対照実験

一般小学生

まとめ

  • 調べたい条件(独立変数)を1つだけ変化させ、それ以外の条件(制御変数)をすべて一定に保って結果を比較する実験手法。
  • 実験結果に生じた差異が、変化させた特定の要因によって引き起こされたものであることを論理的に証明するために行われる。
  • 比較対象となる「対照区(コントロール)」と、条件を変化させた「実験区」を設けることで、因果関係を明確にする。

解説

科学的な探究において、ある現象の因果関係を特定するためには、複数の要因が結果に混ざり合わないように制御する必要があります。もし一度に複数の条件を変えてしまうと、どの条件が結果に影響を与えたのかを判別することができなくなるからです。

例えば、唾液がデンプンを糖に分解する働きを調べる場合、一方の試験管には唾液を入れ、もう一方には水を入れます。このとき、温度(約37℃)や液量、放置する時間などの条件をすべて一致させることで、初めて「デンプンが変化したのは唾液の有無によるものである」と結論付けることができます。このように、調べたい要因以外のノイズを排除するプロセスが対照実験の核心です。

コラム

対照実験は、光合成の条件(光・二酸化炭素葉緑体)の特定や、種子の発芽条件(水・空気・温度)、電磁石磁力を決める条件(巻き数電流・芯の材質)の検証など、理科のあらゆる分野の基礎となります。実験計画を立てる際は、何を「変える条件」とし、何を「変えない条件」とするかを明確に整理することが重要です。

小学生のみなさんへ

理科の実験で、「何が原因で結果が変わったのか」を正しく見つけるための方法を「対照実験たいしょうじっけん」といいます。

やり方はとてもシンプルで、「調べたい条件じょうけんだけを1つ変えて、あとの条件じょうけんはすべて同じにする」というルールを守るだけです。

たとえば、植物が育つのに日光が必要かどうかを調べたいときは、日光を当てるものと当てないものの2つを用意よういします。このとき、水の量や土の種類しゅるい、温度などはすべて同じにしなければなりません。もし水の量まで変えてしまうと、育たなかった原因げんいんが「日光がないから」なのか「水が足りないから」なのかわからなくなってしまうからです。

この方法は、種の発芽や、電磁石の強さ、つばがデンプンを分解する実験など、いろいろな場面で使われています。

ルラスタコラム

じつは、新しい薬の効果をたしかめるテストでもこの方法が使われています。本物の薬を飲むグループと、見た目はそっくりだけど薬の成分が入っていない「にせものの薬」を飲むグループにわけて、本当に薬が効いているのかを調べるんですよ。

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