全國中小學科展

第58屆--民國107年

「貝」受矚目--探究貝蚤的外形特徵與行為模式

貝蚤的長短軸比值都介於1.3~1.4,外型為顯著的兩側對稱,殼紋分為三種類型:紅棕色殼紋有橘點、紅棕色殼紋無橘點以及墨綠色。移動速率與分布密度成正相關,具負趨光性;環境溫度愈高,平均速率愈大,NGDR愈小;面對刺激物採取的行動會先暫停再快速地離開。 運動行為大致分為沿壁、停止、繞圈、跳躍等機制,其中又以沿壁的個體數最多。貝蚤相遇可能停止移動;且貝蚤與水蚤同時存在時,數量並無明顯關係;貝蚤沒有趨向或背離死蝦子的行為。在酸性、高鹽份以及含重金屬離子的環境,皆會使貝蚤的活動力下降。

追風去吧:由中壢泰豐輪胎廠燃起的跟「風」潮

2017年1月17日中壢泰豐輪胎廠發生火警,蒐集環保署空氣品質測站的數據後分析,發現: 一、 距離輪胎廠愈近,觀測到的汙染物濃度愈高。 二、 中壢測站的背景值多高於其他測站,推測與中壢工業區的排放有關,或是因為中壢測站是十七個測站中唯一的交通測站所致。 三、 各氣體在十七個測站中的最大距平值幾乎都在西風、南風起之後才出現,推論是西風、南風將苗栗縣以南的汙染物帶至北方所致。 四、 2017年1月臺灣北部出現西風、南風的成因有二,一是由彰化一路吹至北部的西風、南風,二是臺中附近的低壓環流,撞山後轉向,往北方吹拂。 因此,2017年1月17日下午臺灣北部觀測到的氣體濃度上升,除了輪胎廠火災產生的汙染外,還有外地移入的影響。

這週十萬芬多精了沒?—應用行動科技促進綠色益康發展之建置與試驗

此次研究以森林益康與植物對身心健康功效的理論為基礎,從全新的設計概念出發,整合生態步道選取系統、綠色益康感測計分系統、無線射頻辨識(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)對應樹種益康試驗步道三大部分,回應當今社會大眾,尤其青少年缺乏親近自然的相關活動為最初想法,將森林療癒理論、樹種益康功效與遠距離感應做結合,並利用遊戲化設計的概念激發社會大眾,尤其青少年對綠色益康活動的興趣,設有10大類22細項的步道特色篩選,共213條益康步道選單,並設計8大類21細項的綠色(植物)益康計分表單,經試驗評測後獲得肯定,藉此引導且擴大民眾進行綠色益康行為,不僅能推動、充實方興未艾之森林療癒及遊憩,並促進森林療癒長久發展,落實其輔助科技的研發。

「4」in love-探討任意四邊形生成之四心四邊形的性質

運用四心及平行、圓等幾何性質探討任意四邊形生成之四心(內心、外心、重心、垂心)四邊形的性質,發現任意四邊形所生成之外心四邊形、重心四邊形、垂心四邊形均為相似的平行四邊形。更進一步利用平行線性質及AA相似性質等說明迭代生成之重心四邊形、外心四邊形、垂心四邊形其四邊形An Bn Cn Dn與四邊形An+2 Bn+2 Cn+2 Dn+2相似,而內心四邊形An Bn Cn Dn會收斂漸成正方形。同時證明出任意四邊形A1 B1 C1 D1重心G與對角線交點E的中點正好是重心四邊形收斂點,圓內接四邊形A1 B1 C1 D1其外接圓圓心O與對角線交點E的中點正好是其外心四邊形收斂點,而內心四邊形與垂心四邊形沒有類似的結果。

