【受験生応援企画!】SAT Subject Test: Mathematics Level 2 (Math 2)

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今回は、SAT Subject TestのMathematics Level 2 (Math 2)の範囲・対策方法を話したいと思います!

試験範囲・対策

Math 2の試験範囲は基本的に中高で習った数学(数学IA, IIB)と同じです。しかし、以下に示している通り、一部理系しか習わない範囲(数III)または日本の中高では扱わないものもありますので、対策を書いておきました。括弧内に、その範囲を学校で習わない生徒の区分(文理)を書いています。

複素数(文系):複素数と言っても、数IIで扱う式を整理するだけの問題が多いので、あまり心配はしなくて良いです。ただし、複素数を複素数平面で表す問題もあるので、文系の生徒は数IIIの教科書を読んでみることをお勧めします。

行列(文系、理系):これは現時点では数IIIでも扱わないので、文系・理系どちらも練習する必要があります。しかし、計算は簡単で、行列同士の足し算、引き算、掛け算、行列式の求め方などを分かっていれば基本的に大丈夫です。後は、計算機を使って行列で連立方程式を解く問題もあるので、計算機の機能(特に簡約化:rref())を確認しましょう。大学の線形代数のレベルは要求されません。Barron’sかネットで練習問題を探して、解きましょう。

極限(文系):数IIBでは数列の個数がある値で止まっていましたが、ここでは例えばN\to\infty とすると(\iff項数Nを無限大まで飛ばした場合)どうなるか?という話です。式変形のパターンを押さえれば大丈夫なので、数IIIの教科書またはチャート式の練習問題を解きましょう。

級数(文系):無限等比級数の和が聞かれる時があります。これは、極限を分かっていればすんなりと理解できます。要するに、数IIBの等比数列の和で、公比rを無限大まで飛ばしたらどうなるか(有限値に収束するか、発散するか)という話だけなので、すぐ終わります。これもまた数IIIの教科書またはチャート式の練習問題を解きましょう。

逆三角関数(文系・理系):これはかなり重要です。なぜかというと直接逆三角関数を聞いてくる問題は少ないですが、色んな図形問題に盛り込んであるからです。大雑把に言うと、\sin{\theta}, \cos{\theta}などが綺麗な値(\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{2} , \frac{\sqrt{3}}{2}など)でない時に、どう言う風に角度\thetaを求めるかと言う話です。これは、SAT Math 2の対策本(Barron’sなど)またはネットで練習問題を探して、練習しましょう。

区分的、(再帰的、媒介変数表示された関数など)(文系):関数の極限がその点で存在して、そこで連続かどうか、と言う問題です。また、二次曲線(楕円、双曲線)の媒介変数表示が時々出るので、数IIIの教科書、チャート式の練習問題を解きましょう。

放物線※、楕円、双曲線(文系):数IIIで扱いますが、式の形や式変形に関しては円の方程式の場合とそこまで変わりません(中心求める為に平方完成する、など)。後は、楕円が縦長か横長か、双曲線の漸近線は何か、などを分かれば大丈夫です。数IIIの教科書、チャート式などの練習問題を解きましょう。

※放物線は全員が中学で扱うと思いますが、数IIIで習う y^2 = 4px の標準形で出題され、Math 2では焦点と準線の知識も必要です。

極座標(文系):点を(x,y) ではなく、動径rと偏角\thetaで座標を表す座標系です。(r,\theta)から(x,y) を行ったり来たりできれば基本的には大丈夫です。数IIIの教科書、チャート式の練習問題を解きましょう。

グラフとプロット、最小二乗回帰(文系、理系):表でxf(x)の値が与えられ、それを元に近似曲線を求める問題が頻出です(例えば、物体のx座標と高さが与えられて、計算機に入れると放物線になっていて、その運動の軌跡を求めると言う問題)。これは計算機がないと早く解けないので、各データのプロットの仕方、そして近似曲線の求め方を練習しておきましょう。やり方は計算機のモデルによるので、説明書を読むか、解説動画を探しましょう。

…という訳で、色々勉強する量が多いように見えるかもしれませんが、サラッとやるなら数日、練習問題や例題を全て解いてガッツリやっても(合計でも)数週間で終わると思います。自分が文系で範囲を習っていないからMath 2受けたくない、と思うかもしれませんが、過去の先輩の多くは最低1回はMath 2を受けています。

