自由研究の実験！夏休みの課題で小学生・中学生向けのテーマとは？

自由研究で大変なのは、どのような何を研究してどのように実験すれば良いのかを決めることです。小学生の頃に理科が苦手だった方だとすべてのテーマが難しく感じてしまうかもしれません。さらに、実験で必要な物も準備しないとと考えると憂鬱でしかありません。

そんな面倒な小学生の夏休みの自由研究を今回はサポートします。まずは、テーマの決め方のポイントや実際の実験テーマ例を紹介していきます。皆さんの暮らしの中で簡単にできる実験ですので、ご安心ください。

学校の先生たちは、小学生に授業を教える時に身近なもので例えることを意識して教えている場合が多いです。それは、その方が小学生には『へぇ～』っと興味を持ってもらったり、分かりやすいからです。

特に科学の実験は、普段の暮らしから説明したり実験することが非常に多いです。科学と言う物が暮らしに密接な関係があることや重要な役割を果たしていること、そして、少しでも分かりやすくするための教育手法なのです。

夏休みの自由研究は難しいことやわからないテーマからスタートしてしまうと、子供もわからないまま止まってしまい最終的に親が手伝わないと終わらない宿題になってしまいます。少しでも親が手伝わなくても済むように、身近な暮らしに関連したことに紐付けてテーマを探してみましょう。

身近な暮らしのことと自由研究や実験を紐づけられない時は、子供の趣味や習い事に関係するテーマ選びがおすすめです。例えば、ピアノを習っている子であれば音に関する実験や球技を習っている子にはボールなどの球体を使った実験などがおすすめです。普段は意識していないだけで、私たちの暮らしにはたくさんの科学が隠れています。

習い事でなくても、ゲームが好きな子にはパソコンやプログラムに関連したテーマを選ぶと現代的な自由研究になると思います。お料理も西洋では科学の始まりと言われている錬金術は料理から生まれたと言われているほどです。お子さんはどのようなことに興味があるかを考えれば、きっとヒントが見つかるはずです。

虫や動物好きな小学生であれば、生物に関する研究もおすすめです。夏休みであれば、緑のある公園や家の庭など暮らしの周りを見渡せば昆虫などがすぐに見つかるはずです。虫眼鏡とスマホのカメラがあれば、様々な観察ができます。

これまで紹介したテーマの決め方でもなかなか決められない場合は、食べ物に関する実験がおすすめです。さすがにお菓子に興味がない小学生は少ないと思います。チョコレートが好きな子であれば、ポリフェノールやカカオの研究や実験をしてみたり、炭酸飲料の実験などもおすすめでです。

人の味覚の比較実験なども簡単にできます。お子さんが普段よく食べているお菓子から実験のヒントは必ず見つかります。食べ物には、たくさんの科学の知見が眠っていますので、困ったら食べ物に関したテーマ選定をすると良いでしょう。

皆さんは米村でんじろう先生をご存知ですか?テレビなどで面白い科学の実験を紹介してくれる方です。この方が紹介してくれる実験のほとんどは、小学生だけではなく大人でも面白いと感じるほどクォリティの高い実験を紹介してくれます。

空気砲やブーメランなど、身近な物を材料に面白い科学実験をしてくれます。雑貨屋にでんじろう先生がプロデュースした実験キッドが販売されたりしていますので、自由研究の実験で使用してみるのも良いでしょう。

また、ネットで「サイエンスプロダクション」を検索すると、でんじろう先生のサイトや各地で行っている科学実験のイベント情報も掲載しています。夏休みの自由研究の参考にもなりますが、土日のイベント参加にもご活用ください。

それでは、夏休みの自由研究で実際にどのようなテーマが良いかを紹介していきます。身近な暮らしで溢れている物や周りのお店で簡単に実験材料が手に入るものを中心に紹介していきますので、どうぞご覧ください。

用意するものは、500mlのペットボトル(炭酸飲料が入っていたペットボトル)と水200～250ml、スーパーなどでもらえるドライアイス1欠片(ペットボトルの口に入る程度)を用意します。

