科学博覧会は、学生に彼らを興奮させる科学的概念を掘り下げ、彼らのプロジェクトを計画するときに創造的になる機会を与えます。 多くの場合、成功するプロジェクトは、日常生活で目にするものの背後にある科学についての仮説から始まり、革新的な実験を使用して結論を導き出します。
小学校プロジェクト：冷凍キャンディー
チョコレートバーを食べる前に凍らせる人もいますが、ほとんどの人は最初にグミワームを凍らせたくないでしょう。 さまざまな材料がどのように感じ、振る舞うかを研究することを材料科学と呼びます。 材料科学者には、建物が特定の気象条件に耐えられるようにするなど、多くの仕事があります。
このプロジェクトでは、簡単な材料科学技術を使用して、キャンディーの柔軟性をテストします。 材料を曲げることができ、それが形状を保持している場合、それは「延性」です。 柔軟なキャンディーはそれ自体で曲がりますが、もろいキャンディーは曲がったままではありません。 3種類のキャンディーをそれぞれ6個ずつ入手します。 各キャンディーを3つ開封し、冷凍庫に1時間入れます。
残りのキャンディーを開梱します。 片方を両手に持って、何が起こるかを注意深く見ながら、できるだけゆっくりと曲げます。 折れるまで曲げるか、折れない場合は完全に半分に折ります。
各キャンディーを1から5のスケールで評価します。 1は非常に柔軟で柔らかいキャンディーで、それ自体が曲がるか、曲がったときに独自の形状を保持しません。 5は非常に壊れやすいキャンディーで、曲がったままになりません。曲げすぎると、すぐに半分になります。
3つのキャンディーすべての3つの室温の部分のそれぞれについてこれを繰り返します。 冷凍キャンディーについても同じようにしますが、一度にすべてを冷凍庫から取り出さないでください。 1つを削除し、曲げて評価してから、次のキャンディーを削除します。
冷凍庫内の3つのキャンディーの各セットと室温での3つのキャンディーの各セットの平均、つまり「平均値」を計算します（平均値の計算については、「参考文献」を参照してください）。 室温のキャンディーを冷凍のキャンディーと比較し、異なるキャンディーを互いに比較します。 特定のキャンディーがより柔軟で壊れやすいかどうか、および特定のキャンディーが凍結によってより影響を受けたかどうかに注意してください。 キャンディーの違いの原因を考えてみましょう。
中学校のプロジェクト：バッテリーは冷蔵庫に保管すると長持ちしますか？
多くの人が使い捨て電池を冷蔵庫に保管して、冷たく乾いた状態に保ちます。 他の人は、家庭の温度はバッテリーにとって十分に低いと主張し、冷蔵庫内の食物と結露の存在は湿気でバッテリーを損傷するだろうと主張します。 この実験では、バッテリーが冷蔵庫で長持ちするという信念に真実があるかどうかをテストします。
同じブランドの未使用のAA使い捨てアルカリ電池を9個入手します。 そのうちの3つは、湿気から保護するために冷蔵庫の密閉容器に保管し、別の3つは、他のバッテリーと同じ冷蔵庫の棚にある小さな開いたビンに保管します。 残りの3つはキャビネット内に保管してください。 それらを1〜3か月そのままにしておきます。
保管期間の終わりに、異なるグループを混同しないように注意しながら、バッテリーを集めてください。 冷蔵バッテリーが室温になるまで約1時間待ちます。 デジタルディスプレイ付きのバッテリー電圧テスターが必要になります。これは10ドル未満で購入できます。 テスターを使用して、各バッテリーの電圧数の結果を測定および記録します。
一緒に保管されたバッテリーの各グループの平均電圧を計算します（ヘルプについては、「参考文献」を参照してください）。 バッテリーの各グループの平均電圧を比較します。 電圧が高いほど、バッテリーの寿命は長くなります。 結果は、冷蔵庫に保管することでバッテリーの寿命が延びるかどうかを示しましたか？ 冷蔵庫に保管されている2つのグループに違いはありましたか？
高校のプロジェクト：子供のボディマス指数は彼らの体力を予測しますか？
太りすぎの子供たちの増加はしばしばニュースになります。 保健当局は、太りすぎの子供たちの深刻な病気のリスクを懸念しています。 多くの組織が、年齢の85パーセンタイルを超えるボディマス指数（BMI）を持つ子供のフィットネスレベルを上げるためのイニシアチブを開始しました。 残念ながら、どの戦略が効果的であったか、あるいはBMIが高い子供が仲間よりも体調が悪いかどうかについてのコンセンサスはありませんでした。 このプロジェクトでは、子供のBMIと心臓血管の健康との関係を探ります。
BMIが85パーセンタイルを超える子供がBMIが85パーセンタイルを下回る子供よりもフィットネスレベルが低いかどうかを予測する仮説を立てます。 15〜20人の男の子と15〜20人の女の子のグループを選択します。 子供はすべて2歳の範囲内である必要があります。 子供とその親または保護者が署名した同意書を入手します。 あなたの先生はあなたが適切なフォームを作成するのを手伝うことができるはずです。
各子供の身長と体重を測定します。 この記事の「リソース」セクションにある子供時代のBMIオンライン計算機にこのデータを入力して、各子供のBMIを決定できます。 ハーバードステップテストを使用して、フィットネスを測定します。 一度に一人の子供をテストし、各子供に階段の一番下に立ってもらい、 両足で最初のステップを踏み、次に両足で床に戻り、「アップアップダウンダウン」で リズム。 子供にこれを1分間に30回、4分間、または倦怠感が強すぎて続行できない場合はそれより短い時間で行ってもらいます。 ストップウォッチを使用して、歩数を大声で数えます。
テストの後、子供にすぐに座ってもらいます。 手首の脈拍を感じ、30秒間心拍数を数え、その数値に2を掛けて、心拍数を測定します。 2分待ってから、心拍数をもう一度測定します。 各子供について、ハーバードステップテストの終了後2分で、テスト直後の心拍数から心拍数を引きます。 心拍数の違いは、運動後に心臓がどれだけ早く安静時の心拍数に戻ることができるかを示しています。 数字が大きいほど、子供の体力レベルは高くなります。
子供のBMIと回復心拍数を比較する線グラフを作成します。 最初の仮説と、結果がそれを裏付けているかどうかを検討してください。 BMIを使用して子供のフィットネスと健康を測定することについてどのような結論を導き出すことができますか？
