多くの中学生が研究プロジェクトのテーマ選びに頭を悩ませています。
本記事では、中学生用の研究プロジェクトの実験アイデア15選を紹介し、研究の目的やテーマの選び方についても説明しています。
ぜひ参考にしてください。
「中学になって小学生の時よりも高度な研究テーマに挑戦したい」と考えている生徒も多いでしょう。
「中学生にふさわしい研究プロジェクトのテーマは何だろう？」
「研究プロジェクトを通じてどんなスキルが身につくのだろうか？」
など、適切な研究テーマが思い浮かばずに悩んでいる生徒も少なくありません。
この記事では、中学生に向けた実験テーマ15選とその選び方のコツを紹介します。
また、各実験テーマの必要な材料や手順も詳細に解説しているため、この記事を読めば自宅でも行える実験が見つかるでしょう。
自由研究を通じて、自分の好奇心や興味のあることに深く掘り下げることが可能です。
この記事を活用して、楽しみながら研究に取り組んでみましょう。
自由研究の目的とは
自由研究の主な目的は、「仮説構築力」や「問題解決能力」を養うことです。
研究や実験を通じて「この方法を試せば、こうなるかもしれない」といった仮説を立て、多角的に考える能力を身につけます。
そして、仮説に基づき実験を重ねることで問題解決能力が育まれます。
これらのスキルは将来的に非常に役立ちますが、問題を解くだけではなかなか身につかないものです。
長期休暇を利用して自由研究に積極的に取り組み、これらの能力を伸ばしていくことが重要です。
中学生が自由研究の実験テーマを決めるポイント
宿題である自由研究のテーマ選びに困ることもあるでしょう。
テーマの選び方のポイントは、自分の好きな科目や趣味、スポーツなど、関心のある分野から選ぶことです。興味のあることをテーマにすると、熱心に取り組むことができます。
自由研究の課題が出された際には、このアプローチを参考にしてテーマを決定してみてください。
中学生向け自由研究のおすすめテーマ15選
自由研究のアイデアを見つける際、具体的なテーマがあるとプロジェクトがスムーズに進むでしょう。以下、自由研究のための15のテーマ例を提示します。
多くのテーマが家庭で簡単に取り組めるものですので、興味のあるテーマを選んでみてください。
温泉卵の白身と黄身が固まる温度の探求
普通のゆで卵と温泉卵の調理時間を比較し、白身と黄身がそれぞれどの温度で固まるかを調べてみましょう。
実験のデータを基に、卵の白身と黄身が固まる温度と水温の関連性を分析し、熱とたんぱく質の関係を学ぶことが推奨されます。
使用する材料：
卵2?4個
蓋付きの鍋
温度計
おたま
1Lの水を鍋に入れて沸騰させた後、火を止めて温度計をセットします。
水の温度が80℃になるまで水を加えつつ温度を測ります。
80℃になったら、卵をおたまに乗せて鍋底に置きます。
鍋に蓋をして15分待ちます。
15分後、蓋を開けて水温を測り、卵をおたまで取り出して冷水で冷やします。
卵を割り、白身と黄身の状態を観察します。
対照実験として、鍋に1Lの水を沸騰させ、卵を8分間茹でてから冷水で冷まし、白身と黄身の固まり具合を温泉卵と比較します。
巨大シャボン玉を作成する実験
小さなシャボン玉ではなく、どうすれば巨大なシャボン玉が作れるかを探求しましょう。
シャボン液の濃度を変える実験を行い、さらにシャボン液に添加物を加えた場合の影響も調べます。
シャボン玉がなぜ丸く膨らむのか、また割れる原因についても解析します。
必要な材料：
台所用液体洗剤
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
水を加えた液体洗剤で5種類のシャボン液（20％、40％、60％、80％、100％）を作ります。
ストローを液体洗剤に浸して、湿らせた下敷きの上でシャボン玉を膨らませます。
