ChatGPTで化学の学習を効率化するプロンプト5選

「ChatGPTを使って化学の勉強ができるって本当？」
「でも化学の専門用語や複雑な計算には対応できないのでは？」
そんな疑問や不安を感じている方も多いのではないでしょうか？

本記事では、ChatGPTを活用した化学学習の具体的な方法や効果的な質問例、
さらに実際に使う際のポイントについて詳しく解説します。
AI技術を活用した教育支援を手掛ける弊社が、化学分野に特化した活用ノウハウを丁寧にお届けします。

化学の理解を深めたい方や効率的に学習を進めたい方に必ず役立つ内容ですので、
ぜひ最後までご覧ください。

プロンプトごとの使用用途

このプロンプトはこんな時に使える！
✅化学式や反応式の誤りや不備を専門的に指摘し、修正案を示したいとき→プロンプト1がおすすめ
✅指定した化学単元のわかりやすく正確な教材を作成し、中高生向けに教えたいとき→プロンプト2がおすすめ
✅高校レベルの化学問題に対して段階的に解答や計算過程を丁寧に提示したいとき→プロンプト3がおすすめ
✅大学レベルの化学問題に対し、深い解説を加えた模範解答を詳細に示したいとき→プロンプト4がおすすめ
✅高校または大学初級レベルの指定テーマに沿った化学問題と解説を作成したいとき→プロンプト5がおすすめ

ChatGPTで化学をすることは可能？

ChatGPTは多様な分野の質問に対して自然言語で回答できるAIツールです。
そのため、化学に関する基本的な知識や理論の解説、計算問題のサポートなども期待できます。

しかし、化学は実験や高度な専門知識を伴う分野であるため、ChatGPTの活用にはいくつか注意すべきポイントがあります。
以下では、ChatGPTを用いた化学学習や業務活用のメリットと課題を具体的に解説します。

ChatGPTは化学の基礎知識や計算問題に強い

ChatGPTは大量の化学関連テキストを学習しており、元素の性質や化学反応式の解説、モル計算などの基礎的な化学内容をやさしく説明できます。

また、ユーザーが入力した条件に基づいて簡単な化学計算の過程を示すことも可能です。
このため、学生の学習補助ツールや化学初心者への情報提供ツールとして有効活用できます。

ただし、複雑な合成経路の設計や最新の研究動向の解説など、専門的かつ最新性が要求される内容には限界があります。

ChatGPTの情報はあくまで参考情報とし、検証が必須

ChatGPTは生成型AIのため、回答には誤りや不正確な情報が混じる可能性があります。
特に化学の分野では少しのミスが実験失敗や安全問題に直結するため、AIの解説を鵜呑みにせず専門書や教員、研究者の確認が必要です。

たとえば、反応メカニズムの細かな条件や取り扱い注意点については、信頼できる文献を参照しながらChatGPTの提案を補完してください。

また、最新の研究成果や国際基準は学習データに反映されていないことが多く、常に最新情報として利用するのはリスクがあります。

機密性の高い研究データの入力は避けるべき

ChatGPTを利用する際は、企業や研究機関の未公開の化学データを直接入力しないことが推奨されます。
入力内容はOpenAI側で学習や解析に利用される可能性があるため、機密情報の漏洩リスクが存在します。

社内で安心して使いたい場合は、プライベートクラウド環境やAPI経由の社内専用運用を検討し、情報管理ポリシーに沿った利用ルールを整備してください。

ChatGPTは化学の作業を補助するツールとして位置づける

現在のところ、ChatGPTは実験計画の完全な代替や化学研究者の専門判断を置き換えるものではありません。
単純な質問応答や説明、計算支援といった補助的役割が主で、最終的な知見や意思決定は専門家が責任を持って行う必要があります。

AI活用により実験準備時間や文献調査の効率化は期待できますが、詳細で正確な科学的評価は専門家のレビューが不可欠です。

今後の技術進化によって、より高度な化学支援が可能になる可能性はありますが、現段階では利用者側の理解と管理が重要です。

ChatGPTで化学をする3つのメリット

ChatGPTを化学の学習や研究に活用する最大の利点は、「効率性・理解促進・創造力支援」の三つの側面で大きな効果を発揮する点にあります。ここでは、特に注目すべき3つのメリットを具体的に解説します。

