高校に進学したあなた。
自由研究とはおさらばだと思っていたら、そんなことはなかった、と失望しているでしょうか。
それとも面白い研究をしてやろうと、わくわくしながら材料を集めているところかわかりませんが、高校の夏休みは想像以上に忙しいですよ。
休みとは名ばかりで長期間の夏課外への参加、オープンキャンパスや部活が目白押し。
文化祭、体育祭への準備に駆り出されることもあり、ぼんやりしていたらあっという間に2学期が始まります。
時間をうまく使って、素朴な題材で素敵な作品に仕上げましょう。
小学生や中学生向けの1、2日で終わるようなテーマを選んでください。
着眼点を変えれば、研究レベルはいくらでも変わります。
最近は、高校生向けのサンプルも紹介されていますが、実験後にどうまとめるかで困ったことはありませんか。
実験の面白さやどんな原理が働くのか、まとめやすい題材を選びます。
実験前の予想や期間、道具は忘れずメモしましょう。
研究計画を立てたら、最低限1日にすることを、カレンダーに書き出します。
これを「タスクに落とし込む」といいます。
教科書の実験の確認でも、テレビの特集からでもネタを引っ張ってこられます。
歴史ジャンルなら、伝統和菓子を作って、食材の特徴をまとめるのもいいでしょう。
ゲーム、アプリも題材に使えそうですね。
興味あることと、科学を掛け算すれば、可能性は無限大。
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その1:10円玉をピカピカにする
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その2:こぼした牛乳はなぜ臭い?
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その3:砂糖8ヘンゲ
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その1:ちんすこうはなぜおいしいか
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その2:ダイラタンシー効果
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その3:郵便ポストの配置の謎
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その1:バターを作ろう
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その2:歴史上の人物の好物
- 自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その3:漫画の表情表現
- 高校生の夏休みの勉強スケジュールはどうする?いつ自由研究にとりくむ?
自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その1:10円玉をピカピカにする
スポーツドリンクでおなじみのクエン酸。
実は還元反応の実験にも使えるんですよ。
黒い10円玉(酸化銅)をクエン酸(酢でもよい)につけ、酸素を除いて還元反応を確認します。
還元は中学でもならいますが、化学式を暗記するだけでは、高校化学に太刀打ちできません。
電子の分離や、原子構造を考えて式を書くといいでしょう。
酢酸(酢)は組成式C2H4O2より、化学式CH3COOHの方をよく使います。
なぜならC2H4O2は酢酸の他、「蟻酸メチル」表記にも使われていて、ややこしくなるからです。
ちょっとした豆知識ですね。
まとめ方
化学式を書くだけでなく、電子の離れ方や水素原子と酸素原子がどう反応するか図式化しましょう。
化学式は数字の書き方に注意しないと、紛らわしくなります。
元素記号の前に付く係数と、分子を示す小さな「2」の区別も、合わせて説明するといいですね。
還元反応は日常の中にも隠れています。
ケチャップに含まれる有機酸は、クエン酸と似たような働きをするので、さび落としに使えますよ。
有機酸を塗ると、台所のステンレス部分にできた赤さびだけ溶かすので、ピッカピカになるんです。
自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その2:こぼした牛乳はなぜ臭い?
牛乳を拭いた後に、雑巾くささが残ってうんざりしませんか。
この研究をおすすめする理由は、だれにとっても役立つ知識になりうるからです。
家事、育児の中で子供に牛乳をこぼされることはよくあります。
知っていると、汚れもの処理で焦らずにすむかもしれません。
用意するものは、
- ペーパータオル
- 捨てる直前のぼろ雑巾
- バケツ
- 食器用中性洗剤
です。
ジュウタンにこぼした場合は、使い捨てのできるもので、水分をしみこませてとります。(高いものの、吸水性の高いペットシーツを使ってもよいです)
