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実験レポートの書き方
機械情報工学科
許 宗焄
2015.11.6
（実験）レポートとは何か？
◆テーマについて読み手との対話！
◆客観的な根拠のある主張（意見）をする報告書！
◆論理的思考力＋表現力＝レポート力！
感想文ではない
１．目的
２．理論または原理
３．実験
４．実験結果
５．考察
[参考文献] ６．参考文献 ×
●レポートの構成
１．「目的」の書き方 How to write “introduction”
実験の目的を簡潔にまとめる
目的だけを読んでも内容が予測できるように！
・対象の説明
・重要性の指摘，問題点の明確化
・実際に行うことの説明
What?
Why?
How?
１．「目的」の書き方 How to write “introduction”
●良い例（凝固点降下の実験）
１．目的
溶液の凝固温度は一般に純溶媒の凝固温度より低い．この現象は凝固点降下と呼ばれ，沸点上昇等とともに多成分系の相平衡の解析に重要である．このため本実験では，凝固点降下の現象がどのように起こるかを観察する．また実験によって得られた凝固点降下ΔTから水のモル凝固点降下を求め，その値を文献値と比較検討する．
重要性の指摘(Why) 実際に行うことの説明
(How)
対象の説明(What)
２．「理論」の書き方 How to write “theory”
実験の目的を達成するために用いた理論または原理をまとめる
理論の前提条件，仮定，基本的な考え方を示す
・座標・記号の定義
・モデルの説明
・理論式の導出過程（←簡潔に）
？
２．「理論」の書き方 How to write “theory”
●良い例（シミュレーションによるπの計算）
ビュフォンの針の問題とは，平行面に引かれた等間隔の平行線群の上に針を投げたとき，この針が平行線と交わる確率Pから円周率πを求める問題である．ここで，まずPとπとの関係を導く．平行線間距離を2a，針の長さを2lとする．・・・・・・ 図１に示すようにy軸をとる．
y
2a
0 l
l
q
図１ 針と平行線の関係
座標・記号の定義
基本的な考え方
２．「理論」の書き方 How to write “theory”
針を落とす範囲は特定されないが，・・・・・・一般性は失われない．したがって，この条件の下では針がy=0の
直線と交わる確率を求めることに帰着する．・・・・・・針と直線の成す角度をqとすると，針と直線が交わる条件は，
・・・・・・したがって，全確率Pは，
となる．この二重積分を実行すれば，次の関係を得る．
siny l q q (0 ). （１）
sin
0 0
1l
P dy da
q
q
1 （２）
2l
aP （３）
モデルの説明
理論式の導出過程
式の番号をふる
３．「実験」の書き方 How to write “experiment”
実験全体の説明（図などで分かりやすく示す）
装置，計測方法・原理，材料，条件等の説明
・実験の詳細（装置型番など）→再現性
・箇条書きにしない
・実際に行ったことは過去形で書く
３．「実験」の書き方 How to write “experiment”
良い例（演算増幅器） 3 実験
3.1 反転増幅回路
実験に用いた回路を図１に示す．本図における反転増幅回路の入力インピーダンスRiを１MΩ及び１００ｋΩとし，帰還インピーダンスRfを１MΩとした時の入力電圧Viと出力電圧Voとの関係を測定した． Vi及びVoの測定には1台のデジタル・マルチメータ(Hioki DM200)を用いて測定した．演算増幅器にはTL081（NF）を用いた． ・・・・・・
実験全体の説明
実験の詳細 計測方法
４．「結果」の書き方 How to write “results”
実験の事実（データ・解析結果）を分かりやすく示す
計算過程を示す
観察事項を書く
・データを表あるいはグラフでまとめる
・有効数字，単位（SI単位系）に注意
・直線化の工夫，対数グラフ
結果の質
生データ→表，グラフ→数式
４．「結果」の書き方 How to write “results”
良い例（液晶対流系のノイズ応答）
4 結果
4.1 フレデリックス転移
横軸に入力ノイズ電圧（VN），縦軸に入力正弦波電圧(V)を
とり，フレデリックス転移の閾値を測定した結果を図２に示す．
0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 4 5
FT
V [
V]
VN
[V]
Fredericks state
Homeotropic
state
図２ フレデリックス転移閾値のノイズ依存性
データをグラフでまとめる
４．「結果」の書き方 How to write “results”
良い例（液晶対流系のノイズ応答）
4 結果
