実験レポートの書き方
機械情報工学科
許 宗焄
(実験)レポートとは何か?
◆テーマについて読み手との対話! ◆客観的な根拠のある主張(意見)をする報告書! ◆論理的思考力+表現力=レポート力! 感想文ではない 1.目的 2.理論または原理 3.実験 4.実験結果 5.考察 [参考文献]×
6.参考文献
●レポートの構成
1.「目的」の書き方
How to write “introduction” 実験の目的を簡潔にまとめる
目的だけを読んでも内容が予測できるように!
・
対象の説明
・
重要性
の指摘,
問題点
の明確化
・
実際に行うこと
の説明
What? Why? How?1.「目的」の書き方
How to write “introduction” ●良い例(
凝固点降下の実験
)
1.目的
溶液の凝固温度は一般に純溶媒の凝固温度より低 い.この現象は凝固点降下と呼ばれ,沸点上昇等とと もに多成分系の相平衡の解析に重要である.このた め本実験では,凝固点降下の現象がどのように起こる かを観察する.また実験によって得られた凝固点降下 ΔTから水のモル凝固点降下を求め,その値を文献値 と比較検討する. 重要性の指摘(Why) 実際に行うことの説明 (How) 対象の説明 (What)2.「理論」の書き方
How to write “theory” 実験の目的を達成するために用いた理論または原理 をまとめる 理論の前提条件,仮定,基本的な考え方を示す・
座標・記号の定義
・
モデル
の説明
・理論式の
導出過程
(←簡潔に)
2.「理論」の書き方
How to write “theory” ●良い例(
シミュレーションによる
πの計算
)
ビュフォンの針の問題とは,平行面に引かれた等間隔 の平行線群の上に針を投げたとき,この針が平行線と 交わる確率Pから円周率πを求める問題である.ここで, まずPとπとの関係を導く.平行線間距離を2a,針の長さ を2lとする.・・・・・・ 図1に示すようにy軸をとる. y 2a 0 l l q 図1 針と平行線の関係座標・記号
の定義
基本的な考え方
2.「理論」の書き方
How to write “theory” 針を落とす範囲は特定されないが,・・・・・・一般性は 失われない.したがって,この条件の下では針がy=0の 直線と交わる確率を求めることに帰着する.・・・・・・針と 直線の成す角度をqとすると,針と直線が交わる条件は, ・・・・・・したがって,全確率Pは, となる.この二重積分を実行すれば,次の関係を得る. sin y l q (0 q ). (1) sin 0 0 1 l P dy d a q q
1 (2) 2l aP (3)モデルの説明
理論式の 導出過程 式の番号 をふる3.「実験」の書き方
How to write “experiment” 実験全体の説明(図などで分かりやすく示す)
装置,計測方法・原理,材料,条件等の説明
・実験の詳細(装置型番など)→
再現性
・
箇条書きにしない
・実際に行ったことは
過去形で書く
3.「実験」の書き方
How to write “experiment” 良い例(
演算増幅器
)
3 実験 3.1 反転増幅回路 実験に用いた回路を図1に示す.本図における反 転増幅回路の入力インピーダンスRiを1MΩ及び10 0kΩとし,帰還インピーダンスRfを1MΩとした時の入 力電圧Viと出力電圧Voとの関係を測定した. Vi及び Voの測定には1台のデジタル・マルチメータ(Hioki DM200)を用いて測定した.演算増幅器にはTL081 (NF)を用いた. ・・・・・・実験全体の
説明
実験の詳細
計測方法
4.「結果」の書き方
How to write “results” 実験の事実(データ・解析結果)を分かりや
すく示す
計算過程を示す
観察事項を書く
・データを
表
あるいは
グラフ
でまとめる
・
有効数字
,
単位
(
SI単位系)に注意
・
直線化
の工夫,
対数グラフ
結果の質 生データ→表,グラフ→数式4.「結果」の書き方
How to write “results” 良い例(
液晶対流系のノイズ応答
)
4 結果 4.1 フレデリックス転移 横軸に入力ノイズ電圧(VN), 縦軸に入力正弦波電圧(V)を とり,フレデリックス転移の閾 値を測定した結果を図2に示 す. 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 FT V [V ] V N [V] Fredericks state Homeotropic state 図2 フレデリックス転移閾 値のノイズ依存性データをグラフで
まとめる
4.「結果」の書き方
How to write “results” 良い例(
液晶対流系のノイズ応答
)