洗えるサイズのものなら、洗剤を薄めたバケツにつけ置きします。
洗いにくいものは、洗剤を薄めた水に、雑巾をひたして水拭きしてください。
残った水分は、吸水性の良い布切れで拭きとりますが、たたくか踏みつけるかすると効率的に水抜きできます。
お湯を使えばいいのでは、と思うかもしれませんが、牛乳には豊富なたんぱく質が含まれています。
つまり、「お湯でたんぱく質が固まる」んです。(これは血液汚れにもいえることです)かならず水で汚れを落としてください。
それでもなんだか臭う……そんなときは重曹の出番ですよ。
臭う部分を軽く湿らせて、重曹を振りかけて一晩放置してください。
乾いたことを確認してから、翌日掃除機で吸いとると、臭いがうすくなります。
なお、掃除機は水気が入ると壊れるので、取り扱いには注意です。
まとめ方
重曹が臭いをとる仕組みを、まとめてもいいですね。
家族の理解は必要ですが、少量の牛乳をプリンカップに入れて傷む様子を記録すると、いつまで食べられるか見極めるのに役立ちます。(臭いが確認できたら、すぐに片付けましょう)
洗濯は簡単なようで、適切な洗剤の量や水の温度に気を配らないと、汚れが落ちません。
汚れの性質に注目して、洗い方や対処の仕方を変えなくてはなりません。
身近な生活に化学は隠れていますよ。
自由研究高校生向け面白いネタ<高1向け>その3:砂糖8ヘンゲ
シロップ、キャラメル、べっこう飴。
原料はすべて砂糖水で、違いは加熱時間だけ。
「令和時代を紐解く料理のヒント日本料理人の幸食研究所」
内の、「温度による砂糖の変化8種類」からデータ引用し、説明します。
シロップは103~105℃、フォンダンは107~115℃の、低い温度で火からおろします。
115~121度でキャラメルに、140℃でタフィー、145℃でドロップへと変化。
165℃でべっこう飴が出来上がります。
これを超えるとカラメルソース、カラメルへと変化します。
温度ごとに出来上がったものをおかずカップに入れ、後で写真撮影してもいいでしょう。
まずはべっこう飴のレシピを紹介します。
です。
大さじ1で上白糖9グラム相当なので、11回すくえば100グラムに近づきますね。
フライパンに上白糖と水をいれ、強火(底から火がはみ出ない程)で加熱しはじめますが、箸で混ぜずにみていると泡が立つので、中火(底に火の先がしっかりつくほど)にして酢を入れます。
冷まして撹拌(かくはん。混ぜること)するとフォンダンができます。
泡がつぎつぎと膨らみますが、この状態がタフィー。
ほんのり黄色がかるとべっこう飴に近づきますので、火を止め型に流し固めます。
あっという間に温度が上がるので、うっかりしていると焦げますよ。
オレンジっぽい色で固い飴になれば成功。
なお、温度ごとに正確に実験するなら、水没しても大丈夫な調理温度計を使いましょう。
暑い時期の調理は大変ですが、体調とやけどに気をつけて進めてください。
まとめ方
料理に欠かせない調味料の一つである砂糖。
シロップや飴の原料になりますが、ほんの少しの温度の違いと加熱時間によって、まったく別物になるんです。
キャラメルを作るつもりが、固い飴になったりと、お菓子作りはなかなか繊細で面白いところ。
高校の家庭科は、中学のときと違い、理詰めで原理を説明するようになります。
科学と分野が重なるので、自由研究の題材に最適。
授業で学んだことを応用し、追実験する意味でもこのテーマはおすすめです。
自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その1:ちんすこうはなぜおいしいか
カリキュラムにより差はありますが、2年時に沖縄へ修学旅行に行く学校もあるでしょう。
定番のお土産の一つがちんすこうですが、小麦粉と砂糖とラード(油)を混ぜて焼いた、シンプルなもの。
こねて加熱するだけなのに、なぜおいしくなるのか考えてみませんか。
おすすめする理由は予想が立てやすいことです。
加熱した砂糖がおいしさを決めるのでしょうか。
それとも、米のアルファ化に似たことが、加熱された小麦粉に起きてうまみが増すのでしょうか。
砂糖なしで少量ちんすこうを作り、味を確認してみましょう。
もしおいしくないとしたら、砂糖がちんすこうのおいしさを左右しているといえますね。
では、レンジの加熱時間から砂糖がどの状態になっているか推測しましょう。
そして温度計を使いつつ、同じ条件で砂糖を加熱したらちんすこうと同じ味になるでしょうか。
まとめ方
砂糖を加熱した結果を一覧にしましょう。
170℃のオーブンで焼いた、ちんすこうに含まれる砂糖がどの状態であるか、予測してください。
菓子の断面を顕微鏡で観察して、砂糖がどう変化しているか、観察してもいいでしょう。
補足:
最近のレンジにはオーブン機能がついていますね。
機種によりますが、皿を外してオーブンモードにし、温度設定をしてスタートボタンを押すと予熱されます。
予熱して最初から高温で焼かないとうまくできません。
