理科の計算問題ができない中学生へ|公式は全部「割合」の形です1 min read

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理科の暗記はけっこう頑張ってます。教科書の太字も覚えました。でも、計算問題になった瞬間に手が止まります。単位もグラムとキログラムとかで混ざって、もう何がなんだか分かりません。

おっしー
おっしー

その相談、めちゃくちゃ多いです。でも安心してください。それ、理科ができないわけじゃないです

理科の計算って、たしかに難しいですよね。まず理科の知識そのものが難しい。濃度の問題、電圧の問題、いろいろあります。その知識を持ったうえで計算に入らないといけません。

しかも理科の計算は、単位が途中で変わったりします。こっちはグラムなのにあっちはキログラム。立方センチメートルと立方メートルが混ざっている。ここで苦戦している人、本当に多いです。

でも、結論から言います。理科の計算公式は、実はほとんど全部おなじ形をしています

全部、比べる量 ÷ 元にする量。これだけです。

そしてこの形、小学校で習った「割合」とまったく同じなんですね。つまり、理科が苦手なんじゃなくて、算数の割合がちょっと苦手なだけ、というケースがとても多いんです。

この記事でお伝えするのは、次の内容です。

  • 理科の計算公式が全部「比べる量 ÷ 元にする量」だという話
  • 理科の計算ができなくなる3つの原因タイプ
  • 密度と濃度を、電車とカルピスでイメージする方法
  • 濃度でいちばん多い間違い(分母を水にしてしまう)
  • やってはいけない理科の計算の勉強法3つ
  • 今日からできる正しい勉強の5ステップ
  • 夏休みに理科のどこから手をつけるか
  • 学年別のつまずきポイントと戻る場所
  • 毎日3問を続けるコツ
  • 保護者の方ができるサポート

最後に、無料の特典もご用意しています。

先に動画で確認したい方はこちらからどうぞ。

 

produce:代表 おっしー先生
Laf創業・経営8年目【経歴/実績】
・これまで200名以上のお子様の指導実績あり
国公立をはじめとした難関高への進学をサポート
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理科の計算だけできないのは、理科が苦手だからじゃない

まず、いちばん伝えたい前提からいきます。

「暗記は頑張った。用語も覚えた。なのに計算だけ落とす」。この状態って、実はとても惜しいんです。知識は入っているのに、それを使う道具のほうが手元にないだけだからですね。

計算問題ができない原因は、理科そのものにはあまりありません。ほとんどの場合、次のどれかです。

  • 公式を記号の並びとして丸暗記していて、意味とつながっていない
  • 単位を揃えないまま数字を当てはめている
  • そもそも「割合」の考え方があやふや

3つとも、理科の知識量の問題ではないですよね。むしろ、算数と手順の問題です。だからこそ、直せます。

そしてもうひとつ。理科の計算は、単元ごとにまったく別のことをやっているように見えますが、実際はそうではありません。この記事の次のセクションでお話しするとおり、公式の形はほぼ共通しています。バラバラに見えているうちは大変ですが、共通点が見えた瞬間にぐっと楽になります。

そして、ここを直すと逆転が起きます。計算問題は1つ理解すると、そこから派生する問題がまとめて解けるようになるからです。「暗記よりも計算問題のほうが楽じゃん」と言い出す子は、毎年ちゃんといます。

 

理科の計算公式は、全部「比べる量 ÷ 元にする量」

ここが今日のいちばんの核です。

理科の計算公式って、単元ごとにバラバラに見えますよね。密度、濃度、湿度、仕事率。全部ちがう公式を覚えなきゃいけない気がします。

でも、並べてみるとこうなります。

公式 比べる量(分子) 元にする量(分母) 何を1(か100)とみなすか
密度 質量(g) 体積(cm³) 1cm³あたり何gか
質量パーセント濃度 溶質(溶けているもの) 液全体 液全体を100としていくつか
湿度 水蒸気量 飽和水蒸気量 限界まで入った状態を100としていくつか
仕事率 仕事 時間 1秒あたりいくつか
抵抗 電圧(V) 電流(A) 1A流すのに何V必要か

