自由研究といえば中学生までと思っていましたが、高校生になっても学校から課題を与えられる高校が多いようですね。高校生ともなると、高度なものをしなきゃいけない・・と悩んでしまいますよね。でも、興味のない分野や、特別な道具を使ったもの、日程に無理があるものを選んでしまうと、行き詰まってしまったり、時間やお金がかかりすぎてしまうことも。

そうならない為には、日常生活の中で身近にあるものからテーマを選び、何を調べたいのか?を具体的に考えると良いでしょう。それでもテーマが浮かばない・・という方の為に、高校生にオススメの自由研究テーマを7つご紹介します。

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面白い理科実験:音で火が消える!?気柱の共鳴について調べよう

スピーカーからでた音が空洞の筒の中を伝わり、ろうそくの火を消す?!そんな実験を行います。音は水中や空気といった媒体を介して伝わる波です。筒の長さと空気中に伝わる音の波長が一定の関係になると、共鳴を起こし音が大きく鳴ります。この現象を「気柱の共鳴」といいます。

共振や共鳴は高校の物理で習う波に関する現象です。筒の反対側にあるろうそくの炎がゆらぎながら消える現象を実験で確かめてみましょう。共鳴の起こる管の長さと音の波長には一定の関係があり、両端が開いた管では、管の長さが波長の1/2のときによく共鳴します。

1mの管では、波長が2m(振動数170ヘルツ)の音に共鳴します。筒の長さを変えると、どんな振動数の音で共鳴がおこるかを実験したり、公式に当てはめて検証しても良いでしょう。振動数の音はインターネットからダウンロードできます。

詳しく紹介されたサイト
NGKサイエンスサイト 家庭でできる科学実験シリーズ

共鳴について参考になるサイト
わかりやすい高校物理の部屋

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物理:分光器を作って分光しよう


虹は、太陽の光が空気中の水蒸気によって屈折・反射されることで水滴がプリズムのような役割を果たし、光が分解され複数色の帯のように見える自然現象です。虹のように光を分解することを分光といい、分光するための装置を分光器といいます。身近にあるCDやDVDディスクを使って分光器を作り方が紹介されています。

光源は、太陽光や懐中電灯、LED電灯、白熱電灯、蛍光灯などで試して、どんな色に分光されるか確かめて見ましょう。

詳しく紹介されたサイト
科学のつまみ食い
キャノンサイエンスラボ・キッズ

分光について参考になるサイト
takaの授業記録2002

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!

生物:身近にある外来種(魚や植物、昆虫等)の生態を調べる


全国のほとんどの湖や川に生息し、魚食性の為、生態系へ悪影響を及ぼしているとされる「ブラックバス」や「ブルーギル」などの外来魚が、日本にいつやって来て、どのように生息域を広げていったかについてを調べたり、「オオブタクサ」や「オオオナモミ」、「セイヨウタンポポ」などが在来種を駆逐して占有種となっている状況や、農業、畜産業、漁業に与えている影響について調べたり、「セイタカアワダチソウ」などの植物がもつアレロパシー(他感作用)についてを調べても良いでしょう。

外来種について詳しく紹介されたサイト
国立環境研究所 侵入生物データベース

アレロパシーについて
日本植物生理学会 みんなのひろば

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化学:牛乳を固めるものは何があるか調べよう(タンパク質の等電点)

牛乳にレモンや酢、コーラ!などの酸を使ってカッテージチーズを作ります。牛乳に含まれるガゼインというタンパク質は、pH4以下になると固まっていきます。タンパク質が含まれる液体は、酸を加えることでタンパク質がもつ等電点が変化し、タンパク質同士が固まろうという性質を利用してチーズを作ります。似ているのが、豆乳ににがりを加えると豆腐ができますが、それは塩析という現象で、酸で凝固する現象と異なるようです。