4.1 フレデリックス転移
横軸に入力ノイズ電圧(VN)，縦軸に入力正弦波電圧(V)をとり，フレデリックス転移の閾値を測定した結果を図２に示す．フレデリックス転移閾値(VF)は以下のノイズ応答性を持つ．
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20
FT
V2[V
2]
VN
2[V
2]
図２ フレデリックス転移閾値のノイズ依存性
直線化の工夫
2 2 2
0F NV V bV （４）
最小二乗法
４．「結果」の書き方 How to write “results”
良い例（液晶対流系のノイズ応答）
周波数 （Hz) パワー （Arb unit.）
122.07 0.013400
244.14 0.013600
366.21 0.013900
488.28 0.014300
610.35 0.014600
732.42 0.014700
854.49 0.014400
976.56 0.013600
122.07 0.013400
244.14 0.013600
…
…
表１ ノイズ電圧のパワースペクトル
データを表でまとめる
有効数字，単位に注意
４．「結果」の書き方 How to write “results”
良い例（液晶対流系のノイズ応答）
図３ ノイズ電圧のパワースペクトル
0 100
5 10-3
1 10-2
2 10-2
0 1 105
2 105
3 105
4 105
5 105
B
Frequency f [Hz]
P(f
) [a
rb. u
nit
]
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
0 1 105
2 105
3 105
4 105
5 105
B
Frequency f [Hz]
P(f
) [a
rb.
unit
]
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
102
103
104
105
106
B
Frequency f [Hz]
P(f
) [a
rb. u
nit
]
片対数グラフ 両対数グラフ
どうすればデータの情報の詳細を見せるか？また，直
線に見せるか？
４．「結果」の書き方 How to write “results”
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 2 4 6 8 100.0001
0.001
0.01
0.1
1
0 2 4 6 8 10
axy e
log log
l glog o
ax
ax
y e
y
y
Y
e
x e
x
a
b
片対数グラフ
b傾き：
４．「結果」の書き方 How to write “results”
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 5 10 15 20 25
BC
ay x
log lo
og
g
lo gl
a
y
y x
a
aY
x
X
2a 3a
1
10
100
1000
1 10 100
BC
１
２
両対数グラフ
５．「考察」の書き方 How to write “discussion”
考察の視点
判断の根拠
判断の結果
基礎的内容 発展的内容
計測精度
材料の検討
実験条件
変数の影響
理論・文献との比較
結果の解釈
総合的判断
応用の可能性
今後の課題
５．「考察」の書き方 How to write “discussion”
以下のようなものは考察にならない． （いずれも頻繁に見かける誤った良くない「考察」の例）
実験方法や内容の説明 →実験項目へ
「面白かった」「難しかった」「今度はこういうのをやりたい」 →感想
「時間がなくてできなかった」「機械が壊れてうまく動かなかった」→言い訳
主観的すぎる考え →科学技術記述は客観性
５．「考察」の書き方 How to write “discussion”
●考察を書くときのポイント
予想結果（仮説・理論）との比較
方法の比較（条件や実験方法）
誤差の分析
実験の問題点及び改善点
結果の応用
関連する理論の引用
「参考文献」の書き方 How to write “references”
●出現順かアルファベット順
単行本の場合
（１）著者名：書名，発行都市，発行所（発行年）．
（１）折原宏：液晶の物理，東京，内田老鶴圃（２００４）, p.234．
雑誌の場合
（２）著者名：論文題目，雑誌名，巻(号)，始めのページ（発行年）．
（２）Jong-Hoon Huh and Shoich Kai: Pure noise-induced pattern formations in a nematic liquid crystal, J. Phys. Soc. Jpn, 78, 043601 (2009).