全部、上を下で割っているだけです。分数で書くなら、分母が元にする量、分子が比べる量

だから密度なら体積が下に入るし、濃度なら液全体が下に入る。湿度なら飽和水蒸気量が下、仕事率なら時間が下です。

÷のうしろを1(か100)とみなしたら、いくつになりますか。理科の計算は、それを聞かれているだけなんですね。

そしてこの「比べる量 ÷ 元にする量」は、小学5年生で習う割合そのものです。中1や中2の数学でやった食塩水の問題が苦手だった人は、ここが引っかかっている可能性が高いです。

逆に言うと、1個わかれば全部わかるということでもあります。単元が変わるたびに新しい公式を覚え直しているつもりだった人ほど、ここで一気に楽になります。

 

理科の計算ができなくなる3つの原因タイプ

やみくもに問題集を回しても、なかなか変わりません。自分がどこでつまずいているかを先に見つけましょう。よくあるのは次の3つです。

タイプ①:公式だけを丸暗記している

いちばん多いです。そして、真面目な子ほどこうなります。

「密度=質量÷体積」という記号の列だけを覚えてしまう。だから、質量と体積をひっくり返して書いても、答え合わせまで気づけません。

タイプ②:単位でつまずく

g/cm³、%、Ω、W、Pa。理科は単位の種類がとにかく多いです。

そして、公式は合っているのにバツになる原因の多くが、実はここです。gとkg、cm³とm³。揃え忘れたまま数字を入れてしまうと、そこで終わってしまいます。

タイプ③:そもそも割合の計算が苦手

小学5年生で「比べる量・元にする量・割合」を習います。ここがあやふやなままだと、理科の公式は全部ただの記号の羅列に見えます。

 

中学でつまずく人の多くは、小学校の分数・小数でつまずいている

③はけっこう根が深いので、少し余談をさせてください。

中2・中3の数学でつまずいている人を見ていて思うのですが、「因数分解の公式が分からない」という人は、実はそんなに多くありません。

多いのは、その計算に分数や小数が入った瞬間に止まるというパターンです。つまり、小学3年生・4年生の分数と小数のところからつまずいている。理科の計算も、まったく同じ構造です。

だからおっしー先生のおすすめは、中学の数学と理科でつまずいたら、一度小学校に戻ってみることです。

戻るのって、ちょっと勇気がいりますよね。でも、こっちのほうが意外と近道になります。

数学のどこまで戻ればいいか分からない人は、こちらもあわせてどうぞ。

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密度は「電車の込み具合」、濃度は「カルピスの濃さ」

タイプ①の直し方が、ここです。公式を、身近なものの絵に落とします。

 

密度=電車1車両あたり何人乗っているか

教科書だと、密度はこう説明されます。「1cm³の立方体1個の中に何g詰まっているかという込み具合」。

正しいです。正しいんですが、正直、これを聞いて分かる中学生はあまりいないと思います(笑)。

なので、電車で考えましょう。

車両が2両あって、そこに20人乗っています。この20人を2両で割ると、1両あたり10人。この「1両あたり何人」が密度です。体積にあたるのが、この2両のほうですね。

1両に5人のときと、10人のとき、20人のとき。込み具合が全然ちがうのはイメージできますよね。スカスカの電車と満員電車、どっちが密度が高いか。これはもう感覚で分かります。

密度も同じです。全体の重さを、サイコロの個数で割っている。「サイコロ1個あたり何g?」と聞かれているだけです。

 

濃度=カルピスの濃さ

濃度は、味の濃さです。

カルピスを作るとき、原液をドバッと入れたら濃いし、ちょっとだけなら薄い。あの濃さを数字にしたものが濃度ですね。砂糖が何g入っているかで、甘さが変わる。

だから、溶けている砂糖の量 ÷ カルピス全体の量で濃度が出ます。

こうやって身近なものに落とし込んで、自分で咀嚼するのがすごく大事です。正確じゃなくてもいいから、まず分かりやすい形で理解する。これができると、あとから正確な言い方に上書きしていけます。