自製SGAC系列膠球於重金屬水溶液循環淨水系統之研究

幾丁聚醣被證實可以有效的從水溶液中移除銅離子重金屬,幾丁聚醣具有生物可分解性、親水性、天然來源等特性,我們利用戊二醛與幾丁聚醣進行交聯反應,並改變交聯比、時間、pH值、溫度,以增加對水溶液中重金屬的吸附量,並且進一步開發出海藻酸鈉幾丁聚醣膠球(SGA)、活性碳海藻酸鈉幾丁聚醣膠球複合物(SGAC),最後發現當活性碳、海藻酸鈉與幾丁聚醣粉以0.5:5:4克所製成的SGAC1,靜置於2500ppm的20mL硫酸銅水溶液有高達96.64%的去除率。放入自製淨水循環系統後也可達96.62%的去除率。且對於紅色墨水亦有良好的去除效果,其去除率可達81.3%。最後我們把已吸附銅離子的SGAC1膠球,利用水浴溫度70℃、50mL、0.25M的硫酸加熱10分鐘脫附出銅離子,回收率達91.72%。

水磨力—水生植物與水流之相關探討

本研究旨在探討草本水生植物的生長狀況和水流流速以及水流搬運作用之關聯性。 在室內水流模擬實驗當中,我們選用了矮莎草(Cyperus pygmaeus)和美洲苦草(Vallisneria americana)作為挺水性和沉水性植物的代表,針對水生植物生長的位置、水生植物的密度和排列方式、以及不同的水位高度的狀況下進行關於水流流速的計算和比較。 從實驗中我們得知,當水生植物前後多層次緊密排列時,對於流速會造成較大的影響,而美洲苦草對水流的影響較隨排列和水位不同而變異;除探討流速之外,我們亦嘗試直接進行植物與水流沉積作用的模擬實驗,在有植物存在的狀況下,會使水中搬運的沙土更容易沉積,而這結果在溪沙方面更加明顯。

璀璨幾何~多面體之規律探究

本研究從圓內接正多邊形開始,延伸多面體之規律探討,分為三部分: 一、探索:名詞解釋。 二、分析與統整: (一)圓內接正多邊形有無限多個。 (二)正多邊形組成立體角的個數為3、4、5個正三角形、3個正方形、3個正五邊形。 (三)截面後之多面體稜線、點、面有其相關規律可推導。 三、延伸 (一)依1:1邊長比例截面,5種柏拉圖立體可截出半正多面體;在3等分截面時,正四面體、正八面體、正二十面體可依1:1:1邊長比例截面,截出半正多面體,正六面體須以1:√2:1邊長比例、正十二面體須以1:1.6:1邊長比例,才能截出半正多面體。 (二)共找出7個阿基米德立體、4個類似阿基米德立體及12個均勻多面體、3組對偶多面體。

考拉茲猜想

考拉茲猜想是一個橫跨近九十年的數學難題:任何一個自然數,奇數須乘以3加1,偶數須除以2,依照這個規則不斷重複運算,所有自然數終將變成1。因為經運算後,偶數將變小,奇數會變大,直觀上奇數會比偶數更不容易收斂到1。我們發現有許多連續數字會有同步現象,這表示,數對裡的奇數具有和相鄰偶數一樣的考拉茲運算次數,同時,只要我們找到一個符合考拉茲猜想的奇數,就相當於找到了無限多個同樣符合的奇數。

百元有找~簡易清淨抽排氣箱之研究

我們利用馬達電流磁效應原理,組合抽風扇及排風扇的電能轉換成動能的設計,成功地自組出百元有找的簡易型的清淨抽排氣箱。對於經費拮拒,動輒幾萬元的大型抽氣櫃設備都缺的國中實驗室而言,我們的設計,無疑地解決了學校需抽氣櫃或無菌操作台來做實驗之問題。

智慧型平行墊塊

在銑床加工時,必須將工件敲打至與平行墊塊貼齊後才能接續加工,但目前只能靠手感去敲打,這是很空泛的。我們在專利局檢索平行墊塊,發現並無可以清楚顯示是否有貼齊平行墊塊之裝置;我們利用金屬導電之特性,設計製作出可清楚顯示哪邊不平整的智慧型平行墊塊,經測試與實做後,其夾持時間大幅減低三倍以上,且當指示燈全亮時,工件平面度皆能控制在0.015mm內,是相當精密的夾持。 在使用智慧型平行墊塊時,可參照LED指示燈之狀態,哪個相對應邊沒亮燈就輕敲哪邊,待四個感應點之LED指示燈全亮時即可進行加工。智慧型平行墊塊將完整指示出翹起的地方,使初學者也能進行快速的夾平工件,輕鬆地達到師傅級的精密程度水準。