Научните панаири дават възможност на учениците да се задълбочат в научните концепции, които ги вълнуват, и да бъдат креативни, когато планират своите проекти. Успешните проекти често започват с хипотеза за науката, която стои зад нещо, което виждате във вашето ежедневие, и използват иновативни експерименти, за да правят заключения.
Проект за начално училище: Замразени бонбони
Някои хора замразяват шоколадовите си блокчета, преди да ги изядат, но повечето хора не биха искали първо да замразят своите смолисти червеи. Изследването на това как различните материали се чувстват и държат се нарича наука за материалите. Учените по материали имат много работа, като например да се уверят, че сградите могат да издържат и да издържат на определени метеорологични условия.
Този проект използва прости техники за наука за материали, за да тества гъвкавостта на бонбоните. Когато можете да огънете материал и той държи формата, той е „пластичен“. Гъвкавият бонбон се огъва сам, докато чупливият бонбон не остава огънат. Вземете по шест от всеки три вида бонбони. Развийте три от всеки бонбон и ги поставете във фризера за един час.
Развийте останалите бонбони. Вземете едната в двете ръце и я огънете възможно най-бавно, като същевременно внимателно наблюдавате какво се случва. Огънете го, докато се счупи или се сгъне напълно наполовина, ако няма да се счупи.
Оценете всеки бонбон по скала от 1 до 5. 1 е много гъвкав, мек бонбон, който се огъва сам или не държи собствената си форма при огъване. 5 е много крехък бонбон, който не остава огънат и ако го огънете твърде далеч, той бързо се счупва наполовина.
Повторете това за всяко от трите парчета със стайна температура и от трите бонбона. Направете същото за замразените бонбони, но не изваждайте всички от фризера наведнъж. Извадете един, огънете го и го оценете, след което извадете следващия бонбон.
Изчислете средната стойност или „средната стойност“ за всеки комплект от три бонбона във фризера и всеки комплект от три бонбона при стайна температура (вж. Ресурси за помощ при изчисляването на средните стойности). Сравнете бонбоните със стайна температура със замразените и различните бонбони помежду си. Обърнете внимание дали някои бонбони са били по-гъвкави и чупливи и дали някои бонбони са били по-засегнати от замразяването. Помислете какво е причинило разликите в бонбоните.
Проект за средно училище: Батериите издържат ли по-дълго, когато се съхраняват в хладилник?
Много хора съхраняват батериите за еднократна употреба в хладилника, за да ги държат на хладно и сухо. Други твърдят, че домашните температури са достатъчно хладни за батериите и че наличието на храни и конденз в хладилника ще повредят батериите с влага. Този експеримент проверява дали има вяра в убеждението, че батериите издържат по-дълго в хладилника.
Получете девет нови, неизползвани АА еднократни алкални батерии от същата марка. Съхранявайте три от тях в херметически затворен контейнер в хладилника, за да ги предпазите от евентуална влага, а други три в малък отворен кош на същия рафт на хладилника като другите батерии. Приберете останалите три в шкаф. Оставете ги там за един до три месеца.
В края на периода на съхранение, съберете батериите, като внимавате различните групи да не се смесват. Изчакайте около един час, за да оставите хладилните батерии да достигнат стайна температура. Ще ви е необходим тестер за напрежение на батерията с цифров дисплей, който можете да закупите за по-малко от 10 долара. Използвайте тестера, за да измерите и запишете резултата от напрежението за всяка батерия.
Изчислете средното напрежение за всяка група батерии, които са били съхранявани заедно (вижте Ресурси за помощ). Сравнете средните напрежения на всяка група батерии. Колкото по-високо е напрежението, толкова повече живот остава на батерията. Резултатите показват ли дали съхраняването в хладилника е удължило живота на батериите? Имаше ли разлика между двете групи, съхранявани в хладилника?
Проект за гимназия: Индексите за телесна маса на децата предсказват ли тяхната физическа подготовка?
Нарастващият брой на децата с наднормено тегло често прави новините. Здравните власти са загрижени за риска от наднормено тегло на децата от сериозно заболяване. Много организации стартират инициативи за повишаване на нивото на фитнес на децата, които имат индекс на телесна маса (ИТМ) над 85-ия процентил за възрастта си. За съжаление, не е постигнат консенсус относно това кои, ако има такива, стратегии са били ефективни или дори дали децата с висок ИТМ са по-малко във физическа форма от своите връстници. Този проект изследва връзката между ИТМ на децата и тяхната сърдечно-съдова годност.
Разработете хипотеза, предсказваща дали децата с ИТМ над 85-ия персентил ще имат по-ниски нива на фитнес от децата с ИТМ под 85-ия персентил. Изберете група от 15 до 20 момчета и 15 до 20 момичета. Всички деца трябва да са в рамките на двегодишна възраст. Получаване на формуляри за съгласие, подписани от децата и техните родители или настойници; вашият учител трябва да може да ви помогне да създадете подходяща форма.
Измерете ръста и теглото на всяко дете. Можете да въведете тези данни в детския ИТМ онлайн калкулатор в раздела „Ресурси“ на тази статия, за да определите ИТМ на всяко дете. Измерете тяхната годност с помощта на Harvard Step Test. Изпробвайте едно дете едновременно, помолете всяко дете да застане на дъното на стълбище и да стъпи на първа стъпка с двата крака и след това обратно на пода с двата крака, в „нагоре-надолу-надолу“ ритъм. Накарайте детето да прави това 30 пъти в минута в продължение на четири минути или за по-малко време, ако стане твърде изтощено, за да продължи. Използвайте хронометър и пребройте стъпките им на глас.
След теста, нека детето веднага седне. Измерете пулса им, като усетите пулса на китката им и преброите сърдечните удари за 30 секунди, след което умножете това число по две. Изчакайте две минути и отново измерете пулса им. За всяко дете извадете сърдечната честота две минути след края на Харвардския стъпков тест от сърдечната честота веднага след теста. Разликата в сърдечните честоти показва колко бързо сърцата им са в състояние да се върнат до скорост на покой след натоварване. Колкото по-голям е броят, толкова по-високо е нивото на фитнес на детето.
Създайте линейни графики, сравняващи ИТМ на децата и числа за сърдечен ритъм за възстановяване. Обмислете първоначалната си хипотеза и дали резултатите я подкрепят. Какви заключения можете да направите за използването на ИТМ за измерване на фитнеса и здравето при децата?