中学生の皆さんが自由研究で実験テーマに頭を悩ませていることも少なくないでしょう。
この記事では、中学生にぴったりの自由研究のための実験テーマ15選と、その選び方の重要ポイントを提供しています。ぜひ参考にしてください。
「中学に上がったので、以前よりも高度な自由研究にチャレンジしたい」
「どんな実験テーマが中学生に適しているの？」
「自由研究を通じて身につくスキルは何だろう？」
このような疑問を持つ生徒も多いかもしれません。
本稿では、中学生向けの自由研究の実験テーマ15選を紹介し、自由研究の目的やテーマの選び方のアドバイスも行っています。
また、それぞれのテーマについて、必要な材料や手順などを詳細に解説していますので、この情報を元に、家で簡単にできる実験を見つけることができます。
自由研究は、自分の関心や好みをテーマに探求する良い機会です。この記事を活用して、楽しみながら実験に取り組んでみてください。
自由研究の目的
自由研究の主な目的は、「仮説を立てる力」と「問題解決力」を養うことにあります。
「仮説を立てる力」とは、さまざまなアイディアを元に、どのように事象が変化するかを予測する能力のことを指します。
そして、その仮説に基づき実験を行いながら問題を解決する過程で、問題解決力を身につけるのです。
これらのスキルは日常的な問題では養われにくいため、特に将来にわたって重宝される能力です。
夏休みなどの長期休暇を利用して、積極的に自由研究に取り組み、これらの能力を伸ばしていきましょう。
中学生が自由研究の実験テーマを決める際のポイント
自由研究は宿題としても課されることがありますが、テーマ選びに困ることもあるでしょう。
テーマ選びのコツは、自分の興味や好きな分野から選ぶことです。興味のある科目や趣味、スポーツなどからテーマを選べば、より没頭して取り組むことができます。
長期休暇中に自由研究の課題が出る際は、このアドバイスを参考にしてテーマを選んでみましょう。
中学生向け自由研究テーマ15選
自由研究のテーマ選びは、研究内容を具体的にイメージすることから始めるとよいでしょう。
以下に、自由研究におすすめの15のテーマを挙げます。
家庭で簡単に試せるテーマが多く含まれていますので、自分の興味に合ったものを見つけてください。
温泉卵の白身と黄身が固まる温度を調査しよう
普通のゆで卵と温泉卵を作り、それぞれの卵の白身と黄身がどの温度で固まるかを比較します。
実験後は、卵の白身と黄身が固まる温度と、水温との関係を分析し、たんぱく質が熱にどう反応するかを探ることが推奨されます。
使用材料: 卵2～4個、蓋つき鍋、温度計、おたま 手順:
鍋に1Lの水を沸騰させた後、火を消し温度計を置く。
水温が80℃になるまで水を加え、卵をおたまにのせて鍋底に置く。
蓋をして15分待つ。
15分後、蓋を開けて水温を測定し、卵を取り出して水で冷ます。
卵を割り、白身と黄身の状態を確認する。
比較用の通常のゆで卵を作り、同様に水で冷ましてから白身と黄身の固まり具合を温泉卵と比較する。
大きなシャボン玉を作成する方法を探求しよう
通常の小さなシャボン玉ではなく、より大きなシャボン玉を作る方法について研究しましょう。
シャボン液の濃度を変えたり、異なる添加物を加えることでどのように結果が変わるかを実験します。
また、シャボン玉がなぜ球形になるのか、またなぜ割れるのかについても調査します。
必要な物: 台所用洗剤、ストロー、無地の下敷き、定規、コップ5個、小さじ、文具用のり、砂糖、塩、みりん、ベーキングパウダー 手順:
台所用洗剤と水を混ぜ、20％、40％、60％、80％、100％の濃度のシャボン液を作る。