フライパンと電子レンジでも作れますよ。
170℃前後からカラメルソース、190℃でカラメル化しますが、目を離すと炭になります。
砂糖の加熱はとてもシビアですので、「苦労したこと」として記録し、失敗談として共有してもよいでしょう。
自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その2:ダイラタンシー効果
片栗粉と水、器があれば実験できる、ダイラタンシー現象(dilatancy)を知っていますか。
dilate自体は膨張という意味を持ち、普段は流体で衝撃が加わったときに固くなるという、面白い現象です。
液状化とも関連性のある語ですので調べてもいいですね。
数年前、田んぼに飛び込みをした方が骨折したのも、このダイラタンシー現象によるもの。
しかしながら、この現象を防弾チョッキに応用できるのでないかとも言われているんですよ。
理系の大学へ進学予定の方には興味深い実験になるでしょう。
動画も紹介されていますが、飛び散るので浴室を使います。
参考動画:ダイラタンシー流体に鉄球落としてみた
片栗粉に水を加え、すくうとトロッとするくらいに調節して、ペーストを作ります。
金属球などをそっとのせたら沈みますが、ある程度の高さから落下させたらどうなるでしょうか。
実験してのお楽しみ。
まとめ方
メジャーも活用して、落下させる高さと結果を記録しましょう。
ハンドスピナーやヨーヨーを使う例もありますので、この現象のすごさと恐ろしさを体感してくださいね。
理論は難しいですが、応用にあたっての実現性を考えたら面白いでしょう。
自由研究高校生向け面白いネタ<高2向け>その3:郵便ポストの配置の謎
これはEテレで紹介されていた、自由研究のヒントをもとにしたものです。
方法は簡単で、自宅付近にある郵便ポストの位置と、書かれた回収時間をメモしてデータを集める作業。
今は郵便ポストの場所を、一覧でまとめたサイトがあるので参考にしましょう。
データをもとに、地図(グーグルマップを印刷して貼りあわせましょう)にポストの位置をメモし、回収時間を書きます。
すると一つのポストからもう一つまでの移動時間が浮かび上がってきませんか。
ポストごとの距離を地図の縮尺で調べ、ポスト間の時間からバイクの最適速度を計算する、回収ルートを予想して書いてもいいですね。
ちなみに町中の電柱は、約30メートルごとに設置されていますが、ポストにもそうしたルールがあるか調べましょう。
まとめ方
身近なものを数え、データ化し、結論を導くのは意識しないとできないことです。
データを集めて並べて考えることは、戦略を練る姿勢にもつながりますので、生涯にわたって役立ちますよ。
まとめとしては、さらにベストなポストの配置を探る、なぜこの順で配置されているのか考えましょう。
交通量も関係していると思えば、気温とよく相談して観察してみてもいいかもしれません。
自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その1:バターを作ろう
実験は簡単で、材料も牛乳、生クリーム、塩の3つだけ。
タッパーやプロテインシェーカーをきれいに洗って乾燥させたものに、良く冷やした牛乳と生クリームを1:1で入れます。
入れすぎると混ざらないので、分量は容器の3分の1までに抑え、フタを閉めましょう。
振るにつれて泡ができ、ドロッとします。
そのまま振り続けると固体と液体に分かれますので、振るのをやめましょう。
入れた分量すべてがバターになるわけでないことに驚くかもしれません。
出来立ての低脂肪乳の味と、バターの味を確認して記録しておいてください。
調整乳、低脂肪乳は安い反面、バターづくりには不向きです。
必ず成分無調整の低温殺菌のものを選び、生クリームも原料が「生乳」(加熱殺菌されていない、搾乳しただけのものを指す)と書かれたものを使いましょう。
まとめ方
今回の実験では、失敗するのも面白いですね。
植物性生クリームや、指定以外の生クリームを使った場合にできるものをまとめるとおもしろいですよ。
冷たくない材料を使った場合バターは完成するのか、完成までに時間がどれくらいかかるか、比べてもいいでしょう。
これだけで足りないなら、酪農の状況を本や新聞で調べてまとめます。
ときどきスーパーで見かける、バターの購入制限とどうかかわるのかわかると、面白いですよね。
1つの食品から社会問題を見るのも、高校生らしい自由研究の醍醐味(だいごみ)です。
自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その2:歴史上の人物の好物
世界史や古典を退屈な科目だと思い込んでいませんか。
彼らとて生きた人間、こぼれ話を拾うと、意外と楽しいですよ。
歴史上の人物の好物を再現する、買ってみるだけでなく、食べ物やその店の歴史を調べることも面白いですね。
玄宗皇帝が愛した楊貴妃は、ライチという果物を好んで口にしたといいます。
