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お知らせ
<2016年 3月12日 更新>
かなり久しぶりの更新です。 2015年度の指導も終わったのでここで2016年度の生徒の募集をしたいと思います。 募集の対象は全国の中学生、高校生です。 募集要項や私の指導例などの詳細はこちらのページへどうぞ。

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夏休みの自由研究はこれで決まり!

真夏の南国ビーチ



夏休みになり学校からたくさん宿題を出されている人もいることでしょう。数学や英語の場合はプリントや冊子をひたすらやるような比較的かんたんな宿題の場合がほとんどですが、理科はそうもいかないと思います。そう、自由研究があるからです。今回は自由研究について記事を書きました。


今回の項目のまとめ

■短期間でかんたんにできる自由研究
■長期間かけてやる自由研究
■自由研究のやり方・レポートの書き方
■自由研究をやる意義
■さいごに
■自由研究リンク集


自由研究をやる意義は少しお堅い話になっているので、めんどくさいという方は読み飛ばしてください(笑)。








<短期間でかんたんにできる自由研究>

自由研究はサクッとかんたんに終わらせたい、という人も多いと思います。ここでは短期間で終わり、楽しく、危険がなく、レポートにまとめやすい自由研究を紹介します。


キッズ@nifty
ここでは、小学生向けの自由研究が掲載されています。なかでも危険がなく、手軽にでき、レポートにまとめやすいものをひとつ紹介します。

ペットボトル浄水器


「1日でできる自由研究」→「実験」→「もっと見る」と進むと「ペットボトル浄水器」というのがあります。これは必要な材料、かかる時間、観察のしやすさ、レポートのまとめやすさ、危険性の低さから考えて小学生の自由研究にぴったりだと思います。テーマとしては、普段目に見えないものを視覚化する「音のカタチ」が面白いですが、これは観察のしにくさ(波形を言葉で表現しにくい)、レポートのまとめにくさ(波形を画像に残しにくい)を考えると少し難易度が高いでしょう。

このサイトでは実験結果をまとめるためのシートを無料ダウンロードできるようになっていたり、自由研究グッズの紹介、自由研究リンク集があったりと使い勝手がいいです。なにより「1日でできる自由研究」の項目があるのは、自由研究が苦手な人にはうれしいですね。


そのほか自由研究で使えそうなペットボトルを使うアイテム
【科学工作】力学 超飛距離ペットボトルロケットキット
HN17508 ペットボトルロケット製作キットII
【科学工作】エコロジー・環境 ペットボトル風力発電実験キット
エレキット(elekit) ソーラー工作キット ペットボトルソーラーカー
パイオニア ペットボトルクラフト エコふうりん とりかご KT70A-48432
自由研究に最適!風力発電キット・ウィンディ2(Windy2)ECO-103<小中学校新学習指導要領対応>
サイクロンクリーナー組立キット[印刷済]






東京都立図書館 こどもページ
ここではさまざまなテーマの自由研究とそれに関連した本の検索をすることができます。都内に住んでいるかたは利用してもいいかもしれません。ただし、実験や観察の詳しいやり方は掲載されていないので、あくまでもテーマ探しと関連した書籍を探す用として使うことになります。中でもおすすめなのは、「台所で宝石を作る」です。塩、砂糖、ミョウバンなどの結晶のできかたや結晶の形、色のつき方を学べる自由研究です。

台所で宝石を作る



そのほか結晶や色に関する自由研究で使えそうなアイテム
クリスタルの科学 (水晶型の結晶 塩の結晶 お酢の結晶)
色の科学じっけんセット
新学研キットボックス 光の三原色実験
酸性 & アルカリ性 おもしろじっけんセット パッと色が変わるふしぎな水






HondaKids
自動車やバイクで有名なHONDAのサイトです。ここの特徴は、テーマが学年ごとに分類されているところです。自由研究を紹介しているサイトは数あれど、いったいどのくらい難しいのか、自分にできるのか、我が子にできるのか、と悩む人は多いでしょう。ここならば、1〜2年生、3〜4年生、5〜6年生、と3つの学年帯に分けて紹介してあるので選びやすいです。実験の手順や、なぜそうなるのかの解説などがポップで見やすい図解付きで紹介されていますし、動画で観ることもできます。また、まとめかたをPDFで無料ダウンロードすることもできます。このサイトでは主に1日で終わるようなかんたんなものが紹介されています。


