全國中小學科展

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第56屆--民國105年

指點迷「經」—論述金門青少年對生理期的認知

生理期開始到年期結束之中,有很多女性會面對自己不同的困擾,而男性們對於女性的生理期更是充滿了許多的疑惑與誤解。本實驗利用問卷的形式調查金近四百人,去針對金門縣青少年階段的迷思概念討論,分成三大類:1女性生理期過程中的各種食物對生理的影響與真實情況的差距、2男性對於女性生理期的認知與真實情況的差距、3同時比對男性與女性雙方對於女性生理期的認知相似程度。 而在整個實驗後期,利用問卷內有問到是否為金門人以及身高體重的數據,特別比對金門在地人的身高與台灣成年男女的平均身高差,發現到「金門人比較矮」這些外地居民或是長輩耆老們的既定印象被解開了!並不是金門人比較矮,正確的說法是:金門的男生比較矮。

從地震能量及頻率探討台灣地區地震特性

本研究利用USGS及中央氣象局地震資料庫,分析不同區域地震規模與頻率及實際累積能量與理論累積能量殘差,討論不同地震帶特性並建立地震發生可能性。得到下列結論: 一、地震規模與其發生頻率對數值作圖,會呈現一次函數關係,地震密集帶的斜率愈平緩,其能量累積愈多,大地震的頻率也較高。 二、小規模地震釋放能量少,縱使次數遠多於大地震,但主要的累積能量還是倚靠大規模地震來釋放。 三、台灣地震發生頻繁且能量累積最大的是東北部地震帶,其次是東部地震帶,最少的是西部地震帶。 四、若在大規模地震發生頻率較長時間統計來的少或地震能量累積的殘差圖出現在負值區較大的位置,大規模地震發生的可能性較高。

即刻救援

筆者將2005亞太數學奧林匹亞(APMO)試題第四題,延伸題幹情境,將「一個在邊界上之起火點」的條件推廣至「任意位置之多個起火點」,並討論單位時間內搶救數大於1、改變棋盤條件及改變火勢蔓延方式等情況的燃燒數,再推廣至空間系統。在每一種情境下,試著找出最佳的搶救方法、歸納最小燃燒數的規律並證明其皆為最佳的策略,而後發現當起火點數(f)為s個,單位時間內搶救數(d)為1時,燃燒總數b=k(n-k)+(n+1)(h+s);d為2時,火勢被三面包圍之燃燒總數為b=k(k+s)+(4s+1-⌈k/2⌉)⌈k/2⌉+(2s-⌈k/2⌉)⌈(k+1)/2-⌈k/2⌉⌉+(s2-s)/2;而其他條件下,最佳搶救方法的燃燒規律、燃燒數皆有相關性。

豐功偉『葉』~做一顆最佳『綠能』可充式行動電池之研究

四上的戶外教學,老師帶我們到風力發電園區參觀,以及看了學校的太陽能板工程,我們才知道神奇的風能、太陽光、熱能都能轉成電能。原來,這些都可以發電,那還有什麼東西可以發電?我們蒐集關於發電的資料,竟發現有種來自植物的葉綠素電池也能發電。由於我們野外也有許多綠色植物,它們享有當地得天獨厚的強烈光能,所以我們也想了解這些綠色植物真的能由光能轉成電能,變成一顆可帶著走的可充式『行動電池』嗎?我們決定親自來嘗試是否能將當地常見的綠色植物製作成一顆電池。

許地球一個不渴的未來-太陽能海水淡化裝置

2015年4月,全台發生嚴重的缺水危機,然而台灣四面環海,年降雨量也不少,照理來說應該要比沙漠國家更不缺水才對。沙漠型的國家(如以色列)都採用海水淡化解決缺水問題,台灣呢? 從最先研究的各種海水淡化的方法,如:逆滲透、多極閃化、電透析法、蒸發法等,而我們選擇了成本最低及製作方法最基本的蒸氣法。 創造出最有效率的蒸氣海淡法便成為了我們這次實驗的目的,從利用酒精燈燃燒過濾海水到利用凸透鏡和凹面鏡及微型凸透鏡(利用太陽能反射)等歷經多次實驗,將蒸氣海淡法提升到兼顧低成本及高效率。

