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自然現象と数学

みなさんが入学して最初の1年間は全学共通科目(物理、数学、化学などの基礎科目、語学、教養科目など)が中心となります。全学共通科目の中にも、電気電子工学の基礎となる科目がいろいろとありますが、ひときわ重要な科目が「自然現象と数学」(1回生前期)です。

電気電子工学のほとんどの分野が、研究の過程で、さまざまな現象、実験結果、観測結果をモデル化(数式化)して、その本質を理解したり、思い通りに制御する技術を構築することを行っています。時間と共に移りゆく現象を記述するのに使われるのが、微分方程式です。この授業では、基本的な微分方程式の数学的性質を学び、次に、基本的な電気回路を微分方程式で記述して、その特性を理解、解析します。さらに、実際に、簡単な実験(抵抗によるコンデンサの放電過程の測定)を行い、習ってきた微分方程式が実際に適用可能で、現象の直感的理解に強力な道具となりうることを体験します。この体験が、電気電子工学の様々な分野に共通する現象の理解を助け、一方で簡単な数式では表現できない現象への洞察を育みます。

この授業では、みなさんがこれまでにしてきた受験勉強(手取り足取りの参考書、知識の詰め込み、解法の暗記、問題は単純で正解がある)の勉強から、大学の勉強(自分で納得できるまで深く考える、自主的にいろいろやってみる、解法の暗記ではなく解法が生まれた背後にある考え方の習得、曖昧な問題を自分で明確化し、一通りではなくいろいろな答を考える)という姿勢への転換の第一歩でもあります。

この授業の内容は京都大学オープンコースウェアとして公開されています。1回生前期配当科目ですので、高校2,3年生のみなさんならある程度理解できると思います。是非、講義ノートをご覧になって、大学の授業の雰囲気を感じて下さい。受験勉強の良い気分転換、発想の転換になるかも知れません。