機械工学科って何を学ぶの?現役大学院生が教えます!

機械

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みなさんこんにちは!
みやごんです。

将来はエンジニアになりたいけど、機械工学科って何を学ぶんだろう、何をするんだろう?って疑問がある人は多いんじゃないでしょうか?

実際僕もそうでした。

そんな人たちに向けて、僕が大学で学んできたことを全てお伝えしようと思います!

機械工学科に進むとどんなことを学べるかがわかるのでぜひごらんください(∗•ω•∗)

機械工学科 大学1年生

大学1年生では主に共通教育というものを学びます。

僕の大学では、1年生後期になるまで機械工学の知識である専門科目はありませんでした。

実際に必要な単位を載せておきます。
機械工学科 カリキュラム

共通教育

共通教育とは、専門に関係なく履修するもので、一般的な教養を学びます。

この共通教育科目の中には、外国語、理科、心理学、乗り物、歴史などの科目があり、その中で外国語を何単位、一般教養を何単位などの数が決められており、それらの単位数を満たすことができるならどの授業でも取ることが可能です。

ただし、必修科目というものは必ず取らなければならないため、我慢して受ける必要があります。

英語の単位は必須で、僕の大学では6単位必要です。(2012年入学の場合)

単位の制度ですが、基本的に前期を通して授業を受けた場合には、一つの科目で2単位取得することができます。

つまり、前期で3つの科目を受けた場合、6単位取得することができます。(例外はいっぱいあります)

英語が6単位必要なので簡単にいうと3つの英語の授業を取れば達成することができます。

また、僕が1年生の時にはTOEICの受験が必須で、500点取れば2単位、600点取れば4単位タダでもらえるので、英語ができる人はそれだけで授業数が少なくなっていました。

英語の必修科目が4単位あったので、500点を達成していればそれだけで英語の単位はクリアとなります。

僕は今でこそTOEIC700点を達成していますが、当時は435点だったので別に英語の授業を受ける必要がありました。もっと勉強しとけばよかった笑

TOEIC700点取った【勉強法】についてかく

2017.08.12

僕が履修した授業を覚えている限りで並べます。

・英語
・ドイツ語
・化学
・物理学実験(基礎専門ではあるが専門ではない)
・物理
・数学
・地学
・知の広場(偉い人の話聞いてレポート書く)
・観光と交通
・遊園地とレジャー
・スポーツ実習(テニス)
・運動健康化学

その他諸々です!

心理学とかとってみたかったんですけど、人気すぎて抽選に落ちちゃったんですよね。。

せっかくいろんな授業を取れる期間なので受けたい授業をどんどん受けるのがいいと思います!

ちなみに物理は高校でやる暗記科目のようなものではなく、微分積分を使って問題を解くもう少し高度なやつです。

機械工学科だけが使うものではないので専門科目に含まれていません。

専門科目に突入

1年生後期に入ると専門科目が現れました!

僕が受けた専門科目は4つ。

・熱力学
・流体力学
・線形代数
・機械航空工業数理

です。

線形代数はなぜ専門科目に入っているか不明です。。

機械航空工業数理は名前は難しいんですけど、物理学の応用問題を解きまくる授業です。

航空って名前が入っているのは僕が航空宇宙コースに所属していたからです。航空って入っていますが全くないように関係ありません笑

そして熱力学と流体力学ですが、これは機械工学科に入ると、日本中どこの大学でも学びます!!

実はこれらの科目は4力と呼ばれるもので、機械工学の基礎となる科目なのです。

4力の内容は以下の4つです。

・熱力学
・流体力学
・機械力学
・材料力学

専門科目ではなく、基礎専門科目として勉強してきた物理学、数学を使ってこれらの専門科目を勉強していくわけですね。

なので機械工学科へ進学したいと考えてる人は物理学と数学はおろそかにしない方がいいです!

たまに高校と大学の数学は全然違うよっていう教師もいますが、高校で数学を理解しておくと大学での勉強に役に立つので無視してください。

熱力学

熱力学は高校で学んだものと同じような内容が出てきます。

エネルギー保存則とかですね。

違いは、証明するってことです。

大学の機械工学科では実際に高校で使用してきた公式を証明する必要があります!

