技術士第一次試験 基礎科目の過去問10年分の出題傾向と対策【機械設計者向け】

導入

技術士第一次試験の基礎科目は、出題範囲が広く、初めて受験する人にとっては対策しにくい科目です。

「どの分野から勉強すればいいのか分からない」
「過去問を解いても範囲が広すぎて不安」
「機械設計の知識をどこまで活かせるのか知りたい」

このように感じている方も多いのではないでしょうか。

しかし、過去10年分の出題傾向を見ると、基礎科目には明確な特徴があります。
それは、過去問の類似問題や焼き直しが非常に多いという点です。

基礎科目は、1群〜5群の各群から6問題ずつ出題され、その中から3問題ずつ、合計15問題を選択して解答する形式です。
合格基準は50%で、15問中8問以上の正解が必要です。

つまり、全範囲を完璧に仕上げる必要はありません。
各群で「自分が確実に解けるテーマ」を3〜4つ作り、頻出テーマに絞って対策することが、最も効率的な合格戦略になります。

特に機械設計エンジニアの場合、日常業務で扱う力学・材料・設計の知識を活かしやすく、基礎科目を有利に進められます。

この記事では、技術士第一次試験（基礎科目）の過去問10年分をもとに、第1群〜第5群の出題傾向、頻出テーマ、効率的な対策方法を解説します。
あわせて、機械設計エンジニア向けの得点戦略も紹介します。

目次

• 技術士第一次試験（基礎科目）の全体傾向と合格ライン
• 基礎科目の合格戦略
• 第1群：設計・計画の出題傾向と対策
• 第2群：情報・論理の出題傾向と対策
• 第3群：解析の出題傾向と対策
• 第4群：材料・化学・バイオの出題傾向と対策
• 第5群：環境・エネルギー・技術の出題傾向と対策
• 機械設計エンジニア向けの必勝選択戦略
• 過去問対策は縦解きがおすすめ
• FAQ
• まとめ

技術士第一次試験（基礎科目）の全体傾向と合格ライン

技術士第一次試験の基礎科目は、過去10年間を通して、おおむね次の形式が続いています。

項目	内容
出題範囲	第1群〜第5群
出題数	各群6問
解答数	各群から3問ずつ選択
合計解答数	15問
合格基準	50%以上
合格ライン	15問中8問以上の正解

基礎科目の特徴は、各群で問われるテーマがかなり固定化されていることです。

もちろん、年度によって問題文や選択肢は変わります。
しかし、出題されるテーマそのものは大きく変わらず、過去問と似た形式の問題が繰り返し出題されています。

そのため、基礎科目では、全範囲を網羅的に学習するよりも、頻出テーマを優先して対策することが重要です。

特に、計算問題やパターン問題は、一度解き方を覚えると安定して得点しやすくなります。
機械設計エンジニアであれば、第3群の解析、第4群の材料、第1群の信頼性工学や設計基礎を得点源にしやすいです。

基礎科目の合格戦略

基礎科目の合格戦略は、シンプルです。

各群で確実に解けるテーマを3〜4つ作ること。

各群から6問出題されますが、実際に解答するのは3問だけです。
つまり、各群のすべてのテーマを完璧にする必要はありません。

基本方針

基礎科目では、次の方針で学習すると効率的です。

• 各群の頻出テーマを把握する
• 各群で得意テーマを3〜4つ作る
• 過去問は年度別ではなく群ごとに解く
• 計算問題は解法パターンを覚える
• 暗記問題は過去問に出たキーワードを優先する
• 第5群の時事問題は試験前に最新データを確認する

合格ラインは15問中8問です。
そのため、苦手分野があっても、得意分野で確実に得点できれば十分に合格を狙えます。

機械設計エンジニアの場合は、次のような方針がおすすめです。

群	方針
第1群	信頼性工学、待ち行列、設計基礎を狙う
第2群	論理演算、フローチャート、伝送時間を狙う
第3群	解析分野で満点を狙う
第4群	材料分野を中心に狙う
第5群	エネルギー情勢、環境、技術史を拾う

第1群：設計・計画の出題傾向と対策

第1群では、設計の考え方、システムの信頼性、プロジェクト管理など、エンジニアリング全般の基礎が問われます。

機械設計エンジニアにとっては、実務知識で対応しやすい問題も多く、得点源にしやすい群です。

頻出テーマ

頻出テーマ	主な内容	出題例
ユニバーサルデザイン	7つの原則、穴埋め問題	R2、R3、R6など
信頼性工学	直列・並列システム、MTBF、故障率	H30、R1、R3、R5など
待ち行列	ATM、窓口の待ち時間、ポアソン分布、指数分布	H29、R2、R4、R6など
プロジェクト管理	PDCA、PERT図、クリティカルパス	H30、R7など
材料・強度の基礎	安全係数、比強度、限界状態設計法、最適化	H29、R1、R4、R5、R6、R7など

