文科省大学院教育改革支援プログラム
実践的テクノロジスト育成プログラム

大学院産学連携科目「危機・限界体験特別実験」について

このプログラムの目的と方向性

このプログラムでは、これまでの基礎知識としての講義、専門研究のための修士論文研究、オリジナリティを開発するElementary Teaching Laboratory（ＥＴＬ）に加え、「危機・限界」を知るための実験プログラムを行なうものです。高度研究者・技術者養成には、専門性の高い知識、研究能力が求められることは言うまでもありませんが、研究開発のリーダーシップをとる人は、使用しているシステム、素子の限界を知り、それがfailした後の事象も予測できなくては、責任ある指示、誘導を行うことができないでしょう。そのためには、危機・限界を数多く経験させて、その現象を物理として理解し、さらに予測できる計測手法、制御系を提案できる能力を養う教育が必要と考えました。

しかし、このような能力は“うまくいく実験”を繰り返しても得られません。もちろん、従来の修士・博士論文研究においては、個々の研究での失敗体験が教えになることはあったでしょう。しかし、広範囲な分野で“失敗”実験や“危機・限界”を体験できることは不可能でした。材料科学など一部の分野を除き、危機、限界を教育題材とすることも少ないのです。そこで、本プログラムでは、意味ある“失敗”を体験させ、その現象を観測、解析させる教育を行う教育プログラムを構築します。この“危機・限界”の問題は、光科学分野だけではなく他分野でも共通している問題でしょう。そのため、本プログラムがテストケースとして、幅広く発展させることを考えています。

社会に求められる高度な人材育成：　

本学が考える社会が求める高度技術者・研究者は、単に、既存分野での知識だけではなく、創造性を持ち、新しい領域での開発研究に挑戦し続けることも必要です。新しい開発研究では、使われている個々の素子の性能限界や、限界に達した後に起きることも知らなければならないでしょう。特に、一般社会では、失敗を極力せず、効率よく目的を達成することが最良とされます。そのため、営利を求めない大学でこそ、この要請にあった教育が可能です。また、大学院生は、学部教育の卒業研究などを通し、研究に参加した経験を持ち、いくつかの限界も目の前にしている場合が多々有ります。“意味のある失敗”を教育する効果はもっとも高い時期であると考えています。

一方、レーザーは、すでに現代の科学技術の様々な分野に利用されています。ピックアップ用半導体レーザーは年間1人当たり1台以上生産され、光通信においても、情報量の増大、伝達の遠距離化にともない高出力レーザーが使われるようになりました。このような中で、光科学およびレーザー科学を中心とした危機・限界体験教育は、今まさに社会の要請がある部分であり、さらに、危機・限界を体験教育する手法そのものも国内では初めてのものです。その意味で、このプログラムは、社会のニーズに合った人材を育成できると考えています。

具体的かつ実現性の高いプログラム：　

このプログラムでは、危機・限界を体験させ、異常な現象の測定と、その後に起きる現象の観測を行う実験、さらに、安全教育、危機・限界機構、危機・限界モニタ計測法の講義をセットとしています。受講する学生の皆さんにとっては、予測不能な破壊、限界での危険を体験・認識する機会を持つことができます。具体的に、現在試行が行なわれているテーマとしては、研究上の構成要素である配管用チューブの過加圧による破裂させる実験、電気回路の基本要素である電解コンデンサに許容電圧の数倍の印加電圧をかけて破壊させる実験、ガラス基板表面への局所的レーザー熱入力により破壊させる実験などがあります。