例題

【例題1】The number of hours of daylight, d, in Hartsville can be modeled by d=\frac{35}{3}+\frac{7}{3}\sin(\frac{2\pi}{365}t) , where t is the number of days after March 21. The day with the greatest number of hours of daylight has how many more daylight hours than May 1? (March and May have 31 days each. April and June have 30 days each.) (College BoardのSample Questionsより)

(A) 0.8 hr

(B) 1.5 hr

(C) 2.3 hr

(D) 3.0 hr

(E) 4.7 hr

答えは選択肢(A)ですね。まず、太陽が出てる時間が一番長い日t_Mを求めましょう。関数を見ると、d\sin(\frac{2\pi}{365}t)=1すなわちt=91.25 days の時に最大値を取ることが分かります。もちろん厳密に言うと周期関数なのでこの時刻だけではないですが、今回はd_{max}を求めているのでt_M=91.25 daysで計算しても大丈夫です。ここで、問題文に”the day”と書かれていることよりd\in\mathbb{N}なのでt_M=91?, 92? daysとなりますが、t_M=91 days の時の方がdが大きいことはすぐ分かると思います(計算して確認してもOK)。よって、求めるべき\Delta d = d(t=91)-d(t=41)=0.81984\approx 0.8という結果になります。雰囲気的にSAT Reasoningの方のMathとそこまで変わらないところが印象的です。

【例題2】What is the measure of one of the larger angles of a parallelogram in the xy-plane that has vertices with coordinates (2,1), (5,1), (3,5), and (6,5)?(College BoardのSample Questionsより。選択肢は省略。)

これもまた普通のSAT Mathに出てきそうな問題です。本当にただの図形問題で、強いて言えば計算機を使用しない日本の高校数学ではあまり登場しない三角関数の逆関数を使えるかがポイントになるでしょう。解法は色々あります。一番単純なのは実際図形をxy平面で書いてみて、頂点3つを使って三角形を作り、余弦定理を用いる方法ではないでしょうか。例えば、(2,1), (3,5), (6,5)からなる三角形を選び、求めるべき角度を\varphiと置くと、余弦定理より\cos\varphi = \frac{17+9-32}{2\sqrt{17}\cdot 3}=-\frac{1}{\sqrt{17}}を得ます。ここで逆三角関数を用いて\varphi = \arccos({-\frac{1}{\sqrt{17}}})\approx 104^{\circ}と答えが出ます。

【例題3】

x-9.8-0.95.28.8
y0.122.4318.4668.4

Which of the following equations best models the data in the table above? (College BoardのSample Questionsより)

(A) y = -3.3(1.4)^x

(B) y = -1.4(3.3)^x

(C) y = 1.4(3.3)^x

(D) y = 3.3(1.4)^x

(E) y = 1.4x^{3.3}

既にSAT対策を始められている方なら分かると思いますが、問題の内容自体は簡単なのに、最初のうちは計算機の機能がよく分からない為このような問題で引っ掛かることがあったりすると思います。しかし、SATのMath 2では必ずと言って良いほど回帰曲線を求める問題が出題されるので、使い方に慣れることが大事です。計算機のモデルにもよりますが、一般的には表の値を計算機のスプレッドシートに入れ、”◯◯Regression”を選びます。今回はExponential Regression(指数回帰)が良さそうなので、それを選んで一番近い選択肢を探します(今回は選択肢(D))。回帰機能が付いている計算機を購入するのが一番良いですが、一応高度な関数電卓を持っていなくても問題は解けます。例えば、今回はxが増えるにつれyも増加しているので、まず負の係数が付いている(A), (B)を候補から外せます。ここで残った候補を計算機で合うか試して答えを出すことも可能です。

難易度

問題の難易度に関しては、そこまで難しくなくて、思考力を試す問題(日本の大学入試の二次試験の問題)よりかは、計算問題の方が多い印象です。試験時間は1時間で、問題は全部で50問ありますので、一問につき1分以内で解き、残りの10分はマークシートへの記入・見直しの時間に回せると楽です。

