今回の記事では、「対照実験」について学習していこう。

対照実験は、実施されるほとんどの実験で行われている。そんな当たり前に行われている対照実験とはどのような実験なのか、対照実験の必要性や対照実験と再現性との関係についても具体例を見ながら理解していこう。

卒業論文の研究で実際に対照実験を行った農学部卒ライターの園(その)と一緒に解説していきます。

ライター/園(その)

数学は苦手だけれど、生物と化学が得意な国立大学農学部卒業の元リケジョ。動物の中でも特に犬が好きで、趣味は愛犬をモフることらしい。分かりやすく面白い情報を発信していく。

対照実験とはどんな実験?

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対照実験は、デジタル大辞泉にて以下のように定義されています。

ある条件の効果を調べるために、他の条件は全く同じにして、その条件のみを除いて行う実験。除いたときと除かないときの結果を比較する。医療や統計学では対照試験ともいう。コントロール実験。

出典:“対照実験”.コトバンク .(参照2022/2/23).

対照実験の具体例

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具体例を見ながら、対照実験について一緒に理解していきましょう。

あなたは3頭の犬(A、B、C)と楽しく暮らしているのですが、1つだけ悩みがあります。それは、部屋の中で自由にさせた(フリーにした)まま3頭だけで留守番をさせると、毎回いたずらをされること。後始末も大変ですし愛犬にとってもよくないので、犯人捜しの実験をする決断をしました。実験方法は、それぞれをクレートに入れて物理的にいたずらができないようにし、いたずらの有無を確認するというものです。この実験をするうえで、出かける時間・帰ってくる時間・出かける前に食べさせるフードの量・部屋の状況(明かりは消しておく・おもちゃを片付けておくなど)を同じになるように注意しました。

では、実験の結果を簡潔に示した表を見てみましょう。

image by Study-Z編集部

まず3頭ともクレートに入れたとき、いたずらをされないことを確認しました。この実験1の結果を対照(コントロール)とします。そして、対照と比較すると、1番上の段(何も実験していないとき)を除いて実験4だけが「いたずらあり」となっていますね。ほかの条件(出かける時間など)は統一していて、AとBはクレートに入っているので犯人はCだということが判明しました。

このように、対照実験では「対照と比較したときに、ほかの実験の結果と違うときの条件が、その実験の結果に作用している要因」ということが分かるのです。

\次のページで「実験における再現性」を解説!/

実験における再現性

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これまで、対照実験とはどのような実験なのかを学習しました。上記の例でも見たように、「1つの条件以外をそろえるのが大変な対照実験をわざわざする必要があるのか」と疑問に思う人がいるかもしれません。そんな方のために、ここでは対照実験を行う理由を実験の再現性との関係から見ていきましょう。

そもそも実験とは?

研究者が実験を行う目的は「悩みを解決すること」。実験の大まかなながれとして、まずは悩みを解決するための仮説を立てます。仮説とは、実験をする前の段階で分かっていることや先人の研究などをもとに実験の結果を予想したものです。次に、その仮説が正しいかどうかを検証します。その検証の手段となっているのが実験なのです。

実験とは、悩みを解決するために行われ、仮説を検証するための手段になっていると解説しました。そこで、3頭の犬の例をもとに、実験の流れについてざっくり理解していきましょう。

悩み…飼い主が出かけている間に、3頭の誰かがいたずらをすること

解決…いたずらをしている犯人を見つけ、対処し、いたずらされないようになること

実験1の仮説…クレートに入っていればいたずらをされないだろう

実験2の仮説…Aがいたずらをしているだろう

実験3の仮説…Bがいたずらをしているだろう

実験4の仮説…Cがいたずらをしているだろう

この仮説が正しいかどうかを検証する手段として、実験1~実験4を行うというのが大まかな実験の流れです。また、この実験は条件(A、B、C)をそれぞれ除いたもの(クレートに入れる)と除かなかったもの(フリーにしておく)を比較しているので、対照実験に分類されます。

再現性とは

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再現性とは、同じ条件・同じ方法で実験をした場合に得られる結果の似ている度合いのことです。

例えば、「食前に飲むだけ!1週間で5キロ痩せるサプリメント」があったとします。あなたは1週間食事の前に飲んでみましたが、1キロしか痩せませんでした。宣伝文句と同じ条件(=食前に)・同じ方法(=飲む)で試したのに、同じ結果(=5キロ減量)にならなかったので、このサプリメントは再現性が低いと言えます。

