専門基礎

地球応用数学

地球資源環境学を専門として微分積分学や微分方程式などの応用数学を道具として使用する立場から、微分積分学の基礎および微分方程式を中心とした 応用数学の基礎について講義・演習を行い、基礎力を養うことを目的とします。

1)微分法および積分法における基本概念(定義、諸計算公式)を理解し、微分法(積の微分公式、合成関数の微分、偏微分など)および 積分法(置換積分、部分積分、重積分など)の基本的な計算技法を修得する。

2)微分積分法の応用問題を通じて、微分法積分法を応用できる力を身に付ける。

3)諸分野で広範に利用されている微分方程式について、その基礎概念を理解し、基本的な微分方程式の解析法を理解する。

4)ベクトル解析の基本事項の概念を理解する。

なお、この講義は、地球資源環境学科の学習・教育到達目標のC-1に対応します。

微分積分学の基礎、微分方程式の基礎と解法、ベクトル解析の基礎を応用する立場からわかりやすく解説し、基本的な問題に絞って演習を行います。

  1. 講義内容の説明
  2. 関数1(1・2・3次関数、指数関数、対数関数)
  3. 関数2(三角比、三角関数)
  4. 極限(数列の極限、関数の極限、極限値の計算)
  5. 微分法の基礎1(導関数の定義、微分法の演算法則)
  6. 微分法の基礎2(基本関数の微分)
  7. 微分法の応用1(高階導関数、関数の増減と極値)
  8. 微分法の応用2(偏微分法)
  9. 微分法のまとめ
  10. 積分法の基礎1(積分の定義、積分法則)
  11. 積分法の基礎2(基本関数の積分公式)
  12. 積分法の基礎3(部分積分法、置換積分法)
  13. 積分法の応用1(面積、二重積分、体積)
  14. 積分法の応用2(微分方程式の基本、1階常微分方程式)
  15. 積分法のまとめ
  16. 期末試験
地球基礎物理学

本授業は高校で物理学を履修した人にはそれを地球科学に適用するための整理と準備を,また物理学を履修しなかった人には地球科学に必要な 物理学を理解してもらうことを目的とします。
力学を中心とした高校レベル~大学初級レベルの物理学をマスターし,地球資源環境学の具体的な問題に応用できるようになることを目標とします。
なお,この科目は地球資源環境学科の「学習・教育到達目標」C-1(自然科学・数学・情報技術の素養とその応用)に対応します.

概要:
地球資源環境学科の専門科目には地球とその構成物を物理学の視点でとらえるものが少なくありません。とくに構造地質学や 工学系科目の理解には物理学の基礎が不可欠です。このため,ここでは物理学の基礎を具体例とともに学びます。

  1. 講義概要の説明,地球科学と物理学(担当:汪)
  2. 位置,変位(担当:汪)
  3. 速度・加速度(担当:汪)
  4. 質点に対する力の釣合い・運動の法則(担当:汪)
  5. 運動の例・放物運動(担当:小暮)
  6. 運動の例・摩擦のある運動,単振動(担当:小暮)
  7. 曲線上の運動・円運動(担当:小暮)
  8. 単振り子(担当:小暮)
  9. 仕事とエネルギー(担当:小暮)
  10. 運動量(担当:小暮)
  11. 角運動量・モーメント(担当:小暮)
  12. 剛体に対する力の釣合い(担当:汪)
  13. 弾性体、応力、ひずみ(担当:汪)
  14. 流体の問題(担当:汪)
  15. 波の伝搬,反射・屈折(担当:汪)
  16. 期末試験
地球基礎化学

地球科学的現象や岩石・鉱物・化石・生物遺骸などを理解するために必要な化学的基礎知識を修得する事を目的とするが、一般的な基礎化学としても一定の範囲をカバーします。 基礎化学の中では特に地球化学に関する大学教養程度の知識を修得し、化学の知識を地球科学にどのように役立てるかについて基礎的知識の理解を深めます。

主に無機化学・有機化学について地球化学に関する大学教養程度の知識を修得し,化学の知識を地球科学にどのように役立てるかの基礎的知識を 習得する事を目標とします。なお,この講義は地球資源環境学科の学習教育到達目標のC-1(自然科学・数学・情報技術の素養と応用)に対応します。

地球科学的現象・物質の理解の基礎となる化学一般の以下の基礎的内容について講義します。毎回、授業内容の演習問題プリントを課し、提出してもらいます。

  1. (I.元素・化合物の性質)地球に存在する重要な元素とその性質
  2. イオン結合・共有結合・金属結合・電気陰性度
  3. 酸化と還元(Eh-Hp)
  4. 状態図(水と二酸化炭素)、コロイド
  5. 溶解度積、ルシャトリエの原理、電子軌道
  6. 電子軌道、(II.化学熱力学(化学平衡論の基礎))内部エネルギー1
  7. 内部エネルギー2、仕事
  8. エンタルピー
  9. 熱化学方程式と結合エネルギー
  10. エントロピー(その1:エントロピーとは?)
  11. エントロピー(その2:エントロピーとP、V、Tの関係)
  12. ギブスの自由エネルギー、エンタルピー・エントロピー・ギブス自由エネルギーの関係の理解
  13. (III.反応速度論)平衡定数(ΔGとの関係)、化学ポテンシャル
  14. フガシティー・活量・相律
  15. 反応速度論(低温の変化および平衡から平衡への変化)
  16. 期末試験
地球物質科学概論

