中学３年生は高校受験前ということもあって、塾や宿題に忙しいこともありますが、部活動が終わってることが多く、１、２年生の時より自由研究の課題に余裕を持って取り込める夏休みかもしれません。高校受験の面接時の話題になることもあるので、意欲的に取り組むお子様も多いでしょう。今回、そんな中学３年生にオススメの自由研究のテーマ１１選をご紹介します。
1日で出来る簡単な実験：コップで音色をつくろう
準備するもの
| 材料 | いろんな形のグラス、水、マドラー |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
家の中にあるコップ、とくにワイングラスを使って指で縁をなぞるとその振動によってグラスの内部の空間が共鳴を起こします。グラスの口径や厚みなどを測り、音色の音階や音色についてもレポートに書いてまとめると良いでしょう。水の量もきちんと測り、音階の違いなども調べると良いでしょう。
理科：地震でおきる液状化現象について研究しよう
地震が発生すると海や川の近くや埋立地などで泥水が上がってきたり、マンホールが飛び出してくるようなニュースを目にすることがあります。液状化現象は家や建物を傾けたり、道路を沈下させることがあります。実験では、地盤の種類や含まれる水の違い、１０円玉を建物に見立て、液状化で建物がどのようになるのか調べていきます。実験で使う砂や小石は家にあるもので使いますが、無い場合はホームセンターで購入できます。公園や海のものは勝手に持ち出すことはできませんが、管理者に問い合わせてみると良いでしょう。
準備するもの
| 材料 | 透明なプラスチックコップ、 砂、土、小石、水、割り箸、 はかり、計量スプーン、木片、 １０円玉４０枚、セロハンテープ |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
実験の手順
１．コップに砂を１００g入れて水を４０ml入れ、割り箸を使ってよく混ぜる。
２．コップを机の上に５mmほど上げ、机に落として液状化現象が起こるまでの回数をはかる。※砂の表面に水がしみだし、砂が液体のように動き始めたら、液状化現象が起こったということです。
３．砂に含まれる水分量を変えた場合の液状化現象の起こり具合を調べる。砂１００gに対して水１０ml、水２０ml、３０ml・・５０mlまで５つのコップを準備し、それぞれ机の上５mmから落下させて液状化現象が起こるまでの落下回数をはかる。
４．土や小石を使って３のような実験を行う。
５．１のコップを準備し、木片を置いて液状化実験を行う。※木片のサイズは１０円玉１０枚を重ねたサイズにする
６．１のコップを準備し、１０円玉１０枚をセロハンテープで止めて砂の上に起き、液状化実験を行う。
７．１のコップを準備し、１０円玉３０枚をセロハンテープで止めて砂の上に起き、液状化実験を行う。
液状化現象には水分量が関係していることが実験で確かめられますし、表に書くとよりわかりやすくなります。
参考になる自由研究テーマ・実験方法・まとめ方が見つかるかも知れません！
実験：草木染めの実験をしよう
さつまいもや玉ねぎの皮や、ヨモギなどの草、花を使って草木染めをします。焼きミョウバンという媒染剤を使うことで鮮やかによく染まるようになります。コンロなどを使って加熱する工程があるので、火傷や火の扱いに十分注意して実験を行いましょう。家に花があれば良いのですがない場合は、花屋さんで購入しても良いですし、台所や冷蔵庫にある野菜だけでも大丈夫です。土手によく生えてるヨモギや雑草などを採取しても良いでしょう。
準備するもの
| 材料 | 野菜の皮、いろんな色の花、 ヨモギなど、 染める布（ハンカチやＴシャツ）、 焼きミョウバン、鍋、菜箸、ボウル、 不織布のゴミ袋（三角コーナー用）、 輪ゴム、計量スプーン |
|---|---|
| 費用 | ５００円 |
| 日数 | １日 |
草木染めの方法について詳しく紹介された動画があります。染色液の後に媒染液に漬け込んでから干していますが、媒染液に漬けたものと漬けなかったもので比較してみても面白いでしょう。
