容、江戸初期の暦を復習する。 10.江戸時代後期の暦、麻田派の天文学について復習する。 11.エジプト暦、ローマ古暦、ローマの日付法を復習する。 12. ユリウス暦の歴史と内容を復習する。 13.復活祭の意味、およびユリウス暦に基づく復活祭の日取り計算法を復習する。 14.グレゴリオ暦の内容と改暦次第を復習する。 15.確認試験の結果を振り返り、知識を整理する。 1年次
授業の到達目標/Expected outcome
緻密に組み立てられた暦のシステムを理解することで、論理的な分析を行うことができるようになること。 暦についての幅広い一般常識を身につけ,現行の制度を客観的,相対的に見ることで,柔軟な思考力や変化への対 応力をつけること。
身に付く力/Special abilities to be attained
論理的思考力(論理的分析力) コミュニケーションスキル(柔軟性)
履修上の注意/Special notes, cautions
自習となるので、なかなか学習意欲が保ちにくいことと思います。小さなことでもよいので質問をすることで、私 とのコミュニケーションがとれ、刺激になるかもしれません。下記のアドレスにメールで送って下さい。小さな窓 口ですが、積極的に利用して下さい。 評価方法/Evaluation 3回のレポート100%(各回33%ずつ) 期限までに出せているか、レポートとしての形が整っているか(特に引用の典拠が明示されているか)、内容は十 分か、といった点を評価する。
教 材/Text and materials
講義内容をまとめたテキストを配布する。このテキストが基本となるが、各自ネットなどを利用して他の情報をも 活用していただいてもちろん構わない。 また理解の助けになると思われる動画や画像なども、必要に応じてmoodleにアップする。 参考文献 第1部(太陰太陽暦概略)では ・片山真人『暦の科学』(ベレ出版 2012)〈図1〉が有益である。少し古いが ・薮内清『歴史はいつ始まったか』中公新書590(中央公論社 1980)も十分な情報を提供してくれる。 第2部のうち、日本の暦の歴史については ・嘉数次人『天文学者たちの江戸時代』ちくま新書1198(筑摩書房 2016)〈図2〉がよい。 ・中村士『江戸の天文学者星空を翔ける』(技術評論社 2008)〈図3〉は写真が多く参考になる。 第3部(ユリウス暦からグレゴリオ暦へ)については
・Leofranc Holford-Strevens『暦と時間の歴史』Science Palette 009(丸善出版 2013)を挙げておく。 小冊子ながら多くの内容が盛り込まれており、少し難しいかもしれない。 同じく西洋の暦を扱った読み物として ・デイヴィッド・E・ダンカン『暦をつくった人々』(河出書房新社 1998)が読みやすく面白いが、あくまでも読 み物であり、裏付けのない記載もあるので注意が必要。 参照URL: 国立天文台 天文情報センター暦計算室 http://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/ こよみのページ http://koyomi.vis.ne.jp/ どちらもぜひ一度覗いておかれることを勧める。 その他/Others 質問等は、メール冒頭に 授業名(科学史入門)、氏名、学生番号を明記の上、 [email protected] に送って下さい。できるだけ速やかにお返事しますが、深夜や週末にいただいたメールへの返答は遅れることもあ ります。レポート締切間際にはとくに注意してください。 図1 図2 図3
科目名 現代科学入門 英語科目 ナンバリング GHaps204 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 中道 晶香 授業概要/Course outline 今日の世界は数えきれない科学技術に取り囲まれています。科学技術の膨大さに対し、その素となる自然界の法則 はそう多くはありません。面白いことに、いくつかの自然法則を学ぶだけで多くの科学技術を理解することができ ます。この講義では、それぞれの科学技術の土台となっている自然法則を、その理解に至ったアプローチなども含 め、紹介していきます。日々の生活の中で道具や技術を目にした際、その仕組みについてふと考えたり、話題にあ げることで、知的好奇心・論理的思考の向上につながります。これこそが講義の目的達成と考えています。また、 人類は自然界の法則の全てを理解できたわけではありません。身近な疑問、今日に残る自然界の謎、そして、それ らの謎に対する試みや苦労を物理学と天文学の観点から紹介します。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業 オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) 毎回の授業動画を視聴するビデオ・オン・デマンド型の授業を行う。 リアルタイムでの質疑応答も数回実施する予定である。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回:科学について、物理学とは何か ・自然科学の始まり ・科学の中における物理学の位置づけ 第2回:単位系 ・基本単位と次元 ・長さの単位の歴史的変遷 ・キログラムの単位の歴史的変遷 第3回ー第4回:古典力学 ・微分と積分 ・身の回りの運動を支配する法則(ニュートンの3法則) ・仕事、エネルギー、運動量 ・身近な物体の運動・天体の運動(等速直線運動・放物線・楕円軌道) 第5回ー第6回:電磁気学 ・電荷、電場、クーロン力 ・電磁誘導、電場と磁場の統一、マクスウェル方程式 ・光の正体(電磁波、赤外線、紫外線、可視光、X線、ガンマ線) 第7回:特殊相対性理論 ・光と運動 ・高速で運動する物体の力学 ・特殊相対論から導かれる興味深い現象 第8回ー第9回:一般相対性理論 ・重力による空間の歪み、重力による時間の遅れ ・GPS衛星 ・ブラックホール ・重力波 第10回ー第11回:量子力学 ・光は波か、それとも粒子か? ・電子は波か、それとも粒子か? ・不確定性関係、エネルギーの量子化 1年次