1〜2年生のテーマでのおすすめは「こおりをはやくとかすには」がおすすめです。
こおりをはやくとかすには

そのほか氷に関する自由研究で使えそうなアイテム
雪と氷の科学
落ちないコイン 水と油で氷のサンドイッチ





3〜4年生のテーマでは「太陽風車」がおすすめです。
太陽風車

そのほか風車やソーラー、エコに関する自由研究アイテム
エコロジー・環境 ペットボトル風力発電実験キット
自由研究に最適!風力発電キット・ウィンディ2<小中学校新学習指導要領対応>
エレキット(elekit) ソーラー工作キット ペットボトルソーラーカー
エレキット(elekit) ソーラーF1
エレキット(elekit) ソーラー工作キット スペースロボ7(セブン)
エレキット(elekit) エコエネルギー工作キット 4WD燃料電池カー
エレキット(elekit) エコエネルギー工作キット アクアライダー




5〜6年生のテーマでは「ふってふってバターづくり」がおすすめです。
ふってふってバター作り


ポイントは身近にあるもので楽しく実験・観察ができるものを選びました。そういう点で言えば、「キャラメルの茶色はこげ色?」なども作ったあとに実際に食べられるので楽しいかもしれません。









<長期間かけてやる自由研究>

自由研究は長期間かけてやりたい、という人は少ないかもしれませんが、少しだけ紹介します。


学研Kidsnet
ここは学研が運営しているサイトです。テーマ、学年、科目、必要期間などの検索機能が充実しているので非常に便利です。小学生だけでなく中学生向けのテーマもあるので、おおよそ、夏休みの宿題や自由研究のヒントはここでみつかるのではないでしょうか。また、関連した教材も購入できるようになっています。


月の満ち欠け



中でもおすすめなのは「テーマを決めよう」→「観察・環境調査」→「月の満ち欠け調べ」です。これは数週間かけて月の満ち欠けをしらべるものですが、この範囲は、高校入試でも頻出の分野なので、特に中学3年生におすすめです。



そのほか天体観測に関する自由研究アイテム
【科学工作】天文・宇宙 月の満ち欠け体験キット
【科学工作】天文・宇宙 天体モデルライト(月と太陽)
【科学工作】天文・宇宙 手作り天体望遠鏡






三菱電気 キッズのためのエコのわくせい


三菱電機自由研究1



ここでは仕事にまつわるものをテーマにした自由研究が紹介されています。例えば建築士になりたい人向けには建物の構造や風の抜け方などを調べる「夏を気持ちよくすごす方法」、カメラマンになりたい人向けには「ピンホールカメラ」などがあります。少々こじつけのテーマもありますが、必要な期間が明記されているので選びやすいです。また、実験をまとめるためのシートも無料でダウンロードできます。ただし、実験の手順や、レポートのまとめかたについてはHONDAのサイトのほうがわかりやすいです。








<自由研究のやり方・レポートの書き方>

ここでは自由研究をやるときのポイントをまとめてあります。少し複雑で実行するのがめんどくさそうなことが書いてありますが、1〜7の各項目は実験レポートに必要なことですので、参考にしてみてください。レポートに書いていく順に説明していきます。レポートの表紙・目次の例から順に見ていきましょう。


表紙には自由研究のタイトルと名前を書きましょう。今回はタイトルとして「ペットボトル浄水器の作成と浄水機能の調査」などが良いでしょう。


目次
1 自由研究を行った動機 ・・・P◯〜△
2 自由研究を行う目的  ・・・P◯〜△
3 実験器具       ・・・P◯〜△
4 実験手順       ・・・P◯〜△
5 実験結果       ・・・P◯〜△
6 再現性の確認     ・・・P◯〜△
7 考察         ・・・P◯〜△



1 自由研究を行った動機
ここには、なぜその自由研究を行ったかという理由を書きましょう。どんな理由でもいいと思いますが、「こんな所に興味を持った」「以前テレビで見て興味があった」「こんなところに役に立つから」などポジティブな理由でテーマを決め、それを書くといいでしょう。例えば、前述の「ペットボトル浄水器」なら、「災害時に役に立つと思ったから」などが考えられます。一言だとつまらないので、「3年前の東日本大震災のとき、たくさんの人が避難生活を強いられ、現在も多くの人が苦労しています。テレビや新聞で、災害直後は物資、特に水や食料が不足するということを知り、自分できれいな水を作れるようになればそういうときに便利だと思いこの自由研究をやることにしました」などストーリーをつけて書くと良いでしょう。



2 自由研究を行う目的
ここは、その自由研究を行う目的を書きましょう。先の「ペットボトル浄水器」なら、「災害時でも安心して飲める水を、泥水などから作れるような技術を身につけること。様々に条件を変え、最も水がきれいになる条件を見つけ出すこと。また、その技術を他の人でも再現できるようにレポートにまとめること」などが例として挙げられます。



