Les expo-sciences donnent aux étudiants l'occasion de se plonger dans des concepts scientifiques qui les passionnent et d'être créatifs lors de la planification de leurs projets. Les projets réussis commencent souvent par une hypothèse sur la science derrière quelque chose que vous voyez dans votre vie quotidienne et utilisent des expériences innovantes pour tirer des conclusions.
Projet d'école primaire: Bonbons glacés
Certaines personnes congèlent leurs barres de chocolat avant de les manger, mais la plupart des gens ne voudraient pas d'abord congeler leurs vers gommeux. L'étude de la sensation et du comportement de différents matériaux s'appelle la science des matériaux. Les scientifiques des matériaux ont de nombreuses tâches telles que s'assurer que les bâtiments sont capables de durer et de résister à certaines conditions météorologiques.
Ce projet utilise des techniques simples de science des matériaux pour tester la flexibilité des bonbons. Lorsque vous pouvez plier un matériau et qu'il conserve sa forme, il est « ductile ». Un bonbon flexible se plie tout seul, tandis qu'un bonbon cassant ne reste pas plié. Obtenez six de chacun des trois types de bonbons. Déballez trois de chaque bonbon et placez-les au congélateur pendant une heure.
Déballez les bonbons restants. Prenez-en un à deux mains, et pliez-le le plus lentement possible, tout en observant attentivement ce qui se passe. Pliez-le jusqu'à ce qu'il se casse, ou qu'il soit complètement plié en deux s'il ne se casse pas.
Évaluez chaque bonbon sur une échelle de 1 à 5. 1 est un bonbon mou très flexible qui se plie tout seul ou ne tient pas sa propre forme lorsqu'il est plié. 5 est un bonbon très cassant qui ne reste pas plié, et si vous le pliez trop loin, il se brise rapidement en deux.
Répétez cette opération pour chacun des trois morceaux à température ambiante des trois bonbons. Faites de même pour les bonbons surgelés, mais ne les sortez pas tous du congélateur en même temps. Retirez-en un, pliez-le et évaluez-le, puis retirez le prochain bonbon.
Calculez la moyenne, ou «valeur moyenne», pour chaque ensemble de trois bonbons dans le congélateur et chaque ensemble de trois bonbons à température ambiante (voir Ressources pour aider à calculer les valeurs moyennes). Comparez les bonbons à température ambiante à ceux surgelés, et les différents bonbons les uns aux autres. Notez si certains bonbons étaient plus souples et cassants, et si certains bonbons étaient plus affectés par la congélation. Considérez ce qui a causé les différences dans les bonbons.
Projet de collège: les piles durent-elles plus longtemps lorsqu'elles sont stockées dans un réfrigérateur ?
De nombreuses personnes stockent les piles jetables dans le réfrigérateur pour les garder au frais et au sec. D'autres prétendent que les températures domestiques sont suffisamment froides pour les batteries et que la présence d'aliments et de condensation dans un réfrigérateur endommagera les batteries avec l'humidité. Cette expérience teste s'il y a du vrai à croire que les piles durent plus longtemps dans le réfrigérateur.
Procurez-vous neuf nouvelles piles alcalines jetables AA non utilisées de la même marque. Conservez-en trois dans un récipient hermétique au réfrigérateur pour les protéger d'une éventuelle humidité, et trois autres dans un petit bac ouvert sur la même étagère du réfrigérateur que les autres batteries. Rangez les trois autres dans une armoire. Laissez-les là pendant un à trois mois.
A la fin de la période de stockage, rassemblez les batteries en prenant soin de ne pas mélanger les différents groupes. Attendez environ une heure pour permettre aux batteries réfrigérées de revenir à température ambiante. Vous aurez besoin d'un testeur de tension de batterie avec un affichage numérique, que vous pouvez acheter pour moins de 10 dollars. Utilisez le testeur pour mesurer et enregistrer le résultat du numéro de tension pour chaque batterie.
Calculez la tension moyenne pour chaque groupe de batteries qui ont été stockées ensemble (voir Ressources pour obtenir de l'aide). Comparez les tensions moyennes de chaque groupe de batteries. Plus la tension est élevée, plus la durée de vie d'une batterie est longue. Les résultats ont-ils indiqué si le stockage au réfrigérateur prolongeait la durée de vie des piles? Y avait-il une différence entre les deux groupes conservés au réfrigérateur ?
Projet de lycée: les indices de masse corporelle des enfants prédisent-ils leur forme physique ?
Le nombre croissant d'enfants en surpoids fait souvent l'actualité. Les autorités sanitaires sont préoccupées par le risque de maladie grave chez les enfants en surpoids. De nombreuses organisations ont lancé des initiatives pour augmenter le niveau de forme physique des enfants qui ont un indice de masse corporelle (IMC) supérieur au 85e centile pour leur âge. Malheureusement, il n'y a pas eu de consensus sur quelles stratégies, le cas échéant, ont été efficaces, ou même si les enfants ayant un IMC élevé sont en moins bonne forme physique que leurs pairs. Ce projet explore le lien entre l'IMC des enfants et leur forme cardiovasculaire.
Développez une hypothèse prédisant si les enfants ayant un IMC supérieur au 85e centile auront des niveaux de condition physique inférieurs à ceux des enfants ayant un IMC inférieur au 85e centile. Sélectionnez un groupe de 15 à 20 garçons et 15 à 20 filles. Les enfants doivent tous être âgés de moins de deux ans. Obtenir des formulaires de consentement signés par les enfants et leurs parents ou tuteurs; votre professeur devrait pouvoir vous aider à créer un formulaire approprié.
Mesurez la taille et le poids de chaque enfant. Vous pouvez entrer ces données dans le calculateur en ligne d'IMC de l'enfance dans la section Ressources de cet article pour déterminer l'IMC de chaque enfant. Mesurez leur condition physique à l'aide du Harvard Step Test. Testez un enfant à la fois, demandez à chaque enfant de se tenir au bas d'un escalier et de monter sur le premier pas avec les deux pieds puis redescendre au sol avec les deux pieds, dans un « haut-haut-bas-bas » rythme. Demandez à l'enfant de le faire 30 fois par minute pendant quatre minutes, ou moins longtemps s'il est trop épuisé pour continuer. Utilisez un chronomètre et comptez leurs pas à voix haute.
Après le test, demandez à l'enfant de s'asseoir immédiatement. Mesurez leur fréquence cardiaque en sentant le pouls de leur poignet et en comptant les battements cardiaques pendant 30 secondes, puis en multipliant ce nombre par deux. Attendez deux minutes et mesurez à nouveau leur fréquence cardiaque. Pour chaque enfant, soustrayez sa fréquence cardiaque deux minutes après la fin du Harvard Step Test de sa fréquence cardiaque immédiatement après le test. La différence de fréquence cardiaque indique à quelle vitesse leur cœur est capable de revenir à un rythme de repos après un effort. Plus le nombre est grand, plus le niveau de forme physique de l'enfant est élevé.
Créez des graphiques linéaires comparant les IMC des enfants et les nombres de fréquence cardiaque de récupération. Considérez votre hypothèse initiale et si les résultats l'ont appuyée. Quelles conclusions pouvez-vous tirer de l'utilisation de l'IMC pour mesurer la condition physique et la santé des enfants ?
