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【対照実験とは?】中学生向けにわかりやすく解説

このページでは、理科で学習する「対照実験たいしょうじっけん」について中学生向けに解説をしていきます。

  • 対照実験って何?
  • タンポポの葉の対照実験を知りたい
  • 対照実験の例は何?

などの疑問や質問がある人は、このページを見ればバッチリわかるようになるよ!

 
わかりやすくお願いします!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員。

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者5万の教育YouTuberでもあります。

2022年10月には学習参考書も出版します。

それでは解説をはじめるよ。

対照実験とは?

まずは「対照実験とは何か?」について考えていこう。

かんたんな例を挙げて解説をしていくね。

夏の暑い日に、チョコレートを置いておくと、溶けるかどうか実験しよう。

結果は…。

溶けたチョコレート

溶けたみたいだね!

ねこ吉。なんでチョコレートは溶けたのかな?

 
そんなの簡単。チョコレートは暑いと溶ける性質があるからだよ。

本当にそうなのかな?

 
あたりまえでしょ!

でも、もしかするとチョコレートは

  • 10分置いておくと溶ける性質
  • 空気に触れると溶ける性質
  • 光にあたると溶ける性質

があるのかもしれないよね。

 
そんなことないよ。暑いと溶ける!

でも、上の実験だけでは、「暑いから溶けた」とは言い切れないよ。

溶けた理由は温度でなく、空気かもしれないし光かもしれない。

ねこ吉が言うように、「温度が原因で溶けた」と言い切るためにはどんな実験をすればいいかな?

ここで大切なのが、「対照実験」という考え方なんだ。

対照実験とは

結果の違いを明らかにするために、調べようとすることがら以外の条件を同じにして行う実験のこと。

つまり今回で言うと「温度だけ」違う条件にしたチョコレートをもう一つ用意して実験をするんだ。

15℃

 

チョコレート

 
 
35℃

 

溶けたチョコレート

35℃の方だけ溶けたみたいだね。

ねこ吉。このことから何が言えるかな?

 
そうか!これなら「温度が原因で溶けた」と言い切れるね!

そうだね。

  • 10分おくと溶けるのではない
  • 空気に触れると溶けるのではない
  • 光にあたると溶けるのではない

と言えるよね。だって、15℃のチョコレートは、空気に触れても光にあたっても溶けていないんだから。

これで、「チョコレートは暑いと溶ける」と言い切れるんだ。

これが対照実験だよ。

もう一度確認

対照実験とは、結果の違いを明らかにするために、調べようとすることがら以外の条件を同じにして行う実験のこと。

 
なるほど。よくわかったよ!

それはよかった。

では続いて、中学生の代表的な対照実験である、タンポポの葉の実験を解説するね。

タンポポの対照実験

では、中学生で学習する、タンポポの対照実験の解説を行うね。

まずは2本の試験管を用意し

  • aの試験管には二酸化炭素とタンポポの葉
  • bの試験管には二酸化炭素のみ

を加えるよ。(「二酸化炭素を加える」は「息を吹き込んだ」と表現されることもあるよ)

そしてa,bふたつの試験官に光を当ててしばらく待とう。

二酸化炭素入りの試験管

その後、2つの試験管に石灰水を加えて試験管をふると、石灰水の変化はどのようかな?

石灰水を加えて振る
 
どうなるんだろう?

少し難しいね。ポイントは「石灰水は二酸化炭素があると白くにごる」ということだよ。

つまり

a,bの試験官に、二酸化炭素が残っているかどうかを考えればいいんだね。

二酸化炭素が残っているのはどちらの試験管だろう?

 
aの試験管は、葉が光合成をするから、はじめに加えた二酸化炭素はなくなっているよね。

すごいねこ吉!その通り。試験管aは葉が光合成をするから、二酸化炭素を使ってしまうね。

一方試験管bは、はじめに加えた二酸化炭素がそのまま残っているはずだよね。

つまり

石灰水が白く濁るのは、二酸化炭素が残っている試験管bだね!

石灰水が濁らない石灰水は濁らない
 
石灰水が濁る石灰水が白く濁る

さて、ここで話を対照実験に戻そう。

この実験は、葉が光合成をしたことにより、はじめに加えた二酸化炭素が無くなった。

つまり石灰水は濁らなかった。ということだね。

 
うんうん。

では、試験管bを用意する必要はあったのかな?

光合成を確かめるなら、試験管aだけで十分ではないのかな?

石灰水を加えて振る
 
わかったよ!試験管bは必要だ。だって「葉が原因で二酸化炭素が無くなった」と言い切るためには試験管bがないと困るからね。

すばらしい。ねこ吉その通り。試験管bが無いと

  • 二酸化炭素は光で分解されるのでは?
  • 二酸化炭素はガラスに吸収されるのでは?

という意見も出てきてしまうよね。

「葉が原因で試験管から二酸化炭素が無くなった。」と言い切るためには、試験管bは必要なんだね。

これが対照実験なんだね。

これで「対照実験」の解説を終わるよ。

このサイトは、中学理科の解説をしているので、いつでも遊びにきてね!

 
またねー!