全國中小學科展

第55屆--民國104年

輕鬆發電

本作品結合運動與發電,探究一種用上更輕鬆的發電裝置,操作者只要站立偏移身體重心,由身體重心與旋轉軸所產生的力矩經由機構增速來驅動直流發電機旋轉,藉以產生發電能量。 在機構設計上當踏板左右踩踏時會驅動四組曲柄搖桿倒置機構,將擺動轉換為旋轉運動,延長加速驅動時間,連接至發電機增速機構,測試飛輪轉速補償效果,使得發電機轉軸產生一定的發電轉速,設計監視人機介面,可以讓使用者能清楚知道現行電壓、電流、轉速和發電量,提升發電意願和樂趣。

『虹』透半邊天-全圓彩虹登場!

我們的實驗以噴水以及玻璃珠的方式來製造穩定的彩虹,實驗中我們發現,利用玻璃珠製造全圓彩虹比水滴簡單許多,我們也發現折射率較高的玻璃珠所做出來的全圓彩虹上下可視角約44~46度,而小水滴不適合的原因是因為可視角太大上下整個圓可視角約85度(42.5*2),明顯超過人眼能同時見到的可視角,所以我們只能看到一整個圓彩虹的一部分,而彩虹的圓心就出現在反日點;另外我們也發現玻璃珠的大小確實會影響彩虹的寬度、仰角、複虹、白色弧形區域以及霧虹的產生與變化。

倒立水母的環境調查與收縮行為初探

倒立水母其傘部會收縮引發水流,為水母帶來獵物。本研究除進行在林園濕地中倒立水母的數量調查外,並設計實驗,探討個體大小、光照與否、餵食豐年蝦對其收縮次數變化之影響。水母對於暗區與亮區的選擇及對三個連續性光照梯度的選擇。研究結果顯示,其個體越大,收縮次數越少;白天與用手電筒照射的狀況下,收縮次數也較多;在餵食豐年蝦的條件下,其收縮次數也有明顯的增加。水母對於亮區也有明顯的移動。田野調查中,冬季調查水母數量大約500多隻左右,但進入夏季時節數量超過1000隻,4-5月為繁殖期,大量增長。對於水母的消長狀況,需要長時間的監測,進行更多的宣導和教育,進而維持濕地生態的豐富與多元性。

埋雷奇兵

本研究探討在n×n的方格表中,置入f(n)個地雷,f(n)代表在n×n的方格表中,依掃雷方式進行後,能確保至少剩下一個地雷,所要置放地雷的最少個數。我們透過觀察、尋找關係、猜測、檢驗、證明及公式的探究過程,發現方格表邊長為奇、偶數是討論的關鍵,我們運用抽屜原理找出在n×n的方格表中,所置入地雷最少個數的公式並加以證明,結果如下: (一)若n為偶數(n=2k,k≥1),則f(n)=3k+1。 (二)若n為奇數(n=2k+1,k≥1),則f(n)=3k+3。 此外,我們也找到了 × 的方格表中,置放地雷的快速完成法及快速檢查法。為了更多人能了解埋雷遊戲及體驗我們的研究歷程,我們則在老師的協助下著手設計flash教學遊戲,希望能推廣埋雷遊戲及展示研究發現。

水來「蚵」擋—蚵殼粉製成沙包之可行性研究

俗稱「蚵仔」的牡蠣是台灣重要的經濟性貝類,沿海一帶的產量很多,連帶產生許多廢棄蚵殼。本研究旨在探討蚵殼粉適不適合應用於沙包的製作,分為吸水效果、排水效果和擋水效果三部分進行實驗。研究發現:長時間浸水後,細蚵殼粉的吸水效果較佳;短時間內則否。排水效果是細蚵殼粉的沙包較佳。蚵殼粉沙包較一般沙石沙包可以阻擋水的流滲及延緩積水的時間,且無論是蚵殼粉沙包或一般沙石沙包,濕潤狀態的擋水效果比乾燥狀態來得好。

平面中路徑糾纏狀況之探討

一開始,我們想求出兩人走捷徑且不相交的捷徑總數,並利用終點交換的方式求出其解。之後我們想求出三人走捷徑且不相交的捷徑總數,我們採用分析的方法,將其分類並逐步討論其解答,之後利用人數格數的變化關係製造出其他的等價問題,並以矩陣的方式推出遞迴式,我們閱讀其他的科展作品後,發現我們的可以轉換成其地磚問題,並順便解決之。

就是要吸,『氧』『酶』不吐氣!

國中自然課本中關於氧氣製備的實驗,一般都是以過氧化氫加入二氧化錳作為催化劑來完成。但是,實驗過程中,劇烈反應產生的大量氣體容易發生危險,二氧化錳的回收也費時費力。我們的實驗想找出可用的校園植物,利用內含的過氧化氫酶來取代二氧化錳的功能。根據實驗結果,並模擬學校製備氧氣的環境,水黃皮具有較大的反應溫度範圍,較好的反應速率。尤其是利用4℃冷藏保存的方式,可延長水黃皮過氧化氫酶的正常活性達18天之久,很適合取代二氧化錳。另外,有鑑於市面上攜帶式氧氣瓶的售價頗高,填充新的氧氣又要付費,我們也設計了簡易攜帶式環保氧氣瓶,可以提供給常登山但容易因缺氧而頭暈的山友一個便宜又方便的選擇。

食在小心,開發APP以進行飲食健康管理之研究

本專題係經開發的APP透過掃描功能,取得商品成分與熱量,依據客製化的基本資料與病史,商品內若有慢性疾病患者不宜食用過量的成分時,會出現語音提醒,達到熱量控管的效果並計算使用者一日所需總熱量,掃描並取得商品條碼後,將超標的熱量以紅色標示色顯示提醒使用者。設有疾病資訊查詢的功能,能讓使用者隨時了解五大慢性疾病的症狀與注意事項。為提升系統安全與效能設置手機與雲端兩種資料庫,當數據有新增或修正時同步紀錄於資料庫中,透過智慧型手機簡單的操作促進飲食健康管理,以達到改善全體國民健康的目標。若使用者長期配合APP控管,可改善使用者的飲食習慣與患者病發的機率,以促進全體國民健康,進而達到吃得健康,活得快樂的生活目標!

青春抗老的祕方─薑黃抗氧化力之探討

薑黃近年來成為熱門的保健食品,在生活中常被當作香料使用,是咖哩的主要成分。薑黃素是很好的抗氧化物質,我們主要採用碘滴定法來測量薑黃與不同根莖類蔬果的抗氧化力,其中薑黃的抗氧化力最好。經由加熱後,其他根莖類蔬果汁的抗氧化力下降許多,但是薑黃加熱至90℃或是持續加熱10分鐘後,薑黃的抗氧化力差異不大,因此,薑黃是可經由長時間烹煮的食材。薑黃除了當成食材運用外,亦可製成手工皂及護手霜,手工皂中有添加過濾後的薑黃汁液,清洗後不會有薑黃色素殘留,反而洗後滑嫩不乾澀,還留有淡淡薑黃的清香味。

蛋膜通透銅錯離子

本研究主要是探討錯離子是否可以通過蛋膜及其相關的問題。我們經由蒐集現有資料後做出比較有可能的假設再進行實驗,證明不只有離子可以通過,錯離子也是可以通過蛋膜的。並藉由在課堂上學習到有關滲透和擴散的知識,加上紫外光光譜和導電度計的運用,加以得知通透速率,並進一步做更深入之研究。