ユニバーサルデザイン

ユニバーサルデザインでは、7つの原則に関する穴埋め問題が頻出です。

代表的なキーワードとして、次のようなものがあります。

• 公平な利用
• 柔軟な利用
• 単純で直感的な利用
• 分かりやすい情報
• ミスに対する寛容性
• 少ない身体的努力
• 接近や利用のための十分な大きさと空間

暗記要素はありますが、一度整理しておけば得点しやすいテーマです。
試験直前に見直すだけでも効果があります。

信頼性工学

信頼性工学では、直列システム・並列システムの信頼度計算がよく出題されます。

また、MTBF、故障率、信頼度ブロック図なども頻出です。

信頼性工学の問題は、問題文が変わっても計算の流れは似ています。
そのため、一度解法パターンを覚えると安定して得点しやすい分野です。

待ち行列とプロジェクト管理

待ち行列では、ATMや窓口の待ち時間を求める問題が出題されます。
ポアソン分布や指数分布と聞くと難しく感じますが、過去問で出るパターンはある程度決まっています。

プロジェクト管理では、PDCAサイクルやPERT図によるクリティカルパス計算が出題されます。
アローダイアグラムは慣れるとパズル感覚で解けるため、過去問で練習しておく価値があります。

機械設計者向けの対策

機械設計者は、安全係数、強度、比強度などの設計基礎を実務で扱っていることが多いです。
そのため、第1群では次のテーマを優先して拾いましょう。

• 信頼度計算
• 安全係数
• 比強度
• PERT図
• 待ち行列
• ユニバーサルデザイン

特に信頼度計算やPERT図は、計算方法を覚えれば確実な得点源になります。

第2群：情報・論理の出題傾向と対策

第2群では、情報工学の基礎、論理回路、アルゴリズム、ネットワーク、情報セキュリティなどが出題されます。

情報系が苦手な機械設計者にとっては、少し抵抗がある分野かもしれません。
しかし、実際には論理的に考えれば解ける問題も多く、対策次第で十分に得点できます。

頻出テーマ

頻出テーマ	主な内容	出題例
論理演算	ベン図、ブール代数、AND、OR、NOT、カルノー図	H29〜R7までほぼ毎年
アルゴリズム	フローチャート、ソート、穴埋め問題	H29〜R7までほぼ毎年
基数変換	2進数、16進数、10進数、補数、浮動小数点数	H29、R1、R3、R4、R7など
ネットワーク	データ伝送時間、通信速度、データ量	H30、R2、R5、R6など
情報セキュリティ	マルウェア、暗号化、認証	H30、R2、R5、R6など

論理演算

論理演算では、AND、OR、NOT、ブール代数、ベン図、カルノー図などが出題されます。

最初は専門的に見えますが、基本ルールを押さえれば対応しやすい分野です。

特に、次の内容は優先して確認しておきましょう。

• AND、OR、NOTの意味
• 真理値表
• ブール代数の基本法則
• ベン図による集合の考え方
• カルノー図による簡略化

論理演算は、H29〜R7までほぼ毎年出題されている超頻出テーマです。
第2群で得点したい場合は、必ず対策しておきたい分野です。

アルゴリズムとフローチャート

アルゴリズムでは、フローチャートの穴埋め問題や、ソートアルゴリズムに関する問題がよく出題されます。

フローチャートは、処理の流れを上から順番に追えば解ける問題が多いです。
情報系の専門知識が少なくても、落ち着いて読めば対応できます。

機械設計の業務でも、条件分岐や手順整理の考え方は使うため、論理的思考が得意な人には向いているテーマです。

基数変換とネットワーク

基数変換では、2進数、10進数、16進数の変換、補数表現、浮動小数点数などが出題されます。

ネットワークでは、データ伝送時間の計算が頻出です。
基本的には、次の式で考えます。

伝送時間 = データ量 ÷ 伝送速度

ただし、単位変換には注意が必要です。

• 1バイト = 8ビット
• k、M、Gの違い
• bpsはbit per second
• B/sはbyte per second

ビットとバイトを混同するとミスしやすいため、過去問演習で慣れておきましょう。

機械設計者向けの対策

情報系が苦手な場合でも、第2群では次のテーマを優先すると得点しやすくなります。

• 論理演算
• フローチャート
• 伝送時間の計算
• 基本的な情報セキュリティ用語

特に、論理演算とフローチャートは、論理的思考力があればその場で解ける問題も多いです。
第2群を苦手だからと捨てるのではなく、計算・パターン問題を中心に拾う意識で対策しましょう。