試験の難易度や受験者の出来具合にもよりますが、大体50問中45問以上正解していれば、800点(満点)に換算されますので、特に日本の受験者からすれば高得点を出し易い科目です。逆に、ケアレスミスをすると、素点から-0.25点減点され、周りと差がつき始めてしまいます。最難関私立大学、または上位州立大学で自然科学・工学系専攻を目指す場合は、出来る限り満点(近く)を目指しましょう。以下の写真は僕が実際に受けた時の結果ですが、800点でも79th percentileであり、21%の受験者は満点を取得していたということが分かると思います。

Math 2を受けるかどうか迷っているなら、一回College Boardの例題を解いて見ましょう:

https://collegereadiness.collegeboard.org/sat-subject-tests/subjects/mathematics/mathematics-2/sample-questions/1

とりあえず、Math 2の範囲と対策方法でした!これからSAT Subject Testシリーズでどんどん出して行くので、見て頂ければ嬉しいです。

Double Major(二重専攻)

お久しぶりです。海の民です。外寒いです。やっと期末試験が終わったので、今日は Double Major(二重専攻)について書こうと思います。と、言うのも、私の自己紹介で「第二専攻をしたい」と書いたのですが、今日ちゃんとフラグ回収してきました。

10月ぐらいの Sheridan Road

私の第一専攻の機械工学は、合計で48個(高校で1つも単位がもらえなかった場合)の授業を取らなくてはなりません。これは、単純計算だと1クォーター4単位取るとして、4年でギリギリ卒業できる、と言うことになります。やはり、工学部は他の学部よりもかなり多いです。

しかし、48単位の内、12個はElectives(専攻と関係ない授業を自由に選んで取れる制度)です。私が今日決めた歴史は、ちょうど12単位必要なので、Electivesの枠を使えば、取らなくてはいけない授業の数を増やすことなく、二つ目の学位を取得することができます。また、もしこの先、何か別のことを学びたくなり、12単位取ることができなくなったとしても、Minor(副専攻、7単位のみ必要)に変えれば済むだけなので、かなり気楽です。

アメリカのほとんどの大学では、このように思いのまま自分の専攻を増やしたり、変更したりすることができます。主専攻が文系の場合は、Double Majorはさらに簡単になります。私は文系生徒の割合が多い南キャンパスに住んでいるのですが、周りにも1年生ですでにDouble Majorをしている人が多いです。このように、入学した時から一つの学部や学科に縛られず、自分が本当にやりたいことができる制度が確立されていることは、アメリカの大学に行くことの大きな利点だと思います。

【受験生応援企画!】10月編

じょうもん:

・SAT対策&学校の勉強
直前は過去問を何回か解いて、時間配分やスピード感を意識することに注力しました。この頃になるとあまり悠長なことは言っていられないので、小手先のテクニック等をネットで調べたり先輩から聞いたりして使ってみるのもありだと思います。例えば私は、一般的にベターとされるようにまずは問題文を流し読みしてから質問に取り掛かる方式ではなく、問題を読みながら文も並行して読み進める方法を試してみたら、大体段落ごとに読むことに集中できる後者の方が自分にはむいていると気づくことができました。もちろん色んな情報が出回っているので一概には言えませんが、自分の性格に合ったコツを上手く掴むことが重要ではないかと思います。SATは直前の1週間に集中して毎日過去問を解いていましたが、もちろん学校の試験にも手を抜けません。上手くバランスをとって、SATの週に重い課題が被らないようスケジュールを調節しながら取り組んでください!

spicychicken:

  • Early Action出願校の決定・Supplemental エッセイの執筆

この時期に入り、Early Action/Early Decision (EA/ED) の出願校を決めました。Early Action/Early Decision方式で受験すると一般的にRegular Decision (RD)で受験した場合より有利になります。実際上位校でも、 EA/EDの合格率が30-40%で、RDになると合格率が一桁に下がる大学も少なくありません。もちろん、EA/ED方式はRDより出願の締め切りが早いので、10月末の時点で既に自分のアプリケーション(GPA, SAT/ACT, TOEFL, 課外活動、受賞歴など)に自信がある人がEA/ED受験者の過半数を占め、それ故に合格率がRDに比べて高いとも言えると思います。ただ、その一方で、EA/ED、特にEarly Decisionでの受験はアプリケーションが受験者平均に比べて少し「弱い」受験者にとってチャンスとなる時があります。なぜならば、EA/ED方式では一般的に私立大学1校にしか出願できないため、特にEarly Decision(合格したら必ずその大学に入学しなければならない方式)で受験した場合、その大学が第一志望であることを示すことができるからです。