 

語呂合わせはOK、ただし語呂合わせ「だけ」はつまずく

ライブ中に「公式と元素記号は語呂合わせでもいいですよね」というコメントをいただきました。もちろんOKです。

語呂合わせやこじつけは、覚え方として本当に優秀です。ストーリーで覚えたり、余分な情報をくっつけたりしたほうが、人は覚えやすくできています。

ただし、語呂合わせだけに依存すると行き詰まります。理由はシンプルで、覚える量がどんどん増えていくからです。単元が増えるたびに語呂合わせも増える。これはしんどいですよね。

語呂合わせはあくまで補佐にして、メインはイメージにつなげましょう。

 

イメージづくりはYouTubeを使うのが早い

今はいい時代で、理科の公式や実験はYouTubeで調べればだいたい出てきます。予習でも復習でも、公式を軽く検索してみてください。

  • 化学は実験の動画が分かりやすいです。フェノールフタレイン溶液の噴水実験みたいに、赤い液がブワッと出てくるやつを見ると、アルカリ性と反応して赤くなるという知識が絵で残ります
  • 物理は3Dモデリングや物理演算が入った動画が強いです。重力みたいに目に見えないものは、動画のほうが圧倒的に分かります
  • 生物も、細胞分裂のようにイメージしづらい単元は動画が効きます

教科書の図も悪くありません。ただ、教科書の説明はどうしても硬いんですね。正しさを優先しているぶん、初めて読む人にはとっつきにくい。だから最初の入口だけ、動画や身近なたとえに頼るのがおすすめです。

 

濃度でいちばん多い間違い|分母は水100gじゃなく液全体120g

ここ、テストで直結するので単独でお話しします。

問題です。

水100gに砂糖20gを溶かした砂糖水の濃度は何%でしょうか。

さて、いくつになりましたか。

よくある間違いはこれです。

`20 ÷ 100 = 20%`

この答えを書いた人、めちゃくちゃ多いと思います。おっしー先生も中学生のとき、これでさんざんミスりました。

正解はこちらです。

`20 ÷ 120 = 約16.7%`

なぜか。元にする量は、できあがった砂糖水の全体(100g+20g=120g)だからです。水の100gではありません。

飲むのは「できあがった砂糖水」ですよね。水だけを飲むわけじゃない。だから、もとにする全体は120gになります。

ジュースのパックに「果汁30%」と書いてあるのを見たことがあると思います。あれも同じで、パック全体を100としたときに果汁が30入っている、という意味です。残りの70は水や砂糖ですね。

比べる量 ÷ 元にする量、という形は合っているのに、元にする量に「水」を入れてしまう。これが濃度の失点パターンです。分母には液全体を入れる、と覚えておいてください。

溶解度や再結晶の計算でも、この「全体で割る」感覚がそのまま効きます。こちらもあわせてどうぞ。

【中1理科】溶解度曲線と再結晶の計算解説
中1理科の溶解度曲線と再結晶の計算を解説。水100gあたりの読み取り、80℃であと溶ける量、蒸発した水の量を比で求めます。

 

やってはいけない理科の計算の勉強法3つ

正しいやり方の前に、避けてほしいことを3つ挙げます。

  1. 公式を語呂合わせだけで丸暗記する
  2. 単位を確認せずに解き始める
  3. 計算問題を後回しにして、暗記だけ頑張る

 

①公式を語呂合わせだけで丸暗記する

さきほどお話ししたとおりです。語呂合わせ自体はいいのですが、依存すると暗記量が膨れ上がります。

満員電車とスカスカの電車で密度を、カルピスの原液で濃度を考える。まずここをやってから、語呂合わせを補助として乗せてください。

 