・壁を通り抜けられる?(トンネル効果) 第12回:自然界の力と素粒子 ・自然界における力 ・素粒子 第13回ー第14回:宇宙論 ・ビッグバン宇宙論とその観測的証拠 ・宇宙初期の元素合成 ・星や銀河の誕生(構造形成)、構造形成におけるダークマター(暗黒物質)の働き ・量子宇宙論(宇宙の誕生、インフレーション理論) ・宇宙の加速膨張、ダークエネルギー ・宇宙の未来(太陽とさまざまな恒星の一生、銀河の未来、宇宙の未来を決めるもの) 第15回:天文学 ・現代の天文学
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
第1回ー第4回 事前・事後学習として教科書の指定範囲(授業中に説明する)を読み、単位(1メートルや1キ ログラムの決め方)について調べる。参考書 臼田 孝 著「新しい1キログラムの測り方」も参考になる。なお、 書籍を読んでわからないこともmoodleのフォーラムなどで質問して疑問を解決すること。 第5回-第6回 事前・事後学習として教科書の指定範囲を読み、電気と磁気の法則、及び電磁波と音波との違い について調べる。たとえば参考書 米谷 民明 著「光を止められるか」の第3章と第4章を読んでおくのもよい。 第7回ー第9回 事前・事後学習として教科書の指定範囲を読み、相対性理論について調べる。たとえば米谷 民 明 著「光を止められるか」の第5章以降、および臼田 孝 著「新しい1キログラムの測り方」の第6章も参考に なる。ブラックホールについては、谷口 義明 著「ついに見えたブラックホール」や大須賀 健 著「ゼロからわか るブラックホール」などの書籍を読んでおく。 第10回ー第14回 事前・事後学習として教科書の指定範囲を読み、量子力学について調べる。たとえば高田 健次郎 著「わかりやすい量子力学入門―原子の世界の謎を解く」を読み、なぜ量子力学が必要だったかを理解し ておく。 第15回 事前・事後学習として教科書の指定範囲や、授業中に指定する資料を読み、最新の天文学についてまと める。 事前学習と事後学習は、各授業に2時間以上は必要である。また、毎回 小テストを行う。 授業の到達目標/Expected outcome ・自然界の基本的な法則の理解 ・自然科学に対する好奇心の向上 ・原因と結果を順序立てて考える力の向上
身に付く力/Special abilities to be attained
論理的思考力(論理的分析力)
履修上の注意/Special notes, cautions
わからないことをそのままにせず、調べたり、質問すること。
評価方法/Evaluation
授業中に毎回 実施する小テストの合計 100%
教 材/Text and materials
教科書 ・真貝 寿明 著「日常の「なぜ」に答える物理学」 森北出版 2015年 参考書 ・ 臼田 孝 著「新しい1キログラムの測り方」講談社ブルーバックス 2018年 ・ 安田 正美 著「単位は進化する 究極の精度をめざして」DOJIN選書 078 化学同人 2018年 ・ 高田 健次郎 著「わかりやすい量子力学入門―原子の世界の謎を解く」 丸善 2003年 ・ 谷口 義明 著「ついに見えたブラックホール」丸善 2020年 ・ 大須賀 健 著「ゼロからわかるブラックホール」講談社ブルーバックス 2011年 ・ 米谷 民明 著「光を止められるか」岩波科学ライブラリー 178 岩波書店 2011年
科目名 相対性理論入門 英語科目 ナンバリング GHaps208 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 中道 晶香 授業概要/Course outline 相対性理論では、時間の遅れや空間の縮みなど、日頃の常識とかけ離れた結論が導かれるが、相対性理論が何を 仮定し、どのように考えたかを筋道を立てて理解すれば、実はシンプルで明解な理論である。宇宙空間で光や天体 がどのように進むのか、宇宙がどのように進化したのかを与える唯一の理論が一般相対性理論である。スマートフォ ンやカーナビゲーションの地図機能に使われるGPSシステムは、特殊相対性理論と一般相対性理論の両方による補 正が必須であるなど、相対性理論は私達の現代の生活に無くてはならないものとなっている。授業では、特殊相対 性理論と一般相対性理論の基本的な概念を解説し、どのような実験・観測結果によって相対性理論が検証されてき たのかを紹介する。 時間と空間と光に関する身近な物理について、論理的に考えて理解することが目的である。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業 オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) 毎回の授業動画を視聴するビデオ・オン・デマンド型の授業を行う。 リアルタイムでの質疑応答も数回実施する予定である。 ・実務経験のある教員による授業 県立の天文台で研究員として勤務した経験を有する教員が、望遠鏡の指向精度に必要なGPS衛星との通信の際、 特殊/一般相対性理論による時間の遅れ/進みの補正が使用されていることを解説する。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回 相対性理論とは ・ 特殊相対性理論と一般相対性理論との違い ・ よくある間違い 第2回 特殊相対性原理 ・ 慣性系 ・ それぞれの時間 ~ 固有時間 ~ 第3回 光速度不変の原理 ・ 原理とは ・ 光速度は不変量 ・ 速度の和 ・ 真空中と物質中での光速度 第4回 運動する系での時間の遅れ ・ 光時計 ・ 時間が遅れるしくみ ・ ローレンツ因子 第5回 時間の遅れの実験的検証 ・ 宇宙線 ~ 宇宙から飛来する素粒子 ~ ・ 素粒子の寿命の延び ・ 加速器実験 第6回 運動する方向の空間の縮み ・ ローレンツ収縮 ・ 静止する観測者の空間と時間 ・ 運動する素粒子の空間と時間 第7回 4次元時空 ・ 時空図の描き方 ・ 光円錐 1年次
・ 世界線 第8回 ドップラー効果 ・ 音のドップラー効果 ・ 光のドップラー効果 ・ 横ドップラー効果 第9回 光の性質 ・ 光の波長と振動数 ・ 光電効果 ・ 光の二重性 ~ 光は波であり粒子である ~ ・ 光子のエネルギー 第10回 質量とエネルギー ・ いろいろなエネルギー ・ 質量とエネルギーを統一する ・ 恒星はなぜ輝くか ~ 核融合反応 ~ ・ 素粒子の対消滅と対生成 第11回 等価原理と一般相対性原理 ・ 重力と加速度 ・ 局所的に重力を消去 ・ 潮汐力 ・ 固有時間 第12回 曲がった時空 ・ アインシュタイン方程式とは ・ 曲がった時空中の運動 ・ 太陽の重力場による光線の曲がり ・ 重力レンズ効果 第13回 重力場中での時間の遅れ ・ 重力場中での時間の遅れ ・ GPS衛星システムにおける相対論的補正 第14回 ブラックホール ・ 「見える」とはどういうことか ・ ブラックホールの性質 ・ ブラックホールの観測 第15回 重力波 ・ 重力波とは ・ 重力波の検出
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
[事前学習] ・事前学習として、相対性理論に関する教科書または啓蒙書や科学雑誌などに目を通しておくことが望ましい。 ・相対性理論は論理を積み上げていく学問のため、前回の授業動画・資料を完全に理解し、各回の小テストに取り 組むことが、次回への必須の事前学習にもなる。 [事後学習] ・わからないことは、moodleのフォーラムで質問すること。 ・授業内容を確実に理解するため、各授業の講義資料(moodleに掲載)をしっかりと復習し、なぜそのような結果 になったのか、理由をよく考えること。 ・事後学習は各授業2時間程度は必要である。 授業の到達目標/Expected outcome ・論理的に分析し、筋道を立てて考えることができるようになる。 ・科学に関する諸説に対して、正しいか間違っているかを自分で判断できるようになる。
論理的思考力(論理的分析力、総合的判断力)
履修上の注意/Special notes, cautions
・この授業では、毎回小テストを行い、評価に直結する。
・相対性理論に関するウェブサイトや書籍の中には、間違っているものもある。その記事や書籍が正しいかどうか、 自分で判断する方法を授業中に解説する。
評価方法/Evaluation
平常点(毎回の小テストの合計。内容と評価方法は授業中に指示する) 100%
教 材/Text and materials
参考書: 福江 純 著「ゼロからのサイエンス よくわかる相対性理論」 (日本実業出版社, 2009)
その他/Others
科目名 地球科学入門 英語科目 ナンバリング GHaps205 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 髙木 征弘,玉井 雅人 授業概要/Course outline 日々の気象変化や地震,火山といった自然現象は私たちの生活に大きな影響を与える。このような地球上に生起す る自然現象の仕組みを理解することは,日常生活だけでなく様々な災害から身を守る上でも重要である。本講義で は,身近な自然現象が基本的な物理法則を用いてどのように理解されるか,わかりやすく解説する。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業 オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) 遠隔授業(リアルタイムまたはオンデマンド) 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回 地球の起源・気温と温室効果 地球の大気や海洋の成り立ち,地球(惑星)の表面温度や気温の鉛直分布・緯度分布がどのよう にして決まっているか解説する。 第2回 大気・海洋の循環 大気や海洋の運動がどのようにして生じるか説明し,太陽から受け取る日射のエネルギーが大気 や海洋によってどのように運ばれるか解説する。 第3回 天気の変化 日々の天気の変化に対して高気圧・低気圧が果たす役割を解説する。 第4回 積乱雲・集中豪雨・台風 積乱雲が発達するメカニズムやそれがもたらす激しい降水について概説する。また,熱帯で 発 生する熱帯低気圧(台風)は,積乱雲の群れが原動力となっている大気の渦巻きである。台風の 全体像や構造についても説明する。 第5回 テレコネクション 遠く離れた場所の天気や天候が関係することをテレコネクションという。