RESEARCH LAB / 工作・アート

工作・アートの自由研究テーマ 38選

対象: 小学1年生〜中学3年生／ 38テーマ掲載
「設計して、作って、テストして、改善する」——これが工作系自由研究の研究サイクルです。
人気テーマの手順・材料・考察のポイントを学年別に詳しく解説します。

工作アート制作小学生中学生

🟢 小1〜3年生向け（8テーマ） 🔵 小4〜6年生向け（22テーマ） 🟣 中学生向け（8テーマ） 📝 レポートの書き方

小1〜3年生向け8テーマ

つくって、ためして、きろくしよう！

「つくった！」が、けんきゅうのスタートです。
作（つく）っているあいだに「なんでかな？」と思ったことをメモしておこう。
写真（しゃしん）もいっぱいとって、レポートをかざろう！

⚖️ バランスモビールを作ってかさを研究（けんきゅう）する

1日（にち）むずかしさ ★☆☆

わりばしと糸（いと）でつるしもの（モビール）を作ろう！
「おもいものとかるいものを、どこにつるしたらつり合うかな？」を
いろいろためしてきろくしてみよう。

用意（ようい）するもの

わりばしたこ糸（いと）セロテープいろいろなおもり（消しゴム（けしごむ）・石（いし）・紙ねんど等）

てじゅん

わりばし2本（ほん）と糸（いと）でT字（じ）の「腕（うで）」を2段（だん）作（つく）る。たこ糸（いと）を真（ま）ん中（なか）あたりにむすんでつるすよ。
紙ねんどやおもちゃを糸（いと）でつるして、左右（さゆう）がつり合（あ）うように位置（いち）を動（うご）かそう。
「つり合（あ）う位置（いち）」をきろくして、かさとひもをつける場所（ばしょ）の関係（かんけい）をしらべよう。
いろいろなものでためして「おもいものとかるいもので、どうかわる？」をひょうにかいてみよう。

💡 かんがえてみよう：おもいものはまん中（なか）に近（ちか）い方（ほう）、かるいものはとおい方（ほう）につるすとつり合（あ）うよ。これを「てこの原理（げんり）」というんだ。「つり合（あ）う位置（いち）」をぜんぶひょうにかくと、すごい研究（けんきゅう）になるよ！

動画で見る｜バランスモビール作り（てこの原理）

そのほかのテーマ（小1〜3年生）

テーマ	日数（にっすう）	むずかしさ
牛乳（ぎゅうにゅう）パックで貯金箱（ちょきんばこ）を作（つく）る	1日（にち）	★☆☆
紙コップでけん玉（だま）を作（つく）る	1日（にち）	★☆☆
石（いし）ころアート（石（いし）に絵（え）をかく）	1日（にち）	★☆☆
葉（は）っぱスタンプアートを作（つく）る	1日（にち）	★☆☆
卵（たまご）の殻（から）でモザイク画（が）を作（つく）る	2日（にち）	★★☆
貝殻（かいがら）でフォトフレームを作（つく）る	1日（にち）	★☆☆
ペットボトルで水時計（みずどけい）・砂時計（すなどけい）を作（つく）る	1日（にち）	★☆☆

小4〜6年生向け22テーマ

「設計して、作って、テストする」工作研究

小4以上になったら「なぜこの形にしたか（設計意図）」と「テスト結果の数値」が評価の核心です。作って終わりではなく、作ったものを実際に動かして記録することが研究のポイントです。以下の4テーマは特に人気が高く、手順を詳しく紹介します。

🔵 ビー玉が転がるピタゴラ装置を作る

3〜5日難易度 ★★★

ビー玉が連続して転がり、最後にゴールに届くコースを自分で設計・制作します。「なぜビー玉が途中で止まるのか（勾配・摩擦・エネルギー）」を調べながら改善を繰り返すことが、このテーマの研究の核心です。

必要なもの

段ボール厚紙割り箸ペットボトルビー玉接着剤カッター

手順

「ビー玉がゴールにたどりつく」設計図を紙に描く（5〜8ステップ以上）。コースの種類（スロープ・ループ・落下・転送）を組み合わせて計画する。
段ボール・厚紙・割り箸・ペットボトルでコースを作り始める。接着剤が乾くまで待つ時間も計画に入れること。
1ステップずつ動作確認しながら組み立てる（全部作ってから確認すると修正が大変）。
動作確認中に「ビー玉が止まる原因」を記録し、勾配・幅・素材を改善する。何回改善したかも記録する。
完成動画を撮り、設計図と「改善した点と改善前後の変化」を研究レポートに記録する。

💡 考察のポイント：ビー玉が動くのは「位置エネルギー（高さ）→運動エネルギー（速さ）」の変換です。止まるのは「摩擦」と「エネルギーの損失」が原因です。「どの素材が摩擦が少ないか（段ボール・プラスチック・木材の比較）」を記録すると、研究の深みが増します。

動画で見る｜ピタゴラ装置を作ってみよう

🎵 手作り楽器で音階を作る（グラス水琴）

1〜3日難易度 ★★☆

8個のグラスに量を変えて水を入れ、スプーンで叩いて音階を作ります。「水が多いと音が低く、少ないと高くなるのはなぜか」—— 振動数（Hz）と音の高低の関係を調べながら楽器を完成させましょう。