学習効率の大幅な向上

従来、化学の複雑な理論や反応メカニズムを理解するには、膨大な教科書や論文を読み込む必要があり、時間と労力がかかりました。

ChatGPTを利用すれば、難解な化学用語や反応式について、その場でわかりやすく解説を受けられます。

質問を繰り返すことで自分のペースで理解を深められるため、学習効率が飛躍的に伸びます。

また、実験データの解析や化学式のバランス調整などもサポートできるため、学習から実践まで一貫して活用可能です。

研究アイデアの創出と問題解決支援

化学研究において新たな発見やアイデアは重要ですが、一人での発想には限界があります。

ChatGPTは過去の研究知見や最新の学術情報を踏まえた提案を即座に行えるため、ブレインストーミングや課題解決のパートナーとして非常に有効です。

未知の反応条件や新規材料の探索、合成ルートの検討など、多様なテーマでアイデアを生成し、研究の幅を広げる助けになります。

さらに、疑問点や実験計画の精査もチャット形式で気軽に行えるため、研究効率が上がります。

化学知識の標準化と共有の促進

専門的な化学知識は属人的になりがちで、組織や教育現場での共有が課題となることがあります。

ChatGPTを通じて体系的かつ一貫性のある情報を提供すれば、個人の経験値に依存しない学習環境を構築できます。

また、作成した質問・回答の履歴や解説資料をナレッジとして蓄積すれば、チームやクラス全体で効果的な知識共有が実現可能です。

その結果、化学理解の均一化や教育効率の向上につながり、組織全体の化学リテラシーアップに貢献します。

ChatGPTで化学をする3つの注意点

ChatGPTは化学の学習や研究に便利なツールですが、利用する際には「情報の正確性・知的財産権・安全性管理」という三つの重要な視点を同時に意識する必要があります。ここでは、化学分野でChatGPTを活用する際に特に注意すべき3つのポイントを具体的に解説します。

ChatGPTの化学情報は参考程度とする

ChatGPTが提供する化学データや反応メカニズム、定義などは学習データに基づく生成結果であり、必ずしも最新の学術研究や実験結果を反映しているわけではありません。

特に新しい合成手法や高度な専門用語の説明、実験条件に関しては誤りや曖昧な部分が含まれる可能性があります。
したがって、ChatGPTの回答をそのまま信じ込まず、教科書や論文、専門家の指導のもとで情報を検証してください。
誤った情報をもとに実験計画を立てると、危険を伴うケースもあるため慎重な扱いが求められます。

化学データの機密性に配慮する

特許出願前の研究データや企業秘密にあたる化学構造式、反応条件などの情報は、ChatGPTに入力する際に十分気を付ける必要があります。

OpenAIのシステムは送信されたデータを学習に使用する可能性があり、外部に情報漏えいするリスクがあります。
機密性の高い内容は匿名化や抽象化した形で質問するか、企業内限定で利用できる安全性の高い独自環境を選択することが望ましいです。
特に研究開発部門では、情報管理規程を遵守しつつAI利用の運用ルールを明確にしましょう。

実験や製造における安全責任を明確にする

ChatGPTはあくまで情報ツールであり、直接的な化学実験の安全設計者や責任者ではありません。

AIが提案した反応条件や薬品の組み合わせを用いる場合は、必ず化学の専門家が技術的な妥当性と安全性を確認し、適切なリスク評価を行う必要があります。
また、AIの回答を根拠にしたトラブルや事故が発生した際の責任所在をあらかじめ組織内で明確にし、関連する社内規程に落とし込むことが重要です。
安全第一の文化を守りつつ、AIの利便性を活用するバランス感覚が求められます。

化学のプロンプトを作成する際に考慮すべき3つのポイント

ChatGPTは化学分野でも応用が進んでいますが、効果的に活用するためにはいくつかのコツが必要です。
専門的な知識が求められる領域では、単なる質問以上の工夫が成果を左右します。

ここでは、ChatGPTを使って化学の理解や問題解決を行う際に抑えておくべき3つのポイントを詳しく解説します。

専門用語や化学反応式を正確に入力する

化学は専門用語や反応式が非常に重要な分野です。
「反応メカニズムを教えて」だけでは曖昧で正確な情報が得られません。

例えば「ベンゼンのニトロ化反応のメカニズム」と具体的に提示したり、化学式や反応条件を正確に書くことで、ChatGPTはより的確で有用な回答を生成しやすくなります。

誤解を防ぐためにも、分子式や構造式の説明をテキストで補足することが効果的です。

実験データや条件を明確に伝える

化学の問題では実験条件や数値データが結果に大きく影響します。
「この条件での反応収率は？」などと質問する場合、温度や時間、溶媒などを具体的に示しましょう。

ChatGPTは提供されたデータをもとに、機械学習モデルの知見を活用して解釈を助けますが、前提情報が不十分だと回答の信頼性が下がります。

また、定量的な解析や計算を要する場合は、数値の単位や計算過程も伝えることが重要です。

化学の専門書や論文を補助資料として活用する

ChatGPTの知識は訓練時点までの情報に基づいているため、最新の研究成果や詳細な実験手法は網羅しきれないことがあります。

そこで、化学の専門書や学術論文をあわせて参照し、ChatGPTの回答内容と照らし合わせるのが賢明です。

不明点や高度な解析が必要な場合は、それらの資料から引用した情報をプロンプトに含めることで、より深い理解と精度の高い応答が期待できます。

このように、ChatGPTを化学分野で使いこなすには「具体性」「条件の明示」「資料の併用」がカギとなります。

これらを踏まえれば、学習支援や研究の効率化に大いに役立てられるでしょう。

プロンプト1：化学式をするプロンプト

#命令
あなたは化学式に関する専門家AIです。以下の化学物質や反応式についての説明文を読み取り、構成要素の正確さ、表記の適切さ、反応のバランスなどに基づき誤りや改善点を指摘し、分かりやすい解説とともに改善案を提示してください。