一般的に上位校になると、多くの受験者が同程度のSAT/ACTの点数やGPAで挑んで来るため、日本の大学受験のような点数による合格者の決定が困難になります。その場合、入学審査官は点数化しにくい課外活動の質やエッセイに注目し、どの受験生がその大学に合っているか(“fit”しているか)を判断します。よって、SAT/ACTの点数やGPAが高くても実際合格する確実性はあまりなく、油断ができません。過去に海外大学に合格し、進学された先輩に前述したことを言われたので、エッセイに力を入れました。

アメリカの大学を受験するに当たって必要なエッセイは主に2種類あります。一つ目は、Common Applicationで書く全大学に送られるPersonal Statementと、大学毎に書くSupplemental Essayがあります。Personal Statementはもちろん、特にSupplemental Essayでその受験者が大学の雰囲気に合っているかどうか(または、その大学が築こうとしているコミュニティに貢献できるか)を見られるので、恐らくアプリケーションの最も重要な要素です。ここに於いて重要なのは、Personal StatementやSupplementを書く際、ただ単に質問に答えるのではなく、自分の回答を通して入学審査官に自分の新しい、ユニークな(他の受験者との区別がつきそうな)面が伝わるように書くことを意識することです。やはり自分で自分の特徴・ユニークさを考えるのは難しいので、自己分析の際は周りの人(友達、自分を良く知っている先生)に手伝ってもらうことをお勧めします。

  • SAT Subject Tests (Physics, Math 2, Literature)

10月に入り、SATの科目別の試験(SAT Subject Test)を受験しました。前述した通り、上位校の受験者の多くがSAT/ACT, SAT Subject Testなどで満点近くの点数を取っているので、逆にこれらで十分の点数を取得できなければエッセイや課外活動の審査まで至らない可能性があると思い、SAT Subject Testの勉強に力を入れました。また、アメリカの大学の工学部を受験する場合、特に理数系科目での成績や課外活動の基準が上がり、入学難易度が更に高くなる傾向があると聞いていたので、十分の点数(理想的には満点)を取得できなければEarly Actionの出願を諦める、と言う覚悟でテストに臨みました。

SATのPhysicsでは、日本の受験で例えると大体基本〜センター試験レベルの問題を75問解くことになります。試験範囲は日本の理系物理のカリキュラムと似ているので、新しい内容を追加で勉強する必要はありませんでした。ただ、日本の受験問題と出題方式が少し違う上に、そもそも問題が全て英語なので、英語で物理の問題を解くことに慣れる為に練習が必要でした。

SATのMath 2も内容的に難易度が高い訳ではないですが、問題の形式に慣れるのに練習が必要です。例えば、与えられたデータに対して、計算機を使って回帰曲線の方程式を求める問題などが出題され、計算機のスプレッドシート機能の使い方が分からないと(早く)解くことができません(確かに行列、正規方程式などを使って手計算で解くことは可能ですが、問題自体が計算機を使って解く為に作られているので時間が掛かります)。このような違いを意識しながら準備する必要があります。

秋櫻:

・SAT
10月6日に最後のSATを受けました。いつものようにノー勉でした。今思えばもう少し勉強してもよかったと思います。

・IB
10月6日、私の学校のIB Estimated Gradeが公開されました。私は、もともとUniversity of Oxfordへ出願したいと思っていましたが、IBのスコアがどう考えても足りなかったので諦めました。(イギリスの大学は、IBの点数をかなり気にする性質で、大学ごとに異なる最低条件を満たしていないと出願できません。)

・大学関係
10月は、Early Decisionで出願する本命大学と、Early Actionの制度を採用している他二つの大学(一つはほぼ滑り止め)の出願準備をして過ごしました。私の場合は第一志望はかなり前から決まっていたので、そこでの迷いはあまりありませんでしたが、夏休み中なんのエッセイも書かなかったので(皆さんは書いてください)かなり焦っていた記憶があります。同時に、Early Decisionがダメだった場合に受ける大学の選択肢も狭め始めた頃でした。