第3群：解析の出題傾向と対策

第3群は、力学、数学、数値解析に関する計算問題が中心です。
機械設計エンジニアにとっては、最も得点しやすい群です。

ここは3問すべてを正解し、満点を狙いたい分野です。

頻出テーマ

頻出テーマ	主な内容	出題例
静力学・材料力学	トラス、反力、軸力、座屈、断面二次モーメント	H29〜R7までほぼ毎年
動力学・振動	運動方程式、エネルギー保存則、固有振動数	H29〜R7までほぼ毎年
数学	行列、逆行列、行列式、ベクトル、微分積分	H29〜R7までほぼ毎年複数問
数値解析	ニュートン・ラフソン法、シンプソン法	H29、R1、R3、R5、R7など

静力学・材料力学

静力学・材料力学では、次のような問題が頻出です。

• トラス構造の反力計算
• トラス部材の軸力計算
• オイラーの座屈荷重
• 断面二次モーメント
• 応力とひずみ
• はりの曲げ
• 力のつり合い

機械設計者にとっては、普段の業務や学生時代の知識を活かしやすいテーマです。
特に、力のつり合い、モーメントのつり合い、材料力学の基本公式は必ず復習しておきましょう。

動力学・振動

動力学・振動では、運動方程式、エネルギー保存則、ばね・質量系の固有振動数などが出題されます。

ばね・質量系の固有角振動数は、次の式で表されます。

ω = √(k / m)

このような基本公式は、確実に使えるようにしておきましょう。

振動問題は、難しく見えても基本式に当てはめるだけで解けることがあります。
過去問を通じて、出題パターンに慣れておくことが大切です。

数学と数値解析

数学では、行列の積、逆行列、行列式、ベクトルの内積・外積、基本的な微分積分が出題されます。

機械系出身者でも、行列計算は忘れていることが多いため、試験前に復習しておきましょう。

数値解析では、ニュートン・ラフソン法やシンプソン法がよく出題されます。
これらは解法手順が決まっているため、過去問で一度流れを覚えると対応しやすいです。

機械設計者向けの対策

第3群は、機械設計エンジニアにとって最大の得点源です。

優先して対策したい内容は、次のとおりです。

• 力のつり合い
• モーメントのつり合い
• トラス計算
• 座屈荷重
• 断面二次モーメント
• 固有振動数
• 行列計算
• ニュートン・ラフソン法
• シンプソン法

第3群は、3問満点を狙いましょう。
ここで確実に得点できると、基礎科目全体の合格可能性が大きく上がります。

第4群：材料・化学・バイオの出題傾向と対策

第4群では、材料科学、基礎化学、生物学に関する知識問題が出題されます。

範囲は広いですが、機械設計エンジニアであれば、材料分野を中心に対策するのが効率的です。

頻出テーマ

頻出テーマ	主な内容	出題例
金属・非金属材料	鉄鋼材料、状態図、合金、セラミックス、プラスチック	H29〜R7までほぼ毎年
化学	化学反応式、モル計算、腐食、防食、イオン化傾向	H29〜R7までほぼ毎年
バイオテクノロジー	DNA、RNA、タンパク質、細胞構造	H29〜R7までほぼ毎年