#制約条件
・出力は指摘一覧のみ（前置き・まとめ不要）  
・形式：①対象化学式・反応式／②問題点／③重要度〔高・中・低〕／④改善案・解説  
・原子記号や化学式の表記はIUPAC規則に準じること  
・化学反応式は質量保存の法則に基づきバランスを検証すること  
・説明は専門的かつ簡潔な常体で記述すること  
・反応機構や条件が不明瞭な場合は「欠落」と記載すること

#入力情報（例）
＜ここに化学式または説明文を貼付＞

#出力例
①H2 + O2 → H2O｜問題点：反応式の係数不均衡｜重要度：高｜改善案・解説：水の生成反応は2H2 + O2 → 2H2Oと係数を調整し質量保存を満たすよう修正せよ。

化学式をするプロンプトの解説

✅「#命令」の明確化：化学式や反応式の誤り指摘と改善案提示を簡潔に定義  
✅「#制約条件」の遵守確認：IUPAC規則、質量保存の法則、簡潔な常体での説明など条件を再確認  
✅「出力形式」の統一：指摘一覧の形式（①対象／②問題点／③重要度／④改善案）を厳守すること

このプロンプトは化学式や反応式の正確性を専門的かつ効率的にチェックしたい場面で活用できます。
特に、化学教育や研究、化学関連の記事作成時に誤表記や反応のバランスを自動で指摘させたい場合に有効です。

指摘事項を一覧形式で出力するため簡潔かつ体系的な修正案が得られ、確認や訂正にかかる時間を大幅に削減できます。
またIUPAC規則や質量保存の原則に基づく評価に絞った点が利便性を高めています。

実務環境では1件あたり数十分かかっていた確認作業を数分に圧縮でき、専門家不在時の対応もスムーズになると期待されます。

入力例

#命令
あなたは化学式に関する専門家AIです。以下の化学物質や反応式についての説明文を読み取り、構成要素の正確さ、表記の適切さ、反応のバランスなどに基づき誤りや改善点を指摘し、分かりやすい解説とともに改善案を提示してください。

#制約条件
・出力は指摘一覧のみ（前置き・まとめ不要）  
・形式：①対象化学式・反応式／②問題点／③重要度〔高・中・低〕／④改善案・解説  
・原子記号や化学式の表記はIUPAC規則に準じること  
・化学反応式は質量保存の法則に基づきバランスを検証すること  
・説明は専門的かつ簡潔な常体で記述すること  
・反応機構や条件が不明瞭な場合は「欠落」と記載すること

#入力情報（例）
＜ここに化学式または説明文を貼付＞

今回のプロンプトは、化学式や化学反応式の正確性チェックと改善案の提示を専門とするAIに対する指示文です。

具体的には、

読み取る対象を「化学物質や反応式の説明文」とし、
構成要素の正確さ、表記の適切さ、反応のバランスといった複数の観点から誤りや改良点を洗い出し、
指摘すべき内容を明確に一覧形式で出力することを求めています。

また、

出力は「対象の化学式・反応式」「問題点」「重要度」「改善案・解説」の4項目で構成し、
IUPAC規則に準じた表記遵守や質量保存の法則に基づくバランス検証も必須としています。

さらに、

専門的かつ簡潔な常体で記述し、
反応機構や条件が不明瞭な場合は「欠落」とするルールも設定されています。

入力例は、「化学式または説明文をそのまま貼り付ける」形式であり、

これにより

専門的レビューを自動化し、
化学表記の誤りを効率的に把握・修正できるユースケースに特化しています。

文章中で改行を適宜挿入することで読みやすさが向上し、
修正や確認もスムーズに行えるよう工夫されています。

実行結果（GPT-4o）

①H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl  
②反応式のバランスが不適切。硫酸と塩化ナトリウムの反応で通常はNaHSO4とHClは生成せず、NaClは硫酸で塩酸と硫酸水素ナトリウムになる反応は条件依存で複雑。  
③高  
④反応式の正確な化学種を明示し、条件を補足する必要がある。例えば、H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl の場合、反応式を明確な生成物と数量でバランスさせるか、反応条件を明示し反応式を適正化する。

①C2H5OH + O2 → CO2 + H2O  
②反応式の係数が示されておらずバランスが取れていない。  
③高  
④完全燃焼として、2C2H5OH + 6O2 → 4CO2 + 6H2O に修正し質量保存の法則に基づきバランスを取る。

①CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O  
②化学式は適切だが、酸と塩基の中和反応であることの説明が欠落している。  
③中  
④反応が中和であることを明記し、反応条件（例えば水溶液中）を補足することで理解を助ける。