4 結果 4.1 フレデリックス転移 横軸に入力ノイズ電圧(VN),縦 軸に入力正弦波電圧(V)をとり, フレデリックス転移の閾値を測 定した結果を図2に示す.フレデ リックス転移閾値(VF)は以下の ノイズ応答性を持つ. 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 FT V 2 [V 2 ] V N 2 [V2] 図2 フレデリックス転移閾 値のノイズ依存性直線化の工夫
2 2 2 0 F N V V bV (4)最小二乗法
4.「結果」の書き方
How to write “results” 良い例(
液晶対流系のノイズ応答
)
周波数 (Hz) パワー (Arb unit.) 122.07 0.013400 244.14 0.013600 366.21 0.013900 488.28 0.014300 610.35 0.014600 732.42 0.014700 854.49 0.014400 976.56 0.013600 122.07 0.013400 244.14 0.013600 … … 表1 ノイズ電圧のパワースペクトルデータを表で
まとめる
有効数字
,
単
位に注意
4.「結果」の書き方
How to write “results” 良い例(
液晶対流系のノイズ応答
)
図3 ノイズ電圧のパワー スペクトル 0 100 5 10-3 1 10-2 2 10-2 0 1 105 2 105 3 105 4 105 5 105 B Frequency f [Hz] P (f) [a rb. u n it] 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 0 1 105 2 105 3 105 4 105 5 105 B Frequency f [Hz] P (f) [a rb. u n it] 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 102 103 104 105 106 B Frequency f [Hz] P (f) [ar b. u ni t]片対数グラフ
両対数グラフ
どうすればデータの情報の 詳細を見せるか?また,直 線に見せるか?4.「結果」の書き方
How to write “results” 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 2 4 6 8 10 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 0 2 4 6 8 10 axy
e
log
log
l g
log
o
ax axy
e
y
y
Y
e
x
e
x
a
b
片対数グラフ
b 傾き:4.「結果」の書き方
How to write “results” 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 5 10 15 20 25 B C ay
x
log
lo
o
g
g
l
o
g
l
ay
y
x
a
a
Y
x
X
2
a
3
a
1 10 100 1000 1 10 100 B C 1 2両対数グラフ
5.「考察」の書き方
How to write “discussion” 考察の視点
判断の根拠
判断の結果
基礎的内容 発展的内容 計測精度 材料の検討 実験条件 変数の影響 理論・文献との比較 結果の解釈 総合的判断 応用の可能性 今後の課題5.「考察」の書き方
How to write “discussion” 以下のようなものは考察にならない. (いずれも頻繁に見かける誤った良くない「考察」の例) 実験方法や内容の説明 →
実験項目へ
「面白かった」「難しかった」「今度はこういうの
をやりたい」 →
感想
「時間がなくてできなかった」「機械が壊れてう
まく動かなかった」→
言い訳
主観的すぎる考え →
科学技術記述は客観性
5.「考察」の書き方
How to write “discussion” ●考察を書くときのポイント 予想
結果
(仮説・理論)との
比較
方法の比較
(条件や実験方法)
誤差
の分析
実験の
問題点及び改善点
結果の
応用
関連する理論の引用
「参考文献」の書き方
How to write “references” ●出現順かアルファベット順 単行本の場合 (1)著者名:書名,発行都市,発行所(発行年). (1)折原宏:液晶の物理,東京,内田老鶴圃(2004), p.234. 雑誌の場合 (2)著者名:論文題目,雑誌名,巻(号),始めのページ (発行年).(2)Jong-Hoon Huh and Shoich Kai: Pure noise-induced pattern formations in a nematic liquid crystal, J. Phys. Soc. Jpn, 78, 043601 (2009).
