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【2024】自由研究に悩む中学生必見!面白い自由研究をテーマ別に紹介

中学生の自由研究といえば、実験や調査など小学生よりも少しハードルが高くなりがちです。難易度が上がるとテーマ選びに悩み、なかなか決まらないこともあるでしょう。

そんなときは、視点を変えて、面白いテーマに挑戦してみてはいかがでしょうか?

今回は、自由研究に悩む中学生に向けて、面白い自由研究を4つのテーマに分けて解説します。

中学生の自由研究とは?

中学生の自由研究とは?

中学生の自由研究は、自ら疑問を見つけて調査し、結論を導く力を育成する学習機会です。

自由研究を通じて、論理的思考力、問題解決能力、情報収集力、プレゼンテーション能力など、中学生が後に社会人として活躍する際の重要なスキルを養えます。

中学生の自由研究例

2002年に「文部科学大臣奨励賞」を受賞した中学生の自由研究は、日常生活の疑問から始まった科学的テーマを題材にしています。この研究は、暑い日でもお風呂に入ると涼しく感じる理由を調査・検証しています。

中学生は、まず文献調査により皮膚温度が暑さ感覚に影響を与えることを発見しました。

実験では、38度のお風呂と同じ温度の部屋での人体の反応を比較しています。
その結果、お風呂では皮膚温度が38度まで上昇する一方、同じ温度の部屋では汗の蒸発により皮膚温度が34度前後に保たれることが分かりました。

この発見により、暑い環境でも皮膚温度と外気温の差が小さくなるお風呂では、相対的に涼しく感じる理由が科学的に説明されました。この例は、身近な疑問を発端に、新たな知見を導き出すという自由研究の醍醐味を見事に体現しています。

中学生の自由研究テーマ一覧表

ここでは、探究心を刺激する中学生の自由研究テーマを一覧表で紹介します。

テーマ 内容
CADと3Dプリンターでものづくり 3DCADと3Dプリンターを使ってペン立てやクッキーの方を作る
重曹とお酢を使って泡の上下運動観察 重曹とお酢で泡がサラダ油の中を上下する様子を観察する
スライムづくり 洗濯のりとホウ砂水溶液でスライムを作る
ロックキャンディづくり 宝石や結晶のような見た目のキャンディを作る
レモンを使った電池づくり レモン、銅板、亜鉛板を使って簡単な電池を作る
紫キャベツの色の変化 紫キャベツに酢を添加し色の変化を観察する
アリの行動観察 アリが移動する道を餌で誘導して動きを追跡する
玉ねぎを使った染色体験 玉ねぎの皮を煮出して染色する
卵の殻の仕組み 鶏の卵巣から卵殻が形成される過程を調査する
ブランドの歴史調査 好きなブランドの歴史を知り理解を深める
猫の行動調査 猫の鳴き声や行動から気持ちの変化を調べる

中学生の自由研究はその名の通り「自由」であるため、ぜひ中学生である今の自分が興味を持てるテーマを選んでください。

最も重要なのは、他者の意見に左右されないことです。

何をテーマにするかは自分自身の探究心に従って決めましょう。
心からやりたいと思えるテーマを選ぶことで、研究に対する意欲が湧き、より深い学びと達成感を得ることができます。それでは、

  • CADと3Dプリンターでものづくり
  • 重曹とお酢を使って泡の上下運動観察
  • スライムづくり
  • ロックキャンディづくり

を紹介していきます。

中学生向けの面白い自由研究・ものづくり編

まず1つ目の中学生の自由研究は、3DCAD・Fusion 360と3Dプリンターでものづくりです。
一見難しそうな自由研究ですが、Fusion 360の基本的な操作を理解していれば、中学生でも比較的簡単に作成できます。

CADでペン立て作り

ペン立て作りは、実用的かつ中学生に適した学習効果を得られる自由研究のテーマです。

Fusion 360 でペン立てを作る方法は次のとおりです。

  1. Fusion 360でペン立ての外形を作る
  2. 厚さを設定してペン立ての立体を作る
  3. 3Dプリント用のSTLファイルとしてエクスポートする
  4. 3Dプリンターの設定、およびフィラメントのセットをする
  5. STLファイルを3Dプリンターに読み込みプリント(造形)する

この自由研究は、3D設計とプリンティングの基礎を学びながら、オリジナル作品のデザインも手掛ける創造的な学習です。中学生ならではの発想力を生かして魅力的なオブジェを作ってみましょう。

また、「③3Dプリント用のSTLファイルとしてエクスポートする」まで出来れば3Dプリンターが用意できなくても、ペン立ては作れます。
DMM.makeのような3Dプリントサービスを利用すれば、CADデータを送るだけで3Dプリントしてくれます。

CADでクッキー型作り

CADでクッキー型手作り

他にもCADソフトと3Dプリンターでクッキー型を作ることもできます。

CADソフトも、無料体験版を利用すれば夏休みの間に自由研究として利用することが可能です。ただ、出来上がった作品を販売したい場合は有料版にする必要があります。

ぜひこの機会に3DCADを検討してみてください。

3DCADと3Dプリンターでビニール傘用オリジナルモチーフを作ってみた!