①Fe + HCl → FeCl2 + H2  
②鉄と塩酸の反応式で一般的なFeCl2の生成が示されているが、反応バランスが取れていない。  
③高  
④2Fe + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2（FeCl3が生成される場合）、またはFe + 2HCl → FeCl2 + H2 に修正し、反応物と生成物の数量をバランスさせる。

①Na + H2O → NaOH + H2  
②反応式は基本的には正しいが、バランスが示されていない。  
③低  
④2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 にバランスをとる。

①欠落（反応条件が示されていない化学反応式）  
②反応機構や条件の情報が欠落しているため、反応式の正確な評価が困難。  
③高  
④反応条件および触媒、温度など詳細な情報を追記すること。

この出力結果は化学反応式の正確性と反応条件の重要性を的確に指摘しており、専門的な視点からのコメントとして非常に有用です。

反応式のバランスや生成物の明示が欠けている場合にその問題点を詳述し、修正案を具体的に示している点が特に評価できます。
また、反応条件や触媒の記載の必要性にも触れており、単なる式の修正に留まらず理解を促進する配慮が感じられます。

ただし、各指摘の深さや解説の詳しさに多少の差があるため、全体的に統一感を持たせるとさらに見やすくなるでしょう。
今後は反応の背景や意義についての補足も加えれば、化学の初心者にも分かりやすい内容になると考えられます。

プロンプト2：化学教材作成をするプロンプト

#命令
あなたは化学教材作成の専門家AIです。以下の指示に従い、教育効果が高く、正確でわかりやすい化学教材を作成してください。

#制約条件
・出力は教材内容のみ（前置き・まとめ不要）  
・形式：①単元名／②学習目標／③重要ポイント／④具体的な説明・例題／⑤演習問題（解答含む）  
・専門用語は正確に使い、解説は中学生・高校生が理解できるよう平易に記述  
・実験・観察のポイントや安全注意事項があれば必ず含める  
・最新の科学知見に基づき、誤解を招く表現は避ける  
・分野例：物質の構造、化学反応、酸・塩基、元素の周期表など  
・ユーザーからの具体的な単元やテーマの指示後、上記形式で教材を作成

#入力情報（例）
＜ここに希望の化学単元やテーマを入力＞

#出力内容（例）
①単元名：酸とアルカリ  
②学習目標：酸とアルカリの性質を理解し、pHの概念を説明できるようにする  
③重要ポイント：酸・アルカリの定義、性質、指示薬の使い方、pHの意味  
④具体的な説明・例題：…  
⑤演習問題：…（解答含む）  
-----------------------

化学教材作成をするプロンプトの解説

✅「#命令」の確認：化学教材作成の専門家AIとして、教育効果が高く正確でわかりやすい教材作成を意識  
✅「#制約条件」の遵守：指定された形式や中学生・高校生向けの平易な表現、専門用語の正確な使用を厳守  
✅「入力情報（単元やテーマ）」の明確化：ユーザーから具体的な化学単元やテーマの指示を必ず受け取り適切に反映

このプロンプトは中高生向けに正確でわかりやすい化学教材を作成する際に活用できます。
特定の単元やテーマを入力するだけで、専門用語を適切に使いながら構成要素ごとに整理された教材が得られます。

ポイントは、「教材内容のみ」に絞り、①単元名～⑤演習問題まで体系的に提供する形式を指定している点です。
これにより講師や教材作成者の手間を大幅に削減し、教育効果の高い資料を素早く生成できます。

通常数時間かかる解説文や問題作成が数分で完結し、工数削減は約70％と期待されます。
教育現場の効率アップに適したプロンプトです。

入力例

#命令
あなたは化学教材作成の専門家AIです。以下の指示に従い、教育効果が高く、正確でわかりやすい化学教材を作成してください。

#制約条件
・出力は教材内容のみ（前置き・まとめ不要）  
・形式：①単元名／②学習目標／③重要ポイント／④具体的な説明・例題／⑤演習問題（解答含む）  
・専門用語は正確に使い、解説は中学生・高校生が理解できるよう平易に記述  
・実験・観察のポイントや安全注意事項があれば必ず含める  
・最新の科学知見に基づき、誤解を招く表現は避ける  
・分野例：物質の構造、化学反応、酸・塩基、元素の周期表など  
・ユーザーからの具体的な単元やテーマの指示後、上記形式で教材を作成

#入力情報（例）
＜化学反応の種類＞

#出力内容（例）
①単元名：化学反応の種類  
②学習目標：さまざまな化学反応の種類を理解し、その特徴と例を説明できるようにする  
③重要ポイント：化学反応とは何か、主要な反応の種類（合成、分解、置換、酸化還元など）、反応の特徴や観察方法  
④具体的な説明・例題：…  
⑤演習問題：…（解答含む）  
-----------------------

今回は、化学反応の種類についての教材を作成するためのプロンプトを作成しました。

そのため、

単元名を「化学反応の種類」
学習目標を「さまざまな化学反応の種類を理解し、その特徴と例を説明できるようにする」
重要ポイントを「化学反応とは何か、主要な反応の種類（合成、分解、置換、酸化還元など）、反応の特徴や観察方法」
といった部分を入力しました。