ストローでシャボン液をつけ、濡れた下敷き上でシャボン玉を作る。
シャボン玉が割れた際の直径を測定し、最大のものを記録する。
最も大きなシャボン玉を作った濃度のシャボン液をコップに入れ、各コップに異なる添加物を混ぜる。
同じ手順でシャボン玉を作り、その直径を測定する。
浴室の鏡の曇りを解消しよう
浴室や更衣室の鏡が曇る理由を探り、曇り止めのテクニックを試してみましょう。
鏡に石鹸液、アルコール、植物油を塗布し、それぞれの曇り具合を比較検討します。
塗布した箇所と塗布していない箇所をルーペで観察するのも良いでしょう。
鏡に湯気が当たるとなぜ曇るのか、それをどのように防ぐかを、実験を通じて探求します。
鏡
洗面器
ルーペ
石鹸
植物油
アルコール
石鹸水を作り、指で鏡に絵を描きます。
既に描いた絵を避けて、植物油やアルコールも使って絵を描きます。
洗面器に熱湯を入れ、描いた絵の鏡を覆うように置いて、約1分間湯気を当てます。
1分後に鏡を裏返し、曇りの有無を確認します。
石鹸水、植物油、アルコールで描いた箇所の曇りの境界をルーペで観察します。
輪ゴムエンジンの作成
熱を加えると縮む特性を持つ輪ゴムを利用し、回転動力を生み出す実験を行います。
輪ゴムの性質を利用して自分のエンジンを作ってみましょう。
実際に製作し、輪ゴムエンジンがどのように動くのかを探ります。
熱の加減によって動力がどう変化するかも実験できます。
輪ゴム
セロハンテープ
つまようじ
カッターナイフ
接着剤
ねん土
小型のフォーク2本
ドライヤー
セロハンテープで作った輪に輪ゴムを6本等間隔で掛けます。
つまようじの丸い側をカッターナイフで削り、尖らせます。
輪ゴムが集まる中央につまようじを刺し、接着剤で固定します。
ねん土に小型フォークを立て、つまようじの両端をフォークの隙間に軽く置きます。
輪の一方にドライヤーの冷風を当てて、回らない角度を見つけたら温風に切り替えます。
野菜からDNAを抽出する方法
私たちの身の回りにある生物は、無数の細胞で構成されています。
これらの細胞内には、生物の設計図とも言えるDNAが含まれています。
今回は、様々な野菜を使って、DNAの抽出と観察を行ってみましょう。
実験を行う際は、室温の管理が重要です。
適切にDNAを取り出すためには、涼しい環境で作業を進めることが望ましいです。
具体的な注意点として、「野菜を十分に冷却する」「新鮮な野菜を選ぶ」「作業時間を適切に保つ」などがありますが、何よりも丁寧な作業が求められます。
手早く雑に作業を進めると、DNAの抽出が困難になることがあるため、細心の注意を払いましょう。
以下の材料が必要です：
ブロッコリー：1/4個から1/2個
タマネギ：1/4個から1/2個
トマト：1/4個から1/2個
台所用洗剤
食塩
水
エタノール
コップ
すり鉢
小さじスプーン
ふきん
包丁
まな板
まず、すべての材料を冷蔵庫で冷やしておきます。
ブロッコリーの花芽を削ぎ取り、凍らせます。
トマトとタマネギは皮を剥き、細かく切って凍らせます。
水170gに食塩30gを混ぜて冷蔵庫で冷やし、エタノールも冷凍庫で冷やします。
冷凍したブロッコリーをすり鉢で擂り、少量の洗剤と冷たい食塩水を加えて混ぜ合わせます。
その後、エタノールをコップに入れ、擂った液体をコップにゆっくりと注ぎます。
この液体をしばらく放置すると、糸状のDNAが観察できます。
玉ねぎやトマトも同様の手順で実験を行います。
金属イオンの色を観察する実験
原子は物質の基本的な構成要素であり、電気を帯びることでイオンに変わります。特定の金属イオンには、特有の色があります。
