ダンゴムシを入れた容器で、暗い方に多く集まった。ここで「暗い場所が好きだから」と答えたくなります。しかし、暗い側の紙だけが湿っていたら、どうでしょう。光の違いで集まったのか、湿り気の違いで集まったのか、この実験だけでは分けられません。中学受験の実験問題では、よく知られた生き物の特徴を思い出すより先に、比較する二つの場所で何を変えたかを読む必要があります。
二つの条件が一緒に変わると、理由が一つに決まらない
庭で見つける場所は、暗い、湿っている、隠れられる、温度が違う、といった条件が重なっていることがあります。そこで観察した結果を、実験で原因まで確かめた結果と同じように扱わないようにしましょう。「その場所にいた」という事実と、「その条件のために移動した」という説明は、段階が違います。
たとえば、左側を暗く湿らせ、右側を明るく乾いた状態にした容器では、光と湿り気が同時に違っています。左に多く集まっても、どちらが関係したかは特定できません。両方が関係している可能性もあります。「暗さか湿り気かの、どちらか一つだけが原因」と二択に決めてしまうことも、まだできません。
光を調べるなら、湿り気をそろえる
明るさの影響を調べたいときは、比較する場所の床材や湿り気、広さなどをそろえて、明るさを変えます。湿り気の影響を調べたいときは、明るさをそろえて、床の湿り具合を変えます。「条件をそろえる」とは、すべてを同じにすることではありません。調べたい条件だけを違えて、それ以外の違いをできるだけ小さくすることです。
暗くするために片側だけを覆うと、同時に温度や空気の通り方まで変わることがあります。熱くなる照明を片側に近づければ、光を調べているつもりでも、温度の比較が混じります。問題文の図では省略されていることがあっても、実際の観察では、同じにできているかを確かめる作業が必要です。
左右の位置にも、疑問を向ける
湿った側をいつも左に置き、毎回左に集まったとします。その結果だけでは、湿り気だけでなく、窓の位置や容器の傾きなど、左右に結びついた条件が影響している可能性が残ります。そこで、左右を入れ替えた配置でも同じように確かめます。湿った場所を右に移すと右に集まるなら、単に左側へ向かったという説明では足りなくなります。
ただし、配置を変えればすべての問題が消えるわけではありません。入れ始める場所、観察するまでの時間、使う個体などでも結果は変わり得ます。生き物の観察は、一回の数だけを強い結論にしないことが大切です。小さな違いが出たら、同じ条件での繰り返しや、配置を変えた結果と合わせて読みます。
例題1 この実験で、明るさの好みは分かるか
容器の左側は「暗い・湿った紙」、右側は「明るい・乾いた紙」でした。観察すると左側に多くいました。明るさの影響を調べるためには、どのような比較に直せばよいでしょうか。左右の広さと床材の種類は、初めから同じとします。
答え・解説： 左右の湿り気をそろえ、明るさだけを違える比較にします。元の実験では、明るさと湿り気の二つが同時に変わっていました。左に多いという結果は、その組合せの場所に多くいたことを示しますが、暗さだけが理由だとは決められません。温度などほかの条件もそろえられているか、図の外側まで含めて確認します。
例題2 左右を替えた数を読む
以下は実測ではなく、考え方を練習するための模型の結果です。明るさをそろえ、左を湿った床、右を湿り気の少ない床にすると、左7匹・右3匹でした。次に床の湿り気の配置を入れ替えた比較では、左4匹・右6匹でした。どちらの比較でも「左側に多い」と言えますか。また、すべてのダンゴムシが必ず湿った側を選ぶと結論できますか。
答え・解説： どちらも言えません。最初は左が多く、入れ替えた後は右が多いため、「いつも左」ではありません。一方、湿った側は最初7匹、次は6匹で、どちらの配置でも多くなっています。この結果は湿り気が関わるという考えと合いますが、湿り気の少ない側にも個体がいます。少数回の模型の結果から、すべての個体に例外なく当てはまる規則にしてはいけません。
生き物を、条件を変える道具だけにしない
実際に観察するときは、短い時間で穏やかな条件を比べます。乾燥させ続けたり、強く照らして温度を上げたりする必要はありません。観察が終わったら、もとの環境に戻すなど、生き物に負担をかけない扱いをします。ここで示した数は授業用の仮定であり、同じ匹数を集めて再現する課題ではありません。
「知っている性質」と「今回のデータから言えること」が一致しているかを確かめる姿勢は、実験と考察の読み方に通じます。背景と保護色の比較でも、何をそろえ、何を変えた結果なのかを先に整理してみてください。