全國中小學科展

第58屆--民國107年

青菜在家─探討青菜變黃的原因與解決方式

經烹煮過的菜會變黃是正常現象,一般會加入食用小蘇打使便當青菜保持翠綠,但往往隨性添加,容易攝取過量的鈉。不同蔬菜對於溫度反應亦不同,經實驗得知,青江菜相較於地瓜葉及空心菜較不易變黃,可減少用量。因高溫且密閉的環境易造成變色,煮菜時應避免蓋上鍋蓋、減少加熱時間並盡快食用。由可見光譜得知在加入小蘇打後,葉綠素在藍光區的最大吸收峰會由430~480nm移至410~420nm,產生新物質,顏色看起來較為鮮綠。若要使用小蘇打可酌量並在煮過後過水,且避免用在較軟的青菜上。

渾身解塑-以回收紙漿和洋菜製作可分解垃圾袋

在台灣,關於海龜和鯨豚被塑膠垃圾傷害的新聞不少,減少使用塑膠製品,或製成無塑垃圾袋,是當務之急。本研究探討利用紙漿和洋菜,製作可分解垃圾袋,與市售的垃圾袋比較,土壤分解實驗中,自製垃圾袋在71天內,在土壤中完全分解,而市售垃圾袋無法在土壤中分解。燃燒實驗中,自製垃圾袋燃燒時,聞起來的味道是燒金紙的味道,而碳酸鈣垃圾袋,燃燒時有塑膠的惡臭。耐拉實驗中,自製垃圾袋比市售的垃圾袋可以裝更重的垃圾,耐穿刺實驗中,自製垃圾袋不易被圖釘刺破。耐磨實驗中,自製的垃圾袋與市售的垃圾袋相比較不容易被磨破,平均摩擦13次才會破。加桐油的透水實驗中,自製的垃圾袋兩側均勻抹上桐油後,明顯改善垃圾袋容易滲水的缺點。

「塵室」獵人-植物滯塵量的研究

為了研究植物葉片能吸附塵埃的能力,我們觀察校園常見盆栽,利用拍照及電腦分析植物有效截塵面積,並觀察氣孔和葉面特性,嘗試分析落塵停著和再次吹風後真正附著落塵的能力,並尋找增加滯塵量的方法。因此設計揚塵落塵實驗箱,研究17 種植物葉片之滯塵效率。發現植物的確會降低空氣中的粉塵量。植物的滯塵量必須綜合考量面積、表面特質(如毛、波浪狀)或枝條凹陷處等。總葉面積、單葉面積大與停著滯塵量與有正相關。有效截塵面積較大者停著及附著滯塵量較高。附著滯塵量高者為是單葉小的植物。氣孔密度和附著滯塵量有正相關。潮溼葉片能增加滯塵量。單位面積滯塵效果佳者為仙人掌、羅漢松、四季秋海棠、迷迭香、西洋文竹、檸檬香蜂草、芙蓉。

化零為整,財源滾滾-自製環保硬幣分類機的可行性與原理探究之研究

本研究針對國小學童自製環保硬幣分類機的可行性,並依據自然課所學相關單元對其分類原理進行探索與研究, 探究過程發現: 一、利用學校回收材料做出不同類型及世代的硬幣分類機的門檻與困難度不高。 二、根據自然課所學之流水作用、電磁與槓桿原理,再依據不同硬幣的特性(面積、外徑與邊緣厚度大小或合金材質)來進行製作分類機的關鍵主體。 三、不同分類機根據其原理經過不斷實驗與調整後皆能達到一定的分類準確率。 依據以上各點我們證明了國小學童具有自製環保硬幣分類機的可行性,並印證了自然課 所學相關原理能探索與研究不同分類原理。並將研究成果納入學校自造教育各階段課程讓學 弟妹繼續探索學習與挑戰!