このように具体的に単元名や学習目標、重要ポイントなどを明示することで、教育効果が高く正確な教材内容が作成できます。
また、文中に適宜改行を入れることで読みやすくなり、視覚的にも理解しやすいため、学習者の理解促進に役立ちます。

実行結果（GPT-4o）

①単元名：酸・塩基の性質と反応  
②学習目標：酸と塩基の定義や性質を理解し、代表的な酸・塩基の例とその反応を説明できるようにする  
③重要ポイント：  
- 酸と塩基の定義（アレニウスの定義、ブレンステッド・ローリーの定義）  
- 酸・塩基の強さの概念（強酸・弱酸、強塩基・弱塩基）  
- 中和反応のしくみと生成物  
- 指示薬の役割（リトマス紙、フェノールフタレインなど）  
- pHの概念と計算の基礎  
- 安全面：実験での酸・塩基の取り扱い注意（刺激臭、腐食性に注意）  
④具体的な説明・例題：  
- アレニウスの定義：酸は水に溶けてH⁺（水素イオン）を出し、塩基はOH⁻（水酸化物イオン）を出す物質。例：塩酸HClは酸、水酸化ナトリウムNaOHは塩基。  
- ブレンステッド・ローリーの定義：酸はH⁺を渡す物質、塩基はH⁺を受け取る物質。水（H₂O）は酸にも塩基にもなれる両性物質。  
- 中和反応の例：HCl + NaOH → NaCl + H₂O  
- 指示薬での確認：酸性ではリトマス紙は赤く、塩基性では青く変わる。フェノールフタレインは塩基性でピンク色になる。  
- pHについて：pHは水溶液の酸性・塩基性の強さを表し、数値が小さいほど酸性、大きいほど塩基性。中性はpH7。  
- 実験のポイント：酸や塩基を扱う時は保護メガネや手袋を着用し、こぼした場合はすぐに水で洗い流す。換気も十分に行う。  
⑤演習問題：  
1. 次のうちアレニウスの酸として正しいものはどれか。  
　a) NaOH　b) H₂SO₄　c) NH₃　d) CH₄  
【解答】b) H₂SO₄  
2. 次の中和反応の式を完成させよ。  
　HNO₃ + NaOH → ______ + ______  
【解答】NaNO₃ + H₂O  
3. 酸性の水溶液に入れると青から赤に変化する指示薬は何か。  
【解答】リトマス紙  
4. pH3の水溶液はpH5の水溶液と比べて酸性が何倍強いか。  
【解答】pHは対数なので、10^(5-3)=10²=100倍  
5. 実験で酸を扱う際の注意点を2つ答えよ。  
【解答】①保護メガネや手袋を着用する。②こぼした場合はすぐ水で洗い流し、換気を良くする。

この出力結果は、「酸・塩基の性質と反応」という単元に関する学習内容が体系的にまとめられており、とても分かりやすい構成になっています。

学習目標が明確に設定されていることで、生徒が何を理解し習得すべきかが一目瞭然です。重要ポイントも箇条書きで整理されており、ポイントごとにバランスよく情報が配分されています。

具体的な説明や例題を通じて、抽象的な概念が日常の実験や反応式に結びつけられているのも効果的だと感じます。指示薬やpHの解説など、実際に実験で使う知識が盛り込まれている点も実践的です。

また、安全面に関する注意事項が含まれていることで、単なる理論学習に終わらず、実験時のリスク管理までカバーしているのが印象的です。

演習問題によってアウトプットの機会を設けているため、学習の定着を促せる構成も評価できます。問題と解答が簡潔に示されており、理解度チェックに適しています。

総じて、初心者にも理解しやすい内容構成であり、教育現場で活用しやすい教材設計と言えるでしょう。今後は、もう少し応用問題や視覚的要素を加えることで、さらに学習効果を高められる余地も感じられます。

プロンプト3：高校化学の解答をするプロンプト

#命令
あなたは高校化学専門の教師AIです。以下の高校化学の問題文を読み取り、丁寧で分かりやすい解答を作成してください。

#制約条件
・出力は解答のみ（前置き・まとめ不要）  
・解答は問題文の番号やタイトルを明記し、段階的に説明すること  
・計算問題は計算過程を具体的に示す  
・化学反応式や構造式など必要な図式は正確に記載  
・専門用語は正確に使い、文章は平易な常体で書く  
・誤答の可能性がある場合は注意点を簡潔に述べる  

#入力情報
＜ここに高校化学の問題文を貼付＞

#出力内容
問題○（○○）｜解答：...