科学：うがい薬を使ってビタミンCを検出する実験をしよう
準備するもの
| 材料 | 市販のうがい薬（ヨウ素液）、 プリンカップ、玉ねぎ、レモン、 トマト、大根、きゅうり、 アセロラジュース、 オレンジジュース(1%･20％･40％･100％）、 レモンティー、日本茶、牛乳、古いレモン汁、 みかん、おろし金、トレイ、 キッチンペーパーか新聞紙、 ビタミンCが含まれる薬やサプリメント、 小さじスプーン（５cc） |
|---|---|
| 費用 | １３００円 |
| 日数 | １日 |
次にビタミンCの量を計算する為に、予めビタミンCの量が記載されたサプリメントや薬を水に溶かして用います。薬やサプリメントが無い方は、ビタミンCが配合された量がわかるジュースを購入するなどして調べてみてください。
計算式はビタミンC溶液5ccに含まれるビタミンCの量(mg)＝含まれるビタミンCの量(mg)÷溶かした水の量(cc)×5cc
例えば、２００mgのビタミンCが含まれているサプリメント1錠を４００ｃｃの水で溶かし、５ｃｃに含まれるビタミンCの量を求めます。上記の青い式に当てはめると、
２００÷２００×５＝５ｍｇ となり、５ｃｃあたり５mgのビタミンＣが含まれることになります。その溶液をサプリメント溶液とします。サプリメント溶液にヨウ素を滴下し、滴下量を調べます。例えば、６０滴だった場合、レモンの絞り汁５CCの滴下数が１５滴とすると、
液体５CCに含まれるビタミンCの量 ＝ 滴下数 × ５CC ÷ サプリメント溶液の滴下数 という式で求められます。
下記のサイトでやり方とまとめ方が詳しく記載されています。
氷：氷の研究をしよう
水やジュースなどで作った氷がどのように、何℃で凍るのか？、また、室温に置くと何℃で溶けるか、扇風機の前に置くとどうなるのか？などを実験で調べます。とても簡単な実験ですし、家にある身近な材料で行うことができます。
準備するもの
| 材料 | 水、ジュース、塩、氷、 大きめのボウル、温度計、 透明な細長いコップ、 製氷器、お皿、扇風機 |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
実験の手順～その１
１．なるべく細かく砕いた氷を大きなボウルにいれ、氷の３分の１量の塩をふりかける。
２．透明なコップに水やジュースを入れ、氷と塩が混ざったボウルの中にいれて冷やす
３．コップの中の水やジュースの温度を温度計で測りながら凍る様子を観察する。
実験の手順～その２
１．製氷器に水やジュースを入れて冷凍庫で冷やす。
２．凍ったら、お皿にそれぞれ入れて溶ける様子を観察する。
扇風機をあてると凍り方が変わるかどうかも時間を測って調べると良いでしょう。
おもしろい：硬貨を入れるとスロットが回る貯金箱を作ろう
スロットが回る貯金箱を身近な材料を使って工作します。今回、１００円均一ショップなどにある工作用紙や色画用紙を使っていますが、家にある厚手の紙やダンボールなどでも代用できます。スロットを作る為に必要なパーツの種類が多い為、作成するのはやや難易度高めですが、下記のサイトにて図案や型紙が無料でダウンロードできるので、印刷して用紙に書き写せばとても楽ですよ。
数学：いろんなものの確率を調べてみよう。
数学というと苦手・・難しいと感じる方多いと思います。私自身もそうですが、身近な出来事や遊びを数学を使って検証する方法が自由研究のテーマとして取り組みやすいと思います。算数や数学を使った自由研究のコンクールを開催している一般財団法人 理数教育研究所のホームページに過去の受賞作品が紹介されていますので、参考にされると良いですよ。
確率を使った検証実験のテーマとしては、まずはサイコロがあげられます。例えば、サイコロで１がでる確率は６分の１ですが、３０回～１００回なげて何回１がでるか確かめるのです。投げる回数が多いほど６分の１に近づきます。また、じゃんけんで勝つ確率についてや、夏休み期間中の天気予報が当たる確率を検証しても面白いでしょう。確率を扱う場合、回数が多ければ多いほど計算値に近づく為、根気の要る作業になるかもしれませんね。
過冷却：一瞬で凍る過冷却水を作ろう