固体地球を中心として,地球システムの構成要素,構成物質,物質循環等の入門的解説を行い,地球物質システム学分野を中心とした 本学科の専門教育を学ぶための基礎知識と学力を向上させることを目的にしています。

上記授業目的の他,JABEEの学習・教育到達目標の(C)地質学・地球科学に関する基礎的な内容を理解し,応用していくための自然科学, 数学,情報技術に関する基礎的能力 (C-2) 地質学・地球科学全般に関する基礎知識を修得することに対応しています。

  1. 講義内容や講義方法
    テキスト・参考図書等の紹介
    講義全体のスコープ,地球物質システムの中の岩石・鉱物, 資源,地球環境,自然災害
  2. 太陽系としての地球
    銀河系,太陽系,惑星,地球,地球の形成過程
  3. 地球の構成
    地球の層状構造(核,マントル,地殻)と不連続面,超プルーム,プルーム・テクトニクス,メガリス,ペロブスカイト
  4. 地球・惑星構成物質の最小単位-鉱物
    鉱物の定義と性質
  5. 鉱物の化学組成
    鉱物の化学分析,鉱物の化学組成,化学式,固溶体
  6. 結晶の形態の規則性
    結晶系,結晶面,結晶の形の対称性
  7. 鉱物の分類
    ケイ酸塩鉱物,酸化鉱物,硫化鉱物など
    ケイ酸塩鉱物の分類
  8. 主要造岩鉱物(1)
    カンラン石,輝石,角閃石,雲母,斜長石,カリ長石,シリカ鉱物,アルミノケイ酸塩鉱物
  9. 主要造岩鉱物(2)
  10. 火成岩と火成作用(1)
    マグマと火成岩,日本列島と火成岩,火山と火山岩,深成岩,火成岩の産状と種類,火成岩の構成鉱物,マグマ活動
  11. 火成岩と火成作用(2)
    マグマと火成岩,日本列島と火成岩,火山と火山岩,深成岩,火成岩の産状と種類,火成岩の構成鉱物,マグマ活動
  12. 変成岩と変成作用
    変成作用と変成岩,日本列島と変成岩,変成岩の産状と種類,変成岩の構成鉱物
  13. 地球と資源
    火成作用と金属資源,変成作用と金属資源,堆積作用と資源
  14. 地球表層部の物質循環
    海洋地殻の形成,海洋地殻の沈み込み,スラブ,火山前線,マントルウェッジ,リソスフェア,アセノスフェア,前弧,背弧
  15. 地球システムの進化
    地球の時代区分,創世期の地球,海洋と大陸の形成,始原大気と大気の進化,生物の出現と進化,現在の地球
  16. 期末試験
地球環境科学概論

地球表層の様々な環境についてその形成史と変遷,人間活動とのかかわりについて理解を深め,今後の地球の環境保全とあるべき姿について考えます。

地球表層の環境の形成とその経過を海洋と大陸の進化に関連させて理解する。
特に両者のインターフェースは生物を育んできた重要な場であり,人類も大きな恵みについて考える。
その環境の相次ぐ汚染,破壊と消滅について環境倫理を含め論述できる。地球環境や資源について理解していること、 および人間活動との相互の関係についても考察できること。(学習教育到達目標、B, C, E, H)。

  1. 地球環境とは
  2. 環境地質学の基礎
  3. 海洋の構造と大循環
  4. 海洋と大陸の相互作用
  5. 造山運動,侵食,堆積作用
  6. 堆積物と堆積環境
  7. 陸棚から深海へ
  8. 大陸と海洋のインターフェース
  9. 干潟の環境と生態系
  10. マングローブの発達と環境
  11. 地球規模でおこる海面変動
  12. 失われる海岸線,環境保全とは
  13. 環境倫理とは
  14. 地球のあるべき姿をめぐって
  15. まとめ
  16. 期末試験
自然災害工学概論

本授業は地球資源環境学科における自然災害工学系専門教育科目への入門となるものです。岩石・岩盤・土の物理的性質を理解するとともに, 自然災害の発生にかかわる地質プロセスの理解することを目的とします.

この科目は,地球資源環境学科の「学習・教育到達目標」C-2(地質学・地球科学全般に関する基礎知識)に対応します.地球資源環境学科の自然災害工学系専門科目(自然災害と土質・岩盤工学,地下水挙動等に関する科目)へのステップとしてその学問体系とともに 基礎的部分を理解・修得することを目標とします.