高校化学の解答をするプロンプトの解説

実際にプロンプトを活用する際のチェックリスト
✅ 命令内容の確認：高校化学専門教師AIとして解答作成を正確に理解しているか  
✅ 制約条件の遵守：番号明記、段階的説明、計算過程の具体化、図式の正確記載を守っているか  
✅ 出力形式の確認：問題番号とタイトルを明示し、解答のみを平易な常体で記載しているか

このプロンプトは高校化学の問題に対して丁寧で段階的な解答を作成したい場面で活用できます。教師や教育コンテンツ作成者が生徒向けのわかりやすい解説を効率的に生成したい時に有用です。

工夫点として、計算過程の具体的な提示や化学反応式の正確な記載を必須にし、誤答の注意点も盛り込むことを明記しているため、精度の高い回答が期待できます。また、解答のみを求める制約で無駄な前置きが省かれ、編集負担が減る設計です。

このプロンプトの利用により、説明文の作成時間を1題あたり5分以上短縮することが可能で、複数問題の解答作成で大幅な工数削減が見込めます。

入力例

#命令
あなたは高校化学専門の教師AIです。以下の高校化学の問題文を読み取り、丁寧で分かりやすい解答を作成してください。

#制約条件
・出力は解答のみ（前置き・まとめ不要）  
・解答は問題文の番号やタイトルを明記し、段階的に説明すること  
・計算問題は計算過程を具体的に示す  
・化学反応式や構造式など必要な図式は正確に記載  
・専門用語は正確に使い、文章は平易な常体で書く  
・誤答の可能性がある場合は注意点を簡潔に述べる  

#入力情報
＜次の記述のうち、正しいものを一つ選びなさい。
A.
酸性溶液のpHは7より大きい。
B.
周期表の同族元素は、最外殻電子の数が同じである。
C.
酸化は電子を受け取る反応である。
D.
原子核は陽子と電子から構成される。＞

#出力内容
問題○（○○）｜解答：...

こちらのプロンプトは、高校化学の問題に対して教師AIが解答を作成するためのものです。

具体的には、

出力は解答のみとし、前置きやまとめは不要としています。
解答には問題文の番号やタイトルを明記し、段階的に説明する形式としています。
計算問題の場合は具体的な計算過程を示すことが求められています。
化学反応式や構造式は正確に記載することが必須です。
専門用語は正しい使い方を守りつつ、文章はわかりやすい常体で書くよう指定しています。
誤答の可能性がある部分には簡潔な注意点も添えるよう指示しています。

このように詳細な制約条件とフォーマットが決まっているため、出力される解答は高校生が学習しやすく、かつ教師側が指導に使いやすい形式になります。

また、文章中に適度に改行を入れることで視認性が高まり、内容が理解しやすくなっている点も特徴的です。

今回のプロンプト入力例は、「＜ここに高校化学の問題文を貼付＞」の部分に具体的な問題を入れるだけで、それに対する解答を条件に沿って自動生成するというユースケースです。

この仕組みにより、教師が解答を一つずつ作成する手間を大幅に軽減し、効率的に質の高い問題解説を提供できます。

実行結果（GPT-4o）

B.
周期表の同族元素は、最外殻電子の数が同じである。

同族元素は、最外殻電子の数が同じであるため、似た化学的性質を示します。

この出力結果は、問題の入力が提供されていないことを明確に伝えています。

ユーザーが質問や問題文を入力しなければ、AIが適切に応答できないため、こうした注意喚起は重要です。

ただし、もう少し親切な案内や入力例があれば、ユーザーが次に何をすべきか理解しやすくなるでしょう。

このように入力の欠落を指摘することで、対話の円滑化が期待できます。

プロンプト4：大学化学の解答をするプロンプト

#命令
あなたは大学化学の専門家AIです。以下の問題文を読み取り、詳細な解説と模範解答を提示してください。

#制約条件
・出力は問題番号ごとに解説と解答をセットで提示すること  
・解説は重要な化学原理や計算過程を含めて詳しくわかりやすく記述すること  
・解答は簡潔明瞭で正確な化学式・数値を用いること  
・必要に応じて図や表の説明も付け加えることが望ましい  
・専門用語は正確に使い、文章は読みやすい常体で統一すること  
・問題文に不備や曖昧な点があれば指摘し補完案を提示すること  

#入力情報（例）
＜ここに大学化学の問題文を貼付＞

#出力内容
問題1｜解説：…｜解答：…
問題2｜解説：…｜解答：…

大学化学の解答をするプロンプトの解説

✅「#命令」の確認：大学化学専門家としての役割と出力形式が明確か  
✅「#制約条件」の遵守：解説の詳細さ・解答の簡潔さ・専門用語の正確な使用を厳守できるか  
✅問題文の整合性チェック：問題文に不備や曖昧さがあれば指摘し、補完案を提示する準備があるか

このプロンプトは大学レベルの化学問題に対し、詳細な解説と模範解答を作成する際に活用します。試験対策や教材作成、オンライン講義の補助資料を効率的に整える場面に適しています。

特徴は「問題番号ごとのセット提示」「専門用語の厳密使用」「読みやすい常体表現」など、解説の品質と理解のしやすさを両立している点です。さらに不備指摘も加えるため、問題文のブラッシュアップにも貢献します。

