熊本大学エ学部附属ものづくり創浩融合エ学教育センター平成１９年度年次報告書
その場観察-セルフチェック式学生実験の開発
マテリアルエ学科実験実習科目検討ＷＧ 小塚敏之、安藤新二、横井裕之
講義することによって概ね達成できる．しかし，３つ 目の目標達成に関して，オシロスコープの画面を３名 程度しか一度に見ることができない，座標の読み取り
ミスに気がつかないという問題点が生じる
そこで,外部CRTへ出力することで磁化曲線を班全員に その場で見せながら着眼点の解説が可能となり，デジ タルオシロスコープの導入により，測定点の座標表示 を正確に学生に提示し，座標の読み取り方を容易にセ ルフチェックできるようになった．
１．はじめに
マテリアルエ学科では学科独自の導入教育等で高 校までの勉学からの転換教育を行っているが，講義の 理解度が低迷したままの学生も少なからず存在するの も事実であるJABEE等の教育評価において指摘され るまでもなく，学科で一致団結して弛まない教育シス テムに対する改善努力を行っており，特に，実験実習 科目の充実，改善には最も力を注いでいるところであ る．その学科方針と本事業の方向性は一致しており，
これまでに多くのプロジェクトを完結させてきた結果，
直接「ものをつくる」こと，直接「ものを見る」こと が，実験しているその場において視覚や触覚での体得 につながり，実験の理解に最も効果的であることがわ かってきた．図１にマテリアルエ学科の実験実習科目 と今回のプロジェクトの位置づけを示す．
マテリアル戴霞澱にお'iﾌﾞる実験露慧料劇
マテリアルエ学実験
攪鍛識…繕學櫻.､醗口騨繩蕊_圏ニレ
片
Fr､
￣-ア■宍午仏
㎡窪:出鍜－，房､ﾕﾃﾞﾂﾞ
滞辮蕊()：
蕊
母謬";鱒､
~｢,.、,．抄.‐
鱗ｌｉ芋浮ｊ
･銭・沿憲と．￣
雫醗糟･ぜ画
凋鰻:'1…
1.-A守企叶已Ｗ汀却n.u
iiili蕊f魁？iｼ:
ザ
露
、噸::殿殿
壁瞳騨:翠蛭。
駁鶚奔爾卿！…蕊…#…
鱗？…蕊:W… 図２磁化曲線の測定の実験風景
~唾LfiiiiJ蕊 学生へのアンケート結果もその場観察の導入に関して 有効であったという意見が１CO％，セルフチェックの 導入に関して有効であったという意見が７５％,わから ないが２５％で有効でなかったと答えた者はいなかっ た．
図１マテリアルエ学科の実験自習科目
本プロジェクトは対象となっているマテリアルエ学 実験「基礎編」「応用編」の中の７つの実験項目に適用 する予定であったが，これらは２００７年後期，２０ ０８年前期を通じて行うものであり，今回は，全体の 中間報告として
○磁性材料の磁化過程
○ラウエ法による結晶方位解析
○低温モデル実験による一方向凝固の観察
について，試験的に行ったものも含めて，その場観察一 セルフチェック式実験手法の効果を紹介する
３．ラウエ法による結晶方位解析
この実験項目の最大の目標は，講義で学んだ結晶回 折による結晶方位の決定方法を習得することであり，
実際のラウエ斑点になれていない学生は理解不足のま ま実験を終わってしなうことが多かった．レポートて 出の段階でそれが判明しても，既に遅く，いかに実験 したその場で指導することが重要であるかを痛感して いた．今回は，ポラロイドカメラとＸ戦フイルムを利 用し，その場で３分程度でラウエ斑点の写真を評価で きるような装置を組み上げた，
写真はスキャナーで人数分コピーされ，学生はただ ちに,WUlffnetとトレーシングペーパーで結晶方位を 解析する教員の解析結果も同時に提示され，学生は ２．磁性材料の磁化過程
この実験項目の目標は，
・磁性材料の交流磁気特'性測定法の原理と手法の習得
･各種磁性材料の磁気的性質の特徴理解
・オシロスコープによる波形計測法の習得
であり，最初の２つは講義の復習を兼ねて，その場で
7２
熊本大学エ学部附属ものづくり創造融合エ学教育センター平成１９年度年次報告書
