初年次ゼミナール理科 31461 火 1 授業の目標・概要 【授業の概要】 31462 火 1 坂田 利弥 授業の目標・概要 ＊Zoomでオンライン受講してください。受講用URLは毎週変わります。 磁気浮上は，将来の高速鉄道への応用に関して注目を集めています．磁気による安定な浮上を実現する代表的な方法として，電磁力と制御技術の使用，超電導，反磁性効果などが知られています．電磁場を直接的に利用した現象である磁気浮上を通じて，目に見えない電磁場を体験的に理解することができます．本ゼミナールでは，科学おもちゃや，カエルを磁気浮上させた実験，超電導体など，様々な磁気浮上現象を題材として，磁気浮上の原理や，安定な浮上を実現する条件を考察します．磁場分布の測定も行い，電磁場を可視化することによって，理解を深めます．各回の講義のはじめに，電磁気学の初歩的な講義も行います．小グループに分かれて，グループ毎に題材を選んで理論的検討や実験を行い，その結果を発表します．電磁気学は，理科系の広い分野と関係しており，本ゼミナールで身につけた電磁気学の理解や，現象をモデル化する技法は，様々な場面で役に立つことが期待されます．本授業は「体験」を目的とすることから基本的に対面で実施しますが，オンライン受講を希望する受講者にも対応できるように課題を設定することを考えています． 【授業の目標】 ・自らの力で課題を定義し，それを解決するプロセスを体験する． ・物理学の理論を，実際の問題の解決に活用するための応用力を養う． ・現象の本質を抽出して単純なモデルで表現し，その振る舞いを考察する技法を身につける． ・自分の考えをまとめて分かりやすくプレゼンテーションする能力を身につける． 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 次の教科書を使用する。／Will use the following textbook 書名 著者（訳者） 東京大学教養教育高度化機構初年次教育部門・増田建・坂口菊恵編 出版社 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 成績評価方法 授業のキーワード 問題発見・解決型、工学／電気電子工学、電磁気学，磁気浮上，小実験 教科書 ガイダンス ＜授業の概要＞ これまで材料科学分野で未解決の課題や将来こんな材料があればといった課題設定に対して調査し議論することで教科書に載っていない問題や社会的意義についてまとめプレゼンテーションを行う。教員から設定された以下の3つのサブテーマに対し、その背景から問題の抽出や発展させるための研究方法などグループに分かれ調査・討議し、最終プレゼンテーションをグループごとに行う。 ＜サブテーマ＞ サブテーマ1「生物に学ぶ機能性高分子材料」 ・人類は古くから自然や生物にヒントを得て材料を開発してきました。近年の分子生物学やナノテクノロジーの進展は生物の分子レベル・ナノレベルでの理解を大きく深めたため、生物模倣技術も新展開を迎えています。本サブテーマでは生物に学ぶ機能性高分子材料の開発例を調査した後、どのような未来材料が考えられるかを議論します。 サブテーマ2「ナノメートルしかないモノをどうやって測る？」 ・電子デバイスはナノメートルのサイズで加工されて高集積化されて動作していますが，これを支えているのは，原子や分子のスケールで正確に構造を制御する材料科学です。この講義ではナノメートルの厚さで形成された材料を正しく評価する様々な測定手法について，その測定原理と装置の仕組みを学び，実際にナノメートルのサイズが正しく計測できることを体感してもらいたい。 サブテーマ3「ものづくりから考える健康診断」 ・糖尿病患者が合併症を引き起こさないためには日頃の血糖値を自己管理する必要があります。また、アレルギーの発症は乳幼児で最も高く、その検査には多くの血液を採取する必要があります。このような自身の健康状態を診断するために様々なテクノロジーを駆使したバイオセンサが使われ、金属、半導体、高分子といった特徴ある機能を持った材料が使われています。本サブテーマでは、ものづくりの視点に立って健康診断の現状と課題について議論したい。 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 バイオセンサ、ナノバイオ融合 プリントを配布する。／Will distribute handouts 書名 著者（訳者） 東京大学教養教育高度化機構初年次教育部門・増田建・坂口菊恵編 出版社 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 成績評価方法 授業のキーワード 授業のタイプ：問題発見・解決型、学術分野：ナノバイオ・材料工学、バイオマテリアル、ナノテクノロジー、教科書 ガイダンス 科学の技法：アクティブラーニングで学ぶ初年次ゼミナール理科 東京大学出版会 科学の技法：東京大学「初年次ゼミナール理科」テキスト 東京大学出版会 体験で学ぶ電磁気学 ナノバイオ・ディープテック 関野 正樹 工学部 工学部
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