Научные ярмарки дают студентам возможность углубиться в научные концепции, которые их волнуют, и проявить творческий подход при планировании своих проектов. Успешные проекты часто начинаются с гипотезы о науке, лежащей в основе того, что вы видите в повседневной жизни, и используют новаторские эксперименты, чтобы делать выводы.
Проект начальной школы: замороженные конфеты
Некоторые люди замораживают плитки шоколада перед тем, как съесть их, но большинство людей не хотят сначала замораживать мармеладных червей. Изучение того, как различные материалы ощущаются и ведут себя, называется материаловедением. У материаловедов много работы, например, обеспечение долговечности зданий и устойчивости к определенным погодным условиям.
В этом проекте используются простые методы материаловедения для проверки гибкости конфет. Когда вы можете сгибать материал, и он сохраняет форму, он «пластичный». Гибкая конфета гнется сама по себе, а хрупкая конфета не остается гнутой. Получите по шесть конфет каждого из трех типов. Разверните по три конфеты и поместите их в морозильную камеру на час.
Разверните оставшиеся конфеты. Возьмите один в обе руки и согните его как можно медленнее, внимательно наблюдая за тем, что происходит. Сгибайте его, пока он не сломается, или полностью сложите пополам, если не сломается.
Оцените каждую конфету по шкале от 1 до 5. 1 представляет собой очень гибкую мягкую конфету, которая сгибается сама по себе или не сохраняет свою форму при сгибании. 5 - очень хрупкая конфета, которая не остается согнутой, и если вы согнете ее слишком сильно, она быстро сломается пополам.
Повторите это для каждой из трех частей всех трех конфет, находящихся при комнатной температуре. Сделайте то же самое с замороженными конфетами, но не вынимайте их сразу из морозильной камеры. Снимите одну, согните и оцените, а затем выньте следующую конфету.
Вычислите среднее или «среднее значение» для каждого набора из трех конфет в морозильной камере и каждого набора из трех конфет при комнатной температуре (см. «Ресурсы» для получения помощи по вычислению средних значений). Сравните леденцы комнатной температуры с замороженными, а разные конфеты друг с другом. Обратите внимание на то, были ли некоторые конфеты более гибкими и хрупкими, и были ли некоторые конфеты больше подвержены влиянию замораживания. Рассмотрим, чем вызваны различия в конфетах.
Проект средней школы: дольше ли работают батареи при хранении в холодильнике?
Многие хранят одноразовые батарейки в холодильнике, чтобы они оставались прохладными и сухими. Другие утверждают, что температура в доме достаточно прохладна для батарей, и что присутствие продуктов и конденсата в холодильнике может повредить батареи из-за влаги. Этот эксперимент проверяет, правда ли верить в то, что батареи служат дольше в холодильнике.
Приобретите девять новых неиспользованных одноразовых щелочных батареек AA той же марки. Храните три из них в герметичном контейнере в холодильнике, чтобы защитить их от возможной влаги, а еще три в небольшом открытом контейнере на той же полке холодильника, что и другие батареи. Оставшиеся три храните в шкафу. Оставьте их там на один-три месяца.
По окончании периода хранения соберите батареи, стараясь не смешивать разные группы. Подождите около часа, чтобы охлаждаемые батареи нагрелись до комнатной температуры. Вам понадобится тестер напряжения батареи с цифровым дисплеем, который вы можете купить менее чем за 10 долларов. Используйте тестер, чтобы измерить и записать результат числа напряжений для каждой батареи.
Рассчитайте среднее напряжение для каждой группы аккумуляторов, которые хранились вместе (см. Справочные ресурсы). Сравните среднее напряжение каждой группы батарей. Чем выше напряжение, тем больше заряда батареи. Указали ли результаты на то, что хранение в холодильнике продлило срок службы батарей? Была ли разница между двумя группами, хранящимися в холодильнике?
Проект средней школы: предсказывают ли индексы массы тела детей их физическую форму?
Все больше и больше детей с избыточным весом часто попадают в новости. Органы здравоохранения обеспокоены риском серьезных заболеваний у детей с избыточным весом. Многие организации выступили с инициативами по повышению уровня физической подготовки детей с индексом массы тела (ИМТ) выше 85-го процентиля для их возраста. К сожалению, не было единого мнения о том, какие стратегии оказались эффективными, и даже о том, являются ли дети с высоким ИМТ физически менее подготовленными, чем их сверстники. Этот проект исследует связь между ИМТ детей и их сердечно-сосудистой системой.
Разработайте гипотезу, предсказывающую, будут ли дети с ИМТ выше 85-го процентиля иметь более низкий уровень физической подготовки, чем дети с ИМТ ниже 85-го процентиля. Выберите группу от 15 до 20 мальчиков и от 15 до 20 девочек. Все дети должны быть в возрасте до двух лет. Получить формы согласия, подписанные детьми и их родителями или опекунами; ваш учитель должен быть в состоянии помочь вам создать соответствующую форму.
Измерьте рост и вес каждого ребенка. Вы можете ввести эти данные в онлайн-калькулятор ИМТ в детстве в разделе «Ресурсы» этой статьи, чтобы определить ИМТ каждого ребенка. Измерьте их физическую форму с помощью Гарвардского степ-теста. Проверяя по одному ребенку, попросите каждого ребенка встать у подножия лестницы и подняться на нее. первый шаг обеими ногами, а затем возвращение на пол обеими ногами в режиме «вверх-вверх-вниз-вниз» ритм. Попросите ребенка делать это 30 раз в минуту в течение четырех минут или меньше времени, если он слишком устал, чтобы продолжать. Используйте секундомер и вслух считайте шаги.
После теста немедленно попросите ребенка сесть. Измерьте частоту сердечных сокращений, почувствовав пульс на запястье и посчитав удары сердца в течение 30 секунд, а затем умножив это число на два. Подождите две минуты и снова измерьте пульс. Для каждого ребенка вычтите его частоту сердечных сокращений через две минуты после окончания Гарвардского шагового теста из их сердечного ритма сразу после теста. Разница в частоте сердечных сокращений указывает на то, насколько быстро их сердца могут вернуться в состояние покоя после нагрузки. Чем больше число, тем выше физическая подготовка ребенка.
Создайте линейные графики, сравнивая ИМТ детей и показатели пульса восстановления. Обдумайте свою первоначальную гипотезу и подтвердите ее результаты. Какие выводы вы можете сделать об использовании ИМТ для измерения физической формы и здоровья детей?