中学生向けの面白い自由研究・実験編①

この自由研究では、重曹とお酢を使って泡がサラダ油の中を上下運動する様子を観察します。

泡が上下に動く様子はとても面白い光景です。
身近な材料で簡単に化学反応の面白さを体感できるだけでなく、観察や考察を通して科学的探究心を育むことができます。

作り方は以下の通りです。

  1. 透明のコップにサラダ油を注ぐ
  2. 重曹をスプーン1杯入れる
  3. お酢を少しずつ注ぐ
  4. 泡の動きを観察する

重曹(アルカリ性)とお酢(酸性)を混ぜると中和反応が起こり、二酸化炭素が発生します。
泡の上下運動の化学反応式は、中学生も学習する項目です。

NaHCO3(重曹) + CH3COOH(酢酸) → CH3COONa(酢酸ナトリウム) + H2O(水) + CO2(二酸化炭素)

この実験では、発生した二酸化炭素がドロッとしたサラダ油の中を進む様子を観察できます。
泡の中には重曹とお酢が混在しているので、これがサラダ油の上面で重たくなると沈みます。

沈んだ泡に再び重曹とお酢が反応し、二酸化炭素を発生して上昇するという仕組みです。
重曹と酢の量を調整すると泡が沈みやすくなり、食紅を混ぜると泡がカラフルになります。

中学生向けの面白い自由研究・実験編②

次の中学生向け自由研究はスライム作りです。
スライム作りは、洗濯のりとホウ砂水溶液を混ぜて作ります

スライムの作り方は以下の通りです。

  1. 洗濯のり(50g)と水(50g)を混ぜる
  2. 食紅を入れて好みの色に着色する
  3. ホウ砂(2g)を湯(25g)に溶かす
  4. スライムの元液と混ぜ合わせる

この実験では、洗濯のり(PVA)とホウ砂水溶液を混ぜることにより、PVA分子同士が橋のように繋がる「架橋反応」という化学反応が起こり、スライム特有の粘り気や弾力性が生まれます。

スライム作りにおける架橋反応を表す化学反応式は以下の通りです。

n(PVA) + nB(OH)₄⁻ → [(PVA-B(OH)₄⁻)ₙ]

塩を加えると、水分が奪われてスライムが硬くなります。
他にも、色々な物質を加えてスライムの性質を変化させてみましょう。

中学生向けの面白い自由研究・スイーツ編

https://youtu.be/c4SX-pY9__o?list=PLKNDn41yRSJkaSuJBtx3UlVJYSd_NYnsj

この中学生向け自由研究では、宝石や結晶のような見た目のロックキャンディを作ります。
自由研究の楽しい科学実験にも、ホームカフェの甘いおやつ作りにも最適です。

ロックキャンディの作り方は以下の通りです。

  1. 鍋にグラニュー糖280gと水100gを入れる
  2. 中火にかけて混ぜながら沸騰させる
  3. 少量の水で食用着色料を溶いて①のシロップに混ぜる
  4. 竹串にシロップを少量付けてグラニュー糖をまぶす
  5. シロップが冷めたらコップに移す
  6. 割りばしで固定した竹串をコップに入れる
  7. 竹串がコップの底につかないようにしてラップをする
  8. 1週間ほど放置したら、竹串を取り出して乾燥させる

結晶を早く成長させたい場合は、煮詰める際にシロップの温度を高く保つことがポイントです。湿度が高い場所では結晶が成長しにくいため、乾燥した場所で放置しましょう。

中学生の自由研究にCADがおすすめの理由

3DCADと3Dプリンターは、中学生の自由研究に最適なツールです。
これらの技術を学ぶことで、以下のようなメリットを得られます。

  • 製造業や設計分野で使われている基礎技術を習得できる
  • アイデアを形にする創造力が養われる
  • 課題に直面した時の解決能力が身につく
  • モノづくりの工程を体系的に学べる

CADを用いた自由研究は、技術習得だけでなく、「自ら考え行動する」という能動的な学習力も得られる貴重な機会です。

しかし、3DCADの操作は初心者にとって少し難しく感じるかもしれません。
3DCADの操作スキルを効果的に学ぶには、基礎から学べる短期集中型セミナーがおすすめです。