②単位を確認せずに解き始める

理科の計算ミスの正体は、公式の間違いより単位の揃え忘れであることが多いです。

対策は次のセクションのステップ3で具体的にお伝えします。やることはシンプルで、解く前に単位だけ先に書き出します。

 

③計算問題を後回しにして、暗記だけ頑張る

苦手なものを後回しにすると、苦手なままです。

しかも理科の場合、いちばん効率がいいのが計算問題なんですね。計算問題は1つ理解すると、そこから派生する問題がまとめて解けるようになります。それに対して暗記問題は一問一答になりがちで、1個覚えても1個分にしかなりません。

もちろん、暗記していないと計算問題も解けないので、そこは両輪です。ただ、苦手なものほど伸びしろが大きいのは間違いありません。すでに8割取れている単元を9割にする労力より、まったく手つかずの単元を基礎から立ち上げるほうが、はるかにラクです。

暗記のほうが不安だという人は、こちらもどうぞ。理科にもそのまま使える暗記法です。

社会が覚えられない中学生へ|理科にも効く「思い出す暗記法」5ステップ
理科や社会が覚えられない中学生へ。暗記が苦手なのは頭のせいではなく、覚え方の差です。やってはいけない暗記法3つと、今日からできる「思い出す暗記法」5ステップを、オンライン学習塾Lafのおっしー塾長がやさしく解説します。

 

今日からできる正しい勉強の5ステップ

お待たせしました。ここが今日の本題です。

 

ステップ1:公式の意味を絵でイメージする

いきなり問題を解かないでください。まず、その公式が何を表しているのかを絵にします。

密度なら電車の込み具合。濃度ならカルピスの濃さ。湿度なら「空気がどれくらい水を吸える限界まで来ているか」。仕事率なら「1秒あたりどれだけ仕事したか」。

イメージが出てこない公式は、YouTubeで検索してください。実験動画でも解説動画でもかまいません。ここに5分使うほうが、意味の分からない公式で10問解くよりずっと早いです。

 

ステップ2:全部おなじ割り算だと気づく

密度も、濃度も、湿度も、仕事率も、抵抗も、全部「比べる量 ÷ 元にする量」。

新しい単元に入ったら、まずこう自分に聞いてください。

「これ、何を1(か100)とみなす式だっけ?」

その答えが、分母に入るものです。公式を5つバラバラに覚えるより、下に何を置くかだけ考えるほうが、圧倒的にラクです。

 

ステップ3:単位を先に書き出す

式を書く前に、その問題で出てくる単位だけ先に書き出します。

  • 今回はグラムなのか、キログラムなのか
  • 立方センチメートルなのか、立方メートルなのか
  • 答えはパーセントで聞かれているのか

こうやって並べると、揃っていない単位が目で見えます。そのうえで「どっちに合わせるか」を決めてから計算に入ってください。これだけで、②のミスはかなり減ります。

 

ステップ4:例題を「誰かに説明できる」まで理解する

教科書の例題を、答えが合ったかどうかで終わらせないでください。なぜこの式になるのかを、人に話せるレベルまで持っていきます。

説明する相手は誰でもいいです。

  • お父さん・お母さんに、ドヤ顔で「これってこうなんの知ってた?」と話す
  • 家族に言うのが恥ずかしければ、友だちに話す
  • 友だちに真面目だと思われたくない人は、ChatGPTに音声入力で話す

3つ目、けっこうおすすめです。「これってさ、こういう感じなんだけど知ってた?」と話しかけると、ちゃんとリアクションが返ってきます。そのときに「間違っていたら教えて」と先に伝えておくと、解釈がずれていた場合に指摘してくれます。

人に説明できたら、その公式はもう自分のものです。

 

ステップ5:毎日3問だけ、割合の練習をする

最後は積み上げです。1日3問でいいので、公式に頼らず「比べる量 ÷ 元にする量」で解く練習をしてください。

量は少なくていいです。大事なのは、割合の感覚を毎日ちょっとだけ触っておくこと。ここが戻ってくると、理科の計算は勝手に楽になります。

 