参考文献，図，表は必ず本文で1回以上引用しなけれ
ばならない！
科学技術日本語 Technical Japanese
●頻繁に見る（修正したくなる）表現
この A の測定誤差は非常に小さい．
→ この A の測定誤差は，1% 以内である．
かなり良くなった．
→ 10% の改善が見られた．
この半導体結晶の純度は非常に高い．(本当は99.99%)
→ この半導体結晶の純度は99.99%である．
口語的表現を使わない
すごく → 大変に，極めて，著しく いろいろな → 様々な，種々の
いい → よい (良い)
だから → 従って，すなわち
使う → 用いる，使用する，利用する
科学技術日本語 Technical Japanese
●頻繁に見る（修正したくなる）表現
ロケット A は最も上昇した．(この文の意味は自明ではない)
→ ロケット A は最も高く上昇した．(最高点/極大値が最も高かった)
→ ロケット A は最も早く上昇した．(上昇した時刻が最も早かった)
→ ロケット A は最も速く上昇した．(上昇速度が最も大きかった)
○○実験を実験した．
→○○実験を行った． ○○を実験した．
図２ に示す図は...
→図２ は...
このアルゴリズムの実装を行った．
→このアルゴリズムを実装した．
科学技術日本語 Technical Japanese
●頻繁に見る（修正したくなる）表現
情報量が ×高い・低い ×多い・少ない ○大きい・小さい
確率が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい
可能性が ○高い・低い ×多い・少ない △大きい・小さい
人数が ×高い・低い ○多い・少ない ×大きい・小さい
周波数が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい
次元が ○高い・低い ×多い・少ない ×大きい・小さい
次元数が ×高い・低い ○多い・少ない △大きい・小さい
記憶容量が ×高い・低い △多い・少ない ○大きい・小さい
科学技術日本語 Technical Japanese
●頻繁に見る（修正したくなる）表現
本論文では，・・・の実験を行った．
→ 本研究では，・・・の実験を行った．
本研究では，．．．について述べる．
→ 本論文では，・・・について述べる．
本実験では，．．．について検討した．
→ 本実験では，．．．であることが検証された．
●最小二乗法を実際のグラフに使おう！
2 2 2 2
1 2 3 3S d d d d
これが最小になる 関数を求める！ 時間 [s]
位置
[m
]
1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
0
y ax b
1d2d
3d 4d
直線関数だけ ではない！
1．目的
2．理論
2.1 おもりの衝突実験
定規を使って奇麗に書く！
同じ計算式の繰り返し → 表でまとめる
同じ計算式の繰り返し → 表でまとめる
文章が完成されていない
となる。
単位を入れるところ
[kW] [kW]
有効数字に注意
5．考察
考察課題は 「４．結果」か「５．考察」のところで！
グラフ２→図２ 実験３－４
縦軸は何を示すか？
プロットの大きさ？
直線はどうやって引いたのか？
→最小二乗法？
電圧 [V]
電流
[mA
]
グラフ用紙の端を原点にしない！ すべての情報は方眼の範囲内に！
凡例を入れる！
目盛りを付ける！ 原点が０である 必要はない！
データを線で結ぶ！
図番号とタイトル は必須！
軸の意味 と単位！
★最後に・・・
１．盗作・盗用しないこと！ 他人の書いたものを，自分の書いたものとすることは犯罪である
盗作したレポートは，評価の対象にならない カンニングと同様に不正行為とみなされる
●盗作の例
他人のレポートを写す インターネット上の情報を，コピー＆ペーストする 論文・本・新聞等を写す
★最後に・・・
２．データの捏造・不正加工しないこと！ 生のデータを保存する（実験ノート） 客観的の方法でデータを整理する
●捏造・不正加工の例
予測される結果に合わせるために，一部のデータを書き直した
画像の一部を消去したり，不正に加工したりした
★最後に・・・
３．不正を行うことは・・・
誠実な受講生と担当教員を裏切ることである
自分の自尊心に関わる犯罪である
・〇〇大学 剽窃・盗用防止ガイドライン ・盗作検知ツール Turnitinの導入 ・
楽に得たものは 自分の力にならない．
講義資料は、
http://www.phys.mse.kyutech.ac.jp/huhprofile.htm
・情報基礎実験Ｉ（1年後期） 2015年度＿参考資料