BIZROADのFusion 360 3DCAD入門セミナー

BIZROADのFusion 360 3DCAD入門セミナーは、「ペン立て」で紹介したFusion 360を2日間でマスターできます。

初心者でも安心のカリキュラムで、3DCADの基本から応用までを短期間で習得可能。無料のCADソフト「Fusion 360」を使用するので、夏休みの自由研究にも最適です。

受講スタイルは、会場受講、オンライン、eラーニングの3種類。多忙な方や遠方の方でも気軽に利用できるセミナーです。

将来の夢を切り拓く3DCADスキルを習得して未来を先取りしましょう。

Fusion 360のような無料で使えるCADソフトはいくつもあります。

以下の記事では無料のCADソフトを紹介しています。
無料CADソフトのメリット・デメリットも解説しているのでぜひ参考にしてください。

【2024】無料(フリー)のCADおすすめ18選!2DCAD・3DCAD別で紹介

BIZROADのSOLIDWORKSセミナー講習

BIZROADのSOLIDWORKSセミナー講習は、3DCADの実践スキルを習得できる2日間のセミナーです。SOLIDWORKSの操作はシンプルで分かりやすいため、CAD初心者でも比較的スムーズに使いこなせます。

講座内容は、SOLIDWORKSの基本操作からスタートし、高度な3Dモデルの図面作成まで学びます。基礎からしっかり学べるので、「3Dプリンターを使った自由研究は初めて」という方にも最適です。

受講形式は3種類(会場受講、オンライン、eラーニング)から選べます。
自由なスタイルでCADスキルを習得したい方にもおすすめのセミナーです。

SOLIDWORKSのセミナーを受講する前に、大まかな機能や操作方法を把握をしておくと学習効果がさらに高まります。
以下の記事は、SOLIDWORKSの基本操作や設定方法について解説しているので、事前学習の一環としてぜひ活用してください。

初めてOK!SOLIDWORKSの使い方と操作方法まとめ

中学生の自由研究のまとめ方

中学生の自由研究のまとめ方

自由研究は、中学生という年代ならではの興味を深め、喜びと達成感を得る学習機会です。
しかし、自由研究に取り組んでも、うまくまとめられないと学習効果が半減し、見る人にも伝わりにくくなってしまいます。

以下では、中学生の自由研究のまとめ方を解説していきます。

  • 構成を意識しよう
  • 各項目を丁寧に書こう
  • 見やすく読みやすい文章を書こう
  • 個性を表現しよう
  • 例を参考にしよう

構成を意識しよう

中学生の自由研究では、以下の構成でまとめます。
順番を守ることで、中学生らしい論理的で分かりやすい自由研究になります。

  1. テーマ名
  2. 動機と目的
  3. 準備したもの
  4. 研究の方法
  5. 実験結果
  6. 考察
  7. 感想
  8. 参考文献

各項目を丁寧に書こう

テーマ名は簡潔にし、動機と目的を具体的に説明することが大切です。
準備したものを詳細に記載し、研究の方法を分かりやすく説明します。

自由研究で行った実験結果は客観的に示し、中学生らしい考察を行い結果を論理的に分析しましょう。

見やすく読みやすい文章を書こう

自由研究では箇条書きや図表を使い、空行を設けて見やすくします。
誤字脱字や文法ミスに注意し、中学生が理解しやすい文章を心がけましょう。図や表を活用し、適宜色分けして記述するのもおすすめです。

個性を表現しよう

写真やイラストを活用して、オリジナリティのあるまとめを作ります。
中学生である自分自身の考えや感じたことを具体的に表現し、独自の視点や感想を加えることで、さらに個性的な自由研究になります。

例を参考にしよう

インターネット上の文を参考にして、文の書き方のイメージを掴みましょう。
中学生の自由研究をより充実されるためにも重要なポイントです。

参考文献には、実際に使った書籍の題名と出版社名を書いてください。
インターネットを利用した場合は、サイト名とURLを記載しましょう。


分からないことがあれば、先生や家族に相談するのもおすすめです。
客観的な意見をもらうことで、より良いまとめが作れます。

自由研究に悩む中学生についてまとめ

自由研究に悩む中学生についてまとめ

中学生の自由研究のテーマは自分自身で探すことが大切です。自由研究の学習はテーマ探しからスタートしますが、このテーマ探しが最も重要な学習ポイントでもあります。

本記事で紹介したような実験やスイーツ、モノづくりなど、興味を惹かれる面白いテーマに目を向けて探すと良いでしょう。

3Dプリンターを使ったオブジェづくりに欠かせないCADスキルを学べるセミナーについては以下を参照してください。

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