05410n:

10月に入ってやっとエッセイ(主にCommon App) などと本当に向き合っていました。暇な時間に書いていた下書きなどを見返して、どういうことについて書けばいいのか、とかを色々考えていました。私の学校にはエッセイなどを読んでどこを直せばいいのか教えてくれるインターンがいたので、彼とたまに話しに行ったりもしていました。10月の終わりにはCommon Appはほぼ最終形態で、University of California (UC) の学校のエッセイにも目を通していた感じです。あとは普通に学校の勉強を一生懸命やっていましたね。

クラブについて

お久しぶりです。あっという間なことに一学期もそろそろ終わりを迎えようとしています。中々ブログ更新できていなくてすみません…今回はノースウェスタンのサークル事情について説明します。

日本の大学と同じように、ノースウェスタンにも様々な課外活動の場は存在します。誰でも参加できるクラブの中で特に人気があるのはボート、演劇、新聞等でしょうか。演劇やアカペラなど、パフォーマンス系のクラブは毎週のように公演しているイメージです。クラブは基本的に生徒であれば誰しも入るチャンスが与えられているのですが、場合によっては動機や人となりを聞かれるインタビューがあったりもします。とは言っても、基本的にはどのクラブも人を集めたいため、終始和やかな雰囲気で温かく迎えてくれます笑。

日本と違うのは、宗教、人種、LGBTQ+など、アイデンティティベースのクラブが数多く存在することでしょうか。多様な人口構成のアメリカならではだなと思わされます。これらとは別に、ノースウェスタンにはアスリートチームも存在します。中でもフットボールは特に有名で、ビッグテンというリーグの一員に選ばれています(これが何を意味するのかはあまり分かっていません)(ちなみにフットボールのルール自体もよく分かっていません)。秋学期はほとんど毎週他大学との試合があり、応援歌を歌い無料で配られる帽子などの紫色のグッズを身につけて愛校心に火をつけます。冬学期はバスケットボールの試合が毎週末あるそうです。そう、少し話は逸れますが、この学校本当に色んな物をタダでくれるんです。マグと水筒合わせて既に5個くらいもらったのではないかな。イベントに参加するごとにエバンストンのレストランから出前があったり、博物館のチケットをもらえたり…些細な場面で大学の潤沢な資金力を見せつけられます。冬学期はバスケットボールの試合が毎週末あるそうです。

フットボールの試合にて。この会場もノースウェスタンの私有地です。

この他に特徴的なのはGreek Lifeでしょうか。これは説明が難しいのですが、同じ目的で集まって共同生活を送る男女別の組織のようなものです。寮に住むのと違うのは、それぞれのFraternity/Sororityごとに家があり、入るまでに様々なイベントやインタビューを通して自分がそのグループに合うのかよく見極めなければいけないことと、入ってからは参加必須のイベントや伝統があること。こう書くと制限が多くて大変そうに聞こえますが、入っている生徒に聞くと、メンバーととても深い絆で結ばれてとても楽しい、という答えが返ってきます。ノースウェスタンは上位層の総合大学には珍しく、生徒の約40%がGreek Lifeに所属しているそうです。入らなければいけない、などというプレッシャーは全くと言っていいほどなく、完全に個人の意思によるものなので、性に合うか合わないかですかね。

ちなみに私は何をしているかというと、Raasというバトンを使うインドの伝統ダンス、Japanese American Student Association、International Student Associationの三つのクラブに所属しています。Raasを始めたのは全くのノリです。体を動かせるし、ボリウッド面白いし、チームの雰囲気良さげだしやってみるか、ということで始めたら、想像以上に大切なコミュニティとなりました。Raasはおろか、ダンス経験も全くない中で飛び込んだので下手ですが、だからこそみんなが支えてくれている感じがして居心地が良い場所です笑。週3日3時間の練習があるため決して楽ではありませんが、今のところは勉強とのバランスもしっかり確保することができており、逆にメリハリが出て丁度良い生活を送っています。冬学期には全米大会?のようなものに出場することが決まったので、ドライブで週末にアメリカ国内を旅することができるのが今から楽しみです。

