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科目名 電気電子要論【MR】 
科目名(英字) Electric and Electronic Engineering 
ナンバリング MPCB19 
年次 1年次 
単位数
期間 前期 
担当者

村川 一雄(ムラカワ カズオ)




授業のねら
い・概要
 近年、IoT(Internet of Things)やSociety 5.0(第5次産業革命)など社会環境の変化に伴い、多様な産業分野で電気・電子工学技術を活用した製品・サービスが出現している。この結果、電気・電子工学に係る発明やノウハウなどの知的財産が、大学や企業などにおいて大量に生み出されており、その多くはビジネスで活用されている。したがって、この知的財産を創造し、保護、活用することは極めて重要なミッションとなっている。

 本講義では、知的財産分野に携わる者(知財人材)として、電気・電子工学に関する幅広い技術に関する基礎知識を身に付けることを目標とする。具体的には、電気現象・磁気現象、電気物性・電気材料、半導体、集積回路、情報通信方式、信頼性評価、情報理論の基礎技術や関連する特許を理解し、あわせて、ものづくりセンタの近藤隆路先生による図面作成に有益な3Dキャド技術の講義と演習を含め、知財人材として必要不可欠な技術の基礎を涵養する。

 本講義は、メディア対応講義である。 
授業計画
テーマ 内容・方法等 予習/復習
第1回 ガイダンス  電気・電子工学の全体を俯瞰し、電気・電子工学の応用事例について概観する。  □予習:電気・電子工学の利用先やその関連特許について講義資料やインターネットで調べ、課題や疑問点をまとめておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、電気・電子工学の応用先や関連知財についてまとめ、そのポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第2回 電気現象  オームの法則やキルヒホッフの法則などの電気現象の基礎となる原理や動作について理解し、その概要を説明できる。  □予習:講義資料を読み、重要となるオームの法則についてWEB等を活用し、その基本方程式について調べておき、どの点の理解が難しいか予め調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、課題問題に取組むことで、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第3回 磁気現象  アンペアの法則やローレンツ力などの磁気現象の原理や動作について理解し、その概要を説明できる。  □予習:講義資料を読み、磁気現象の基礎となるアンペアの法則をWEB等で調べ、どのような原理と効果があるか調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、アンペアの法則とローレンツ力の関係とその利用方法についてまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第4回 エネルギー変換・スマートグリッド技術  再生可能エネルギーと従来型のエネルギー変換技術および省エネに関するスマートグリッドを代表とするエコロジー技術を理解し、その概要を説明できる。  □予習:WEB等を活用し、省エネんに向けたスマートグリッドの要素技術(太陽光発電や風力発電)について調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、スマートグリッドを実現するには何がキー技術となるかまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第5回 固体物性と材料特性  抵抗や導電材料、半導体、絶縁体、磁性体などの特徴を知るうえで重要となる固体物性と材料特性について理解し、その概要を説明できる。  □予習:講義資料を読み、固体物性と材料特性において分子構造やポテンシャルエネルギ(位置エネルギに近い)についてWEB等で調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、抵抗や半導体、絶縁体の違いについて整理し、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第6回 半導体基礎技術  ダイオード、トランジスタ、LEDなど半導体技術の基礎ついて理解し、その概要を説明できる。最新の技術の理解促進のため、外部講師を予定する。  □予習:講義資料を読み、ダイオードの構造とその特徴についてWEB等で調べ、整流効果(スイッチ効果)について調べておくことこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、ダイオードやトランジスタなどの構造と特徴を整理しその特徴や用途をまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第7回 半導体集積回路技術  メモリやIC、LSIなどの集積回路技術の基礎について理解し、その概要を説明できる。最新の集積回路技術の理解促進のため、外部講師を予定する。  □予習:講義資料を読み、ICとは何かWEB等で調べ、その構造や動作について理解しておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、ICやLSI、メモリの特徴や用途についてまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。90分) 
第8回 論理回路技術  論理関数や論理回路などのIC関連の原理と基礎を理解し、その概要を説明できる。  □予習:講義資料を読み、WEB等を活用し論理回路の基礎となるAND回路とOR回路の特徴を調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、複数の論理回路の動作や論理回路を論理関数についてまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第9回 情報通信技術  アナログ・デジタル、符号化、情報伝送、情報の数量化、符号化、誤り訂正などの技術概要を理解し、その概要を説明できる。  □予習:講義資料を読み、情報通信におけるアナログをデジタルに変化する必要性や記号を符号化することの意義と狙いを調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、符号化と符号誤り、その訂正方式についてまとめ、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第10回 信頼性評価技術  機械やシステムの信頼性評価に関する技術概要を理解し、その概要を説明できる。  □□予習:講義資料を読み、機械やシステムでは故障発生が前提であり、その信頼性の考え方について調べておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、システムの信頼性をモデルや数式で表現する課題を通して、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第11回 プログラム言語の基礎  人工知能言語として知られるPythonプログラムの基礎を理解し、動作環境を構築し、基本動作を確認できる。  □予習:講義資料を事前に読み、マイコン動作環境をPC上に準備しておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、提出課題を実現させるプログラムを実現することでその動作を確認し、理解の定着を図ること。(90分) 
第12回 プログラム作成演習  Pythonプログラム言語を使って、簡単なプログラムを作成し、その動作を説明できる。  □予習:講義資料を事前に読み、マイコン動作環境をPC上に準備しておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、提出課題を実現させるプログラムを実現することでその動作を確認し、理解の定着を図ること。(90分) 
第13回 3Dキャド技術の基礎
(ものづくりセンタ 近藤隆路先生) 
図面作成の3Dキャドの基礎を学び、アプリを用いて簡単な図面の作成を図り、3Dプリンタ技術の基本を説明できる。  □予習:講義資料やWEB等を参考に3Dキャドのアプリを理解しておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、3Dキャドの機能や操作方法をまとめ、、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第14回 3Dキャド技術の演習
(ものづくりセンタ 近藤隆路先生) 
指定された対象を3Dキャドで図面化し、それを3Dプリンタで出力することで、3Dプリンタの出力技術の概要を説明できる。  □3Dキャドのアプリの操作を理解し、複雑な操作方法について理解しておくこと(90分)
□復習:設計図面と出力結果の比較を図り、3Dキャドの操作時の注意点をまとめ、、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
第15回 総括と課題発表  これまでの講義の全体総括を図り、技術全般の理解を図るとともに、自身の関心のある技術についてまとめ、講義内で発表することでできる。  □予習:講義資料を事前に読み、技術全般について内容を確認しておくこと(90分)
□復習:講義資料を読み返し、個別技術の重要な点について再確認しあわせて、ポイントをノートに記録し理解の定着を図ること。(90分) 
到達目標
以下に示される項目を達成することを、ミニマムリクワイヤメントとする。