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学年別のつまずきポイントと戻る場所

理科の計算は、学年ごとにつまずく場所がだいたい決まっています。

学年 つまずきやすいところ 戻る場所
中1 密度、質量パーセント濃度 小5の「割合」(比べる量・元にする量)。分数と小数の計算まで戻るケースも多い
中2 オームの法則(電流・電圧・抵抗)、化学変化と質量 中1の密度・濃度。同じ割り算の形だと気づき直す
中3 仕事・仕事率、湿度、運動と速さ 中2のオームの法則。ここも同じ「割る」計算の応用

見ていただくと分かるのですが、戻る先はどんどん下の学年に降りていきます。そして最終的には、全部小5の割合に行き着きます。

だから、前の学年に戻るのは後退じゃなくて、近道です。これは数学の回でも英語の回でもお話ししていることですが、理科もまったく同じでした。

中2のオームの法則でつまずいている人は、単元そのものの解説もどうぞ。

オームの法則公式覚え方や計算のやり方を解説! 直列回路と並列回路をマスターしよう!!
さて皆さん!オームの法則はしっかりと理解できてますか?電気の流れなど実際に目に見えないし、想像もしにくい分野で困っている人が多いと聞きます。しかし、オームの法則は電気の分野でもかなり重要な範囲なのでぜひマスターしてもらいたいです!この記事で...

 

毎日3問を続けるコツと、夏休みの使い方

ステップ5の「毎日3問」、たぶんいちばん難しいのは続けることですよね。

ここでお伝えしたいのが、作業興奮です。人間はやる気が出てから動くのではなくて、動き始めてから後からやる気が出てきます。

おっしー先生も、朝のライブ配信を「今日は大変だな」と思う日があります。でも、いざ始めるとモチベーションが上がってきて、気づいたら予定より長く話しています(笑)。

だから、3問なんです。「3問だけならやるか」でイスに座れれば、そこから勝手に進むことが多いからですね。

もうひとつ、夏休みの宿題にも同じ考え方が使えます。分岐点はお盆です。8月15日までに終わる計画で組んでおくと、後半がぐっと楽になります。

計算はシンプルで、残り日数で宿題の量を割るだけ。8月1日から15日でやっても、15日から最後の2週間でやっても、使う時間は同じなんですよね。それが早いか遅いかだけの違いです。

とはいえ、頭で分かっていても行動に移せないのが人間です。おっしー先生もそうです。だから、オンライン自習室に入る、勉強する時間をあらかじめ決めておく、といった仕組みのほうに頼りましょう。

 

夏休みは「積み上げ系」から手をつける

もうひとつ、時期の話も少しだけ。

夏休みのように学校の授業が止まっている時期は、積み上げ系の教科に投資するのがおすすめです。具体的には、数学と英語。そして理科なら、物理と化学です。理解する系、つまり計算が多い分野ですね。

逆に、暗記系の社会や、理科の生物は、少し後回しでも入試直前に追いつけます。国語は現代文の対策を少しずつ始めておくといい感じです。

夏休みの計画の立て方そのものが不安な人は、こちらもどうぞ。

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【保護者の方へ】「なんでできないの」ではなくヒアリングを

最後に、この記事を読んでくださっている保護者の方へ、僭越ながらワンポイントです。

まず、避けたい声かけ。

「公式ちゃんと覚えなさいよ」「なんで計算できないの」。この2つは、基本的にNGです。

保護者の方に高圧的なつもりはまったくないと思います。ただ、言われた側は責められたと受け取ってしまいますし、そもそも本人も「なぜできないか」が分かっていません。だから答えようがないんですね。

そのかわりに、ヒアリングをしてあげてください。

おすすめの聞き方は3つです。

  1. 「これ、何を求める式だっけ?」
  2. 「何が比べる量で、何が元にする量なんだろうね?」
  3. 「この公式、イメージしづらいね。一緒にYouTubeで検索してみようか」