必要なもの

同じ形のグラス8個水食紅（色を付けると映える）スプーン

手順

8個のグラスを並べ、水の量を変えながらスプーンで叩いて音を合わせる。まず「ド（最低音）」と「ド（最高音・1オクターブ上）」の水量を決める。
最初のグラス（ド）の水量を基準にして、レ・ミ・ファ・ソ・ラ・シ・ドの水量を記録する。
「水が多い/少ないとなぜ音が高い/低くなるか」を考えながら調整する。グラスの振動（しんどう）を手で触れて確かめよう。
音の高低は振動数（Hz）で決まることを調べてまとめる。「ド・レ・ミ…の振動数の比率」を調べると考察が深まる。
自分で作った楽器で簡単な曲を弾いて動画に記録する。食紅で色を付けると見映えがよくなる。

💡 発展研究：水が多いほど振動が重くなり（周期が長くなり）音が低くなります。「グラスの大きさを変えたら同じ量の水で音が変わるか」「水の代わりに砂を入れたら？」を比べると比較実験になります。

動画で見る｜グラスの水琴で音階を作ろう

☀️ ソーラークッカーを作って調理する

2〜3日難易度 ★★☆

アルミホイルを内側に貼ったダンボール箱で太陽光を一点に集め、黒い鍋や缶を加熱する「ソーラークッカー」を作ります。「光の反射・熱の吸収・太陽エネルギー」を体験しながら調べられるテーマです。

必要なもの

ダンボール箱アルミホイル黒い鍋/缶透明フィルム（サランラップ等）温度計

手順

ダンボール箱の内側にアルミホイルを貼り、太陽光が鍋に集まるように反射板の角度を調整する。
黒く塗った鍋や缶を焦点に置き、温度計を刺して気温・日射時間・到達温度を記録する。
水・ソーセージ・卵などを実際に加熱して調理を試みる。何度まで上昇したか記録する。
晴天・曇天・向きを変えたときで温度を比較する。条件を表にまとめること。
「なぜ黒い鍋が早く温まるか（熱の吸収と反射の違い）」「アルミホイルの枚数を重ねると変わるか」を考察する。

💡 考察のポイント：黒い物体は光（熱）を吸収しやすく、白や銀色は反射します。アルミホイルの反射を利用して熱を集める原理は、太陽熱発電所でも使われています。「曇りでも加熱できるか」を比べると晴天との差が面白いデータになります。

動画で見る｜ソーラークッカーを作って調理しよう

そのほかのテーマ（小4〜6年生）

テーマ	日数	難易度
段ボール迷路・ビー玉迷路を作る	1〜3日	★★☆
手作り万華鏡を作る	1〜2日	★★☆
1枚の紙で作るポップアップ絵本	3日	★★☆
ストロータワー（高さと強度の研究）	1日	★★☆
プラ板キーホルダーを作る	1日	★☆☆
草木染めで布を染める	1日	★★☆
ピンホールカメラを作る	1〜2日	★★☆
竹とんぼを作って飛び方を研究する	1〜2日	★★☆
やじろべえのバランスを研究する	1日	★☆☆
ゴムエンジンカーを作る	2〜3日	★★☆
苔テラリウムを作る	1日	★☆☆
ハーバリウムを作る	1日	★☆☆
風車を作って風量と回転数を調べる	1〜2日	★★☆
紙おむつの素材で水耕栽培をする	2〜3日	★★☆
太陽系の模型を作る（惑星の大きさと距離）	2〜3日	★★☆
折り紙で数学を研究する（角度・対称）	1〜3日	★★☆
花のキャンドル・サシェを作る	1日	★☆☆
ペン立て・本立てを木材で作る	2〜3日	★★☆
宝石石けんを作る	1日	★★☆

中学生向け8テーマ

設計の根拠と数値で語る本格工作研究

中学生の工作研究が評価される条件は「設計根拠・数値データ・考察の論理」の3点です。「きれいに作れた」より「なぜこの構造が強いか」を数値で示せるかが差を分けます。

テーマ	日数	難易度
光と影を使ったアート作品を作る	2〜3日	★★☆
廃材を使ったアップサイクル作品	3〜7日	★★☆
割り箸でトラス橋を作り強度を比べる	3〜5日	★★★
建築模型を作る（耐震構造を研究）	1週間	★★★
CD分光器を作って光を分析する	1〜2日	★★☆
望遠鏡を手作りする	2〜3日	★★★
段ボール椅子を作る（耐荷重実験）	2〜3日	★★★
ガチャガチャの仕組みを再現する	2〜3日	★★★

💡 中学生向け研究の深め方： 割り箸トラス橋なら「三角形の構造がなぜ強いか（力の分散の計算）」、建築模型なら「震度4と震度6では何が変わるか（加速度と変位の関係）」、望遠鏡なら「倍率の公式（対物レンズ焦点距離 ÷ 接眼レンズ焦点距離）」まで調べると、理科・数学を横断する研究になります。

全テーマクイックカード

全テーマ実験カード一覧

テーマ名をクリックすると対応するカードにジャンプできます。画像は準備中です。

🎨 牛乳パックで貯金箱を作る

1〜3日 ★☆☆

必要なもの

工作用紙・厚紙はさみ・カッター（大人と一緒に）のり・テープ色鉛筆・絵の具

手順

完成イメージをスケッチして、必要な材料リストを作ろう
寸法を測りながら丁寧に作成し、工程を写真で記録しよう
完成後に強度や見た目を評価して、改善点を考察しよう

💡 「なぜこの形が強いのか」など、科学的な視点を加えると一段上の研究に！

📺 参考動画

工作・アートの自由研究テーマ 38選

つくって、ためして、きろくしよう！

「設計して、作って、テストする」工作研究

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全テーマ 実験カード一覧

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