A tudományos vásárok lehetőséget adnak a hallgatóknak, hogy elmélyüljenek az őket izgató tudományos koncepciókban, és kreatívak legyenek projektjeik megtervezésekor. A sikeres projektek gyakran azzal a hipotézissel kezdődnek, hogy a tudomány mögött mi áll a mindennapokban, és innovatív kísérletek segítségével vonják le a következtetéseket.
Általános iskolai projekt: Fagyasztott cukorka
Vannak, akik elfagyasztják csokoládéjukat, mielőtt megennék őket, de a legtöbb ember nem akarja először megfagyasztani a gumicukrot. A különböző anyagok érzésének és viselkedésének tanulmányozását anyagtudománynak nevezik. Az anyagkutatóknak sok munkájuk van, például arról, hogy az épületek tartósak és ellenálljanak bizonyos időjárási viszonyoknak.
Ez a projekt egyszerű anyagtudományi technikákat alkalmaz a cukorkák rugalmasságának tesztelésére. Ha hajlíthat egy anyagot, és megtartja az alakját, akkor az „alakítható”. A rugalmas cukorka önmagában meghajlik, míg a törékeny cukorka nem marad hajlított. Szerezzen be hatot a háromféle cukorkából. Csomagoljon ki minden cukorkából hármat, és tegye a fagyasztóba egy órára.
Csomagolja ki a maradék cukorkákat. Vegyen egyet mindkét kezébe, és hajlítsa meg a lehető leglassabban, miközben szorosan figyel, hogy mi történik. Hajlítsa meg, amíg el nem törik, vagy teljesen félbehajtja, ha nem törik el.
Értékeljen minden cukorkát 1-től 5-ig terjedő skálán. Az 1 egy nagyon rugalmas, puha cukorka, amely önmagában meghajlik, vagy hajlítva nem tartja meg a saját alakját. Az 5 egy nagyon törékeny cukorka, amely nem marad hajlított, és ha túlságosan meghajlítja, gyorsan felére pattan.
Ismételje meg ezt mindhárom cukorka három szobahőmérsékletű darabján. Tegye ugyanezt a fagyasztott cukorkák esetében is, de ne távolítsa el mindet egyszerre a fagyasztóból. Távolítson el egyet, hajlítsa meg és értékelje, majd távolítsa el a következő cukorkát.
Számítsa ki az átlagos, vagyis az „átlagértéket” a fagyasztóban lévő három cukorkát és szobahőmérsékleten a három cukorkát tartalmazó készlet esetében (lásd az Erőforrások című részt az átlagértékek kiszámításához). Hasonlítsa össze a szobahőmérsékletű cukorkákat a fagyasztottakkal és a különböző cukorkákat egymással. Vegye figyelembe, hogy bizonyos cukorkák rugalmasabbak és törékenyebbek voltak-e, és hogy bizonyos cukorkákat jobban érintett-e a fagyás. Fontolja meg, mi okozta a cukorkák közötti különbségeket.
Középiskolai projekt: Hosszabb ideig tárolódnak-e az elemek?
Sokan hűtőszekrényben tárolják az eldobható elemeket, hogy hűvösek és szárazak legyenek. Mások azt állítják, hogy a háztartási hőmérséklet elég hűvös az elemek számára, és hogy az ételek és a hűtőszekrényben lévő kondenzáció károsítja az elemeket nedvességgel. Ez a kísérlet azt teszteli, van-e igazság annak a meggyőződésnek, hogy az elemek hosszabb ideig tartanak a hűtőszekrényben.
Szerezzen be kilenc új, nem használt, azonos márkájú AA eldobható alkáli elemet. Hármat tároljon egy légmentesen lezárt edényben a hűtőszekrényben, hogy megvédje őket az esetleges nedvességtől, további hármat pedig egy kis nyitott tartályban, ugyanazon a hűtőszekrény polcán, mint a többi elem. Tárolja a maradék hármat egy szekrényben. Hagyja őket egy-három hónapig.