3つとも、答えを教える必要がまったくありません。聞くだけです。それでいて、子どもは自分で公式の意味に戻ることになります。

そしてもうひとつ、ヒアリングとセットでオファーを出してあげてください。「こんなことしてみたらどう?」という提案ですね。指示ではなく提案の形にすると、受け取ってもらいやすくなります。

教えられなくて大丈夫です。一緒に単位を確認する係でいいんです

とはいえ、「いや、いい」と言われてしまうのが中学生のお年頃でもあります。そうなったときにどうするかは、状況によって変わります。公式LINEにご相談いただければ、できる範囲で精一杯お答えします。

 

理科の計算のよくある質問(Q&A)

Q. 語呂合わせで公式を覚えるのはダメですか?
ダメではありません。むしろ覚え方としては優秀です。ただ、語呂合わせだけに頼ると覚える量が増え続けます。イメージを先に作って、語呂合わせは補助として使ってください。

Q. 単位の変換がどうしても苦手です。
解く前に、その問題に出てくる単位を全部書き出してください。頭の中でやろうとすると抜けます。書き出したうえで「どっちに揃えるか」を決めてから式に入ると、ミスがぐっと減ります。

Q. 理科と数学、どっちを先に直せばいいですか?
算数の「割合」が土台なので、割合が怪しいならそこが先です。理科の計算だけ個別に埋めても、また別の単元で同じつまずき方をします。

Q. 計算のやり方は分かるのに、答えがよく合いません。
単位の揃え忘れか、分母の取り違えのどちらかであることが多いです。特に濃度は、分母を水にしていないかを確認してみてください。

Q. 小学校まで戻るのは、時間がもったいない気がします。
気持ちはすごく分かります。ただ、土台が抜けたまま上に積むほうが、結果的に時間がかかります。戻るのは1回で済みますが、抜けたまま進むと毎回つまずくからです。

Q. 電卓を使ってもいいですか?
学校のテストでは使えないことがほとんどなので、手計算に慣れておくほうが安全です。まずは割り算のやり方を体に入れておきましょう。

 

まとめ|理科の計算が苦手なのは、理科のせいじゃない

理科の計算問題ができないのは、理科が苦手だからではありません。今日の要点をまとめます。

  • 理科の計算公式は、ほとんど全部「比べる量 ÷ 元にする量」の同じ形
  • 分数で書くと、分母が元にする量、分子が比べる量
  • これは小5で習う「割合」そのもの。理科ではなく算数がちょっと苦手なだけのことが多い
  • できなくなる原因は3タイプ(①公式の丸暗記 ②単位でつまずく ③そもそも割合が苦手)
  • 密度は電車の込み具合、濃度はカルピスの濃さ。身近な絵に落とす
  • 濃度の分母は水100gではなく、できあがった液全体120g。20÷120で約16.7%
  • NGは「語呂合わせだけで暗記/単位を確認せず解く/計算を後回しにする」
  • 5ステップは、絵でイメージ → 同じ割り算だと気づく → 単位を先に書く → 人に説明する → 毎日3問
  • 中学の理科・数学でつまずいたら、小学校に戻るのが近道

計算問題が1つ解けるようになると、そこから派生する問題がまとめて解けるようになります。暗記を頑張れている人ほど、伸びしろが大きいところです。「自分はどこまで戻ればいいか分からない」「公式の一覧がほしい」という人は、公式LINEに「理科計算」と送ってください。

「理科計算」と送ると届くもの(無料)

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  • 小学校の分数・小数と、割合の総復習授業
  • おっしー塾長の無料授業3回

8月に入りましたね。夏休みは、学校の授業が止まっている唯一の期間です。基礎を固め直すにも、2学期の予習をするにも、いちばん動きやすい時期だと思います。残り4週間、一緒に頑張っていきましょう。

追加したら「理科計算」と漢字4文字で送ってね。スペースを入れず、そのまま送ってください。

 

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