実験考察問題も、学んだ考え方から手がかりを探せます
中学受験理科では、実験考察問題で差がつくことがあります。
長いリード文。
見慣れない実験。
表やグラフ。
条件の多い問題。
聞いたことのない設定。
こうした問題を見ると、「これは初見問題だから、その場で考えるしかない」と感じるかもしれません。
見慣れない実験でも、表を読む、条件をそろえる、規則性を見つけるといった、すでに学んだ考え方が使える場面があります。まずは、知っている実験や問題と、どこが似ているかを探しましょう。ただし、問題文で新しく説明された条件や決まりも、確かめる必要があります。
この記事でわかること
- 実験考察問題が苦手な子に多い失敗
- 実験考察問題が初見問題に見える理由
- 表やグラフの読み取り方
- 条件を変える実験の考え方
- 対照実験で意識すべきこと
- リード文型問題でキーワードを抜き出す方法
- 実験考察問題の直し方
- 保護者が家庭で確認できること
実験考察問題が苦手な子に多い失敗
実験考察問題が苦手な子に多い失敗は、条件整理のポイントを理解していないことです。
また、よくある問題なのに、必要なキーワードが入っていないことも多いです。
実験考察問題では、ただ知識を覚えているだけでは足りません。
- 何を調べる実験なのか
- どの条件を変えているのか
- どの条件をそろえているのか
- 表やグラフから何が読み取れるのか
- どのキーワードを使うべきなのか
を整理する必要があります。
これができていないと、問題文が長くなっただけで、何をすればよいかわからなくなります。
実験考察問題ができる子は、類推や連想ができます
実験考察問題ができる子は、一つのことを基本にして、よく似た問題に応用することができます。
ここでいう応用は、難しいひらめきというより、類推や連想に近いものです。
たとえば、
- これは植物の発芽実験と同じ考え方だ
- これは蒸散の実験で見た条件整理に似ている
- これは対照実験の形に持ち込める
- これは表から規則性を見つける問題だ
- これはグラフの折れ目を見る問題だ
というように、知っている型に結びつけて考えます。
逆に、実験考察問題が苦手な子は、問題を一問一答式にとらえていることが多いです。
知識は知っているけれど、実験の中でどう使えばよいかわからない。
これが、実験考察で止まる原因になります。
実験考察問題では、まず図・表・実験条件を見て、何を表しているのかを認識します。次に、既習の実験や典型パターンとつなげ、必要な条件を整理して解きます。この流れは、私が「木ノ下FIVE」と呼んでいる5段階の思考手順です。詳しくは「木ノ下FIVEとは？ 」で解説しています。
実験考察問題の種類
実験考察問題は、次のように分けると考えやすくなります。
- 表の読み取り
- グラフの読み取り
- 条件を変える実験
- 対照実験
- 規則性を見つける問題
- リード文型の初見問題
- 複数単元の組み合わせ
複数単元の組み合わせは難しく見えますが、実際には上の基本ができるようになれば、少しずつ対応できるようになります。
まずは、表、グラフ、条件整理、対照実験、キーワードの抜き出しを練習しましょう。
最初に練習したい実験考察問題
実験考察問題が苦手な子は、いきなり難しい初見問題に取り組む必要はありません。
最初に練習したいのは、次のような基本的な実験です。
- 植物の発芽の実験
- 蒸散の実験
- 光合成の実験
これらは、条件整理や対照実験の考え方を学びやすい実験です。
「何を変えているのか」
「何をそろえているのか」
「どの結果を比べればよいのか」
を確認しながら解く練習に向いています。
こうした基本があいまいだと、少し聞かれ方が変わっただけで止まってしまいます。
難関校で差がつく実験考察問題
難関校で差がつくのは、リード文型で、データが多く、どれを使えばよいかわかりにくい問題です。
こうした問題では、知識量だけでなく、
- 設問から何を聞かれているかをつかむ