まず、ペットボトルに水を200～250mlとドライアイスを入れ、ペットボトルの蓋をします。ドライアイスは、素手で掴むとやけどしますので、軍手などを使用して掴んでペットボトルに入れましょう。後はドライアイスが溶ければ炭酸水の完成です。

これは「ヘンリーの法則」の実験になります。ヘンリーの法則とは、温度が低いほど気体は液体に溶けやすくなるという理論です。冷蔵庫で冷やした状態でつくる炭酸水と室温でつくる炭酸水でどちらが強い炭酸か飲んで確認する実験も面白いです。

そして、手作りの炭酸水にガムシロを混ぜてみると、サイダーが完成します。ヘンリーの法則の実験をしながらサイダーの作り方まで学ぶことができます。

この実験では注意点があります。最近はコストを抑えたり、エコを意識して柔らかいペットボトルも出ていますが、強度が弱いため炭酸で膨張すると破裂する可能性があるので、炭酸飲料の入っていたペットボトルを必ず使用しましょう。また、水の量やドライアイスの過剰使用もペットボトル破裂の原因となります。

これは人間の味覚がどこまで正確かを実験する自由研究です。用意するものは、フレーバーが複数ある食べ物が良いですが、夏休みにちなんでかき氷が良いでしょう。かき氷のシロップを3～4種類(いちご、メロン、レモン、ブルーハワイなど)ほど用意します。

後は、かき氷を作り目隠しをしてかき氷を食べます。そして、フレーバーの味を当てられるかをチャレンジしてみましょう。友達も含め5～6人でチャレンジしてみてどれだけ当てられるか集計してみましょう。

答えを言うと、人間の味覚は「甘い」「辛い」「しょっぱい」などの違いは誰でも簡単に判断がつきますが、微妙な違いはなかなかつかないのです。また、かき氷のシロップは様々なフレーバーがありますが、実は色を変えているだけで味が変わらないことが多いですので、フレーバーの味を当てることはとても難しいのです。

この実験では、人間の味覚は大まかな味の判断しかできないことと、見た色でも味の感じ方が異なることを学ぶことができます。言い換えると、見た目の先入観で味などの感覚が狂ってしまう人間の特性を学ぶことができます。

ギターやバイオリンは弦を張りその弦を振動させることで奏でる楽器です。この弦の張の強さや弦の長さを変えることで音がどのように変化するかを実験する自由研究です。

弦の太さを変えて音を比較するのも良いでしょう。この張の強さや太さ、長さを変えることで様々な音を奏ですのがギターやバイオリンなどの弦楽器です。昔であれば、物質を振動させることで音を伝える糸電話などが良く行われていましたが、最近の子供には糸電話があまり暮らしの身近な物ではなくなったので効果的ではありません。

また、子供たちに興味を持ってもらうための話題としては、ピアノも弦楽器の仲間である弦打楽器であることを自由研究の解説に加えると面白いと思います。弦を叩いて音を出す楽器として紹介すると、意外性で興味が湧く子もいます。

サイエンスプロダクションの代表的な実験が空気砲を使った実験です。用意するのは、400mm×400mm×400mm程度の大きさの段ボールとガムテープとカッターです。刃物を使う作業がありますので、大人の補助が必要となることもあります。

空気砲の作り方は、段ボールを立方型（箱型）に組み立てつなぎ目をガムテープで隙間なく止めます。止めたら一ケ所の面に直径150～200mmの丸い穴を1つカッターで空ければ完成です。

後は、段ボールを持ち両側の側面を「パン」と手で叩けば、段ボールの穴から空気砲が出ます。段ボールなどで作った的をこの空気砲で倒して遊ぶことができます。

この実験では、空気の圧力について学ぶことができます。また、この空気砲の中にドライアイスなどで煙を仕込んでおくと、空気砲の空気の動きも観察できるので面白い自由研究となります。

