科学的探究・実験・データの読み取り
科学的探究・実験・データの読み取り：入試での焦点
奈良県公立高校入試では、仮説の設定、条件制御、測定値の処理、表とグラフの読み取り、誤差や異常値の扱い、実験の安全と再現性が問われる。結果から何が言えて、何が言えないかを区別する。
押さえる規則
- 調べる要因を変え、ほかの条件をそろえる。変える要因が独立変数、結果が従属変数、そろえる条件が制御変数。
- 測定は同じ条件で複数回行い、平均をとる。異常値は理由を確認してから扱う。勝手に消さない。
- グラフは横軸に独立変数、縦軸に従属変数をとる。点が直線に近ければ比例関係を検討し、傾きの単位を読む。
- 結論はデータの範囲内で述べる。「必ず」「すべて」などの断定は、十分な証拠があるときだけ使う。
- 加熱・薬品・ガラス器具では保護眼鏡、換気、火の始末、試験管の口を人に向けないなどの安全操作を守る。
- 再現性は、別の人が同じ手順で同じ結果を得られるかで確かめる。
- 対照実験では、何も加えない群や、既知の方法との比較を置く。
例題
ばねに加える力と伸びを調べた。0 Nで0 cm、1 Nで2.0 cm、2 Nで4.1 cm、3 Nで5.9 cm、4 Nで8.0 cmだった。1 Nあたり約2 cmで比例とみられる。2 Nの4.1 cmはわずかにずれるが、測定誤差の範囲。4 Nの8.0 cmは予想8 cmと一致する。この範囲では「伸びは力に比例する」と言えるが、ばねが伸びきる範囲外まで一般化できない。
失点しやすい罠
変える条件とそろえる条件を逆にする、グラフの傾きの単位を無視する、異常値を理由なく除く、一つの測定だけで結論を出す、実験の危険を結果と混同する、が失点源。