A tárolási időszak végén gyűjtse össze az elemeket, ügyelve arra, hogy ne keverje össze a különböző csoportokat. Várjon körülbelül egy órát, hogy a hűtött elemek szobahőmérsékletre melegedjenek. Szüksége lesz egy digitális kijelzővel ellátott akkumulátorfeszültség-tesztelőre, amelyet 10 dollárnál kevesebbért vásárolhat meg. Használja a tesztert az egyes akkumulátorok feszültségszámának mérésére és rögzítésére.
Számítsa ki az összes együtt tárolt elemcsoport átlagos feszültségét (a segítségért lásd: Források). Hasonlítsa össze az egyes elemcsoportok átlagos feszültségét. Minél nagyobb a feszültség, annál több élettartama marad egy elemnek. Az eredmények azt mutatták, hogy a hűtőszekrényben történő tárolás meghosszabbította-e az elemek élettartamát? Volt különbség a hűtőben tárolt két csoport között?
Középiskolai projekt: Megjósolják-e a gyermekek testtömeg-indexei fizikai erőnlétüket?
A túlsúlyos gyermekek növekvő száma gyakran híreket hoz. Az egészségügyi hatóságokat aggasztja a túlsúlyos gyermekek súlyos betegségek kockázata. Számos szervezet kezdeményezett olyan gyermekek fitnesz szintjének növelését, akiknek testtömeg-indexük (BMI) koruk szerint meghaladja a 85. percentilis értékét. Sajnos nem született konszenzus arról, hogy a stratégiák - ha vannak ilyenek - hatékonyak voltak, vagy akár a magas BMI-vel rendelkező gyermekek fizikailag kevésbé alkalmasak, mint társaik. Ez a projekt a gyermekek BMI és kardiovaszkuláris fittségük közötti kapcsolatot vizsgálja.
Készítsen egy hipotézist, amely megjósolja, hogy a 85. percentilis feletti BMI-vel rendelkező gyermekek alacsonyabb kondícióval rendelkeznek-e, mint a 85. percentilis alatti BMI-vel rendelkező gyermekek. Válasszon egy 15-20 fiúból és 15-20 lányból álló csoportot. A gyermekeknek kétéves korhatáron belül kell lenniük. Szerezzen beleegyezési űrlapokat, amelyeket a gyermekek, szüleik vagy gondviselőik írnak alá tanárának képesnek kell lennie arra, hogy segítsen a megfelelő űrlap létrehozásában.
Mérje meg az egyes gyermekek magasságát és súlyát. Ezeket az adatokat beírhatja a gyermekkori BMI online kalkulátorba a cikk Erőforrások részében, hogy meghatározza az egyes gyermekek BMI-jét. Mérje meg a fitneszüket a Harvard Step Test segítségével. Egyszerre egy gyermeket tesztelve kérje meg, hogy minden gyermek álljon a lépcső aljára, és lépjen fel a gyermekre első lépés mindkét lábával, majd mindkét lábával visszafelé a padlóra, „fel-le-lefelé” ritmus. Kérd meg a gyereket, hogy ezt percenként 30-szor végezze négy percig, vagy kevesebb ideig, ha túl kimerült lesz a folytatáshoz. Használjon stoppert, és számolja meg hangosan a lépéseiket.
A teszt után a gyermek azonnal üljön le. Mérje meg a pulzusukat úgy, hogy érzi a csukló pulzusát, és 30 másodpercig számolja a szívverést, majd ezt a számot megszorozza kettővel. Várjon két percet, és ismételje meg a pulzusukat. Minden gyermeknél a teszt után közvetlenül a Harvard Step Test befejezése után két perccel vonja le a pulzusát. A pulzusszám különbsége jelzi, hogy a szívük milyen gyorsan képes visszatérni nyugalmi frekvenciára az erőfeszítés után. Minél nagyobb a szám, annál magasabb a gyermek fitneszszintje.
Készítsen vonaldiagramokat, amelyek összehasonlítják a gyermekek BMI-jét és a helyreállítási pulzusszámokat. Vegye figyelembe a kezdeti hipotézisét, és azt, hogy az eredmények alátámasztották-e. Milyen következtetéseket vonhat le a BMI használatáról a gyermekek fittségének és egészségének mérésére?