Οι επιστημονικές εκθέσεις δίνουν στους μαθητές την ευκαιρία να εμβαθύνουν σε επιστημονικές έννοιες που τους ενθουσιάζουν και να είναι δημιουργικοί όταν σχεδιάζουν τα έργα τους. Τα επιτυχημένα έργα ξεκινούν συχνά με μια υπόθεση σχετικά με την επιστήμη πίσω από κάτι που βλέπετε στην καθημερινή σας ζωή και χρησιμοποιείτε καινοτόμα πειράματα για να εξαγάγετε συμπεράσματα.
Πρόγραμμα Δημοτικού Σχολείου: Frozen Candy
Μερικοί άνθρωποι παγώνουν τις σοκολάτες τους πριν τις φάνε, αλλά οι περισσότεροι άνθρωποι δεν θα ήθελαν να παγώσουν πρώτα τα κολλώδη σκουλήκια τους. Η μελέτη για το πώς αισθάνονται και συμπεριφέρονται διαφορετικά υλικά ονομάζεται επιστήμη υλικών. Οι επιστήμονες υλικών έχουν πολλές δουλειές, όπως είναι να διασφαλίσουν ότι τα κτίρια είναι σε θέση να αντέχουν και να αντέχουν σε ορισμένες καιρικές συνθήκες.
Αυτό το έργο χρησιμοποιεί απλές τεχνικές επιστήμης υλικών για να δοκιμάσει την ευελιξία των γλυκών. Όταν μπορείτε να λυγίσετε ένα υλικό και κρατά το σχήμα, είναι «όλκιμο». Μια εύκαμπτη καραμέλα λυγίζει μόνη της, ενώ μια εύθραυστη καραμέλα δεν μένει λυγισμένη. Αποκτήστε έξι καθένα από τα τρία είδη καραμελών. Ξετυλίξτε τρία από κάθε καραμέλα και τοποθετήστε τα στον καταψύκτη για μία ώρα.
Ξετυλίξτε τις υπόλοιπες καραμέλες. Πάρτε ένα και στα δύο χέρια και λυγίστε το όσο πιο αργά γίνεται, ενώ παρακολουθείτε προσεκτικά για να δείτε τι συμβαίνει. Λυγίστε το έως ότου σπάσει, ή διπλώστε τελείως στο μισό εάν δεν σπάσει.
Βαθμολογήστε κάθε καραμέλα σε κλίμακα από 1 έως 5. 1 είναι μια πολύ ευέλικτη, μαλακή καραμέλα που λυγίζει μόνη της ή δεν έχει το δικό της σχήμα όταν λυγίζει. Το 5 είναι μια πολύ εύθραυστη καραμέλα που δεν μένει λυγισμένη και αν την κάμψετε πολύ μακριά, σπάει γρήγορα στη μέση.
Επαναλάβετε αυτό για καθένα από τα τρία κομμάτια σε θερμοκρασία δωματίου και των τριών καραμελών. Κάντε το ίδιο για τις κατεψυγμένες καραμέλες, αλλά μην τα αφαιρέσετε όλα από την κατάψυξη ταυτόχρονα. Αφαιρέστε ένα, λυγίστε το και βαθμολογήστε το και στη συνέχεια αφαιρέστε την επόμενη καραμέλα.
Υπολογίστε τη μέση τιμή ή "μέση τιμή" για κάθε σύνολο τριών καραμελών στην κατάψυξη και κάθε σύνολο τριών καραμελών σε θερμοκρασία δωματίου (ανατρέξτε στην ενότητα Πόροι για βοήθεια στον υπολογισμό των μέσων τιμών). Συγκρίνετε τις καραμέλες θερμοκρασίας δωματίου με τις παγωμένες και τις διαφορετικές καραμέλες μεταξύ τους. Σημειώστε εάν ορισμένες καραμέλες ήταν πιο εύκαμπτες και εύθραυστες, και αν ορισμένες καραμέλες επηρεάστηκαν περισσότερο από το να καταψυχθούν. Σκεφτείτε τι προκάλεσε τις διαφορές στις καραμέλες.
Έργο Γυμνασίου: Οι μπαταρίες διαρκούν περισσότερο όταν αποθηκεύονται σε ψυγείο;
Πολλοί άνθρωποι αποθηκεύουν μπαταρίες μιας χρήσης στο ψυγείο για να τις διατηρούν δροσερές και στεγνές. Άλλοι ισχυρίζονται ότι οι θερμοκρασίες των νοικοκυριών είναι αρκετά δροσερές για τις μπαταρίες και ότι η παρουσία τροφίμων και συμπύκνωσης στο ψυγείο θα βλάψει τις μπαταρίες με υγρασία. Αυτό το πείραμα ελέγχει εάν υπάρχει αλήθεια στην πεποίθηση ότι οι μπαταρίες διαρκούν περισσότερο στο ψυγείο.
Αποκτήστε εννέα νέες, αχρησιμοποίητες αλκαλικές μπαταρίες μίας χρήσης AA της ίδιας μάρκας. Αποθηκεύστε τρία από αυτά σε αεροστεγές δοχείο στο ψυγείο για να τα προστατέψετε από πιθανή υγρασία και άλλα τρία σε ένα μικρό ανοιχτό δοχείο στο ίδιο ράφι ψυγείου με τις άλλες μπαταρίες. Αποθηκεύστε τα υπόλοιπα τρία μέσα σε ένα ερμάριο. Αφήστε τους εκεί για έναν έως τρεις μήνες.