エルニーニョとラニー ニャは太平洋全域を舞台に生じる大規模な大気海洋現象の一部であり,テレコネクションの代表 例である。 第6回 地球環境問題 近年注目を浴びている地球環境問題の中から,地球温暖化とオゾンホールについて概説する。都 市特有の現象であるヒートアイランド現象についても触れる。 第7回 地球内部構造1 地球内部の大構造は,どのようになっているのか,どのようにして調べられたのかを,解説する。 第8回 地球内部構造2 アイソスタシー(地球表層が浮かんでいる状況)について,解説する。 第9回 地磁気 地磁気の発生原因や特徴について,解説する。 第10回 古地磁気 過去の地磁気(古地磁気)を調べる方法,また,それを利用した大陸移動の研究について,解説 する。 第11回 大陸移動説 ウェゲナーの大陸移動説について,解説する。 第12回 海洋底拡大説 海洋底拡大の考え方と,それを確立した磁気異常の研究について,解説する。 第13回 プレートテクトニクス1 プレートテクトニクスの概要と,それに関わるマントル対流について,解説する。 第14回 プレートテクトニクス2 プレート境界での地殻変動現象(火山活動や地震)について,解説する。 第15回 プレートテクトニクス3 プレートテクトニクスに基づいて,日本列島での地殻変動現象の特徴を,解説する。
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
2時間の講義に対し,4時間の事前・事後学習(小テストの受験を含む)が必要である。 第1回 [事前学習]参考書A:第1・2章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第2回 [事前学習]参考書A:第3・4章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第3回 [事前学習]参考書A:第5・6章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第4回 [事前学習]参考書A:第7〜9章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第5回 [事前学習]参考書A:第14章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第6回 [事前学習]参考書A:第13・15章 [事後学習]配布したプリント等を基に講義内容について復習し,理解を深める。 第7・8回 [事前学習]参考書C:第1〜3章。また,前回までの授業内容について,ノートや資料プリントを見直して,理解 を確認しておくこと。 [事後学習]授業内容について,ノートや資料プリントを見直して,理解を確認しておくこと。また,授業内容に 関連する事項について,参考書などの書籍で調べてみること。 第9〜15回 [事前学習]参考書C:第9〜12・21〜25章。また,前回までの授業内容について,ノートや資料プリントを見直 して,理解を確認しておくこと。 [事後学習]授業内容について,ノートや資料プリントを見直して,理解を確認しておくこと。また,授業内容に 関連する事項について,参考書などの書籍で調べてみること。 授業の到達目標/Expected outcome ・地球環境の中で生じる様々自然現象について正しく理解すること。 ・地球科学に関する知識を日常生活において活用することができること。
身に付く力/Special abilities to be attained
論理的思考力,総合的判断力,生涯学習力
履修上の注意/Special notes, cautions
文系の受講者も歓迎するが,講義の一部では数学,物理学および化学の基礎的な知識(高校1〜2年生レベル)を 必要とする。
評価方法/Evaluation
・moodle を通じたコメントの提出や小テスト,授業への取り組みなどによって総合的に評価する。
教 材/Text and materials
参考書A:木村・新野「身近な気象学」(日本放送出版協会) 参考書B:深尾良夫「地震・プレート・陸と海 —地学入門—」(岩波書店) 参考書C:杉村・中村・井田「図説地球科学」(岩波書店) その他/Others ・研究室:万有館・B315研究室 オフィスアワー 水曜日2限(12:15-13:15) 連絡先:[email protected] ※授業に関する質問や相談がある場合は,上記時間に研究室へ訪問するか,メールで質問すること。
科目名 天文・物理科学の世界 英語科目 ナンバリング GHaps101 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 河北 秀世,谷川 正幸 授業概要/Course outline 天文学は最も古い学問の一つであると考えられている。時代が進む中で、天文学は様々な学問と関連しながら進 歩・発展してきた。特に近代以降、天文学の進歩ときわめて密接に結びついて発展してきたのが物理学で,その世 界観は科学技術全般の土台として現代社会を支えている。 授業の前半では、人類の宇宙に対する認識がどのように変化してきたのか、古代から現代までの天文学の発展を 追いながら見てゆく。授業の後半では、測定単位,運動,光,電気などの知識を整理し,身近な出来事を捉えるの に物理学の考え方がどう役立つのかを見てゆく。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業) 【授業方法】 講義 授業内容・授業計画/Course description・plan 以下のような内容をベースとしながら、学生諸君の興味のあり方やときどきのトピックスを取り入れ、改善をはか りながら講義をおこなう。