【小学生】自由研究のテーマ紹介【実験・観察～理科編】

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そもそも自由研究って？

自由研究は教科の一つだった

自由研究は、児童の自発的活動を促すために、児童が各自の興味と能力に応じて強化の活動ではじゅうぶんに行なうことのできない自主的な活動を教師の指導のもとに行なうための時間として設けられた。

引用：文部科学省　教育課程の改造　より

自由研究は、昭和22年～25年の間、国語や算数と同じ扱いの教科の一つでした。

現代における自由研究と言えば、夏休みの宿題の定番ですね。
【児童の自発的活動を促すために、児童が各自の興味と能力に応じて】の自由研究のねらいにあたる部分は、昔も今も変わりませんね。

自由研究を行うメリット

「何のために自由研究があるの？」「自由研究をして、何になるの？」と思われる方もいらっしゃると思います。自由研究は、そのやり方・研究の進め方次第では、以下のようなことに期待ができるとマネ夫は考えます。

＜自由研究をすることによって期待できること＞
①「学ぶことが楽しい」と知るきっかけになる。学習に対する意欲付けとなる。
②課題を自ら見つける課題発見力が培われる。
③課題を解決するための情報収集力、調べたことや結果や考察したことをまとめる力が培われる。
④課題の解決を通じ、物事を論理的に考える力が培われる。
⑤有意義な夏休みの実現

自由研究テーマ紹介【実験・観察～理科編】

全学年向き

海の生き物観察

夏と言えば海。その海に暮らす生き物を観察し、研究するのはいかがでしょう。
磯に住むカニや貝を採取し、スケッチするもよし。生き物を比較しながら、オリジナルの図鑑を作るもよし。標本作りを行うもよし。夏休み家族と海に行った際に、遊びながら自由研究ができる点もいいですよね。

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動物園の生き物観察

動物園の動物を観察し、まとめることで立派な自由研究になります。
昼行性・夜行性の動物の比較まとめ・草食動物と肉食動物の体やエサの違い・動物の糞・食べ方・歩き方・体の模様やつくりなど、これまたテーマ設定に悩みそうなぐらいネタの宝庫です。

化石発掘

化石と言えば、福井県を想像します。でも、福井県に行かずとも化石発掘ができる場所が身近にあるかも！？都内では、多摩川で化石がよく発見されるエリアがあります。東京都近隣の県においても複数あるようです。
もし、化石発掘ができて、落ち葉なり貝なり何かしらの化石を発掘できたら、2学期早々にあるであろう学校の自由研究の発表の場で、ちょっとした英雄になること間違いなし！
化石発掘をしてみたい！興味がある！という方は、調べてみてはどうでしょう。

博物館での調べ学習

博物館へ行き、調べたことをまとめるのもいいですね。
上野にある国立科学博物館・大宮にある鉄道博物館・墨田区にある東京大江戸博物館・江東区の日本科学未来館・目黒区にある寄生虫博物館・地元の郷土資料館等が候補地になるのでは。

3・4年生　中学年向き自由研究テーマ

カブトムシ・クワガタムシの観察日記

夏の昆虫カブトムシやクワガタムシの観察記録をつけるのはどうでしょう。
捕まえて来た昆虫を飼育しながら、飼育方法・飼育環境を改善していったり、産卵させ次年度に命を繋いでみたりと、学びになりそうなことがありそうです。

ゴムの力を使った作品作り＆実験

3年生で、ゴムの働きやゴムが持つ力について学習します。
ゴムの力で動く「ゴムカー」の教材キッドを取り扱う学校が多いと思います。
ゴムカーの教材キッドを使って、学校での学習をより深める自由研究もできますよ。
例えば、「ゴムカーに羽を付けてみると、走る距離はどうなるのか。」「学校では、2回しか実験しなかったよ。本当にゴムを伸ばす方が遠くに走るの？実験をもっとして確かめよう。」「ゴムカーを削って軽くするとどうなる？」「学校では使わないようなもっと強力なゴムを使うとどうなる？」「ゴムカーの限界走行距離を目指せ！」などなど、ゴムカー好きのお子さんにはもってこいのネタがたくさんが浮かんできます。