水は０℃以下になっても凍らないことがあります。液体から個体に変化する時の温度は凝固点ですが、それよりも低い温度でも液体の状態になってままのことを過冷却といい、水は過冷却水といいます。上空にある雲はとても小さい水の粒で出来ていますが、気温が０℃以下でも水の状態いることが多く過冷却状態であるといえます。過冷却の雲粒が木の枝にぶつかって凍りつくと、樹氷ができます。冷やされた過冷却水に衝撃を与えるとたちまち樹氷のような氷になってしまう現象を実験で確かめます。マイナス５℃程度に設定できる冷凍庫やペットボトルや水、お皿と冷凍庫、温度計など、家にあるものですぐに始められます。
準備するもの
| 材料 | 冷凍庫、ペットボトル、 水、お皿、温度計 |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
実験の手順
１．ペットボトルの中をよく洗い、よくすすぎ、７分目くらいまで水を入れる。
２．マイナス５℃くらいに設定した冷凍庫でお皿と１のペットボトルを入れて４～５時間冷やす。
３．ペットボトルと皿を静かに取り出し、すこしずつ皿にそそぐと氷の山ができる。
過冷却水を強くふってみても良いですし、氷を中にいれても一瞬で凍る現象が確かめられますよ。凍らなかった場合は冷やす時間を増やしてみましょう。水が凍る様子を詳細に書き、なぜ過冷却という現象が起こるのかについて調べ、レポートにまとめてみましょう。
過沸騰：氷を入れると沸騰する？実験をしよう
※熱湯を扱う実験ですので、やけどをする危険があります。十分注意して実験を行いましょう。
準備するもの
| 材料 | 電子レンジ、耐熱ガラス容器、 水、５mm角ぐらいの氷、 ピンセットかトング |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
実験の手順
１．耐熱ガラス容器に６分目～７分目まで水を入れる。
２．電子レンジに１の容器をいれて加熱します。
３．沸騰したらレンジをとめ、沸騰が収まるまでそのまま待ちます。
４．レンジの扉を開け、容器はレンジに置いたままで、容器に５mm角の氷をトングやピンセットを使って入れます。
一瞬ですが、氷をいれた瞬間に沸騰が起こります。レンジの扉を激しく開けてしまうと、それだけで突沸することがあるので静かに開けましょうね。
理科の実験で沸騰石を使った経験ってありますよね。沸騰石は、素焼きなどで出来ていて、多数の細かい孔があり空気を多く含む構造になっている為、水の中に予め入れておくと沸騰がスムーズに進み、突沸を防ぐことができます。日常生活では沸騰石を使うことはありませんが、飲み物を予め空気を含ませるようかき混ぜておいたり、電子レンジの自動あたためモードを使わないようにするなど、過沸騰状態にならないようにする為にはどうすれば良いか？などをレポートにまとめると良いかもしれません。
市販キットを使って指紋を研究しよう
準備するもの
| 材料 | 指紋の研究キット、 透明のコップやグラス、 紙、黒い紙、新聞紙 |
|---|---|
| 費用 | １２００円 |
| 日数 | １日 |
１０円玉をピカピカにして酸化還元について学ぼう
１０円玉に調味料やジュースをかけてしばらくおくときれいになることがあります。どんな調味料を使って、どのくらいの時間をおくとピカピカになるのかを調べてみると良いでしょう。使った調味料やジュースの成分についても調べ、レポートに書いておくと良いですね。材料は、家の中や冷蔵庫にあるもので十分ですよ。
| 材料 | １０円玉１６枚、 いろんな調味料やドレッシング、 ジュース、受け皿、 ティッシュ、デジカメ |
|---|---|
| 費用 | ０円 |
| 日数 | １日 |
下記サイトでやり方とまとめ方が詳しく記載されています。
まとめ
中学３年生にオススメの自由研究のテーマを紹介しましたが、参考になりましたか？
市販の実験キットを使った自由研究もありますが、ほとんどが身近にある材料を使って、短時間か１日程度でできるものばかりになります。部活動が終わり、少しゆっくり過ごせそうな中学最後の夏休み・・、是非チャレンジしてみてくださいね。