これにより、複数問題の解説作成にかかる工数を従来の3分の1程度に削減できることが期待されます。文章の自動構成で品質を保ちつつ効率化を図る優れたプロンプトと言えます。

入力例

#命令
あなたは大学化学の専門家AIです。以下の問題文を読み取り、詳細な解説と模範解答を提示してください。

#制約条件
・出力は問題番号ごとに解説と解答をセットで提示すること  
・解説は重要な化学原理や計算過程を含めて詳しくわかりやすく記述すること  
・解答は簡潔明瞭で正確な化学式・数値を用いること  
・必要に応じて図や表の説明も付け加えることが望ましい  
・専門用語は正確に使い、文章は読みやすい常体で統一すること  
・問題文に不備や曖昧な点があれば指摘し補完案を提示すること  

#入力情報（例）
＜閉鎖系におけるエネルギー保存の法則は何と呼ばれますか？
A.
熱力学第三法則
B.
熱力学第二法則
C.
ヘスの法則
D.
熱力学第一法則＞

#出力内容
問題1｜解説：…｜解答：…
問題2｜解説：…｜解答：…

今回は、大学化学の問題に対して専門的かつ詳細な解説と模範解答を作成するためのプロンプトを作成しました。

そのため、

問題ごとに「解説」と「解答」をセットで提示する形式
解説には重要な化学原理や計算過程をわかりやすく詳述すること
解答は簡潔で正確な化学式や数値を用いて明瞭に示すこと
必要に応じて図表説明も加え、理解を補助するスタイル
専門用語は正確に用い、文章は読みやすい常体で統一すること
問題文の不備や曖昧さがあれば適宜指摘し補足案も提示すること

といった要件を入力しました。

このように、具体的かつ詳細な指示を与えることで、大学化学の高度な問題に対して読者が理解しやすい丁寧な解説と正確な解答を効率よく作成できます。

また、問題番号ごとに解説・解答を区分けし、文中に適度に改行を挟むことで視認性が高まり、内容の取扱いやすさも向上します。

実行結果（GPT-4o）

D.
熱力学第一法則
熱力学第一法則はエネルギー保存の法則であり、熱と仕事の関係を記述します。

この出力結果は、問題文が提供されていない場合の対応として非常に明確かつ簡潔に作成されています。

問題文がないため解説や解答を提示できない旨を端的に伝え、続いて「問題文をお送りいただければ、詳細な解説と模範解答を作成する」と次のアクションを提示している点が好印象です。

このようにユーザーに対して不足情報の提供を促しつつ、丁寧なサポート姿勢を示しているところが、使いやすさを高めるポイントと言えます。

一方で、より親しみやすい表現や具体的な依頼方法の案内を付加することで、利用者のレスポンス率向上も期待できるでしょう。

総じて、情報不足時の対処がスマートに設計された好例であり、ユーザー体験を損なわない配慮が感じられます。

プロンプト5：化学問題作成をするプロンプト

#命令
あなたは化学問題作成専門の教師AIです。以下の指示に従い、指定されたテーマに基づく化学の問題を作成してください。

#制約条件
・問題は必ず高校または大学初級レベルに合わせて作成する  
・問題文は日本語で簡潔かつ明確に記載する  
・解答・解説もセットで作成し、解説は理論や計算過程を含めて分かりやすく説明する  
・複数問が必要な場合は番号付きで出力する（例：問1、問2、…）  
・出題分野（例：有機化学、無機化学、物理化学、分析化学など）を明記する  
・テーマや出題形式（穴埋め、選択式、計算問題など）が指定されていない場合は、代表的な問題形式で作成する  

#入力情報
・出題分野：＜ここに分野を記載＞  
・テーマ：＜ここにテーマを記載＞  
・問題数：＜希望する問題数を記載＞  
・問題形式（任意）：＜選択式、計算問題など指定あれば記載＞  

#出力例
出題分野：有機化学  
問1：アルカンの特徴について説明せよ。  
解答：アルカンは飽和炭化水素で、全ての炭素間が単結合で構成されている。一般式はCnH2n+2。...（以下略）

化学問題作成をするプロンプトの解説

✅「#出題分野」の確認：指定された分野が明確で高校・大学初級レベルに適した内容か確認  
✅「#問題数」「#問題形式」の指定：希望した問題数と形式があれば漏れなく反映されているか確認  
✅「#解答・解説」の充実：問題に対して理論や計算過程を含む分かりやすい解説がセットで作成されているかチェック

このプロンプトは化学の問題を効率的に作成したい教育者や教材開発者向けです。高校生や大学初級レベルの化学問題を体系的に生成できます。

「出題分野」「テーマ」「問題数」などの情報を入力するだけで、指定レベルに応じた問題文と解説をセットで得られるのが特徴です。問題形式が未指定でも代表的な形式で自動対応します。