- 実験条件を整理する
- 表やグラフのどこを見るか判断する
- 使うべきキーワードを抜き出す
- 必要なデータだけを選ぶ
ことが必要になります。
データが多い問題では、すべてを同じ重さで読もうとすると時間が足りなくなります。
何を聞かれているのかを先に確認し、必要な情報を探しにいく意識が大切です。
実験考察問題で最初に見るべき順番
実験考察問題では、読む順番も大切です。
私なら、次の順番で見ます。
- 設問
- 実験条件
- 表、グラフ、図、単位
- リード文
最初からリード文を全部丁寧に読もうとすると、時間がなくなることがあります。
まず設問を見て、何を聞かれているのかを確認する。
次に、実験条件を見る。
そのうえで、表、グラフ、図、単位を確認する。
最後に、必要なキーワードを探すためにリード文を読む。
この順番で読むと、どこに注目すべきかが見えやすくなります。
初めて出てくる装置や言葉の意味は、リード文で確かめてください。この順番を手がかりにしながら、設問・条件・図表・本文を必要に応じて行き来しましょう。
表の読み取りで大切なこと
表の読み取りでは、まず何の数値なのかを確認します。
生物系の実験では、問題文の指示に従って、必要なデータを探すことが大切です。
たとえば、
- 発芽した数
- 蒸散量
- 二酸化炭素の増減
- 酸素の発生量
- 植物の成長量
など、何を表している数値なのかを確認します。
化学や力学の表では、規則性を見つけることが重要です。
- 隣との差を見る
- 比例関係を探す
- 反比例の関係を探す
- 一定になるところを探す
- 変化が止まるところを探す
表は、ただ数字を眺めるものではありません。
数字の並びから、実験のルールを見つけるものです。
グラフは、軸と条件を確かめてから形を見る
最初に、横軸と縦軸が何を表し、単位が何かを確認します。同じ形のグラフでも、測っているものが違えば、読み取れることも違います。
そのうえで、右上がりか右下がりか、直線か曲線か、途中で傾きが変わるかを見ましょう。
以下は学習用の模式図です。実測データではありません。
反応でできた気体を測る
そろえる条件
塩酸の濃さ、炭酸カルシウムの量、気体を測る温度など。
この条件なら、炭酸カルシウムを使い切ったところを考えます。
反応が終わるまで待って測る例です。気体が溶ける・逃げる影響は模式図では省いています。
水に溶けた量を測る
そろえる条件
水の量と温度。十分にかき混ぜたあとの、溶けた食塩の量を比べます。
この条件なら、食塩が溶ける量の限度に達したところを考えます。
横軸は経過時間ではありません。「速く溶けるか」とは別のグラフです。
折れ目を見つけたら、軸と条件に戻って「何が止まった？」を説明しましょう。
グラフの折れ目は、変化のしかたが切り替わる手がかりになることがあります。たとえば、加えた薬品の量と発生した気体の量を比べる問題で、気体が増えなくなったときは、反応する一方の物質を使い切っていないか確かめます。
一定の温度・一定量の水に物質を加える場合なら、加えた量と実際に溶けた量を比べます。溶けた量が増えなくなったところでは、溶ける量の限度に達していないかを考えます。
折れ目を見つけたら、「何が、どう変わったのか」を、軸と実験条件に戻って説明してください。
光合成のグラフで、軸と「0」の意味を確かめる
グラフは、形に注目するだけでなく、軸が何を表すかを確かめることが大切です。光合成と呼吸の基本を学習済みなら、二酸化炭素の出入りを扱う3問の確認プリントで練習してみましょう。
学習用の模式図です。実測データではありません。軸の目盛りは省き、増減の関係を表しています。
縦軸：同じ時間のCO₂の正味吸収量（相対値）
横軸：光の強さ（相対値）
緑の線：CO₂の正味吸収量
横軸の「光が0」
暗いところでは光合成をせず、呼吸によってCO₂を放出します。正味の吸収量は負になります。
縦軸の「差し引き0」