3 実験器具
ここでは、自由研究に使う実験器具を整理します。およそ、実験に関係あるもの、後述の実験手順で登場するものは全て書くようにしましょう。「ペットボトル浄水器」であれば使うペットボトルについて、飲料会社名、商品名、サイズ・形状(500ml、縦◯◯cm、横○○cm、高さ○○cm、直径○○cm)、など実験結果に影響を与えそうなものをできるだけ詳細に書くようにしましょう。



4 実験手順
ここは、実際に行う実験の手順を書きます。まずは代表例として、サイトなどに掲載されている方法で実験を行うときの手順を書きましょう。手順ごとにその様子を写した画像を添付するとわかりやすくなります。他の誰がやっても再現できるように書くことを心がけましょう。代表例を書いたあとには、さまざまな条件を変えて実験をくり返したということを明記します。ここは実験の手順はほぼ同じで、どんな条件で実験を行ったかを強調して書くといいでしょう。表にして書くとわかりやすいです。

表1 ペットボトルの容量や形状を変えた場合
容量 形状 飲料会社 商品名
実験1−1 500ml 円柱 SUNTORY 伊右衛門
実験1−2 1ℓ 円柱 SUNTORY サントリーウーロン茶
実験1−3 1ℓ 角柱 SUNTORY サントリーウーロン茶
実験1−4 1.5ℓ 円柱 SUNTORY PEPSI NEX ZERO
実験1−5 2ℓ 角柱 SUNTORY 伊右衛門





表2 ペットボトルは実験1−1と同じものを使用し、石などの量を変えた場合
砂の量 小石の量 活性炭の量 綿の量・厚み
実験2−1 50g 50g 50g 20g・1cm
実験2−2 100g 50g 50g 20g・1cm
実験2−3 50g 100g 50g 20g・1cm
実験2−4 50g 50g 100g 20g・1cm
実験2−5 50g 50g 50g 40g・1cm
実験2−6 50g 50g 50g 20g・2cm


こんな感じがいいと思います。表には必ずタイトルをつけましょう。また、ペットボトルの容量・形状による実験結果の違いと、使う石や炭・綿による実験結果の違いを分けて実験するほうが、より違いがわかりやすいです。これらの実験結果をもとに最も水がきれいになる条件を割り出します。



5 実験結果
ここは、実験結果を書きます。「ペットボトル浄水器」であれば、上記の表のそれぞれに対して、結果を評価するといいでしょう。評価基準は、「透明度」「かかった時間」可能であれば「味」も評価してみるといいでしょう。「味」については見た目でアウトなものは当然やらないほうがいいですが、透明度が高いものはなめる程度で試してもいいかと思います。ここでの前提は「飲める水」を作ることなので。ただし、本当にやる場合は自己責任でお願いします。また、ここには実験を行ったときのコンディションも明記するといいでしょう。その日の気温、湿度、時間帯、どこの水を使ったか、などがそれに当たります。これも、再現性を担保する意味で重要なことです。



6 再現性の確認
実験をして、1〜4の内容を書いたら、他の人に再現実験をしてもらいましょう。友達でも良いし、家族でもいいと思います。自分の書いたレポートだけを見て実験をしてもらい、同じ結果が得られたら再現性があると言えます。この再現性は科学の世界ではとても重要なことなので、少しめんどうですがぜひやってもらいたいと思います。ここには「父の○○に再現実験を行ってもらいました」のように、誰にやってもらったかを、自分との関係と名前フルネームを明記しましょう。もちろん、名前を書いていいか、必ず本人に確認を取りましょう。



6 考察
ここでは、実験結果からわかったことや結果に対する自分の考えを書きます。まずは、実験をする前に、どの実験が一番水をきれいにすることができると考えたか、またその理由は何か、など実験前の自分の予想を書き、実際の結果と比較するといいでしょう。他にも、実験結果をふまえて、水をきれいにすることには何が関係しているのか、また関係していないのか。水をきれいにする一番良い条件はなにか。実験でうまくいった点、うまくいかなかった点、その改善点。その実験結果からはわからなかったこと追加実験をやるとしたらどういった実験をやるとよいか。自分の書いた実験手順に再現性はあるか。などを書くといいでしょう。



7 参考文献
その自由研究を行う上で、参考にした本やネット上の記事の名称・URLなどを正確に明記しておきましょう。何をもとにして実験を行ったのかを記しておくのは、再現するため、信憑性の担保、権利の尊重、の観点からとても重要です。他の誰が見てもその情報にたどり着けるような形で書くようにしましょう。








<自由研究をやる意義>

自由研究が嫌いな人もたくさんいることでしょう。時間がかかる、めんどくさい、むずかしい、どうやったらいいかわからない、うまくいかない、など特に勉強が苦手な人が嫌う要素がそろっています。しかし、「学び」という観点から見れば他の宿題よりもはるかに重要なものです。その理由を説明します。

