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【対照実験とは?】中学生向けにわかりやすく解説

対照実験

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!

ねこ吉

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した。

それでは解説をはじめるよ。

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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?

ねこ吉

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?

ねこ吉

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。

ねこ吉

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?

ここで大切になるのが、「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。

チョコレート
15℃のチョコレート
溶けたチョコレート
35℃のチョコレート

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?

ねこ吉

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。

ねこ吉

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
ねこ吉

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?

ねこ吉

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。

ねこ吉

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
ねこ吉

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!

ねこ吉

またねー!

さわにいは、登録者5万人のYouTuberです。

中学の成績を上げたい人は、ぜひYouTubeも見てみてね!

また、2022年10月に学習参考書も出版しました。よろしくお願いします。

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この記事を書いた人

東京を拠点に活動する教育フリーランス  専門は理科教育学  所持教員免許は中学と高校の理科  

理科の教材や学習法を研究中!
さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。

ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

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