シャボン玉が割れた際の直径を測定し、最も大きかったサイズを記録します。
最も大きなシャボン玉が作れた濃度のシャボン液を、各コップに20mLずつ入れます。
砂糖、塩、みりん、ベーキングパウダーを各コップに小さじ1/3、文具用のりを小さじ1入れます。
同じ手順でシャボン玉を作り、その直径を測定します。
浴室の鏡のくもり防止実験
浴室や脱衣所の鏡がくもる理由を解明し、その防止策を見つけるための実験を行いましょう。
石けん水、食用油、アルコールを鏡に塗布し、くもり具合をそれぞれ比較するのが良いでしょう。塗布した部分としていない部分をルーペで詳細に観察する方法も推奨されます。
なぜ湯気によって鏡がくもるのか、そしてそれをどう防ぐかを実験を通じて学びます。
必要な道具：
鏡
洗面器
ルーペ
石けん
食用油
アルコール
石けん水を準備し、指で鏡に模様を描きます。
次に、食用油とアルコールを使用して、石けん水の模様と重ならない場所に別の模様を描きます。
洗面器に熱湯を準備し、模様を描いた鏡をその上に置いて、約1分間湯気を当てます。
1分後、鏡を裏返して、くもりが生じた部分と生じていない部分を確認します。
ルーペを使って、石けん水、食用油、アルコールで描いた部分と、くもりの違いを詳しく観察します。
輪ゴムを用いた簡易エンジン作成
輪ゴムの熱による収縮特性を利用して、回転動力を生み出すエンジンを作る実験です。輪ゴムの特性を活用し、自作のエンジンを動かしてみましょう。
実際にエンジンを作成し、輪ゴムエンジンが動作する原理を考察します。また、熱の加減による動力の変化も観察できるでしょう。
必要な材料：
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
セロハンテープで輪を作り、その中に輪ゴムを6本等間隔で配置します。
つまようじをカッターナイフで削り、尖った形にします。
セロハンテープの中心につまようじを差し込み、接着剤で固定します。
ねん土にフォークを立て、つまようじの端をフォークに軽く支えさせます。
セロハンテープの片側にドライヤーの冷風を当てて、動かない角度を見つけたら、温風に切り替えます。
野菜からDNAを抽出しよう
生物の体は無数の細胞から成り立っており、これらの細胞内には生命の設計図とも言えるDNAが含まれています。
いくつかの野菜を使って、そのDNAを取り出してみる実験をしましょう。
この実験では、室内の温度管理が重要です。DNAの抽出を成功させるためには、涼しい環境で作業を進めることが望ましいです。
重要なポイントとしては、使用する野菜を事前に十分に冷やすこと、新鮮な野菜を選ぶこと、そして手順を迅速に進めることが挙げられます。粗雑な扱いはDNA抽出を困難にするため、慎重な作業が求められます。
使用材料：
ブロッコリー 1/4個?1/2個
タマネギ 1/4個?1/2個
トマト 1/4個?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
野菜は事前にしっかり冷やします。
ブロッコリーは花蕾部を切り取り、冷凍します。
トマトとタマネギは皮を剥き、細かく刻んで冷凍します。
水170gを計り、食塩30gを加え、冷蔵庫で冷やします。
エタノールは冷凍庫で冷やします。
凍ったブロッコリーをすり鉢で砕きますが、作業は素早く行います。
砕いたブロッコリーに、冷たい食塩水小さじ1と台所用洗剤小さじ1/2を加え、混ぜ合わせた後、ふきんでこすります。
エタノールをコップに2cmほど入れます。
混合液を割り箸を使ってエタノールの中にゆっくりと入れます（混ぜないこと）。
少し時間を置いてから、糸状のDNAが現れるのを観察します（タマネギとトマトも同様に処理）。
金属イオンの発色を観察しよう
