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特別研究A

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令和元年度以前入学者 特別研究A
教員名 石田浩
単位数    3 学年    4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 前期 履修区分 必修
授業の形態 対面授業
BlackboardのコースID：20221496
授業概要 物理学の最先端研究を通じての物理の理解・実践、物理センスの獲得を目指す
授業のねらい・到達目標 （ねらい）
最先端の物理学を進展させるには様々な能力が必要であり、文献検索能力・批判的読解力・プレゼンテーション能力・質疑応答力・問題発見能力・問題解決力などを身につける。物理学研究を通じて物理センスを獲得できる。
（到達目標）
学修から得られた豊かな知識と教養、及び、自己の倫理観に基づいて、科学技術が直面する倫理的課題を説明することができる。(A-1-3)
世界諸国の歴史、経済、文化、政治などの背景を理解し、国際社会が直面している問題を科学の視点から説明することができる。(A-2-3)
物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、その本質を捉えたうえで他者を説得させることができる。(A-3-4)
日常生活における現象に潜む科学的問題を発見し、専門的知識に加えて独自性を持って、解決することができる。(A-4-4)
新しい問題に取り組むために、必要な情報を収集し、それを分析して用いることができる。(A-5-3)
本学部のスケールメリットを活かし、どのような状況においても多種多様な背景を持つ人々の説明の趣旨を理解し、自分の専門的知識を正しく分かりやすく提供することができる。(A-6-4)
様々な集団活動において、積極的にリーダーシップ及び指導力を発揮して、他者と協働して作業することができる。(A-7-4)
学修活動に関する自己分析のほか、他者からの評価を謙虚に受け止め、今後の学修活動に活かすことができる。(A-8-4)
この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP1~8及びカリキュラムポリシーCP1~8に対応している。
授業の方法 授業の形式【講義＋演習】
学科計算機室またはセミナー室での対面授業を主体とする。場合によっては、zoom meetingによるオンライン型授業、オンデマンド型（授業テキストおよび音声ファイル配信）の遠隔授業を組み合わせる。
授業計画
1 ガイダンス：授業テーマや到達目標および授業の方法について説明する。(A-6）
【事前学習】これまでの物理の学修内容を復習しておく （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）に注意事項をまとめる （３時間）
2 エクセルによる数値微分計算：1階微分の近似式を学ぶ。(A-1知識・教養）
【事前学習】先輩の書いた特別研究レポートを読んでおく （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）に研究テーマをまとめる （３時間）
3 エクセルによる数値微分計算：2階微分の近似式を学ぶ。(A-1知識・教養）
【事前学習】論文検索方法を調べておく （２時間）
【事後学習】学術図書・学術雑誌を読み始める （３時間）
4 エクセルを用いて1電子のシュレーディンガー方程式を解く（井戸型ポテンシャル）。（A-3論理的・批判力
【事前学習】学術図書・学術雑誌の疑問点をまとめておく （２時間）
【事後学習】セミナー発表準備をする （３時間）
5 エクセルを用いて1電子のシュレーディンガー方程式を解く（調和振動子）。（A-3論理的・批判力)
【事前学習】セミナー発表練習をする （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）に質問内容などをまとめる （３時間）
6 エクセルを用いて1電子のシュレーディンガー方程式を解く（水素原子s波）。（A-3論理的・批判力）
【事前学習】ガイダンスでの注意事項を復習する （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
7 エクセルを用いて1電子のシュレーディンガー方程式を解く（水素原子p, d波）。（A-3論理的・批判力）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
8 Visual Basic for Application (VBA)を用いてプログラミングを学ぶ（変数、四則演算）(A-1知識・教養）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
9 VBA言語を用いてプログラミングを学ぶ（繰り返し構文、条件分岐）(A-1知識・教養）
【事前学習】研究成果をグラフや表にまとめておく （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）に新方法をまとめる （３時間）
10 VBA言語を用いて量子井戸、調和振動子のシュレーディンガー方程式を解くプログラムを作成する。固有エネルギーの計算を自動化するアルゴリズムを考える。（A-5挑戦力）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
11 VBA言語を用いて水素原子のシュレーディンガー方程式を解くプログラムを作成する。計算結果をグラフ化するプログラムを作成する。（A-5挑戦力）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
12 量子化学計算プログラムのGaussViewとGaussianの使い方を学ぶ。(A-1知識・教養）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
13 GaussViewとGaussianを使って原子のイオン化エネルギーを計算して実験と比較する。（A-5挑戦力）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
14 GaussViewとGaussianを使って2原子分子、10原子以下の有機分子の分子軌道を計算する。（A-5挑戦力）
【事前学習】研究における改善方法・工夫を考える （２時間）
【事後学習】研究ノート（実験ノート）にまとめる （３時間）
15 研究レポート作成：研究内容を代々残すために文章を作成する。（A-8省察力）
【事前学習】研究成果をグラフや表にまとめておく （２時間）
【事後学習】誤字誤植など文章を校正する （３時間）
その他
教科書 なし
参考書 なし
成績評価の方法及び基準 授業参画度(100%)
授業参画度は毎回の研究室での活動であり、レポートやプレゼンテーションなどの課題も含まれる。対面授業に参加できない場合は、BlackBoard上のテストおよび課題提出状況により評価します。
オフィスアワー 授業内容に関する質問は学科事務室または、Blackboard上のメールで受け付けます。前者の場合は、時間を調整して、物理学科図書室または本館1階で応対します。後者の場合は、zoomを用いてオンラインで対応します。

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