金属・非金属材料

材料分野では、鉄鋼材料、状態図、合金、セラミックス、プラスチック、複合材料などがよく出題されます。

機械設計者にとっては、実務と結びつきやすい内容が多く、得点源にしやすい分野です。

特に、次のテーマは重点的に確認しておきましょう。

• 鉄鋼材料
• 炭素鋼の状態図
• 金属の熱処理
• 応力ひずみ線図
• 合金の特徴
• セラミックスの特徴
• 樹脂材料の特性
• 複合材料、CFRPの特徴

材料問題は、過去問に出た知識が繰り返し問われることも多いため、過去問ベースで整理するのがおすすめです。

化学

化学では、基礎的な化学反応式、モル計算、腐食と防食、イオン化傾向などが出題されます。

化学が苦手な場合でも、腐食や防食は機械設計実務と関係が深いため、優先して確認しておきたいテーマです。

特に、次のような内容は押さえておくとよいでしょう。

• イオン化傾向
• 電食
• 腐食の種類
• 防食方法
• 酸化還元
• モル計算の基本

バイオテクノロジー

バイオテクノロジーでは、DNA、RNA、タンパク質合成、細胞の構造などが出題されます。

ただし、機械設計エンジニアにとっては馴染みが薄く、暗記量も多い分野です。
そのため、バイオを深追いしすぎるよりも、材料分野で確実に得点する方が効率的です。

機械設計者向けの対策

第4群では、材料分野を中心に選択するのが現実的です。

特におすすめの対策テーマは、次のとおりです。

• 金属材料
• 熱処理
• 状態図
• 応力ひずみ線図
• 樹脂材料
• セラミックス
• 複合材料
• 腐食と防食

化学やバイオは、過去問に出てきた基本キーワードを押さえる程度でも構いません。
まずは材料問題で2〜3問を安定して取れる状態を目指しましょう。

第5群：環境・エネルギー・技術の出題傾向と対策

第5群では、日本のエネルギー情勢、環境問題、科学技術史などが出題されます。

時事的なデータが多く含まれるため、過去問対策に加えて、試験前に最新データを確認することが重要です。

頻出テーマ

頻出テーマ	主な内容	出題例
エネルギー情勢	一次エネルギー供給、原油の中東依存度、電源構成、LNG	H29、H30、R1、R2、R4、R5、R6など
環境問題	地球温暖化、リサイクル法、LCA、大気汚染物質	R1再、R5、R6など
科学技術史	ノーベル賞受賞者、歴史的発明、蒸気機関など	R3、R7など

エネルギー情勢

第5群では、資源エネルギー庁のデータに基づく問題がよく出題されます。

特に、次のような内容は頻出です。

• 日本の一次エネルギー供給の割合
• 原油の中東依存度
• ホルムズ海峡に関する知識
• LNGの主な輸入先
• 電源構成の推移
• 再生可能エネルギーの割合
• 化石燃料への依存度

細かい数値をすべて暗記する必要はありません。
ただし、次のような大まかなトレンドは押さえておきましょう。

• 日本の原油輸入は中東依存度が高い
• LNGの輸入先はオーストラリアの割合が高い
• 再生可能エネルギーは増加傾向にある
• ただし、再生可能エネルギーの割合はまだ限定的
• エネルギー安全保障が重要

過去問対策は縦解きがおすすめ

基礎科目の対策では、年度別ではなく群ごとの縦解きが効果的です。

縦解きのメリット

• 同じテーマの繰り返しに気づきやすい
• 出題パターンが整理しやすい
• 苦手分野が明確になる
• 必要な暗記事項を絞りやすい

たとえば、第3群だけを10年分まとめて解くと、トラス、振動、行列、数値解析の頻出パターンが見えやすくなります。
第2群も同様に、論理演算やフローチャートの出題傾向をまとめて把握できます。

おすすめの進め方

• まず各群の過去問を10年分集める
• 群ごとにまとめて解く
• 間違えた問題をテーマ別に整理する
• 頻出テーマだけを反復する
• 試験直前に弱点だけ見直す

特に機械設計エンジニアは、第3群と第4群を重点的に縦解きすると効果が高いです。
計算問題と材料系は、過去問を重ねるほど得点が安定してきます。

FAQ

技術士第一次試験の基礎科目はどの群から対策すべきですか？

機械設計エンジニアであれば、まずは第3群を優先するのがおすすめです。
次に第4群の材料、第1群の信頼性工学、第2群の論理演算を押さえると効率的です。

過去問は何年分解けば十分ですか？

目安としては10年分あると傾向がつかみやすいです。
ただし、単に年度順に解くよりも、群ごとにまとめて解く「縦解き」のほうが効果的です。

基礎科目が苦手でも合格できますか？

はい、可能です。
基礎科目は満点を狙う試験ではなく、15問中8問以上を取る試験です。
苦手分野を深追いするより、得意分野で確実に得点する戦略が重要です。

計算問題と暗記問題、どちらを優先すべきですか？

機械設計エンジニアであれば、まずは計算問題を優先するとよいです。
第3群の力学や第1群の信頼性工学は、解法を覚えれば安定して得点しやすいからです。
そのうえで、第4群や第5群の暗記問題を補強するとバランスが取りやすくなります。

第5群の時事問題はどう対策すればいいですか？

資源エネルギー庁や環境省などの最新資料を、試験前にざっと確認するのがおすすめです。
細かい数値よりも、増加傾向・減少傾向・主要国名・代表的な制度を押さえておくと対応しやすいです。

まとめ

技術士第一次試験の基礎科目は、範囲が広いように見えて、実際には頻出テーマがかなり固定されています。

特に機械設計エンジニアにとっては、第3群の解析、第4群の材料、第1群の信頼性工学が大きな得点源になります。

重要なのは、全範囲を完璧にすることではなく、各群で確実に解ける問題を3〜4つ作ることです。
そのためには、過去問を年度別ではなく群ごとに解く「縦解き」が効果的です。

まずは次の順番で進めるとよいでしょう。

• 第3群を最優先で固める
• 第4群の材料を押さえる
• 第1群の信頼性工学を復習する
• 第2群の論理演算を整理する
• 第5群の時事情報を直前確認する

得点すべき問題を見極めて、効率よく対策していきましょう。