原子は物質の構成要素であり、これが電気を帯びるとイオンとなります。特定の金属イオンは特有の色を示すことがあります。
これらの色付きイオンを見て、溶出する様子を調査しましょう。
必要な材料：
粉寒天
水
食塩
計量カップ
割り箸
はかり
鍋
コンロ
耐熱性の透明プラスチック容器
9Vの乾電池
乾電池用スナップ
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
水と粉寒天を鍋に入れ、煮ながら混ぜます。
数分煮た後、食塩を加えて溶かし、火を止めます。
この液体をプラスチック容器に約2cmの高さまで注ぎ、冷やして寒天を固めます。
3cm×3cmの各金属板を準備し、寒天に6cmの間隔を保ちながら挿入します。
乾電池、スナップ、ミノムシクリップを使用して銅板に電流を流します。
時間を区切って、金属板と寒天の変化を観察します。
鉄板とニッケル板も同じ方法でセットし、観察を行います。
一円玉を水面に浮かべてみよう
一般的に、一円玉は水に浮かべることができます。
水に浮く理由とその状態でどんな物理的な力が働いているのかを理解するために、実際に一円玉を水に浮かべる実験をしましょう。
必要なもの:
コップ
水
一円玉
手順:
コップに水を満たします。
一円玉を慎重に水平にして水面に置きます。
別の一円玉を垂直にして水面に置いてみます。
水平に置いた一円玉を水中に沈めてから手を離し、浮かび上がるか確認します。
どの位置で一円玉が最も安定して浮いているかを観察します。
一円玉が浮いている間、水面の状態を詳細に観察します。
一円玉を取り出すときの水面の反応をチェックします。
ドップラー効果の実験
音が近づくと高く聞こえ、遠ざかると低く聞こえる現象をドップラー効果といいます。この効果を実際に体験してみましょう。
必要なもの:
目覚まし時計
レジ袋
紐（1.5m、5mm太さ）
友人
手順:
目覚まし時計を鳴らし、レジ袋に入れます。
レジ袋の持ち手部分に紐を通してしっかりと結びます。
一人が紐を持って目覚まし時計を回します。
もう一人が約2m離れた位置から音の変化を聞きます。
備長炭を使った自作電池
キャンプでよく使われる備長炭を利用して、独自の電池を作り、モーターを動かしてみましょう。
必要なもの:
備長炭（細長いもの）
アルミホイル
キッチンペーパー
塩水（100mlの水に塩大さじ1）
モーター
プロペラ
手順:
キッチンペーパーを塩水に浸します。
備長炭をキッチンペーパーで包み、端を除く全体を覆います。
アルミホイルで備長炭の上から包み、キッチンペーパーが少し見えるようにします。
モーターにプロペラを取り付けます。
モーターの導線を備長炭とアルミホイルに接続します。
家庭の生ごみでたい肥を作る
家庭から出る生ごみを再利用して、自家製のたい肥を作りましょう。この過程を通じて、生ごみの堆肥化の様子を観察し、環境への影響について学びます。
必要なもの:
2Lペットボトル
エアーチューブ（魚飼育用）
カッター
ドリル
バケツ
スコップ
腐葉土
野菜や果物の切れ端（動物性のものは不可）
手順:
ペットボトルの上部をカッターで切り取り、底部に穴を開けます。
穴にエアーチューブを斜めに挿入します。
バケツに生ごみと腐葉土を同量混ぜます。
混合したものをペットボトルに入れ、その上にさらに腐葉土を重ねます。
屋外に設置し、日々の変化を観察します。土が乾燥したら水を足します。
生ごみが堆肥化したら、バケツに移して混ぜ合わせます。
異なる素材で氷の溶解速度を調査しよう
氷の溶ける速度は、接触する素材によって異なります。いくつかの異なる素材を用いて、氷がどれだけ早く溶けるかを実験してみましょう。
どの素材で氷が最も早く溶けるかを予測し、実際の実験結果と比較することは興味深い研究テーマです。溶けた原因を解析することも推奨されます。