Στο τέλος της περιόδου αποθήκευσης, συλλέξτε τις μπαταρίες, προσέχοντας να μην αναμιχθούν οι διάφορες ομάδες. Περιμένετε περίπου μία ώρα για να αφήσετε τις ψυκτικές μπαταρίες να φτάσουν σε θερμοκρασία δωματίου. Θα χρειαστείτε έναν ελεγκτή τάσης μπαταρίας με ψηφιακή οθόνη, την οποία μπορείτε να αγοράσετε μία για λιγότερο από 10 δολάρια. Χρησιμοποιήστε τον ελεγκτή για να μετρήσετε και να καταγράψετε το αποτέλεσμα του αριθμού τάσης για κάθε μπαταρία.
Υπολογίστε τη μέση τάση για κάθε ομάδα μπαταριών που είχαν αποθηκευτεί μαζί (βλ. Πόροι για βοήθεια). Συγκρίνετε τις μέσες τάσεις κάθε ομάδας μπαταριών. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο μεγαλύτερη διάρκεια ζωής έχει απομείνει μια μπαταρία. Έδειξαν τα αποτελέσματα εάν η αποθήκευση στο ψυγείο επέτεινε τη διάρκεια ζωής των μπαταριών; Υπήρχε διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων που αποθηκεύτηκαν στο ψυγείο;
Έργο Λυκείου: Οι δείκτες μάζας σώματος παιδιών προβλέπουν τη φυσική τους κατάσταση;
Ο αυξανόμενος αριθμός παιδιών που είναι υπέρβαρα συχνά κάνει τα νέα. Οι υγειονομικές αρχές ανησυχούν για τον κίνδυνο σοβαρών ασθενειών των υπέρβαρων παιδιών. Πολλοί οργανισμοί έχουν ξεκινήσει πρωτοβουλίες για να αυξήσουν το επίπεδο φυσικής κατάστασης των παιδιών που έχουν Δείκτη Μάζας Σώματος (ΔΜΣ) πάνω από το 85ο εκατοστημόριο για την ηλικία τους. Δυστυχώς, δεν έχει υπάρξει συναίνεση σχετικά με το ποιες, εάν υπάρχουν, στρατηγικές ήταν αποτελεσματικές ή ακόμα και αν τα παιδιά με υψηλό ΔΜΣ είναι λιγότερο σωματικά κατάλληλα από τους συνομηλίκους τους. Αυτό το έργο διερευνά τη σύνδεση μεταξύ του ΔΜΣ των παιδιών και της καρδιαγγειακής τους ικανότητας.
Αναπτύξτε μια υπόθεση που προβλέπει εάν τα παιδιά με ΔΜΣ πάνω από το 85ο εκατοστημόριο θα έχουν χαμηλότερα επίπεδα φυσικής κατάστασης από τα παιδιά με ΔΜΣ κάτω από το 85ο εκατοστημόριο. Επιλέξτε μια ομάδα από 15 έως 20 αγόρια και 15 έως 20 κορίτσια. Τα παιδιά θα πρέπει όλα να είναι ηλικίας δύο ετών. Λάβετε έντυπα συγκατάθεσης υπογεγραμμένα από τα παιδιά και τους γονείς ή κηδεμόνες τους. ο δάσκαλός σας θα πρέπει να μπορεί να σας βοηθήσει να δημιουργήσετε μια κατάλληλη φόρμα.
Μετρήστε το ύψος και το βάρος κάθε παιδιού. Μπορείτε να εισαγάγετε αυτά τα δεδομένα στον ηλεκτρονικό υπολογιστή BMI παιδικής ηλικίας στην ενότητα Πόροι αυτού του άρθρου για να προσδιορίσετε τον ΔΜΣ κάθε παιδιού. Μετρήστε την καταλληλότητά τους χρησιμοποιώντας το Harvard Step Test. Δοκιμάζοντας ένα παιδί κάθε φορά, ζητήστε από κάθε παιδί να σταθεί στο κάτω μέρος μιας σκάλας και να ανεβεί στο πρώτο βήμα με τα δύο πόδια και στη συνέχεια πίσω στο πάτωμα με τα δύο πόδια, σε ένα "πάνω-κάτω-κάτω" ρυθμός. Ζητήστε από το παιδί να το κάνει αυτό 30 φορές το λεπτό για τέσσερα λεπτά ή για λιγότερο χρόνο εάν γίνει πολύ εξαντλημένο για να συνεχίσει. Χρησιμοποιήστε ένα χρονόμετρο και μετρήστε δυνατά τα βήματά τους.
Μετά το τεστ, καλέστε το παιδί αμέσως. Μετρήστε τον καρδιακό ρυθμό τους αισθανόμενος τον παλμό του καρπού τους και μετρήστε τους καρδιακούς παλμούς για 30 δευτερόλεπτα, πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό με δύο. Περιμένετε δύο λεπτά και μετρήστε ξανά τον καρδιακό ρυθμό τους. Για κάθε παιδί, αφαιρέστε τον καρδιακό ρυθμό του δύο λεπτά μετά το τέλος του Harvard Step Test από τον καρδιακό ρυθμό του αμέσως μετά τη δοκιμή. Η διαφορά στους καρδιακούς ρυθμούς δείχνει πόσο γρήγορα οι καρδιές τους μπορούν να επιστρέψουν σε ρυθμό ανάπαυσης μετά την άσκηση. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, τόσο υψηλότερο είναι το επίπεδο φυσικής κατάστασης του παιδιού.
Δημιουργήστε γραφήματα γραμμών που συγκρίνουν τους ΔΜΣ των παιδιών και τους αριθμούς καρδιακού ρυθμού ανάκτησης. Εξετάστε την αρχική σας υπόθεση και αν τα αποτελέσματα την υποστήριξαν. Ποια συμπεράσματα μπορείτε να εξαγάγετε σχετικά με τη χρήση του ΔΜΣ για τη μέτρηση της φυσικής κατάστασης και της υγείας στα παιδιά;