授業方法の詳細はmoodleで発信するので、各授業回の開始前に必ず確認のこと。 1回 テーマ:「古代・中世の宇宙観」 近代科学以前の宇宙観の歴史について学ぶ. 2回 テーマ:「太陽中心説とコペルニクス革命」、「ケプラーの3法則の発見」 天動説から地動説への転換について学ぶ.ケプラーの発見の背景と意味について学ぶ. 3回 テーマ:「望遠鏡の発明」、「ニュートン力学と万有引力の発見」 天文学における望遠鏡の発明のインパクトについて学ぶ.万有引力の法則と力学の原理発見の意義を学ぶ. 4回 テーマ:「地動説の検証から恒星天文学の誕生へ」 恒星天文学への発展について学ぶ. 5回 テーマ:「天体物理学(1):恒星スペクトルの分類」 光のスペクトルによって恒星を分類することを学ぶ. 6回 テーマ:「天体物理学(2):太陽・星の物質の解明」 光のスペクトルによって恒星の構成物質がわかることを学ぶ. 7回 テーマ:「天体物理学(3):銀河の発見、宇宙膨張とビッグバン宇宙論」 銀河と宇宙,宇宙膨張の発見とビッグバン宇宙論について学ぶ. 8回 テーマ:「知覚と測定」、「時間と長さの単位、物理法則と誘導単位」 科学的自然認識について学ぶ.基本単位の決め方,国際単位系,単位の構成法について学ぶ. 9回 テーマ:「力と重さ」、「仕事の原理と仕事率」 力と質量,重さについて学ぶ.仕事とは何か,仕事の不変性,パワーについて学ぶ. 10回 テーマ:「加速度運動と力学的エネルギー保存則」 ニュートンの運動の法則,力学的エネルギーの概念とその使い方について学ぶ. 11回 テーマ:「慣性の法則」,「回転の不思議」 慣性の法則,回転運動の複雑さについて学ぶ. 12回 テーマ:「光と影」、「レンズと視覚,光の知覚」 光の幾何学的性質について学ぶ.光の屈折,視るしくみについて学ぶ. 13回 テーマ:「光の速さ」、「いろいろな電磁波」,「光と物質」 光の科学の発展,偏光,波長による性質の違いについて学ぶ. 14回 テーマ:「太陽エネルギーの利用」「いろいろなエネルギー」 光のエネルギー,熱エネルギー,エネルギーの諸形態について学ぶ. 15回 テーマ:「電気と物質」,「電流と電圧」、「電気のエネルギー」 物質の中の電気,電気の量の測り方,電力について学ぶ.
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
事前・事後学習はレポート作成と小テスト受験を含めて合計60時間必要である.実際の授業の内容によって復習 をおこない,毎回示される講義の予定にそって予習をおこなえばよい.質問・要望はmoodleに設ける相談コーナー で受け付ける.念のため,以下に予習・復習でどのようなことを勉強すればよいのかを考えるためのヒントを示す .
1回目 事前学習:太陽や月、星の動きについて、実際に自分の目で位置の変化を確認し、地動説と天動説のどちらが妥 当であるか自身の観察に基づいて検討する。 事後学習: さまざまな古代文明における宇宙に対する捕らえ方の違いについて、学んだことをまとめる. 2回目 事前学習:コペルニクス革命に関して、天動説と地動説の本質的な違いについて自身で検討する。 事後学習:ケプラーの第三法則について、太陽系内の惑星の周期および軌道半径を調べて、ケプラーの第三法則 が良い近似で成立していることを確認する。 3〜4回目 事前学習:望遠鏡の原理について屈折式と反射式の違いを調べてまとめておく。 事後学習:万有引力の法則に関連し、「月は常に地球に落ち続けている」という言葉の意味を考える。 5〜7回 事前学習:恒星の色と温度の関係について、自身の持つ物理的知識を元に、特に温度との関係について考察する。 事後学習:ヘルツシュプルング・ラッセル図(HR図)についてまとめ、これよりどのようなことが分かるかまと める(恒星までの距離測定に利用可能、星団の年齢推定、等)。 8−11回 事前学習: 身体や乗り物のさまざまな運動の際に力がどのように働いているのかを自分の体験に基づいて考えて みる. 事後学習: 単位系のしくみ,仕事の原理,速度と加速度,エネルギー保存則,回転運動などについて学んだこと をまとめる. 12−14回 事前学習: 虹や日食のような光が関わる自然現象,光合成やソーラーパネルのような光エネルギー利用について ,知識を整理してみる. 事後学習: 影のできかた,視覚のしくみと視力矯正,電磁波の性質,光と物質との関係などについて学んだこと をまとめる. 15回 事前学習: 自分自身が利用している電気がどこからどう来ているのか,電気をどんなことに使っているのかにつ いて考えてみる. 事後学習: 電気の作り方,伝え方,電気の測り方などについて学んだことをまとめる. 授業の到達目標/Expected outcome 1.天文学の発展と現在の天体物理学の基礎概念について興味を持つ。 2.物理学の基礎概念と物理学の応用について興味を持つ。
身に付く力/Special abilities to be attained
科学的な見方や考え方についての理解、科学技術の進歩と人間生活とのかかわりについての認識
履修上の注意/Special notes, cautions
講義資料はmoodle上に公開する。
評価方法/Evaluation
レポート数回:授業中に課題内容と提出期限が指定される.(50%) 小テスト数回:moodle上に小テストが出題される.回答期限がある.(50%) レポートと小テストについての意見交換は終了後にmoodle上でおこなう.