さらに、氷がどのように溶けていくかの観察も実験に含めると良いでしょう。
必要なもの：
鍋やフライパン（鉄、銅、アルミなどの異なる素材）
皿や容器（陶器、プラスチック、ガラス、紙など異なる材質）
木の板
発泡スチロール
氷
ストップウォッチ
記録用のノートやメモ
実験手順：
様々な素材の上に同じ大きさの氷を置きます。
ストップウォッチで氷が完全に溶けるまでの時間を計測します。
氷と塩で手作りアイスクリームを作ろう
塩を氷に加えると温度が下がり、その現象を利用してアイスクリームを作る実験を行いましょう。
塩を加えることで温度がどのように変化するかを観察し、その理由についても考察してみましょう。
必要な材料：
牛乳 100mL
練乳 大さじ1
塩 200g
氷 300g以上
ジップロック袋 Mサイズ
大きめのプラスチック袋 2枚
作り方：
Mサイズのジップロック袋に牛乳と練乳を入れ、よく混ぜます。
大きめのプラスチック袋を2重にして、その中に氷と塩を入れます。
牛乳が入った袋を氷の間に挟みます。
袋の口をしっかりと持ち、3分間強く振ります。
振った後、袋をタオルで包んでさらに3分間待ちます。
アイスクリームが出来上がります。
色の変化で液体の性質を探る実験
スーパーマーケットで手に入る紫キャベツを用いて、液体が酸性、中性、アルカリ性かを調べる実験をしましょう。
色の変化を利用することで、どの液体がどの性質を持っているのかが容易に理解できます。結果を写真に撮ると更に視覚的にも楽しめます。
必要な材料：
紫キャベツ
鍋
水
ネット（生ごみ用など）
ゴムバンド
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
実験手順：
鍋に水を入れて沸騰させます。
紫キャベツを細かく切り、ネットに入れてゴムバンドで固定します。
ネットを熱い水に浸し、色素を抽出します。
抽出した色素を透明なカップに分け、それぞれのカップに酢、化粧水、レモン、重曹を加えて色の変化を観察します。
野菜を長持ちさせる方法の探求
様々な包装材を使用して、野菜の鮮度をどのように保持できるかを調べましょう。
最も効果的だった方法と、早く劣化した方法を記録し、その原因を分析します。この実験から、フードロスを減らす方法や将来的に役立つ知識を得ることができます。
使用する材料：
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
食品保存用ラップ
実験手順：
各保存方法に適した大きさに野菜を切り分けます。
新聞紙、ビニール袋、ラップなど、異なる包装材で野菜を包み、冷蔵庫に保管します。
毎日一度、各野菜の状態を観察し、変化を記録します。
台風のような渦を模倣する実験
家庭にあるコップと茶がらを使って、台風の形成過程に似た渦を作り出しましょう。
この実験を通じて、台風の形成原理や地上に与える影響についても理解を深めることができます。
必要な材料：
高い透明なコップ
茶がら
水
洗面器
実験手順：
コップに茶がら
を入れ、半分程度まで水を注ぎます。
2. コップをゆっくりと円を描くように回して、茶がらがどのように動くか観察します。
3. 回転を止めた後も、水面にできる渦を確認します。
【まとめ】中学生のための自由研究テーマの選び方
中学生の自由研究は、小学生の時と比べてより高度で複雑なテーマが求められることが多いです。
適切な実験テーマを選ぶことに困ったり、どのような実験が良いのか迷うこともあるかもしれません。
自由研究で大切なのは、興味のあるテーマに対して仮説を立て、実際に実験を通してその仮説を検証することです。自分の関心のある分野や好奇心を刺激するテーマを選ぶことが、研究を最後まで続けるモチベーションにつながります。
この記事が、楽しく有意義な自由研究のテーマ選びの参考になれば幸いです。