因緣際繪

這次科展是觀察地板磁磚的拼貼方式而得到的靈感:是否存在一種方法可將磁磚封閉區域內的正方形數量算出?先簡化題目,從最小的封閉區域-對角線算起,發現對角線經過的格子數與長方形的長、寬和長、寬的最大公因數有關。再把封閉區域變大,為找出規律,將區域內的格子分紅、藍、黃三部份討論,並把這三部份格子數相加所得的算式,整理成簡潔公式。隨著封閉區域變大,我們用同樣方式觀察,推導出許多類似的公式,巧妙的是公式間也有規律,可彙整成一個完整公式。最後運用逆向思考推導出適合任何情況的T公式,讓研究結果從特殊化變為一般化,適用範圍更廣泛。將此公式帶入長方形的長寬以及封閉區域起點終點移動的距離,就能算出封閉區域的格子數。

食品添加物對P19細胞神經分化之影響

食品安全問題逐漸受到重視,我們想探討食品添加物的影響範圍是否涵蓋神經分化層面。我們以小鼠胚胎幹細胞(P19細胞)作觀察,利用維生素A酸誘導P19細胞分化,用不同濃度的培養液經過多次實驗後建立穩定、生長情形佳的細胞培養平台,並添加生活中幾種常見的食品添加物,如:糖類、茶及味精。先觀察細胞在不同濃度的食品添加物中的生長情形,找出影響顯著的濃度,進一步操作分化實驗,再利用免疫螢光染色法,觀察分化狀況,了解各添加物對類神經細胞分化的影響。結果顯示代糖、茶、味精能促進分化,而黑糖較無明顯差異。我們由細胞培養的過程,建立食品添加物對類神經細胞分化影響的研究平台,往後可依此模式測試更多環境因子及藥物對細胞分化的影響。

「紫爆」不助我!--環境中細懸浮微粒(PM2.5)的偵測研究

球表面覆蓋範圍約一千公里的大氣,而大氣中的PM2.5(氣膠的一種)在生活中或許不容易讓我們發覺..... 然而卻時時刻刻都漫佈在我們的生活週遭,並成為我們呼吸空氣的一部份,嚴重影響到我們生存的環境及生活品質,甚至讓我們的健康受到威脅,此研究以LASS開源公益的平價Ameba與LinkIt one開發板及G3 與A4感測器所組成的感測裝置進行PM2.5的偵測。研究結果:(一)LASS監測PM2.5濃度的作法適合運用在對地球環境的了解與調查,(二)新北市新店區的PM2.5濃度比彰化縣大城鄉來得低,(三)不同距離馬路位置(遠近、高低)PM2.5的濃度有差異,(四)空氣流動會影響PM2.5的濃度,(五)N95口罩防護PM2.5的效果最好,(六)意識到力行環境保護的重要性。

滑動方塊中的數學

本作品是研究手機平板遊戲WrapSlide的遊戲規則與滑動技巧,針對遊戲的動作,觀察其滑動過程與動作的結果,探討其連續滑動之動作並建立相關的數學公式,定義出旗標方格與軌跡,探討方陣與旗標軌跡的旋轉對稱性,並建構一個數學的估算方法,去計算完成遊戲中各種難度或層次所需的最多滑動次數,並將上述探討之滑動方塊的性質,擴充與應用至無限大之方陣。

管道大風吹

灣的管道效應最明顯的地方是在西部與澎湖地區所夾成的區域,此區在東北季風南下時造成澎湖和梧棲風力強勁。管道效應能應用白努力定律解釋。白努力定律是一個關於流體力學的定律,假設流體在穩定、非黏滯、不可壓縮的條件下,截面積改變會影響流速。根據此連續方程式A1V1=A2V2=常數 (其中A為截面積,V為流速)解釋,臺灣海峽部分區域因截面積變小,風速因此變快。 研究顯示管道效應因季節變化有明顯不同:冬季有強盛的管道效應,而夏季則不明顯。管道效應強弱仍直接受控於東北季風本身的強度,因次研究顯示冬季的鋒面系統能使管道效應因鋒面來臨先減弱後再增強。如果管道效應能捉摸清楚,搭配風力發電,應有助於紓解能源危機。