Raasのパフォーマンス。バトンを使い、足の動きが多いのが特徴です。

JASAは日本に関わる、もしくは興味のある生徒が集まる場で、月に一度ほど集まってみんなでゲームをしたりご飯を食べたり。日本語を話す良い機会となっています。日本人や日系アメリカ人が大半ですが、そうでない人も楽しめるオープンな雰囲気です。ISAも然りで、これはアメリカ国外から留学生枠で来た生徒達の繋がりを増やすことを目的に、イベントを開催したりボランティアに行ったりします。私はGlobal Engagementというチームに所属しており、月に一度ほどゲストスピーカーを招いてある特定のテーマについて講演をしてもらうイベントの企画をしています。今学期はアメリカと中国の貿易戦争、トルコの女性の人権問題など、中々聞き応えのあるトピックについて見識を深めることができました。各分野のスペシャリストがいるノースウェスタンだからこそできることで、普段中々会えないような教授からもお話を聞くことができるので興味深いです。ちなみに来学期は日本についてフォーカスすることが決まっており、私も登壇する予定です(イエイ)。

私の友達もアート系の雑誌を出版していたり、ビジネスに携わったり、車を作っていたり、乗馬をしていたりと、自分の好きなことをめいめい楽しんでいます。やはり勉強だけでは息苦しくなりますからね。その人の興味や専攻にもよりますが、大体1〜3つのクラブに落ち着く人が多い印象です。大学が広いこっちに来て改めて感じるのが、友達を作るきっかけが少ないため、何かしらの共通点がある人とまず繋がるという意味でクラブが果たす役割は大きいということです。加えて、ただ寮や授業が同じ人よりも、イベント等で仲良くなる機会が多いからこそ、クラブの友達は一生ものになりやすいとも感じます。皆さんも是非新しいことにチャレンジしてみてください!

長々と書き連ねました、今日はここまでにします。今後はもっと頻繁に更新できるといいな(頑張ります)。

【授業紹介】1年目 秋学期

キャンパスの北側にあるMudd Library(午前一時頃撮影)。日付が変わっても多くの学生が図書館に残っています。

お久しぶりです。Mechanical Engineering(機械工学)専攻1年生のspicychickenです。まだ10月なのにEvanstonも大分寒くなってきました。授業が本格的に開始してから3週間経ったので、そろそろ今学期(1年目の1学期)に履修した各授業についての印象を書いていきたいと思います!

僕はMcCormick School of Engineering and Applied Science(工学部)の学生なので、1学期の授業の大半は他の工学部の学生とあまり変わりません。ノースウエスタン大学の工学部生のほとんどは、通常1-2年生の間は工学部のどの分野でも必要な基礎科目を学び、2年目の後半・3年目から自分の専攻の専門科目を取ります。大体1学期に授業を4教科履修するのが一般的で、最初の方は理数系の授業を3教科取り、その上にDesign Thinking and Communicationという実際クライエントの要望に応えられる商品をデザインするグループワークの授業や社会科学・人文系の授業を取る人が多いです。

では、今学期取り始めた授業を一つ一つ紹介していきたいと思います:

1. MATH 228-1: Multivariable Differential Calculus for Engineering

MATH 228-1では、多変数関数の微分について学びます。工学系・自然科学系の分野(物理学、数学、化学、生物学など)を専攻する場合、履修しなければならない微分積分関係の授業は通常以下のものです:

MATH 220-1(一変数関数の微分)→ MATH 220-2(一変数関数の積分)→ MATH 226-0(数列と級数)→【履修中】MATH 228-1(工学専攻用の多変数関数の微分)またはMATH 230-1(Weinbergの学生用の多変数関数の微分)→ MATH 228-2(工学専攻用の重積分・ベクトル解析)またはMATH 230-2(Weinbergの学生用)

その後は、工学部の場合はEngineering Analysis(これは他の記事で詳しく説明する予定です)の4番目の授業であるGEN_ENG 205-4で微分方程式を学びます。専攻や分野によっては(例えば、航空宇宙工学関係の分野を学びたい・大学院進学を考えている場合は)MathematicsまたはApplied Mathematics(応用数学)専攻用の授業の一部を履修する必要があります。