光合成の吸収量と、呼吸の放出量が等しいところ。このときの光の強さが光補償点です。両方が止まるわけではありません。
正味の吸収量 ＝ 光合成の吸収量 − 呼吸の放出量
同じ植物・同じ時間で、温度やCO₂濃度などをそろえ、呼吸量を一定として考える図です。負の値は「マイナスの光合成」ではなく、外への放出が吸収を上回ることを表します。
- 軸と単位を読む：横軸・縦軸が何を表すか、吸収と放出をどのように示しているかを確認します。
- 二つの「0」を区別する：光の強さが0のときと、二酸化炭素の出入りが差し引き0のときでは、何が違うかを説明します。
- 式を言葉に戻す：見かけの吸収量に呼吸による放出量を足す理由を確かめます。比べる時間・単位と、呼吸量を一定として扱える条件にも注意しましょう。
答え合わせでは、「軸の読み違い」「見かけの量と本当の量の混同」「計算の誤り」のどこで止まったかを見直してください。点数だけで実験考察全体の得意・不得意を判断するものではありません。
光合成と呼吸の基本を学習済みなら、3問の確認プリントで、軸と二つの「0」を確かめてみましょう。無料・登録不要のA4・2ページで、問題と解答が分かれています。
条件を変える実験では、一つだけ条件の違うものを探す
条件を変える実験では、一つだけ条件の違うものを探すことが大切です。
実験考察では、何かの原因を調べるために、条件を変えて比べます。
このとき、比べるものの条件がいくつも違っていると、何が原因かわからなくなります。
だからこそ、
- 一つだけ条件が違うものを探す
- 一つだけ条件が違う状態を作る
- ほかの条件はそろえる
ことが大切です。
この考え方は、対照実験にもつながります。
対照実験は、変える条件・そろえる条件・結果を分けて見る
対照実験では、調べたい条件を変え、それ以外の条件をそろえて比べます。まず、何の影響を調べる実験なのかを確認しましょう。
- 何の条件を変えたのか
- どの条件をそろえたのか
- どの組の結果を比べるのか
- その結果から、どこまで言えるのか
この四つを整理することが大切です。変化が見られなかったことも、観察結果の一つです。
たとえば、発芽に必要な条件を調べる問題では、発芽できる条件がそろった基準の組を確かめます。比べた二つが両方とも発芽しなかった場合、ほかの必要な条件がそろっていない可能性もあります。それだけで「調べた条件は発芽に関係ない」とは言えません。
結果だけを見て決めずに、条件のそろえ方と合わせて考えましょう。
リード文型の初見問題は、キーワードを抜き出す練習をしましょう
リード文型の初見問題では、長い文章の中から必要なキーワードを抜き出す練習が必要です。
問題文が長くなると、すべてを同じ重さで読もうとしてしまう子がいます。
しかし、入試では時間が限られています。
大切なのは、設問を先に見て、どんな情報を探すべきかを意識してから読むことです。
- 何の単元の話か
- どんな実験か
- どの条件が変わっているか
- どの言葉が繰り返されているか
- どの数値や単位が重要か
こうしたポイントを探しながら読みましょう。
知識はあるのに実験考察が解けない子に足りないもの
知識はあるのに実験考察が解けない子には、問題慣れが足りないことがあります。
また、時間制限の中で処理する練習が足りない場合もあります。
さらに、文章量にやられている可能性も高いです。
実験考察問題は、知識だけでなく、
- 長い文章を読む
- 条件を整理する
- 表やグラフを見る
- 必要なデータを選ぶ
- キーワードを拾う
- 時間内に処理する
という作業が重なります。
そのため、知識があっても、処理の経験が足りないと点につながりません。
実験考察問題の勉強法
実験考察問題は、基本的な問題をたくさん解くことが大切です。
いきなり難問ばかり解く必要はありません。
むしろ、一見易しいと思える問題を反復練習することが重要です。
その際に、答えが合っているかだけで終わらせてはいけません。