レポート(論文)を書く力が強化される
詳しくは、自由研究のやり方・レポートの書き方で後述しますが、自由研究のレポートをやることで自分の考えに説得力を持たせる文書の作り方を学ぶことができます。ただやるだけではそのスキルは向上しませんが、きっちりとやり方を守ればかなりいい学びとなります。最近世間を騒がせているSTAP細胞論文の著者・小保方晴子氏は残念ながらこの能力が著しく低かったと言わざるをえません。それ以前にモラルの欠如が問題ですが。

理論と実験の違いを経験できる
科学を学ぶ上で重要なことは、「理論と実験結果は必ずしも一致しない」ということを経験しておくことです。また、その不一致の起源がどこにあるのかを経験し知ることです。これは、教科書や参考書、問題集では絶対に経験することができません。『成功できる人っていうのは、「思い通りに行かない事が起きるのはあたりまえ」という前提を持って挑戦している。』これはトーマス・エジソンの言葉と言われていますが、この思い通りにいかないことを経験することができるのが自由研究なのです。学校で行う理科の実験も本質は同様のはずですが、実際にはそうではないことが多いようです。理由はさまざまあると思いますが、これらの重要なことは今の日本の教育制度の中ではなかなか学ぶことができないです。学習塾では理科実験教室などのサービスが展開されていますが、そのサービスの善し悪しは置いておくとして、これも学校教育がうまく機能していないことの表れと言えます。なんにせよ、科学を学ぶ上で実験が大きな役割を果たすことは念頭に置いておいた方がいいでしょう。

自分の考えを主張し、評価を受ける経験ができる
他の宿題では主に結果の評価を受けるだけですが、自由研究では自分の考えをレポートに書くことでその評価を受けることができます。考え方だけでなく、実験のやり方やレポートの書き方についても他者の評価を受けることができます。そうすることで、自分と他者との考え方の違いを知ることができます。他者の評価が正当かどうかは別として、その違いを知ることはとても重要です。また、その違いを知った上でそれにどうリアクションするかを学ぶことも重要です。未熟な場合、低い評価をされたら反発し相手の考えを受け入れない人が多いでしょう。この性質は歳を増すごとに改善するのが難しくなります。ですから、若いうちにそういったことを経験し学んでおいた方がいいです。



他にも細かいことで自由研究をする意義がありますが、これくらいにしておきます。ここでひとつ注意しておかなけらばならないことがあります。これらの意義は、良き指導者がいるという前提です。それは主に学校の先生のはずです。学校の先生にそれだけの能力がなければ自由研究や理科の授業はほとんど意味がないものになります。塾で予習を済ませ予備知識がある生徒に教えるのは、とてもやりづらいと思います。また、限られた時間で多くの決められた内容を全てやるというのも難しいことです。実験の時間を増やす、実験と座学の連動性を高める、上記のような重要性をしっかり学ばせる、など色々改善点はあるでしょう。少なくとも現状の教育制度では、科学分野の世界での競争力は低下する一方だと思います。








<さいごに>

さて、ここまで読んでみて、「こんなに細かくやれないよ」と思った人も少なくないでしょう。確かに小学生、特に低学年の人がこれらを全て実行するのは難しいかもしれません。しかし、記事内でも少し書いたように、科学教育における自由研究の重要性の観点から考えると、これくらいの難しさを小学生のうちから経験しておいた方がよいでしょう。もちろん、これらはあくまでも自由研究としてはここまでやればかなりハイレベルという設定で書いてあるので、自分もしくはお子さんができるところまでやればいいと思います。

最後に、お子さんと一緒に自由研究をしようとしている保護者の方にお願いがあります。お子さんがやることに口を出さないでください。先回りをして自分が用意したり本などに書いてある結果に誘導するのはアドバイスではなく、固定観念を強いることです。思い通りに行かない、うまくいかない、それを改善する、自分で考える、ということをぜひ理科や科学を通じて経験させてあげてください。もちろんお子さんが困ったとき、アドバイスを求めたときには少しだけ手助けしてあげてください。







<自由研究リンク集>

東京都立図書館 こどもページ
キッズ@nifty 夏休みの自由研究2014
学研 Kidsnet 自由研究2014
三菱電機 キッズのためのエコのわくせい
ちびむすドリル  小学生向け 夏休み自由研究のアイデア リンク集
Honda Kids 自由研究
NEVERまとめ 夏休みの宿題や自由研究に使えそうな★実験と工作とネタまとめ














[ 2014年07月25日 02:00 ] カテゴリ:自由研究 | TB(0) | CM(0)
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