周りの工学専攻・自然科学系の専攻の学生の大半がMATH 228-1またはMATH 230-1を1学期目に履修しています。理由としては、多くのアメリカの高校生は高校でAPという、一般的なアメリカの大学での教養レベルの授業の内容を高校で学習する授業を取っているからです。例えばAP Calculus BC(一変数の微分積分)を高校で履修し、毎年5月に課される試験で合格点を取った学生は、(ほとんどの大学では)一変数の微分積分を教わる授業をスキップできるシステムになっています。

自分の場合は日本の高校に通っていたのでAP, IBなどの授業を取る機会はありませんでしたが、日本の数学のカリキュラムで同じような内容を学習していたので、3月に高校を卒業した後、5月のAPの試験を東京のインターで受験させてもらいました。AP Calculus BC以外には、AP Physics C: Mechanicsという試験を受験しました。AP Physics C: Mechanicsは、内容的には大学1年生レベルの微分積分を用いた力学の授業に当たります。日本の大学入学試験の物理の問題では微分積分の知識がないと解けない問題には中々遭遇しませんが(もちろんそれを背景とした問題は出題されますが)、学校や予備校の先生は物理の問題で微分積分を使う派だったので、Physics Cを受験することにしました。

MATH 228-1は大教室で行われると思いきや、各クラス30人程度でした(30人程度のセクションが数多くある感じです)。少人数制なので、授業中に質問しやすく、教授も生徒の疑問が解消されるまで各質問に丁寧に答えてくれます。授業自体は日本とあまり変わらず、「定義→証明→図形的解釈・物理的解釈など→例題」のサイクルが繰り返されます。

毎日10-20問程度の宿題があって、その授業の4日後にオンラインで提出するシステムになっています。オンラインの宿題はそこまで難しくなく、授業でやった例題の類題や、教科書の章末問題の数字が違うバージョンなどが出されます。ただ、時々異常に計算が多い問題などが出題される時もあるので、オンラインの宿題は授業があった日に終わらせるようにしています。

オンラインの宿題以外に、毎週Written Homeworkが課されます。難易度的はWritten Homeworkの方が少し高いです。大体大門が3-5問あって、定理を証明したり、図形的意味を考えなければいけない問題などが多いです。記述なので、証明の丁寧さ・説明の詳しさを見られます。毎週火曜日に数学のDiscussion Sessionがあり、そこでグループに別れて一緒に問題を解いたり、TA(数学の授業で優秀な成績を収めた学部生や大学院生)に質問を聞いたりすることができます。

2. GEN_ENG 205-1: Engineering Analysis 1

工学部の学生は、Engineering Analysis 1, 2, 3, 4という授業を履修する必要があります。各”EA”で学習する内容は以下の通りです:

1年生 1学期 Engineering Analysis 1:線形代数・MATLAB

2学期 Engineering Analysis 2: 線形代数・物理(工業力学)

3学期 Engineering Analysis 3: 様々なシステムのモデリング

2年生1学期 Engineering Analysis 4: 微分方程式

今は一番最初のEngineering Analysis 1を取っています。授業の流れとしては、最初に線形代数の基本を少し学び、その後MATLABを学習して、1学期の後半から線形代数に戻ります。授業の進め方は結構面白くて、ただ単に線形代数の教科書の各章を進めていくのではなく、GoogleのPageRankというアルゴリズムを理解することを軸にして、その理解に必要な知識を教わります。

宿題としては、毎日教科書からのリーディングとHomework Program, Homework Quizがあります。Homework Programは結構面白くて、今まではPageRankを用いてウェブページのネットワークをランク付けるもの、Monte-Carlo Simulationに関するプログラム、簡単な人間対コンピュータのゲーム作りなどが課されました。Homework Quizでは、MATLABのコードが20問出題されて、そのコードを実行した時の出力を答えたり、ある出力を出すために入力しなければならないコードは何か、などを聞かれます。