(a) 電気現象・磁気現象・電気物性・電子材料について理解し、説明できる。
(b) 半導体デバイスの動作や原理について理解し、説明できる。
(c) 情報理論や音声・画像処理などの原理や仕組みについて理解し、説明できる。
(d) 有線・無線伝送や発変電・送配電の動作や原理について理解し、説明できる。
(e) クラウドネットワーク、スマートグリッド、暗号、人工知能などの原理について理解し、説明できる。
(f) 暗号技術、人工知能・機械学習技術の基礎を理解し、その原理を説明できる。
(g) 3Dキャドの基礎と操作を説明できる。
(g) 自身が興味ある技術について調べ、発表を通して、その概要を説明できる。 
評価方法
講義への参加姿勢や貢献度を踏まえ、平常点15%、講義で出される演習への取組み具合35%、課題発表への取組み具合50%の割合で総合的に評価する。 
成績評価
基準
到達目標(a)~(h)を達成できていない場合には、本単位を取得できない(欠格条件)。
目標達成の程度を勘案し、総合的に判断し、以下のように評価する。

総合点 90~100 評価「A」:
総合点 80~89 評価「B」:
総合点 70~79 評価「C」:
総合点 60~69 評価「D」
総合点 0~59 評価「F」

(注)評価の結果は、「A」~「D」を合格、「F」を不合格とする。なお、到達目標(a)~(h)について必要最低限を理解し、講義や演習等での発表や発言、質疑応答などを踏まえ成績評価を総合的に判断する。 
教科書
書名 著者名 出版社名
1. プリント(毎回配布予定)     
参考書
書名 著者名 出版社名
1. わかりやすい電気・電子回路  田頭 功  共立出版株式会社 
2. 世界を変えた発明と特許  石井 正  ちくま書房 
受講心得
電気、物理、数学などの基礎知識が無くても理解できるよう講義を組み立てているので、苦手意識や先入観を持つことなく講義にに取組んでほしい。講義資料として教科書とプリントを利用するが、ノートを積極的に活用し、自分なりの理解を図ることが有効であり、復習は理解促進に有効である。提出された課題の中で誤解や不正解の多かった点は授業内で解説するので、理解に努め疑問点を解消すること。マイコン回路作成やプログラム作成の演習に積極的に取り組み、コンピュータの動作について理解を促進すること。なお、本科目はメディア授業対応である。 
オフィス
アワー
本講義は、毎週土曜日2限目である。なお、質問や相談などは適宜、メールでの対応のほか、水曜日~金曜日の5限目、研究室での個別対応可能である。 
実践的教育
【実践的教育】企業勤務経験の教員が、企業における重要な技術の一つであるエレクトロニクスの基礎について、網羅的かつ分かりやすく講義を行う。