解いたあとに、
- 何のキーワードを使ったか
- 対照実験だったか
- 規則性を見つけられたか
- 表のどこを見たか
- グラフのどこに注目したか
- 条件を一つだけ変えられたか
を確認しましょう。
実験考察問題は、ただ量をこなすだけではなく、何を使って解いたのかを振り返ることが大切です。
実験考察問題の直し方
実験考察問題の直しでは、答えだけを確認して終わらせないようにしましょう。
大切なのは、どこで条件整理に失敗したのかを確認することです。
- 設問を読み取れていたか
- 実験条件を整理できていたか
- 表やグラフの必要な部分を見られていたか
- キーワードを拾えていたか
- 対照実験として考えられていたか
- 規則性を見つけられていたか
- 時間が足りなかったのか
これらを確認します。
特に、表やグラフの問題では、もう一度表を読み直したり、グラフの折れ目を確認したりすることが大切です。
保護者が家庭で確認できること
保護者が家庭で実験考察問題を見てあげる場合、難しい理科の説明をする必要はありません。
確認したいのは、子どもが何を使って解いたかです。
- キーワードを拾えていたか
- 対照実験として考えられていたか
- 規則性を見つけられていたか
- 表やグラフのどこを見たか説明できるか
- 条件の違いを説明できるか
こうした点を聞いてみてください。
答えが合っているかどうかだけでなく、どのように考えたかを確認することが大切です。
保護者がやりがちなNG
保護者がやりがちなNGは、答えが合っていればよしとしてしまうことです。
実験考察問題では、たまたま答えが合うことがあります。
しかし、条件整理の方法が身についていなければ、次の問題では解けません。
答えが合っていても、
- どの条件を使ったのか
- どのデータを見たのか
- なぜその判断をしたのか
- 同じ考え方を別の問題でも使えるのか
を確認することが大切です。
実験考察では、答えよりも考え方の再現性を見ましょう。
木ノ下翔からのアドバイス
実験考察が苦手な子に伝えたいのは、まず典型パターンを覚えようということです。
実験考察問題は、完全な初見問題に見えることがあります。
しかし、多くは典型問題の組み合わせです。
表の読み取り。
グラフの読み取り。
対照実験。
条件を一つだけ変える実験。
規則性を見つける問題。
リード文からキーワードを抜き出す問題。
これらを一つずつ練習していけば、見慣れない問題にも対応しやすくなります。
長い文章から、時間を区切ってキーワードを抜き出す練習もしましょう。
実験考察問題は、一気に得意になるものではありません。
基本的な問題を繰り返し、どの条件やデータを使ったのかを確かめるところから始めましょう。答えを覚えるだけで終わらず、似た問題でも同じ考え方が使えるかを確認してください。
基本的な実験を何度も見て、条件整理の型を身につける。
そこから、少しずつ長いリード文やデータの多い問題に進んでいきましょう。
具体例で考える
発芽に、水は必要？
同じ種類の、発芽する力のある種子を使います。種子の数、空気、発芽に適した温度などをそろえ、水の有無を変えて比べる例です。水は種子を水没させず、湿らせる程度に与えます。
湿らせた綿
発芽した
乾いた綿
発芽しなかった
そろえる：種子の種類・数、空気、温度、観察する時間など
考え方を確かめるための模式図です。実際の発芽の速さには種子ごとの差もあります。この結果から言えること
AとBでは、水の有無を変えています。他の条件をそろえたうえでこの結果になったなら、発芽には水が必要だと考えられます。
もし両方とも発芽しなかったら、温度など、ほかの条件が適切だったかも見直します。その結果だけで「水は関係ない」とは言えません。
具体例：「結果」と「考察」を書き分ける（水の蒸発）
