科学的探究・観察実験の技能と考察（実験計画・データ処理・誤差評価・レポート表現）
探究分野は独立した大問になることは少ないが、すべての大問の実験問題に埋め込まれている。変数の制御、測定値の処理、誤差の扱い、結果と考察の書き分けが評価の対象で、ここでの書き方の差が得点差になりやすい。
実験計画
- 仮説を立てたら、意図的に変える条件（独立変数）、そろえる条件（制御変数）、結果として測る量（従属変数）を決める。
- 対照実験では、比べたい条件だけを変え、それ以外はすべて同じにする。
- 測定は複数回行って平均をとる。器具の目盛りは最小目盛りの10分の1まで読む。
データ処理と誤差
- 表は測定値と単位をそろえ、グラフは横軸に独立変数、縦軸に従属変数をとる。
- 比例の関係なら原点を通る直線になる。原点を通らない場合は、器具のずれや未反応といった系統的な原因を考える。
- 誤差には、測定のたびにばらつく偶然誤差と、器具や方法に由来する系統誤差がある。偶然誤差は測定回数を増やすと小さくできる。
レポートの構成
- 目的・方法・結果・考察・結論を分けて書く。結果には測定値や観察できた事実だけを書き、解釈は考察に回す。
- 考察は「結果から何が言えるか」「仮説は支持されたか」「他の原因は考えられないか」の順で組み立てる。
例題
ばねにおもりをつるし、のびを5回測ったところ 2.02、2.00、1.98、2.01、2.03cm であった。 平均＝(2.02＋2.00＋1.98＋2.01＋2.03)÷5＝10.04÷5＝2.008 → 2.01cm。 測定値のばらつきは約±0.03cmなので、2.008cmと書くのは測定の精度を超えた表現になる。最小目盛り0.1cmのものさしなら、2.0cm程度の桁で答えるのが妥当。 おもりの質量を2倍にしたときのびがほぼ2倍になれば、のびは力に比例すると言える。
失点しやすいポイント
- 結果と考察を混ぜて書き、事実と解釈の区別がなくなる。
- そろえるべき条件を2つ以上同時に変えてしまい、原因が特定できない。
- 1回の測定値だけで結論を出し、平均や再測定をしない。
- 誤差をそのまま「失敗」と書く（誤差は必ず含まれるものとして評価する）。