教 材/Text and materials
推薦図書:中村士/岡村定矩『宇宙観5000年史』(東京大学出版会) James T.Shipman 『シップマン自然科学入門 新物理学』(学術図書)
科目名 天文学と私たち~光の実験室・神山天文台~ 英語科目 ナンバリング GHaps206 開講期 集中 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 中道 晶香 授業概要/Course outline 天文学は人類最古の学問と言われるほど、私たち人間とかかわりの深い学問である。 京都産業大学は初代創設者が宇宙物理学者であったということから、天文学には縁のある大学であり、そのシン ボルとして神山天文台を設置し、最新の天文学研究を推進している。宇宙を通して、人類の存在を新たな視点で捉 えることが本講義の目的であり、私たちの置かれている立場と未来を受講者が認識することが講義の到達目標であ る。 また、天文学と社会とのかかわりについて、日本と諸外国の学校教育や社会教育についても紹介する。 京都産業大学神山天文台では、天体からくる光に吸収線や輝線・連続光として刻まれた物理情報を抽出している。 天文台は何をするところなのか、天体からくる光を調べると何がわかるのかを理解し、実感してもらうため、講義 の中で神山天文台からオンライン生中継または動画配信を行い、研究現場を紹介する。スペクトルを観察したり、 分光データ解析の様子や装置開発の現場を見て、天文台で行われている研究を理解し体験することが本講義の特徴 である。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業 オンデマンド授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔教育(ビデオ・オン・デマンド等) ) リアルタイム授業とビデオ・オン・デマンド型の授業とを組み合わせて実施する。両者の比率はほぼ半々の予定 である。 ・実務経験のある教員による授業 公開天文台の研究員として勤務した経験を有する教員が、天文学と社会とのかかわりについて、実情や課題につ いて講義する。ゲスト講師による講義・実験も予定している。スケジュールは初回講義時に案内する。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回 テーマ: 世界の星座 現在では北天と南天合わせて88の星座が採用されているが、日本のキトラ古墳に描かれた星宿や、中国、韓国、 タイ、古代インカなど世界各地の文化と結びついた独自の星座も紹介する。 第2回 テーマ: 天体の運行と月食、日食、西洋と日本の天文学史 地球や月の運行について解説する。月の満ち欠けの復習を行い、月食と日食の仕組みを学ぶ。西洋と日本にお ける天文学が天体の運行を観測することから発達したことを紹介する。 第3回 テーマ: 宇宙の成り立ち: 銀河、銀河団、宇宙の大規模構造 太陽系は銀河の一員であり、銀河は群れて銀河団を形成し、銀河団がどのように分布しているかを調べると、 宇宙の大規模な構造が見えてくる。天体の階層構造のまとめとして、宇宙の構造を俯瞰する。 第4回 テーマ: 私たちの太陽 太陽の活動は約11年周期である。太陽の活動は地球の平均気温を上下させ、地球環境に影響を与えてきた。 太陽がどのようにして輝いているかを学び、地球や太陽系への影響を紹介する。 第5回 テーマ: 星の明るさ、星の温度、恒星の分類 恒星の明るさと表面温度の関係を学び、さまざまな恒星を分類する方法を紹介する。 第6回 テーマ: 望遠鏡と観測装置の仕組み 望遠鏡は、光を集める道具である。天文台からの生中継バックヤードツアーまたは動画配信により、天文台の 望遠鏡と観測装置を遠隔で見学し、動きや仕組みを理解する。 第7回 テーマ: 恒星の一生 I ~中小質量星~ 惑星状星雲、白色矮星 太陽のように自分で輝く恒星は、長い時間が経つと巨星へ進化し、さらに恒星の重さによって異なる一生を送 る。星の一生を、今回と次回の2回に分けて解説する。 第8回 テーマ: 恒星の一生 II ~大質量星~ 中性子星、ブラックホールとは 非常に重い恒星は、巨星へ進化した後に爆発し、その際に中性子星やブラックホールが残る。星の一生の解説 の続編である。近年撮影されたブラックホール・シャドウについても紹介する。 第9回 テーマ: いろいろな惑星、この時期に見える天体 太陽のまわりを回る天体は非常に多い。この授業ではさまざまな惑星の性質を紹介し、当日の星空やこの時期 に見える天体について解説する。 第10回 テーマ: 太陽系小天体、太陽系の形成 太陽と惑星、小惑星、彗星はどのように作られてきたのか、太陽系の形成の歴史を講義する。 1年次