と言っても某山口の大学ではそんな高度な問題は解いてないんですけどね笑

実際に熱力学が必要となる場面を学ぶことができるので、とても大切な科目です。

流体力学

流体力学は高校で学ぶことがないので完全に新しい科目となります。

名前の通り気体や液体の流れについて学びます。

パイプの中がどうなっているかがよくわかります。

流体

液体がドロドロだったらこういう力が発生するけど、サラサラだったらどうなる?なども全部理解することができます。

人間の中に流れている血液も流体なので、人体の仕組みに関する知識も得ることができます!

ただし、かなり難しい科目となっています。

先生によるとまだまだ論理的に説明できないこともあるそうなので、未知の分野を開拓したい人は流体力学専門の道に進むのもアリかと思います!

機械工学科 大学2年生

大学2年生ではほとんど専門科目を履修することになります。

主に以下のような内容となります。

・応用解析
・常微分方程式
・機械力学
・材料力学
・機械工作学
・機械基礎製図
・プログラミング基礎
・ものづくり創成実習
・基礎電気工学

他にもありますが大体こんな感じです!

機械力学

4力に含まれている機械力学を2年生で学び始めました。

機械力学とは別名振動力学とも呼ばれており、物体の振動について学ぶ科目となっています。

世界中に存在するほぼ全ての物質は振動が発生します。

人がテーブルを叩けばテーブルは振動しますし、車が走れば車体は振動します。携帯がなっても振動は発生します。

振動 機械工学科

つまり機械力学を制するものは世界中のすべての物質を制することができます!

なんて面白いんでしょう。

僕には理解不能な科目です。

研究の中で振動に関することをやっているので、他の研究室の人たちよりは振動について理解しているつもりですがそれでもさっぱりです。

やはり物体を制するのは並外れたことではないんでしょう。

理解できれば楽しい科目なので機械工を目指すのであれば一度調べてみてください(∗•ω•∗)

材料力学

4力のラスト、材料力学も学びます。

材料力学は物質が曲がったり伸びたりなど、変形について学ぶ科目です。

線路が夏は伸びてしまうって話を聞いたことがありませんか?

その原理についても材料力学を勉強することで理解することができます!

線路

フレームが柔らかくて曲げても折れないメガネの仕組みも解明できます!

この科目は他の4力と比べても理解しやすいのでテストで点は取りやすいですよ(∗•ω•∗)

機械基礎製図

ここまでくると少し機械工っぽくなります。

製図
画像参照:リンク

ねじや機械の本体など、実際に使用するものを手書きします。

寸法を完璧にしなければならないのでかなり大変な作業となります。

この作成した図を見て部品を作成するので、ここで間違えてしまうと全てが水の泡となってしまうわけですね。

プログラミング基礎

機械工においてもプログラミングを学びます。

機械を設計する際にいきなり部品を作成して実験を行うとなるとコストがかかってしまいます。

そのため、実際の部品をコンピュータ内で作成し、シミュレーションを行う必要があります。

その際にプログラミングの知識が必要となるわけです。

今大学院修士2年ですが、研究においても使いまくっているのでしっかり勉強しておいた方がいいでしょう。

ちなみにプログラミングには言語というものがありますが、僕が使用しているのはc++というやつです。

他にもJava、php、R、Pythonなどいろんな言語があるのですが、理解すればスマフォのアプリや人工知能などを作成することも可能なので、勉強して損はない科目です!

ものづくり創成実習

この授業では実際にものづくりを行います。

僕たちは火薬を使用したロケットを設計しました。

単にロケットを飛ばすだけでなく、ロケットに取り付けた小型飛行機が飛ぶところまで設計しなければならないので結構大変な授業でした笑

大変ではありますが、他の授業と比べてダントツに楽しいです!!