この実験では、色付きの金属イオンを使って、その溶解と変化を観察します。
必要な材料は以下の通りです：
粉寒天
水
食塩
計量カップ
割りばし
はかり
鍋
コンロ
耐熱の透明プラスチック容器
乾電池（9V）
9V電池用スナップ
ミノムシクリップ2本
銅板、鉄板、ニッケル板（各3cm×3cm、2枚ずつ）
軍手
まず、鍋に水と粉寒天を入れ、かき混ぜながら加熱します。
沸騰後、3～4分間加熱し続けた後、食塩を加えて溶かします。
火を止めた後、液体をプラスチック容器に移し、寒天を作ります。
容器内の寒天が固まったら、3cm×3cmの銅板を寒天に挿入し、間隔を6cmに保ちます。
銅板に電池、スナップ、ミノムシクリップを接続し、電流を流します。
この状態で銅板や寒天の変化を時間を区切って観察します。
鉄板とニッケル板でも同じ手順を行い、観察結果を比較します。
水面に一円玉を浮かべる方法
一円玉は特別な硬貨で、実際に水面に浮くことができます。
水面に浮く現象を体験し、その背後にある科学的な原理を学びましょう。
用意するもの: コップ 水 一円玉 実施手順: コップに水を満たす。 一円玉を水平にして水面にそっと置く。 一円玉を垂直にして水面に置く。 水平にした一円玉を水中に沈めてから手を放す。 一円玉がどの状態で浮くか確認する。 一円玉が浮いている間、水面の様子を観察する。 一円玉を取り出す際、水面の変化を観察する。
ドップラー効果の実験
音の高低が変わるドップラー効果を、身近な材料を使って体験してみましょう。
ドップラー効果を実感し、その原因を探究します。
必要なもの: 目覚まし時計 紐（1.5m、太さ5mm） レジ袋 実験手順: 目覚まし時計を鳴らし、レジ袋に入れる。 紐をレジ袋の持ち手に結びつける。 紐を持って時計を回す。 約2m離れた場所にもう一人が立ち、音の変化を聴く。
備長炭を使った簡易電池の作成
キャンプ用の備長炭からホームメイドの電池を作り、それを使ってモーターを動かす実験を行います。
備長炭と簡単な材料で電池を作る方法を学びます。
用意するもの: 備長炭（細長いもの） アルミホイル キッチンペーパー 塩水（水100mlに塩大さじ1） モーターとプロペラ 実施手順: 塩水をキッチンペーパーに染み込ませる。 備長炭の空気が抜けないよう、キッチンペーパーで包む。 アルミホイルをキッチンペーパーが少し見えるように巻く。 モーターにプロペラを取り付け、導線を備長炭とアルミホイルに接続する。
家庭の生ごみからたい肥を作成
日常生活から出る生ごみを利用して、たい肥を作り、それを使用して野菜を育てることで、環境への影響を学びます。
家庭で簡単にできるたい肥の作り方を探ります。
必要なもの: 2Lのペットボトル ホース カッター キリ バケツ スコップ 腐葉土 生ごみ（植物由来） 実施手順: ペットボトルの上部をカッターで切り、キリで穴を開ける。 ホースを斜めに切り、穴に挿入する。 バケツに生ごみと腐葉土を混ぜ合わせる。 その混合物をペットボトルに入れ、腐葉土で覆う。 定期的に水を加えつつ、外で土の変化を観察する。 土と生ごみが混ざり合ったら、バケツでよく混ぜる。
素早く氷を溶かす素材を探究しよう
氷の溶解速度は、それが接触する素材によって異なります。
様々な素材を用いて、どれが最も速く氷を溶かすか比較実験をしてみましょう。
素材による氷の溶けやすさを調査し、実験結果と見比べることは興味深いです。
早く溶けた原因を解析するのも良いでしょう。
また、氷がどのようにして溶けていくのかの過程を詳細に調べることもお勧めします。