参考文献,図,表は必ず本
文で1回以上引用しなけれ
科学技術日本語
Technical Japanese ●頻繁に見る(修正したくなる)表現 この A の測定誤差は非常に小さい. → この A の測定誤差は,1% 以内である. かなり良くなった. → 10% の改善が見られた. この半導体結晶の純度は非常に高い.(本当は99.99%) → この半導体結晶の純度は99.99%である. 口語的表現を使わない すごく → 大変に,極めて,著しく いろいろな → 様々な,種々の いい → よい (良い) だから → 従って,すなわち 使う → 用いる,使用する,利用する
科学技術日本語
Technical Japanese ●頻繁に見る(修正したくなる)表現 ロケット A は最も上昇した
.
(この文の意味は自明ではない) → ロケット A は最も高く上昇した.(最高点/極大値が最も高かった) → ロケット A は最も早く上昇した.(上昇した時刻が最も早かった) → ロケット A は最も速く上昇した.(上昇速度が最も大きかった) ○○実験を実験した. →○○実験を行った. ○○を実験した. 図2 に示す図は... →図2 は... このアルゴリズムの実装を行った. →このアルゴリズムを実装した.科学技術日本語
Technical Japanese ●頻繁に見る(修正したくなる)表現 情報量が ×高い・低い ×多い・少ない ○大きい・小さい 確率が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい 可能性が ○高い・低い ×多い・少ない △大きい・小さい 人数が ×高い・低い ○多い・少ない ×大きい・小さい 周波数が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい 次元が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい 次元数が ×高い・低い ○多い・少ない △大きい・小さい 記憶容量が ×高い・低い △多い・少ない ○大きい・小さい
科学技術日本語
Technical Japanese ●頻繁に見る(修正したくなる)表現 本論文では,・・・の実験を行った. → 本研究では,・・・の実験を行った. 本研究では,...について述べる. → 本論文では,・・・について述べる. 本実験では,...について検討した. → 本実験では,...であることが検証された.
●最小二乗法を実際のグラフに使おう!
2 2 2 2 1 2 3 3S
d
d
d
d
これが最小になる 関数を求める! 時間 [s] 位置 [m] 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 0 y ax b 1 d 2 d 3 d d4 直線関数だけ ではない!1.目的
2.理論
定規を使って奇 麗に書く!
同じ計算式の繰り返し → 表でまとめる
同じ計算式の繰り返し → 表でまとめる
文章が完成され ていない
単位を入れるところ
[kW] [kW]
5.考察
考察課題は 「4.結果」か 「5.考察」のところで!
グラフ2→図2 実験3-4 縦軸は何を 示すか? プロットの 大きさ? 直線はどうやって 引いたのか? →最小二乗法? 電圧 [V] 電流 [mA ]
グラフ用紙の端を原点にしない! すべての情報は方眼の範囲内に! 凡例を入れる! 目盛りを付ける! 原点が0である 必要はない! データを線で結ぶ! 図番号とタイトル は必須! 軸の意味 と単位!
★最後に・・・
1.盗作・盗用しないこと!
他人の書いたものを,自分の書いたものとする ことは犯罪である 盗作したレポートは,評価の対象にならない カンニングと同様に不正行為とみなされる●盗作の例
他人のレポートを写す インターネット上の情報を,コピー&ペーストする 論文・本・新聞等を写す★最後に・・・
2.データの捏造・不正加工しないこと!
生のデータを保存する(実験ノート) 客観的の方法でデータを整理する●捏造・不正加工の例
予測される結果に合わせるために,一部のデー タを書き直した 画像の一部を消去したり,不正に加工したりした★最後に・・・
3.不正を行うことは・・・
誠実な受講生と担当教員を裏切ることである 自分の自尊心に関わる犯罪である・〇〇大学 剽窃・盗用防止ガイドライン
・盗作検知ツール
Turnitinの導入
・
楽に得たものは 自分の力にならない.講義資料は、
http://www.phys.mse.kyutech.ac.jp/ huhprofile.htm