やっぱり機械を作りたくてこの学科に来ているわけなので実際のものづくりは楽しいですよね。

3人チームで力を合わせてロケット作成に取り組みました。

2回飛ばすチャンスがあり1回目が終わると修正して2回目に挑むことができます。

1回目、見事に失敗。
ロケットが噴射して0.1秒後ぐらいに地面に激突しました。。。

ロケットの羽が少なく、回転時の安定性が少なかったことが理由と考えられました。

そこで羽を増やして2回目に挑戦!

1回目に比べて確実に上に上昇させることができました。

小型飛行機も無事に飛び、全チーム中2位の結果となったので、嬉しかったことを覚えています。

いい経験ができました!

その他

他はおまけみたいなものなので割愛します笑

ただし全ての授業を全力で取り組むことが大切なので、全てに意味があると思って授業に取り組みましょう!

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機械工学科 大学3年生

大学生活も後半に突入します!

この時期が一番大変なのではないでしょうか。。。

以下が3年生で行う内容です。

・4力
・演習
・CAD(製図)
・実験
・研究室体験

他にもサブはありますが印象が強いのがこれらです。

特に実験はやばかった。。。

順に説明していきます!

4力

2年生までで学んだ4力のさらに高度な内容を勉強していきます!

流体は意味わからない式がいっぱい出て来たり、機械力学は振動する物体が1個から2個に増えたりとかなり難しくなります。

僕の大学では機械工の留年率は大体30%と高くなっていますが、これもその理由の一つでしょう。

演習

この授業では今まで勉強した科目の応用問題を解いていきます!

今まで勉強したことなんて大体忘れていることが多いので、基礎を固め直すいい機会でもあります。

そして落とした場合はほぼ留年確定という辛い授業でもあります。。

たった一つの単位が原因で留年してしまうこともよくあるので、しっかりと勉強し直すことが大事ですね(∗•ω•∗)

CAD

CADはコンピュータで行う製図のことです。

機械を扱う企業に入ると必須のスキルとなりますね。

僕はこの授業を受けた時に手書きの製図をする意味がわかりませんでした笑

CADだけでいいやん!

実際手書きなんてしてるとこないと思います。

企業に勤めた場合に一番役に立つスキルなので、しっかりと励んでください!

実験

ここが最大の難関です。

機械工っぽくて楽しいように聞こえる実験。

実験自体は辛くありません。むしろ楽しい時もあります。

何が辛いかというと、、、

最大100枚のレポート提出です。

しかも期限は一週間。

しかも手書き。

腱鞘炎になること間違いなしです笑

実験の内容について、概要、目的、原理、方法、結果、考察、まとめなどの項目をせっせと書いていきます。

この中で最も大切な項目が考察です。

考察以外は教科書に載っているので書くことはしんどくても考える必要がありません。

ただし考察は出て来た結果について論理的に考えなければならないのでとても大変なのです。

このレポートを提出した後には各教員の方々とディスカッションを行い、教員のokが出るまで修正し続けなければなりません。

考察以外はみんな同じことを書くのでほとんど読まれないので考察をしっかり書いていないと何度もディスカッションをやり直すことになります。

考えるだけでも大変ですよね笑

しかもこの実験5個もあるんです。

ディスカッションが長引いてしまうと、次の実験が始まってしまい、2個同時にレポートをしなければなりません。

僕の友達は最大3個のレポートを同時にやっていました笑

間違いなく機械工最大の難関と言えるでしょう!(作業量的に)

研究室体験

この授業では数ある研究室の中から2つの研究室を体験できます。

ただ、勝手に研究室を決められるので好きな研究室を体験できるわけではありませんでした。

僕が体験したのは、計測系の研究室と生体系の研究室です。

計測系の研究室は研究室の中でも楽と言われている研究室で、授業の内容としても英語の論文を訳すだけの楽な授業でした。

問題は生体系の研究室。

この研究室は一番しんどいと言われている研究室で現在僕が所属しているところでもあります。

この研究室には厳しい教員の方がいて、機械工の中でもその先生厳しさは有名でした。

授業の担当もその先生だったのですが、何を考えていたのでしょう、僕は初日から遅刻してしまいました笑

その結果、授業で出たレポートが5倍の量になってしまいます。

もともと大変なレポートだった上に僕は実験の時期と被っており、全部で150枚を超えるレポートを手書きしました。

辛かった!