色んな果汁を準備し、pH値を調べ、固まり具合を調べてみましょう。

牛乳を特濃牛乳にしてみたり、豆乳(無調整)に変えてどんなチーズが出来るのか実験しても良いでしょう。食べる場合は、お砂糖や塩などで味付けした方が美味しいかもしれません。

実験について詳しく紹介されたサイト
理科の自由研究 牛乳が固まる実験

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1日でできる:卵を水の中で浮かべてみよう(浮力実験)

古代ギリシャの数学者アルキメデスが発見した浮力に関する法則「流体中で静止している物体は,それが押しのけた流体に働く重力と等しい浮力を受ける」を調べる実験です。卵を水の中に入れて、加える食塩の量によって浮くかどうか確かめます。

水の中に卵を入れると沈みますが、食塩を加えていくにつれて卵は浮いてきます。食塩水の密度が卵の密度より大きくなる為です。
食塩ではなく砂糖を加えていくとどうなるのか確かめても良いでしょう。食塩と同じ量で卵が浮くかどうか・・是非確認してみましょう。

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実験:「はねあがる水~共振~」実験をしよう

とっても簡単な実験です。台所にあるステンレス製のボウルに水をはり、ボウルの縁を濡れた手でなぞったりこすったりすると音が鳴り、上手くいくと水面から水しぶきがあがります。共振といわれる現象を確かめる実験です。

物体には固有振動数があり、外部から物体の固有振動に近い周期の振動が加わると振動が激しくなり、水面を伝わって水しぶきを上げるようになるのです。共振といえば、振り子を思い出すと思いますが、振り子は糸の長さによって固有振動数が決まっています。振り子と構造が同じブランコも長さによって固有振動数が決まっています。

体重の重い大人がこいでも、軽い子供がこいでもスピードは変わりません。スピードを早くしたい時は短くするか、立ちこぎをすると早くなります。話は逸れてしまいましたが、固有振動数について調べても面白いかもしれませんよ。

実験について詳しく紹介されたサイト
はねあがる水(共振)

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高校野球:高校野球の歴史について調べよう

毎年、白熱した戦いを見せてくれる高校野球。野球好きじゃなくとも、この時ばかりは頑張る球児たちを応援したくなってしまいますよね。夏休みの自由研究に高校野球の歴史や記録、名勝負、名選手について調べるのはいかがでしょうか?きっと大活躍中の名選手の軌跡をたどることができますよ。

下記のサイトが参考になります。
朝日新聞社 高校野球 甲子園戦績
激闘の記憶と栄光の記録

また、野球殿堂博物館では、日本のプロ・アマチュア野球についての歴史や用具、野球場や選手の記録、マスコットまで様々なことが展示・紹介されています。夏休み中は、小中学生向けですが、自由研究に役立つイベントがたくさん企画されています。野球について興味がある方は是非参加してみてくださいね。自宅で野球の自由研究をしたい場合は、ホームページ上で野球の歴史や球団変遷図などは、PDFファイル形式で無料でダウンロードできますので、活用してみてはいかがでしょうか。

また、1942年に開催された幻の甲子園についても調べてみてはいかがでしょうか。戦時中だった為、軍主導の運営で大会が進行され、「打者は球を避けてはならず、球に当たったとしても死球にならない」などの特別ルールが採用され、軍事色の強い大会だったようです。

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まとめ

高校生にオススメの自由研究テーマを7つ紹介しましたが、興味の持てるようなものはありましたか?どのテーマも簡単にできるものばかりですが、大事なのは、実験の予想と結果、考察です。結果と感想が考察になってしまいがちですが、考察とは、実験の結果からわかったことや予想との違いなどを元にした自分の考えです。

また、実験が上手く行かなかったとしても、どうしてそうなったのかについてや、実験の手順や道具、やり方を工夫したら結果が違ってきたかもしれないという内容の考察にしても良いのです。考察は論理的思考が必要とされますのでちょっとむずかしいのですが、うまくレポートにまとめられると良いですね!。

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