勾刺勾針勾住你-大花咸豐草與生活布料鈎刺關係之研究

大花咸豐草是學生在野地從事戶外活動時經常遇到的植物,本研究旨在探討我們常穿的衣服布料與大花咸豐草種子鉤刺程度的實際狀況,欲探索哪些布料會是在大花咸豐草生長茂密的野外,活動時穿著的好選擇。 在數種生活常用布料中,實驗發現雨衣最不易被大花咸豐草種子沾黏,學校棉布制服則是最易被鉤刺住的布料。排汗衣與運動排汗衣的聚酯纖維布料排列有規律性且較密集,令大花咸豐草的種子瘦果容易附著;而涼感衣的涼感紗布料排列較不規則鬆散,難以被鉤刺住;雨衣是用尼龍聚酯纖維製成,沒有孔隙,種子無法鉤刺在上面。在小朋友常穿的數種生活布料中,易被大花咸豐草種子鉤刺程度比較排列為:學校制服>運動排汗衣>排汗衣>涼感衣>雨衣。

後宮「軸環轉」—圓環運動理論之探討

觀察置於軸上的圓環經由傾斜會有顯著的橫向移動,本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現圓盤傾斜角度對橫向移動速度有顯著的影響,且此傾斜角度也表現出了相關於進動的週期現象。透過觀察此圓盤的運動模式,更發現現象和圓環參數有密切相關,藉由攝影並分析圓環各項物理數據,進而推導出理論模型並驗證所假設的想法,解釋軸上圓環運動橫向運動的現象。

獵兔傳奇

由一道追逐問題開始,藉由控制追蹤器使獵人與兔子距離最遠,得到一、二、三與四個獵人追一隻兔子時,兔子與獵人的距離關係遞迴式。修改遊戲規則:(1)讓兔子僅在部分回合隱形;(2)定義「謹慎」和「明智」兩種情況來探討增加獵人數對追兔子的影響。研究發現:(1)兔子在現身的任一回合,其與獵人移動前後距離不變。若兔子至少隱形一回合,獵人就無法與兔子所在處重合。在109回合中,兔子若隱形4999回合以下,則可達成原題要求。(2)當兔子是「明智」的,獵人就永遠追不到兔子;但若兔子是「謹慎」的,就能用二或四個獵人達成原題要求。此外在三或四個獵人追兔子時,讓兔子部分回合現身,在追過頭之前獵人與兔子的距離會遞減,有追過頭的回合兩者距離則遞增。

清涼來襲

本研究以通風、遮蔽陽光、煙囪效應、狹風效應等變項作為實驗主題,藉由Arduino和電子溫度模組測量及記錄溫度,嘗試找出適用在學校教室能降低室內溫度的方式,解決夏日炎熱之苦。 實驗結果發現,室內通風良好能夠帶來的降溫效益最大,封閉的教室和開窗的教室在平均溫度能有3度的差距!其次是遮蔽陽光的照射,雖然平均溫度差距不如通風明顯(溫度差距小於1度),但是仍算有效;最後,我們參考了網路上熱門的(DIY窮人冷氣機),製作前後端孔徑不同的「狹風板」對降溫同樣有幫助,在最炎熱的13:00到14:00間甚至可以有2度的溫差。

吹毛求疵--絨毛種子的飛行密碼

研究發現真實種子滯空時間和水平位移為纓絨花>芒草>小錦蘭;種子的質量、平均速度、平均加速度以及CD為纓絨花<芒草<小錦蘭。仿生種子最佳的側向力:寬度1.2公分,彎曲度90度,重量0.3公克,重心在下,絨毛長度5公分,絨毛數量720及900根,絨毛分布360度。最佳種子滑空比:絨毛分布360度,種子彎曲60度,絨毛數量720根,種子寬度1.4公分,絨毛長度5公分,種子重量0.5公克,重心在側邊。而在側向力與飛行模式實驗中,種子本身變因與其相關性較小,與絨毛相關性較大,顯示絨毛種子的絨毛對於種子的飛行模式具有高度的影響力。

風馳電生

本研究藉由先前製作太陽能庭園燈的經驗,想從市售庭園燈─太陽能發電(蓄電)的材料與原理為出發點,開發出風力發電(蓄電)的小模型;將風所產生的動能透過齒輪組的傳輸產生電力,並進而把電儲存於超級電容,等到風力靜止時,超級電容裡的電力即能提供LED發亮。從探究的實驗中動手製作小模型,讓課本所學的知識能融會貫通。