それは置いといて、研究室体験と言いながら特に体験はしてない授業でしたね笑

3年生はこんな感じでした!

機械工学科 大学4年生

大学4年生になると研究室に配属し、卒業論文に向けての研究が始まります!

僕の大学では研究室は12個存在し、そこから選ぶのですが、もし決められた人数よりも希望人数が多い場合には違う研究室に飛ばされる可能性が出て来ます。

そして誰が飛ばされるかというと、成績の低い人です。

なので3年までの授業は頑張っておきましょう!

僕が選んだ研究室は上でも記述したように一番しんどい研究室で人気がなかったので余裕で入ることができました。

研究室を選んだ基準

この研究室を選んだ理由は主に二つあります。

⑴医療に興味があった

⑵しんどさを乗り越える精神力を身につけたかった

⑴に関してですが、生体系の研究室というだけあって、生体関連の機械について研究を行っています。これは医療機器のことですね。

僕は父を亡くしていたり、母がガンにかかっていたことから医療に興味があったので選んだっていうのが一つ目の理由です。

当時医龍という漫画を読んでいたこともありますが。。笑

そして⑵の理由はそのままです。

僕は結構メンタルが弱い節があり、やることをサボってしまうという欠点がありました。

これらを解消するために自らをしんどい場所に置こうと思ったのです!

結果的に今の研究室で満足してます。

研究ってどんなことをするの?

僕の研究は、脳波を使って”集中しているかどうか“などを調べる研究です。

それって機械工なの?ってなるかもしれませんが、集中度合を把握することができれば、居眠り運転を妨げるシステムなどの応用に繋げることができるので一応機械工です笑

振動系の式も扱っているので許してください。

Duffing
参照:wikipedia

こんなやつです。

研究は何をするかですが、基本的に実験→解析→考察の繰り返しです。

これはほとんどの研究に言えることだと思います。

実験を行い、その結果が仮定した理論値と合っているか検証、違っていた場合にはなぜ違っていたかを考える。そして再度実験。

これがすべての基本となります。

研究が始まると、いかに普段において何も考えてないかを思い知らされました。

それほど考えることって多いんですよね。

ボールを地面に落としたら弾みますが、じゃあなんで弾むか?この部分を考える必要があります。

さらに、弾んだことは正しいと言えるのか?まで考えなければなりません。

考えたこともないことを考えるので、かなり白毛の数も増えましたが、今しか経験できないことなのでいいかなって思ってます!

論理的な文章の書き方やプレゼン方法も覚えられる

背景→目的→方法→結果→考察→まとめっていう論文の基本的な書き方を身に付けることができます。

また、それらの研究内容を発表する機会があるため、プレゼンテーションの能力も身につきます。

この二つの能力は将来的にも必要な能力なので、本気で取り組むべきだと思います!

僕は4年の頃に比べるとかなりプレゼン資料の作り方は上手くなったんじゃないかなーって思います。

自画自賛ではありますが、それくらいしている自信はあります笑

まとめ

機械工学科では何をするのかを具体的に書いて来ました。

・大学1年生:共通教育と専門科目を少し。

・大学2年生:機械の基礎である4力と実際のものづくり体験及び手書きの製図。

・大学3年生:演習、CAD及び実験。

・大学4年生:研究。

が主な内容となります。

留年率も高い学科ではありますが、そのぶん就職率は高く、専門性を身につけることができる学科です。

学校によっては推薦で大企業に行くことも可能となるので機械が好きならば機械工へ進学するのが良いのではないでしょうか?

理系で大学院に行くメリットを説明するよ!

2017.08.12

実際僕は機械工に来て後悔はしてません!

将来の進路に迷っている方はぜひ参考にしてみてください!

以上みやごんでした(∗•ω•∗)

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