概要:
地球の表層を構成する岩石,岩盤,土の物理的・力学的諸性質を講義したうえ,その時間的変化をそこで起こっている地質プロセスとの関係で考えていきます。 こうしたことを背景に,自然災害を理解するとともに地球科学と土木工学・土質工学との接点を概観していきます。

  1. 講義概要の説明,鉱物・岩石・岩盤・土の認識
  2. 岩石の密度と間隙率
  3. 岩石・岩盤の透水性
  4. 岩石・岩盤の変形性と強度
  5. 土の諸性質
  6. 表流水と地下水
  7. 地質プロセスと地質ハザード・自然災害
  8. 風化による岩石・岩盤の諸性質の時間的変化
  9. 地形変化と土砂移動
  10. 構造運動と火山活動
  11. 活断層・地震・地震災害
  12. 火山活動と火山災害
  13. 様々な地質調査方法
  14. 地質ハザードと環境変化を考慮した工学
  15. 工学の世界
  16. 期末試験
地球資源環境学セミナー

集中実施,事前・事後学習は講義と演習、野外実習(合宿1泊)は演習・実習を主とする。

地球資源環境学の基礎的な学習を通して、学生との対話で、大学で勉強をすることの意味について考えられるようになる。 話せること、説明すること、議論できることなどコミュニケーション能力が重要であることを理解させる。 将来どのような仕事や活動に取り組んでいくのか、自分の夢やビジョンを持つことの大切さ(自己のキャリアデザイン)について考える糸口になるようにする。 また、学習したことがキャリア形成につながり、キャリアの幅の広さと深さ、それらを実現するための知識、能力、経験などについても考えていくようになる。

(達成度)
1)学生がこれから学ぶことを理解しやすくして,学習のガイドとなり、モチベーションをもたせる。(この評価は難しいですが)
2)学生と教員との間で、学習目標や評価についての情報交換が容易となる。
3)教員同士で、学習目標や進度について、共通の理解をもつ。

授業の内容
1)大学生活、学習、大学とは、授業の受け方、大学と社会、
2)自然科学とは、地球科学、理学と応用科学、(少し)科学の方法など
3)授業や今後の学習につながるように

 

事前学習
1)合宿のための準備、野外合宿地の情報の収集、地域の情報など
2)合宿地周辺の地球資源環境学に関する情報の収集
3)学習のためのグループ討論

合宿
1)大学とは
2)大学での学習とは
3)大学4年間の進め方、授業で学ぶこと、自然科学、理学と応用
4)合宿地の地球資源環境学に関する実習、演習
5)学習のまとめ

事後学習
1)合宿のまとめ
2)何を見たか、記録・記述する能力、何を学んだか(記載することの意味、重要性)
3)事前と事後で変わった意識(意欲、考え方、)
4)自然科学、地球科学とはどんな、イメージは、
5)物事の捉え方について何か分ったことは(方法)
6)学問とはを考える糸口

地球科学基礎演習

一般的な地質現象について野外・室内での実習を通じて,地形の見方,地層の観察法,岩石・化石の観察法など多様な 野外地質調査方法の修得と調査結果の総合的判断を行える基礎的能力を身につけること.
野外実習を通じて,調査における安全確保,調査時の行動に関するモラルを身につけること.

地球資源環境学科の「学習・教育到達目標」の(A),すなわち野外地質調査の方法の修得と調査結果を総合的に解析する能力を身につけることです.
主に野外に出て,地質調査に必要な簡易測量法,クリノメーターや岩石ハンマーを用いた調査法を学びながらいろいろな地質現象が見られる露頭や博物館を見学します。

  1. オリエンテーション
  2. 地形図の利用,地形図上で位置方位を読む,風土記の丘(大学バス)
  3. 簡易測量,ルート図を書けるようにする,楽山公園(現地集合)
  4. 地形と地質,地図上の位置(地形・環境),嵩山(現地集合)
  5. 岩石の種類,主な堆積岩,火成岩,変成岩の観察,室内
  6. 地層と化石,野外での地層と化石の観察,御津海岸(大学バス)
  7. 地層の走向・傾斜,地層の走向・傾斜の測定法の修得,須々海海岸(大学バス)
  8. 地質構造,断層と褶曲の観察,惣津海岸(大学バス)
  9. ルート調査の基礎,ルート沿いに露出する地層の記載,宇井海岸(大学バス)
  10. 凝灰岩の堆積相,火砕岩の特徴・石割り,笠浦海岸(大学バス)
  11. 水底火成活動,火成岩の産状・柱状節理の観察,加賀・桂島(大学バス)
  12. 溶岩トンネル,溶岩・スコリアの観察,大根島(大学バス)
  13. 深成岩の産状,造岩鉱物の観察,菅田公園(現地集合)
  14. 材料としての岩石,石材現場の見学・加工,来待石博物舘(現地集合)
  15. 試験(走向,傾斜の測定法,地図への記入法)
地球科学基礎演習の写真

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