第11回 テーマ: スペクトル(虹)とは、分光観測研究の現場 光は波の性質を持ち、その波長の違いは、色の違いに相当する。天体から届く光のスペクトル(虹)とは何か、 スペクトルを調べると何がわかるのかを講義し、天文台の分光観測で得られたデータを実際に解析している研究現 場を見せる。 第12回 テーマ: 天文教育・普及を考える 天文学は、私達がどこから来て、どこへ行くのかという問いに答えてくれる。天文学は、好奇心や精神的な豊 かさに貢献するだけでなく、社会に対してどのような貢献をしているのか、また今後どのように貢献すべきなのか について、公開天文台や科学館、学校教育における事例を紹介しながら議論する。また、理科の学習指導要領の変 遷と、諸外国の状況も紹介する。 第13回 テーマ: 宇宙膨張の証拠、宇宙の歴史、ダークマターとは 宇宙空間の膨張はどのようにしてわかったのか、ビッグバンの観測的証拠は何かを紹介し、宇宙の歴史を学ぶ。 ダークマターについて紹介する。 第14回 テーマ: 宇宙の未来、ダークエネルギー ダークエネルギーとは何かを解説し、宇宙の未来がどのようになるかを考える。宇宙の未来を決める鍵は何か を示す。 第15回 座談会、質問コーナー ゲスト講師と座談会を実施する。参加者は積極的な発言が望まれる。 なお、ゲスト講師による講義も予定している。神山天文台の予定に合わせて講義の順番を入れ替える可能性がある ため、日時と内容は初日に発表する。
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
[事前学習] ・事前学習として、天文関係の書物(一般啓蒙書でかまわない)を1冊、読破しておくこと。 その疑問を解決しようという意識を持って講義に臨むこと。 ・疑問点について、毎日のリアルタイム授業時に積極的に質問すること。 [事後学習] ・その日のうちに授業全体のまとめを行い、振り返りを行い、毎日の小テストに取り組むこと。広範囲の講義内容 を整理するため、十分な学習時間が必要である。 授業の到達目標/Expected outcome ・天文学の幅広いテーマの基礎を理解し、天文学と人間生活との関わりについて考察することができるようになる。 ・科学的な見方を身につける。つまり、与えられた情報を鵜呑みにせず、論理的に理由を考えて自分で判断する ことができるようになる。
身に付く力/Special abilities to be attained
論理的思考力(論理的分析力、総合的判断力)
態度・志向性(生涯学習力、市民としての社会的責任)
履修上の注意/Special notes, cautions
本科目は集中講義(通年科目)である。 ■実施日: 8月31日(火)~9月3日(金)各日2~5講時の計15講義 ■キャンパスプラザ科目の講義時間のうち2~5講時に実施するが、昼食時間を確保するため、各日ごとに休憩時間 のタイミングを変更する。(※本学とは異なる) 2講時10:50~12:20 3講時13:00~14:30 4講時14:40~16:10 5講時16:20~17:50 評価方法/Evaluation 毎日実施する小テストの合計 100%
教 材/Text and materials
事前学習ではどの本を選んでいただいてもよいが、
事後学習にも末永く使える詳しい良書を挙げると、例えば下記の書籍がある。 ・佐藤 文衛、細川 秀夫 著
『宇宙地球科学』 (講談社 2018年)
・半田 利弘 著 『基礎からわかる天文学』 (誠文堂新光社 2011年) ・岡村 定矩、池内 了、海部 宣男、佐藤 勝彦、永原 裕子 著 『シリーズ現代の天文学 I 人類の住む宇宙』第2版 (日本評論社 2017年)
・Michael A. Seeds, Dana E. Backman 著 有本 信雄 監訳 『最新天文百科: 宇宙・惑星・生命をつなぐサイエンス』 (丸善株式会社 2010年)
科目名 物質と環境入門 英語科目 ナンバリング GHaps203 開講期 春/秋 開講学部等 共通教育科目 配当年次 単位数 2単位 教員名 木村 俊作 授業概要/Course outline 物質科学は、原子や分子のレベルで物質の性質や変化を知ることであり、それを通じて新しい物質の創造を目指す ことができる。このような物質科学は現代の多様な用途に応える材料を提供し、さらに、エネルギーや医療の分野 においても大きく貢献している。このように物質科学は社会を支える根幹の学問であるが、一方、これまでに10万 種にも及ぶ有用な化学物質を作り出し、市場に供給してきた結果、それらの種類と生産・消費量が増えるにつれて 環境へのインパクトも次第に大きくなり、今や軽視できない事態が生じている。そこで、地球環境、食糧生産、エ ネルギーなど、さらには、化学商品や農薬、環境汚染物質、廃棄物などを解説し、ヒトの健康や環境を物質との関 わり合いの観点から理解し、持続的社会形成につながる考え方を習得する。 授業形態,授業方法等/Course form・type 【授業形態】 遠隔授業 (リアルタイム授業) 【授業方法】 講義 ・ICTを活用した授業 (形態:遠隔授業(リアルタイム授業)で、チャット機能を利用して授業時間内に随時質 問を受ける。 ) 第1回から14回の講義概要は、授業内容・授業計画欄に記載した通りである。Teamsを利用した講義であるが、随 時、チャット機能を利用した質問が可能である。また、授業中に教員より質問する場合、チャットでの回答を求 める。回答が必須の場合は、Moodleからの提出を求める場合がある。 授業内容・授業計画/Course description・plan 第1回 テーマ:年間スケジュールと授業概要とイントロダクション 年間の授業のスケジュールを確認し,この授業での到達目標や身につく力について説明をしたあと,環境入門の基 礎となる導入部分について、宇宙の歴史を例にとり解説する。また、SDGsやESGなどの取り組み方に触れて、世界 の動向についても紹介する。 第2回 テーマ:地球環境の生い立ち 47億年と言われる地球の生い立ちを説明し、生命の誕生と多様な生物の発現について解説する。人類の誕生に触れ、 環境の変化について導入として、人為的要因を理解する。 