私たちの生活には欠かせない水を使った研究です。用意するものは、やかんと下敷き、製氷容器、コップです。

まずは、水道から水をコップと製氷容器、やかんに汲みます。やかんはガスコンロ（IHヒータでも可）で加熱し、製氷容器は冷蔵庫の冷凍室に入れます。やかんは沸騰すると、口から白い煙のような状態となった水（水蒸気）を観察します。

この実験は、物質の状態変化を確認する自由研究で温度によって物質が固体⇔液体⇔気体に変化することを学べます。物質の状態が変化すれば、特性も変化するため、保冷したりボイラーで発電するタービンとして利用されています。

この自由研究は、自分の家を中心にどこにどのような虫や植物があるかを探す調査です。実験はありませんので、実験嫌いな方にもおすすめのテーマです。デジカメとメモ用紙を用意して家の周りから半径500m位の範囲を目安に虫や植物などを探しに出かけましょう。

虫や植物を見つけたら、まずはデジカメで写真を撮りましょう。続いて、見つけた場所がどこかをメモしておきましょう。場所に関しては、公園や道路などの情報も重要ですが、「公園の木の陰」や「道端の石の裏」などの詳細まで記録しておくと研究らしくなります。さらに、虫や植物の特徴もメモしておくと、後で名前を探すときに便利です。

最後に探検したエリアの地図を描いて、どこで何の虫や植物を見つけたかを地図に書いていきましょう。出来上がれば、あなたの家の周りの虫や植物の生息分布図が完成します。さらに、その分布図から何か共通していることを考察すると、より研究っぽくまとまります。

例えば、「〇〇虫は草の多いところにいます」「△△草は日陰で湿ったところに多く生えています」などとまとめてみましょう。普段はあまり意識していないあなたの暮らしの周りにいる生物や植物に出会えるはずです。

他にもたくさんのおすすめ実験があります。同じPinky内にも自由研究をテーマとした理科の実験を紹介していますので、ぜひこちらもご参考にしてみてください。

これまで紹介してきました実験の材料は、基本的に100円ショップで手に入れることができます。学校の宿題ですので数千円も費用をかける必要はありません。

また、たくさんの費用を掛ければよい実験ができるわけでもありません。工夫を含めて自由研究ですので、無理のない範囲で実験を楽しみましょう。

これまでにいくつかの自由研究で使える実験やテーマを紹介してきましたが、これらから選ぶ際は必ず実際に宿題を行う子供に選ばせましょう。お金がかからないから、簡単だからと言う大人の理由で勝手に決めることは推奨できません。

子供が興味を示したり、好きな実験を行わせることで少しでも自分で行わせることができます。その方が、結果的に大人が楽できます。大人が手伝うのは、ちょっと躓いてしまったり迷ったり実験の材料調達に戸惑った場合のみにしましょう。

自由研究では、教科書にまだ載っていないことをやる場合が多く手元に調べるために必要な本がないことがほとんどです。そんなときは、ネットの情報を有効活用すると知見が広がり、より科学に対して子供たちが興味を持ってくれるはずです。

場合によっては、ネットで情報を調達することもありますので、ネットでの情報収集方法も合わせて教えるのもおすすめです。小学生はまだネットの使い方やマナー、注意事項が分からないことも多いので、夏休みの宿題を機にネット使用の注意事項も教えておきましょう。

科学の実験はとても面白いことですが、危険と隣り合わせであることを意識しましょう。分量や加減を誤れば重大な事故にもつながります。特に子供だけで実験をするのが危険ですので、どのような実験をするかをしっかり確認してから行わせましょう。

科学と言うものは、便利である一方で危険であることも教える必要があります。危険を小学生に教えることもできる機会ですので、夏休みの自由研究を通して安全性を教える良い機会かもしれません。

小学生の頃の記憶を思い返してみると、夏休みの自由研究は面倒で大変だった記憶がある方も多いと思いますが、実際はとても面白い宿題なのです。なんせ課題が“自由”に選べるので何をやってもいいってことです。興味のあるものを宿題にすれば、きっと苦にならないはずです。皆さんも子供と一緒に楽しんでみてはいかがですか?