再現性の重要性

実験において再現性が重要な理由の1つに、実験の信憑性を高める点が挙げられます。

例えば、「食前に飲むだけ!1週間で5キロ痩せるサプリメント」と「1食これに置き換えるだけ!1週間で3キロ痩せるゼリー」があったとしましょう。あなたが2つのうちどちらを買おうか悩んでいるとき、口コミなどほかの人の体験談を見ませんか?その理由は、どちらの商品がより信用できるか(期待する効果が得られるか)を確認するためだと思います。そして、2つの商品の口コミを比較したのち、再現性が高い商品(より多くの人が期待する効果を得た商品)を購入するでしょう。つまり、再現性が高いということは、その事象は正しいと判断する基準になるということです。

\次のページで「対照実験をする理由の考察」を解説!/

対照実験をする理由の考察

対照実験の具体例のところでも解説したように、対照実験をする理由は「何がその結果をもたらしたのかを見つけること」です。そして私が考えるもう1つの理由として、「再現性を高めること」が挙げられます。

実験の再現性を高めるためには、実験の結果に影響する因子を同じにした状態で実験をしなければいけません。そこで、再現性を低くする要因として考えられるものを”条件”として対照実験を行います。そこから、何が再現性を低くする因子なのかを特定。その因子をできるだけそろえた実験を行うと再現性は高くなるでしょう。

再現性が高い実験が増えることで、その研究分野全体の信用度が増し、発展スピードが上がると考えられます。

日常生活にも対照実験を取り入れてみる

対照実験を考える際のポイントは、条件の違いが結果を変えたというのを理解することでした。この”条件”と”結果”の関係を分かりやすくするには、表を作ると良いということも分かったかと思います。このように複雑な物事を筋道立てて整理できる力は、実験においてだけでなく、日常生活においても生かすことができるでしょう。

今あなたが解決したい悩みをお持ちなら、仮説を立て、条件を1つ1つ変えながら実験していきませんか。そこから得られる結果を表にまとめてみると、頭の中で整理されて考えがまとまりやすくなりますよ。

イラスト使用元:いらすとや

" /> 対照実験とは?なぜ対照実験をする必要があるの?再現性との関係もふまえて農学部卒ライターが徹底わかりやすく解説! – Study-Z
理科生物

対照実験とは?なぜ対照実験をする必要があるの?再現性との関係もふまえて農学部卒ライターが徹底わかりやすく解説!

今回の記事では、「対照実験」について学習していこう。

対照実験は、実施されるほとんどの実験で行われている。そんな当たり前に行われている対照実験とはどのような実験なのか、対照実験の必要性や対照実験と再現性との関係についても具体例を見ながら理解していこう。

卒業論文の研究で実際に対照実験を行った農学部卒ライターの園(その)と一緒に解説していきます。

ライター/園(その)

数学は苦手だけれど、生物と化学が得意な国立大学農学部卒業の元リケジョ。動物の中でも特に犬が好きで、趣味は愛犬をモフることらしい。分かりやすく面白い情報を発信していく。

対照実験とはどんな実験?

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対照実験は、デジタル大辞泉にて以下のように定義されています。

ある条件の効果を調べるために、他の条件は全く同じにして、その条件のみを除いて行う実験。除いたときと除かないときの結果を比較する。医療や統計学では対照試験ともいう。コントロール実験。

出典:“対照実験”.コトバンク .(参照2022/2/23).

対照実験の具体例

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具体例を見ながら、対照実験について一緒に理解していきましょう。

あなたは3頭の犬(A、B、C)と楽しく暮らしているのですが、1つだけ悩みがあります。それは、部屋の中で自由にさせた(フリーにした)まま3頭だけで留守番をさせると、毎回いたずらをされること。後始末も大変ですし愛犬にとってもよくないので、犯人捜しの実験をする決断をしました。実験方法は、それぞれをクレートに入れて物理的にいたずらができないようにし、いたずらの有無を確認するというものです。この実験をするうえで、出かける時間・帰ってくる時間・出かける前に食べさせるフードの量・部屋の状況(明かりは消しておく・おもちゃを片付けておくなど)を同じになるように注意しました。

では、実験の結果を簡潔に示した表を見てみましょう。

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まず3頭ともクレートに入れたとき、いたずらをされないことを確認しました。この実験1の結果を対照(コントロール)とします。そして、対照と比較すると、1番上の段(何も実験していないとき)を除いて実験4だけが「いたずらあり」となっていますね。ほかの条件(出かける時間など)は統一していて、AとBはクレートに入っているので犯人はCだということが判明しました。

このように、対照実験では「対照と比較したときに、ほかの実験の結果と違うときの条件が、その実験の結果に作用している要因」ということが分かるのです。

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