プログラミング経験がある場合、授業開始前にHonors Engineering Analysis 1という上級クラスの招待メールが送られることがあります。Honors Engineering Analysis 1とEngineering Analysis 1(普通)の講義の内容は全く同じですが、Discussion Session書くプログラムや、宿題の問題、定期テストの難易度は普通クラスと異なります。Honors Engineering Analysis 1を取ると、Engineering Analysis 3と4を同時に受講することができ、Engineering Analysisの授業全て(4つ)を1年目に終わらせることができます。特に工学部の教養科目以外の授業の多くは微分方程式の知識を前提としているので、微分方程式の授業に当たるEA 4を早く終わらせることで、より専門的な授業をその分早く履修することができます。実際周りには高校でAPレベルの授業を大量に取り、各科目のAP Testで5(最高点)を獲得したため、早く専門科目を取り、1年早く卒業する予定の学生もいます。早く卒業することによって1年分の学費を払わずに済んだり、ノースウエスタン に大学院生として残り、5年間BS/MSプログラムを4年間で終わらせることができる、というメリットがあります。

3. CHEM 171-0: Advanced Inorganic Chemistry + CHEM 181-0: Advanced Inorganic Chemistry Laboratory

機械工学専攻の卒業条件として、一般化学の授業を履修する必要があります。ノースウエスタンので一般化学を取る場合、3つの選択肢があります:

General Chemistry(CHEM 110という計算問題の解き方、一般化学で必要な数学を学ぶ授業から始まる): CHEM 110→CHEM 131/142→CHEM 132/142

Accelerated General Chemistry(CHEM 110を必要としない学生用): CHEM 151/161→CHEM 152/162

Advanced General Chemistry: 【履修中】CHEM 171/181→CHEM 172/182

今履修しているAdvanced General Chemistryでは、高校で学習したような公式や、授業で学ぶ現象がなぜ起こるかの数学的(物理的)背景を学んでいます。まず量子化学から始まり、水素型原子オービタルの波動関数、シュレーディンガー方程式とその例(一次元の井戸中の電子など)を扱っています。

よく研究型の大学の教授は研究に集中して、授業にあまり力入れてない傾向があると言われますが、CHEM 171の教授はアメリカの物理化学の雑誌の編集者でありながら、凄く面白い人で、オフィスアワーに行っても丁寧に質問に答えてくれます。また、毎週金曜日の授業はTA(化学の博士課程の学生)がReview Sessionをしてくれて、その週に学んだ内容を整理できるようになっています。

化学を取る場合、理論の授業だけではなく、実験の授業も履修する必要があります。CHEM 171の実験クラスはCHEM 181で、授業で学習した理論を実験を通して実際観測します(先週はランベルト・ベールの法則に関する実験でした)。毎週火曜日に実験のレクチャーがあり、実験の背景知識などを学びます。実際実験するのは木曜日または金曜日ですが、実験当日までに実験の手順や必要になりそうな計算をまとめるPre-Labという課題もあります。実験自体は2-3人のグループに分かれて行い、実験結果などは全て各机にあるパソコンを使ってLab Archivesというオンラインの実験ノートに記録します。実験終了後、次の週の月曜日締切のPost-Lab(実験結果の考察など)に取り掛かります。

4. PSYCH 110-0: Introduction to Psychology

4つ目の授業はIntroduction to Psychology(心理学入門)です。工学部の場合、Social Sciences/Humanities Themeという卒業条件があり、理数系以外の授業を全部で7個履修しなければなりません。Humanitiesの授業は少人数制のものが多い印象でしたが、PSYCH 110は300人の学生が取っています。履修登録の順番が遅かったので入れるか不安でしたが、予約人数が297/300になっているところで何とか滑り込みました(笑)。

心理学の入門講座なので、授業は「そもそも心理学とは何か」、「心理学という学問はどのように発展してきたか」から出発し、心理学の学問としての歴史などから始まります。3週間目になり、感覚・知覚などを学んでいます。

授業自体はパワポのプレゼンを使って進められます。入門講座である故に、時々用語を数多く覚えなければならない場面もありますが、教授の情熱的な説明のおかげで何とか記憶に収めることができています。個人的には、心理学の実験や事例研究の話が興味深いと思いました。また、時々教授が学生にアクティビティーをやらせることもあります。

PSYCH 110の宿題はありませんが、定期試験の問題は授業のパワポや教科書から出題されることが多いらしいです。また、PSYCH 110の最終成績は100点ずつの定期試験(合計300点)の成績から付きますが、Extra Creditのエッセイ(3点満点)を3つ書くことができます。

以上、大学が始まって3週間目の授業の印象でした!