科学的探究・観察実験
「科学的探究・観察実験」では、実験の目的に沿って条件を整える力、測定値を正しく記録・処理する力、結果と考察を区別して結論を導く力が問われる。知識問題ではなく、実験の記述や表・グラフを読ませる問題として出題されるため、手順の妥当性を評価する視点が必要になる。
実験計画と測定
- 調べたい条件（独立変数）だけを変え、それ以外の条件（制御変数）はすべてそろえる。比較のための対照実験を必ず設定する。
- 測定値は、測定器具の最小目盛りのさらに 1/10 まで読み取って記録する。
- 同じ操作を複数回行い、平均をとることで偶然の誤差を小さくする。明らかに離れた値は原因を検討してから扱う。
データ処理とグラフ化
- グラフは横軸に操作した量、縦軸に結果の量をとり、軸の名称と単位を必ず書く。
- 比例の関係では原点を通る直線になる。直線の傾きは「縦軸の変化量÷横軸の変化量」で求める。
- 反比例は xy が一定、グラフは原点に近づく曲線になる。
結果と考察の区別
- 結果は「測定してわかった事実」、考察は「結果から考えた理由や規則性」である。考察には結果の数値を根拠として示す。
例題
うすい塩酸 30 cm³ に石灰石を 1.0 g、2.0 g、3.0 g、4.0 g 加え、発生した気体の体積を測ったところ、200 cm³、400 cm³、450 cm³、450 cm³ であった。この結果から何が言えるか。
考え方：1.0 g と 2.0 g では加えた量に比例して気体が増えたので、この範囲では塩酸が過剰で石灰石の量が反応の限界を決めている。3.0 g 以上で気体量が 450 cm³ で一定になったのは、塩酸がすべて反応し終えて石灰石が余ったため。比例部分から、450 cm³ を発生させるには 2.25 g の石灰石が必要と計算できる。
失点しやすいポイント
- 結果と考察を同じ欄に書いてしまう。
- 一度に複数の条件を変えてしまい、何が原因か特定できない。
- グラフの折れ曲がり点で、どちらの試薬が残ったかを逆に判断する。
- 測定値を最小目盛りちょうどで読み、目分量を省く。