鉄、銅、アルミ製の鍋やフライパン（比較対象として選べるように複数用意する） 陶器、プラスチック、ガラス、紙製の皿や容器 木製のまな板やカマボコ板 発泡スチロール（食品用トレイ等） 氷 ストップウォッチ 記録用のメモ帳やノート どの材質で氷が早く溶けるか予想してみましょう。 比較のために鍋やフライパンに氷を置き、完全に溶けるまでの時間をストップウォッチで計測します。
氷と塩を使ってアイスクリーム作り
氷と塩を使って自家製アイスクリームを作る実験をしましょう。
塩を加えることで温度が下がり、どのようにアイスクリームが形成されるかを探求した後、実際に製作してみます。
塩を加える前後での温度変化を手で触れて感じることを推奨します。
牛乳 100mL 練乳 大さじ1 塩 200g 氷 300g以上 中サイズのジップロック袋 大サイズのジップロック袋またはスーパーマーケットの袋2枚 牛乳と練乳を中サイズの袋に入れてよく揉み、平らにしておきます。 大サイズの袋を2重にし、その中に氷と塩を入れ、中サイズの袋を挟みます。 袋をしっかりと持ち、3分間激しく振ります。 振った後の袋をタオルで包み、更に3分待つとアイスクリームが完成します。
色変化を通じて液体の性質を探る
スーパーマーケットで手に入る紫キャベツを使用して、酸性、中性、アルカリ性の水溶液の特性を実験しましょう。
色の変化が目で見て分かりやすく、結果を写真に撮って記録するのも良いでしょう。
それぞれの液体がどの性質を持つかを調べ、まとめることで有益な学びにつながります。
紫キャベツ 鍋 水 ネット（生ごみ用） 輪ゴム ガスコンロ レモン（またはレモン汁） 化粧水 酢 重曹 透明なカップ 4つ 水を入れた鍋でお湯を沸かします。 紫キャベツを細かく切り、切ったキャベツをネットに入れて輪ゴムで固定します。 キャベツ入りのネットをお湯に浸し、色素を抽出して透明なカップに移します。 酢、化粧水、レモン、重曹をそれぞれのカップに入れ、色の変化を観察します。
野菜の鮮度維持テクニックの探求
さまざまな保存方法を用いて、野菜を新鮮に保つ技術を研究してみましょう。
最も効果的だった方法や早く損なわれた方法を記録し、その理由についても深堀りします。
野菜を長持ちさせるコツを身につけることで、食品廃棄を減らし、有用な知識としても活用できます。
必要な材料：
新鮮な野菜（小松菜、大根、レタスなど）
包丁
まな板
新聞紙
ビニール袋
ラップ
方法：
野菜を用意した数だけ適切にカットし、新聞紙やビニール袋、専用の保存袋に入れます。
これらを冷蔵庫に保管し、毎日一度取り出して、外見や感触、匂いをチェックし、記録します。
台風のような渦をコップで作成
家庭にあるコップと茶殻を使用して、渦を作り出すことで、台風の形成時の上昇気流を模倣する動きを観察できます。
この簡易実験により、台風の形成原理やその影響を理解する手助けとなります。
必要な材料：
高さのある透明なコップ
茶がら
水
洗面器
方法：
コップに茶がらを入れ、水を半分程度注ぎます。
コップをゆっくりと回して渦を作り、茶がらの動きを観察します。
回転を停止した後も、水面の渦を確認します。
【まとめ】中学生の自由研究テーマを選定
中学生の自由研究では、小学生の時よりも高度なテーマが求められます。
実験テーマの選択に迷うこともありますが、自由研究の成功の鍵は、興味のあるテーマに対して仮説を立て、試行錯誤を繰り返し実証することです。
最後まで研究を完遂するためには、自分の興味や関心事をテーマに選ぶことが大切です。
この記事を参考にして、楽しく取り組める研究テーマを選んでみてください。