第3回 テーマ:地球の大気環境 オゾンホールについて、化学的要因を理解し、対策とその効果について解説する。環境問題に対する姿勢として、 予防原則の重要性について理解する。 第4回 テーマ:地球の温暖化 温暖化ガスについて、そのメカニズムを太陽光の地球への照射量をベースにエネルギー収支を科学的に理解する。 また、IPCCの報告書を解説し、温暖化対策に対する今後の方針についても考えを深める。 第5回 テーマ:地球の大気汚染 SOX、NOXについて解説し、光化学スモッグの発生原因やオキシダント濃度などの知識を習得する。また、PM2.5な どを解説し、環境問題がグローバルな視点で解決される必要性を理解する。 第6回 テーマ:地球の海洋汚染 化石燃料、シエールオイル、メタンハイドレートなどを解説し、これらを使用するリスクとベネフィットを評価す る。また、海洋が環境維持に果たしている役割の多様性についても理解を深める。 第7回 テーマ:地球の土壌汚染 過去における土壌の農薬汚染等について触れ、食品に含まれる残留農薬などの人体に及ぼす影響について解説する。 有機塩素系農薬とPOPsによる土壌汚染について解説する。土壌汚染についても、グローバルな視点が必要であるこ とを理解する。環境問題についての啓発書、「沈黙の春」や「奪われし未来」、などに触れ、社会に及ぼしたイン パクトについて解説する。 第8回 テーマ:環境ホルモン 地球上には、新たに合成され利用される化学物質が現代文明で年々増加しており、人間の活動に由来する様々な物 質の動きや変化が地球環境の危機を生み出す原因になっている。環境ホルモンと呼ばれる化学物質について、その 問題となった経緯と化学物質が生体に及ぼすメカニズムを解説する。さらに、SPEED’98やExTEND2005など、環境 アセスメントの方法や国の政策について解説する。 第9回 テーマ:化学物質の毒性 化学物質の毒性について、IC50、ADI、NOAELなどの用語を解説することで、毒性の理解を深める。また、HERP指標 を説明し、環境に存在する様々な化学物質に対する曝露について、食品添加物なども含め、安全性の視点からの理 解を深める。 1年次
第10回 テーマ:発癌物質 環境には発癌を誘導する化学物質が存在する。発癌二段階説を解説し、どのような化学物質が発癌に繋がり、また、 発癌を抑制する化合物についても説明する。癌検診における検査方法や、抗がん剤をはじめとする治療方法につい ても、化学あるいは物質の観点から説明する。 第11回 テーマ:持続可能な社会の構築(1) 地球上での食糧生産について、世界各国での農業事情に触れ、食糧自給率の現状を理解する。また、牧畜などと環 境問題とを関連づけて説明する。さらに、将来の人口増加を考えての食糧生産について、肥料の3元素などについ て資源の有限性にも触れて解説する。 第12回 テーマ:持続可能な社会の構築(2) 遺伝子改質技術とGMFは、食糧問題を解決する手段や食糧として期待されている。これらの技術を解説すると共に、 その抱える問題点を理解する。 第13回 テーマ:持続可能な社会の構築(3) 生物多様性について解説し、何故絶滅種が増えているのか、現状を理解する。また、各国が連携して生物多様性を 守る取り組みについて、COPやMOPを例にとり説明する。 第14回 テーマ:持続可能な社会の構築(4)および授業のまとめと振り返り エネルギー問題について解説する。リニューアブルエネルギーにはどのようなものがあるのか、また、発電と蓄電 について今後どのような技術が可能となるか、解説する。また、持続可能な社会構築のための判断基準等について も触れる。第1回から14回までの内容を振り返り、再度要点の確認とまとめを行う。 第15回 テーマ:課題に対する解答の作成 第1回から14回までの授業内容から課題を3題出し、解答を作成すると共に、持続的社会形成についての考え方を確 認し、自らの意見の醸成に繋げる。Moodleから解答を時間内に提出する。
準備学習等(事前・事後学習)/Preparation and assignments
第1回~第14回まで: 【事前学習】Moodleにアップした資料を読み、ウェブ検索なども加えて調べておくこと。(所要時間の目安:120 分) 【事後学習】講義内容をまとめ、さらに自分の意見を持てるように、次回までに復習しておくこと。(所要時間の 目安:120分) 第15回 【事前学習】試験を実施するので、講義全体の内容を復習し、解答の準備を整えておくこと。(所要時間の目安: 240分) 授業の到達目標/Expected outcome 環境について、生い立ちと現状を理解することにより、環境のダイナミクスを知り、物質をベースにして、人間生 活と環境とが密接な関係にあることを深く理解する。持続可能な社会を構築するため、物質科学の観点をベースに 環境問題を考察し、自らの考えを的確に持てるようになること。
身に付く力/Special abilities to be attained
考え方の基礎を身につけ、科学技術の進歩と人間生活とのかかわりについて認識できるようになり、これからのラ イフスタイルについて化学的な見方や考え方ができるようになること。持続的社会形成につながる考え方を、物質 科学をベースに展開できること。
評価方法/Evaluation
第15回の筆記試験(オンライン) 90%、授業で課すレポート10%
教 材/Text and materials