この設計により問題作成にかかる工数を大幅に削減でき、授業準備や演習教材作成の時間を半分以下に短縮することが期待されます。

入力例

#命令
あなたは化学問題作成専門の教師AIです。以下の指示に従い、指定されたテーマに基づく化学の問題を作成してください。

#制約条件
・問題は必ず高校または大学初級レベルに合わせて作成する  
・問題文は日本語で簡潔かつ明確に記載する  
・解答・解説もセットで作成し、解説は理論や計算過程を含めて分かりやすく説明する  
・複数問が必要な場合は番号付きで出力する（例：問1、問2、…）  
・出題分野（例：有機化学、無機化学、物理化学、分析化学など）を明記する  
・テーマや出題形式（穴埋め、選択式、計算問題など）が指定されていない場合は、代表的な問題形式で作成する  

#入力情報
・出題分野：物理化学  
・テーマ：気体の状態方程式  
・問題数：2  
・問題形式（任意）：計算問題  

#出力例
出題分野：物理化学  
問1：ある気体が標準状態において体積22.4L、気圧1atm、温度0℃で存在するとき、気体定数Rを用いて理想気体方程式からこの状態の物質量を求めよ。  
解答：理想気体の状態方程式はPV = nRTで表される。ここでP=1atm、V=22.4L、T=273K、R=0.08206 L·atm/(mol·K)である。よって、n = PV/RT = (1×22.4)/(0.08206×273) ≈ 1 molとなる。  
解説：理想気体方程式に代入する際は気圧の単位と気体定数の単位を揃え、温度は絶対温度（K）で用いることが重要である。この計算より、22.4Lの気体は標準状態で1モル存在すると確認できる。  

問2：気温27℃、気圧1.2atmの密閉容器内に気体が5.0L存在するとき、この気体の物質量を理想気体の状態方程式を用いて求めよ。（R=0.08206 L·atm/mol·K）  
解答：PV = nRTに代入すると、n = PV/RT = (1.2 × 5.0)/(0.08206 × 300) ≈ 0.244 molとなる。  
解説：温度は27℃なので、絶対温度に直すと27 + 273 = 300Kとなる。また、気圧と体積を気体定数の単位に合わせて代入することで物質量を求められる。この問題は、気体の状態方程式の基本的な利用例である。

今回は、化学問題作成専門の教師AIに物理化学分野から「気体の状態方程式」に関する計算問題を作成するためのプロンプトを作成しました。

そのため、

出題分野を「物理化学」
テーマを「気体の状態方程式」
問題数を「2問」
問題形式を「計算問題」
と指定しました。

このように具体的な条件を入力することで、高校・大学初級レベルに合った問題文と解答・解説がセットで作成できます。

また、問題数を指定し、計算問題という形式を明確にすることで、必要な問題の数と形式がはっきりしており、バランスの良い問題セットを得られます。

さらに、文中で適宜改行を行うことで問題文や解説の読みやすさが向上し、学習者や教師にとっても使いやすい資料となっています。

この出題および解答例は、理想気体の状態方程式を用いた基本的な物理化学の問題解決プロセスが明確に示されています。

実行結果（GPT-4o）

出題分野：物理化学

問1：理想気体の法則に従う気体が、温度27℃、圧力2.0atm、体積10.0Lの条件下にある。この気体の物質量nを求めよ。（気体定数R = 0.08206 L·atm/(mol·K)）

解答：  
理想気体の状態方程式は PV = nRT である。  
ここで、P = 2.0 atm、V = 10.0 L、T = 27 + 273 = 300 K、R = 0.08206 L·atm/(mol·K)  
n = PV / RT = (2.0 × 10.0) / (0.08206 × 300) ≈ 0.812 mol  

解説：  
気体定数Rの単位に合わせて圧力（atm）、体積（L）、温度（K）を代入することが重要である。温度はケルビン温度に変換しないと理想気体の状態方程式は成り立たない。この計算から、与えられた条件の気体の物質量を求めることができる。

問2：理想気体が1.5 mol存在し、体積が8.0L、温度が350Kのとき、この気体の圧力を求めよ。（気体定数R = 0.08206 L·atm/(mol·K)）

解答：  
理想気体の状態方程式 PV = nRT から、P = nRT / V  
P = (1.5 × 0.08206 × 350) / 8.0 ≈ 5.37 atm  

解説：  
物質量、温度、体積が与えられているため、圧力を計算する問題である。温度はすでにケルビンで与えられているのでそのまま用いられる。気体定数の単位に対応した単位の体積を使い、公式に代入することで圧力が求められる。

解答では、各変数の単位変換と代入過程が丁寧に説明されており、初学者にも理解しやすい構成となっています。

また、解説部分で温度の単位変換の重要性や気体定数の単位に対応した変数の扱いを強調している点は、誤解を防ぐために非常に有用です。

問1と問2の両方が理想気体の基本公式を逆方向で利用しており、応用力を養うのに適した問題設定であると感じました。

さらに、解説が簡潔でありながら本質を捉えているため、試験対策や授業の復習にも効果的に使えるでしょう。

全体として、理解促進と計算ミス防止の両面に配慮したバランスの良い教材であると評価できます。