実験で観察したことが「結果」、その結果を根拠に考えたことが「考察」です。どちらを聞かれているかで、答えに書く内容を分けましょう。「実験の結果を書きなさい」と「実験から分かることを書きなさい」は似た問いですが、求められている答えは同じではありません。文章を長く書く前に、どちらを聞かれているかを確かめましょう。
結果は、観察したことや測ったこと
例えば、同じ形の容器に同量の水を入れ、片方にふたをして、もう片方にはふたをせず、同じ場所に置いたとします。
一定時間後に装置全体の重さを測ると、ふたをしなかったほうは重さが減り、密閉したほうはほとんど変わりませんでした。ここまでが、測定した結果です。
なお、密閉した容器は、ふたも含めて測ります。途中で開けたり、別のものを足したりすれば、比較する条件が変わってしまいます。
分かったことには、結果を根拠にした説明を書く
この結果から、水の一部が水蒸気となって容器の外へ出たと考えられます。
「重さが減った」は測定したこと。「水が水蒸気となって外へ出た」は、その結果を説明したものです。理科の記述では、このつながりを書けることが大切です。
結果に表れない変化もある
では、密閉した容器の中では、水は蒸発しなかったのでしょうか。
重さが変わらないことだけでは、そうは言えません。水が水蒸気になっても、容器の外へ出なければ、装置全体の重さは変わらないからです。
「変化が測れなかった」と「何も起こらなかった」は、同じではありません。
答えを書く前に、観察した事実と、自分が加えた説明を分けてみましょう。その説明が結果から言える範囲に収まっているかも、確認できます。
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読み終えたら
次の一問で、確かめること
設問で聞かれたことを確かめ、条件とデータを整理します。表やグラフは、何を表す数値か、軸と単位は何かから読みましょう。解き直しでは、どの条件やキーワードを使ったかを振り返り、似た問題でも同じ考え方を使えるか確かめます。
具体例で確かめる
編集補足：結果が違っても原因を一つにできるとは限らない
実験結果に差が出たら、次に確認するのは条件の差です。結果が大きく違うほど、何か一つの原因がはっきり分かったように感じます。しかし、二つ以上の条件を同時に変えていれば、その影響を分けることはできません。実験の組合せを見て、結論に必要な比較ができているかを点検します。 また、繰り返し測ると値が少しずつ違う場合があります。平均を求めることと、測定が完全に正確であることは別です。次の二問では、資料の中で言えることと、追加の確認が要ることを分けましょう。
例題1：比較できる組を作り直す
水の温度が蒸発量に与える影響を調べたいとします。Aは大きく浅い容器の温水、Bは小さく深い容器の冷水で、同じ時間置きました。この二つの結果の差だけから、水温の影響を決められますか。 決められません。水温以外に、水面の広さなど容器に関わる条件も異なるためです。水温の違いを調べるなら、水面の広さをそろえた同じ形の容器に同量の水を入れるなど、ほかの条件をそろえます。置く場所の風や湿度、測る時間もそろえる必要があります。大きな差が出たことだけでは、比較の不備は解消しません。
例題2：平均からいえること
同じ条件の長さを三回測り、19mm、20mm、21mmでした。平均はいくつですか。また、「本当の長さは誤差なく必ず20mm」といえますか。 平均は（19＋20＋21）÷3＝20mmです。しかし、平均しただけで誤差がなくなるとはいえません。目盛りの読み方や測る道具に共通のずれがあれば、三回ともその影響を受けます。平均は測定結果をまとめた値であり、真の値を保証するものではありません。数値をまとめる操作と、その確かさの判断を分けてください。 考察を書く前に、条件の表と結果の表を一度切り離して眺めます。条件をそろえた比較になっているか、結果はどの程度そろっているかを別々に見ます。分からない点を残すことは、考察を放棄することではありません。次に何をそろえ、何を繰り返して測ればよいかを具体的にするための作業です。