セルフチェソクを行う． 卜の成長やチャンネル生成を拡大し，モニターで確認 することができるようにした．実験では目視により注 目するべき箇所を決定し，その部分をモニターで詳細 に観察するように指導した．
また，パソコンでの２次元測定ソフトにより、デン ドライトのサイズ、間隔等を測定できるようにして，
デンドライトの写真等の解析結果を各自のメモリに記 '億させ，レポート作成の一助となるようにした
１１
鰯i議鍵議譲:蕊蕊
：
鶴鍵鐵図３ポライド式ラウエ写真機 鍵
辻鱗
ｌｉｉ１１ｉ１ｉｉｉｉｉｉｉｉiiiii鱸:蕊;ｉ鱸辮鰄;；
ﾌｧｲﾙ<E〉投影図○ｵﾌﾟｼｮﾝ｡ ;鱸鱸鑪鑪iiii;iiii;iiii
回転「）
‘童
画z０．｜
'“角度設定！
Ｃｏ
ｏ。。
。 。。。。ｃｏｃｏ
。。。
。。
。Ｃ Ｏｏ Ｓｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ
ｏｏｏｏ（ケ
○・・瓜》恥圷添評詫》》い，
。。◎
砂鍋姻蝿哉。・・恥恥鍜。（恥飛翔咽・
＠。。。
●●●●。
。◎ｃｏｏ⑨。。●ａ）。。●。。。。●●
●●
。
。。。。・・・・イゲ・・匂
Ｏｏ６ＤｏｃｃｏｏｏＣＣ●⑪。』。』）８０
口。。◎・為》漆感》琿魏》》銀・
ｏｏ ｏｏｏｏｏＧ▼ ゲｃｏｃｏＣｏｏｏｏｏｃｗ
ｏｏｏ。。Ｃ
Ｏｏｏ
Ｏｏ ｏｏｏｏｏｏｏ
ｏｏＣ
ｏ Ｃ
ｏ□
騨
Y方向のtﾛきぐ
-27
Z方向の1k膳「〉１３ 図５マイクロスコープによるデンドライトの観察
鍵繊！
5も番号ON/OFFＩ 指数ON/OＦＦｉ
:塾
il繍繍i鱗Ｉ１ｉ
図４ラウエスポットと標準投影図に重ねた図
その場セルフチェック手順
･手書きで試行錯誤による解析をさせる．
lii灘蕊蕊
僻と塩､館･解析用のソフ ﾄをActiveBasicで開発 (市販品は高 蟻懲轤蕊驫 価）
･解析結果が正しいかを，ソフトを利用してチェック．
本手法はステレオ投影による解析方法を説明する場合 にも利用できる
鍵
鑿
雛 蕊議驚辮霧蕊
熱
４．NH4Clの一方向凝固 藍
この実験項目の主な目標は，
・組成的過冷とデンドライト成長の観察．
・一方向凝固における結晶形態の理解．
・凝固距離を測定によるルート則の確認．
・共存層内でのチャンネル生成の観察．
であり，ほとんど観察主体の実験であるといえる 本実験では，講義で学んだ凝固界面の不安定，性とそれ に基づくデンドライト成長を学生自身の目で見て確認 することが重要であると考えているしかし，デンド ライトのサイズは02ｍｍ程度で，肉眼で確認できる ものの学生と説明する教員が同じ認識であるかどうか の確認がとれないまた，デンドライト層に生成する チャンネルもよりその確認が困難で，その場でしっか り確認させることが問題点となっていた．今回，ハン ディタイプのマイクロスコープを導入し，デンドライ
心酔 I⑥
図５デンドライトとチャンネル
５゜まとめ
くその場観察を導入して得られたこと＞
Ｌ学生と教員が同一の画面を見ながら、その場で説 明を受けることにより、理解が不＋分な点や誤解 をなくすることができる．
２．視覚に訴えることで、実験内容や実験操作そのも のに対する関心が向上する．
＜今後の展開＞
対象となっている実験科目は２科目で１年間であるの で、引き続き、前期の実験においてもその効果を確認 する予定。
7３
苗思騨i鰯i讃i醗瀦篭麹』R鍵蕊鍵：i瀞鑑識霞鶴議iii鍵議i鱸鰯需灘鵜鱸鰯溌i醗露罵露偏爾iii再Tl霧『
方イル⑪轄思曽画○
.麓「）
、、出二Ｊ ｡､Ｑ、
ロゼz0.--ｊ
】蛎角度塗！
Y方向の(【鱈?）：
２７ Z方iSyDP膳「）：
１３
ｵﾌﾟﾂｮﾛﾉ｡
口 ｡
｡｡｡｡⑲ｅ､qｅ
ｄｐＣｓ％
。。。。：。。。。
。｡’／蝋１軌：鼈｡ｏ
ｅ⑨､｡□｡｡⑩
。‘:｡:｡。。：:澱１．．． ．．゜:：。。。：:｡。。
｡｡。ｃｃＣｃ。●●Ｃｅ｡､｡○口