町や身近な場所の気温調べ

3年生で、日向と日陰の気温の関係について学び、4年生では、天気と気温の関係を学びます。
中学年で学習する理科の内容を活用・発展させ町や身近な場所の温度を調べてみるのもいいかもしれません。
身近な地域の温度が高そうな場所や低そうな場所を予想してから、実際に検証に行くとお子さんの意欲もアップすると思います。例「〇〇公園と〇〇公園に温度の違いはあるかな。」「よく遊ぶ〇〇神社の中だとどこが一番涼しいのかな。」等を考え見ると面白いです。
なぜ正午過ぎに最も気温が高くなるのか、夜になるにつれ気温が下がるのはどうしてか、家の中でも床近辺と天井近辺では気温が大きく異なるのはなぜか等、意外に説明するのが難しい…。なんてことを探求していくのも立派な自由研究になりますね。

自宅には、温度計などあまりないですよね。もし購入されるのであれば、下にあるようなデジタル温度計がとてもおすすめです。デジタル温度計は、気温から水温・料理の温度（肉・魚・飲み物）など、あらゆる空間や物の温度を測ることができます。お子さんが何でも温度を測りたくなること間違いなし！1000円～2000円で買うことができ、価格もそんなに高くありません。赤い液を使ったガラス棒型の温度計より手軽に使えてガラスの破損の心配も必要ありません。

より遠くへ飛ぶ紙飛行機作り

紙飛行機作りも「より遠くへ」という課題を持って臨むことで立派な自由研究になります。
どのような紙で作るのがよいのか、折り方によって結果は異なるのか、遠くへ飛ぶためには何が必要なのか等、テーマ設定できそうなネタが思い浮かびます。紙飛行機作りに嵌れば、航空力学に興味を持つお子さんになるかもしれません。

水のろ過装置

4年生の社会科では、水源から蛇口までの水の行方・浄水場の働きなどを学習します。
学校で学んだことや学ぶことを生かし、水のろ過装置を作ってみるのもいいかもしれませんね。

＜簡単なろ過装置の作り方＞
①ペットボトルに砂や綿を入れられるよう底部分を切り取る。
②蓋に桐やくぎで数個の穴をあける。
③逆さにしたペットボトル（穴をあけた飲み口が下側になる）に綿を詰める。
④綿を詰めたら、粗目の砂・細かい砂の順で交互に1㎝～2㎝の砂の層になるように砂を入れていく。
⑤いくつもの砂の層が完成したら、ペットボトル上部より汚れた水を流す。
⑥ろ過前の水とろ過された水を比較する。何度かろ過を繰り返すことでより綺麗にろ過することができますよ。

雲の観察

夏の空と言えば、入道雲をイメージしますよね。
形を変えながら動く雲を観察したり、雲と天気の関係を研究したりしてみるのはいかがでしょう。
雲の種類は約10種類と言われています。入道雲だけでなく、すじ雲・ひつじ雲・わた雲など、雲の種類をまとめてみるのもいいですね。

川の源流を探る

「水はどこから来るのか」日々の生活で使う水がどこからやってくるのかというテーマを４年生で学習します。山→ダム→川→浄水場→水道管→家庭や学校→蛇口といったような水の過程を経て、私たちは何気なく水道水を利用しています。その水のスタート地点とも言える【川の源流】を実際に見に行き、まとめることも立派な学習になりますよ。山奥の一つ一つの水滴がやがて大河となる様子を知ることができれば感動間違いなし！？

5・6年生 高学年向き自由研究テーマ

地層の観察

自分の住む地域は、かつて海だった！？地層を調べることでそんなことが分かるかも？
地層を調べることでどのようにその土地が形成されたのかが分かります。
地層とは何か。地層はどのようにしてできるのか。地層と化石の関係。地層と地震。などなど地層に関する様々なテーマが連想できますね。何を研究しようか迷ってしまいます。

植物を使った布染め

身近にある植物を使っった草木染め。
玉ねぎ・朝顔・͡コナラ・オシロイバナなど、身近な植物で染めることができますよ。

＜染色液の作り方～花びら編～＞
酢とぬるま湯を同じ量を混ぜ合わせます。染める布の重さの1～2倍程度の花びらを入れ、よく揉んで色を出します。できた染色液に布を入れ染めます。濃く染めたいときは、「染める」→「洗って干す」を繰り返すことで濃くなりますよ。

＜染色液の作り方～植物編～＞
よく干した植物を細かく切り、お湯で煮ます。色が十分に出たら、布でこすと染色液のできあがり。

風の観測

風の観測で風向計や風速計を作ってみるのはどうでしょう。
場所や時刻での風向・風速の違い、台風通過時の風向・風速などを観測しても面白いと思います。
天気図記号へと広げていくことも可能ですね。幅が広そうな風の観測は、自由研究におすすめです。