ウィキによると、中国の嶺南地方原産の果物。
皇帝は長安から現地まで馬で取りに行かせたそうですが、どんな道順だったでしょうか。
ここでグーグルマップを活用しましょう。
長安は今の西安市、嶺南は香港周辺と考えます。
地図の縮尺から計算すると1300~1400㎞ほどで、おおざっぱにいえば九州地方から仙台くらいまでの距離でしょうか。
香港への直行便を使うと3時間20分のフライトですが、車や自転車での走行時間は出てきません。
そして南船北馬と言われたこの時代、南には長江があったはずです。
早馬を飛ばしたといいますが、どうやって河を超えたのか考えてみましょう。
ストリートビューもすべての道を網羅していないので、地図帳、標高も手掛かりにして考え、最適のルートを予想してください。
まとめ方
いっけんバカげた研究のようですが、史実から実現可能性を計算する必要性は意外とあります。
ハンニバルのアルプス越えを、登山の装備で行うとどうなるかシミュレーションしたら面白いでしょう。
外に出なくても研究できるのがメリットでもあります。
1000㎞歩くのはむりですが、1㎞がどれくらいの距離か、実際に歩いて測りましょう。
自宅から1㎞圏内にあるものを調べ、そこに向かって歩きます。
これは涼しい時期、もしくは体調に不安のない時についでに調べるものですので、無理だけはしないでくださいね。
自由研究高校生向け面白いネタ<高3向け>その3:漫画の表情表現
漫画の表情表現の考察も自由研究になります。
「笑う 漫画 表現」と画像検索すると目を弧にして口を開ける基本の形、涙を見せる笑いや大きな動きのある「大笑(たいしょう)」など多岐にわたります。
表現が使われる状況、人物の心理を分類しましょう。
分類して考える方法は大学の研究に使えますので、高校3年生におすすめです。
漫画と「記号論」の研究は奥深く、漫画へのイメージが変わること間違いなし。
手塚治虫風の漫画表現と、※『ブラよろ』風の緻密な表現の差は何でしょうか。
比較するのも面白いですね。
『信貴山縁起絵巻』
まとめ方
漫画は表現が自由なようで、実はルールでガチガチに固められています。
作者が考えることを正確に読者に伝えるために、どの表情パターンを使うか、オノマトペを使うか細かく決まっているんですよ。
『北斗の拳』に丸文字フォントを使ったら、違和感しかありませんよね。
漫画を描くのが好きなら、実際に描いて生原稿がどうなってるのか解説すると良いでしょう。
印刷所のルールに従い、読者に理解してもらえるよう心を砕く。
この夏休み、ちょっと漫画家になってみてはいかがでしょうか?
高校生の夏休みの勉強スケジュールはどうする?いつ自由研究にとりくむ?
勉強スケジュール
受験も控えていれば、40日の休みをすべて勉強にあてたいと考えるでしょうが、現実的ではありません。
経験がありますが、勉強しか予定を入れないと、途中でダレてくるものです。
運動不足になり、メリハリが無くなり、つい動画を見てダラダラするなんてことも。
なかには、学校行事に振り回されて勉強できない、と憤る方もいるでしょう。
環境は変えられませんが、物事のとらえ方は自分次第。
「30分しか勉強できない」ととらえるのか、「30分も勉強できる」と思うかで結果は変わりますよね。
与えられたカードで勝負です。
細切れ勉強法
勉強は座席に向かう時間だけではありません。
電車の中、5分の休み時間、部活などの待機時間すべてが使えます。
単語カードをめくる、前日の勉強内容をソラで思い出し、あやふやなところを確認するだけでも相当な勉強量になります。
机に向かう時間に模試や過去問で解けない問題をコピーして貼り、解法を書いておきます。
家では学習ツールを作り、日中の空いた時間で絶えず復習するクセをつけると最強ですね。
なお、必要ない手書きにこだわると挫折します。
合理化して作業をすすめましょう。
自由研究もおこなおう
自由研究は夏休み開始直後にすぐ始めてください。
材料がなくては動けませんので、7月上旬には通販でとりよせ、土日にでも研究計画を練りましょう。
スケジュールにその日のタスクを書きこんでおけば準備万端です。
まるまる1日研究だけに取り組む日と決めるとダレやすくなります。
そんな時は、「課外から帰ったら実験する」「部活の休み時間に予想のメモをする」など、日常のコマ切れ時間を使います。
短い時間での作業は、忙しいですが集中力が上がりますよ。
近年猛烈な暑さで、日中動けないこともあります。
わざわざ夏休みの開始を待たずに、7月上旬から始めるのもいいでしょう。(植物の観察をする場合、春には準備をしています)土日や朝早くにさっさと実験をして、夏休み開始と同時にまとめを書いてしまうと楽です。
前倒しをズルいと思う方もいるかもしれませんが、将来行うであろう就職活動は、初動が大切。
面倒なことであろうと、楽しいことであろうと、とりあえず取り組む習慣をつけると成功しやすくなりますよ。
スケジューリングの練習もできるので、楽しんでやりましょう。