月や星の観察

夏と言えば、デネブ・アルタイル・ベガの「夏の大三角」。
次の日の朝のことを考えずにすむ夏休みには、月や星の観察はもってこいです。
よくある月や星の観察の自由研究は、自宅から月や星を観察し、時刻や星の位置を記録する方法です。
日や時間を費やせば、新月から新月への月の変化や東から上り、西の空へ動く様子がよくわかるはずです。
肉眼での観察→望遠鏡による観察・好きな星座調べ・星座の見つけ方・星座にまつわるストーリー・星の誕生など、テーマ設定も幅広く、そして深化させることもできるテーマの一つではないでしょうか。

この夏、キャンプ場や海辺などに寝袋をしき、親子で星の観察なんてのもいいですね。

宇宙について調べてまとめる

宇宙に関心を持つお子さんも多いのでは。
宇宙について調べ、まとめることも立派な自由研究になりますね。
図書館へ行けば宇宙に関する資料はいくらでもありますし、ネットにも情報が沢山。
比較的簡単に調べられる点が取り組みやすいですね。
・惑星の環境比較　・ブラックホールとは？　・宇宙誕生の秘密　などなど不思議に思うことが多いのでは？

天気にまつわる言い伝えの検証

ツバメが低く飛ぶと雨が降る？飛行機雲が長く残ると雨？夕焼けの次の日は晴れ？
といった天気にまつわる言い伝えが本当なのか検証してみるのはどうでしょう。
天気図・過去の天気・台風の仕組み・ゲリラ豪雨等、天気に関係することを調べてまとめるのも良さそうです。

自由研究のやり方・進め方

自由研究のやり方・進め方の一例を紹介します。よかったら参考にしてください。

【STEP1】 研究のテーマを決める

研究のテーマを決めるのに悩まれる方が多いと思います。
大事にしたいのは、子どもの興味や関心です。この記事の最初の方に記したように、自由研究は上手く行うことで「学習って楽しい！」と思えるきっかけになります。無理やり嫌々やらずに済むテーマを決めることが大切です。【自由研究】なのですから、テーマは何だっていいのです。極論を言ってしまえば、ゲームにおける「最速クリアを目指したルート探し」でも構いません。
自ら課題を持ち、その課題の解決に向け思考と試行を繰り返し、一つの答えを導き出す。立派な自由研究になります。

【STEP2】 テーマに関係する課題を設定する

研究テーマが決まったら、テーマに関する課題を設定すると研究の方向性からぶれずに進めやすいですよ。
例えば、海が好きだから【海の生き物】をテーマにしたとしましょう。考えられる課題は、【深海にはどのような生き物がいるのか？】【日本の海に住む生き物と外国に住む生き物の違いは？】【磯に住む生き物の秘密】【海に住む哺乳類は？】などと考えることができます。この課題設定も、子どもの素朴な疑問やつぶやきから広げてあげられると、楽しい自由研究になりますよ。

【STEP3】 研究の計画・情報収集をする

計画・情報収集と聞くと「難しそう…。」と思うかもしれませんが、ざっくりで大丈夫です。
先ほどの例の【海の生き物】がテーマであれば、「課題をどうやって解決しようか。」「図書館に行ってみようか。」「海に行って〇〇を調べてみよう。」「〇〇に聞いてみよう。」などOK！
あまり頑張りすぎるのは子どもも大人も大変になってしまいますよ。

【STEP4】 実験や記録を行う

ざっくりと計画・情報収集が済んだら実践あるのみです。テーマによって異なりますが、実験や観察をしたり、現地に行ってみたりと研究を行う段階ですね。

【STEP5】 考察・感想

実験や観察、現地での調査等が済んだら、子どもの考えたことやちょっとした感想をメモしておくといいと思います。
子どもの発達段階的に学年によっては、体験・経験したことから日にちが過ぎてしまうと忘れてしまいがちです。後にまとめをする際に「〇〇って言ってたよ。」「こうだったよね。」といったフォローを大人がしてあげるといいですよ。

【STEP6】 まとめる

まとめ方は多種多様です。
画用紙にまとめる新聞形式や、図鑑や本を作ったり、表やグラフを用いたり、写真を貼ったりする方法があります。
GIGAスクール構想でタブレット端末が配布された地域が多いと思います。タブレット端末を用いてパワーポイントや動画でまとめるのもありですね。