全國中小學科展

第58屆--民國107年

席梯而眠

梯子是使用在具有高度作業的工具,在不同作業方式下,衍生出不同的梯子。梯子雖方便,但在梯子收合後,無其他的用途,師傅在中午休息時沒有更好的休息環境,師傅在休息上工時,以疲憊的身體以及心情來工作,對師傅的身心造成引響,進而影響到了施工品質。施工品質是非常重要的,要是因為這些問題影響到施工中建築物,那可是得不償失。為了使師傅能有更好的休息環境,一個能夠提供師傅施工時的方便以及休息時的放鬆工具就製作出來椅師傅最常用的梯子設計成可供休息坐、臥的床,讓師傅可以在工作之餘休憩使用。

洞動扇葉最來電

主要探討風力發電機扇葉上打洞鏤空是否可提高發電量。如果讓風扇葉面受力不平均可提高轉速,是否可提高發電效益,為了驗證此推論,在扇葉上用不同方式打洞,測試對發電效益的影響。首先自製測試風力發電效益裝置,包含整流器、扇葉裝置、以及測試電力裝置。在初步測試後,利用3D列印扇葉,固定扇葉的樣式。接著探討扇葉形狀、數量、是否打洞、扇葉打洞數量、裝置角度、打洞面積、洞立體樣式、洞距、洞排列方式等,對發電效益的影響。發現扇葉數量為三片,扇葉形狀為橢圓形,裝置角度為80或100度,打3或2個洞,立體樣式為由小到大,洞平均分配打在扇葉上,洞排列方式可以利用右斜向左、左斜向右,且串聯可提高發電效益。

王牌捕手

捕蠅草是加大捕蟲葉內側細胞膨壓,把葉用力撐開,使外側細胞進入高「位能」狀態。當昆蟲碰觸感覺毛時,內側細胞膨壓迅速降低,使得外側細胞的「位能」瞬間轉成「動能」,快速完成捕蟲運動,且捕蟲葉剩餘感覺毛的數量與捕蟲葉閉合時間有負相關。由於傷口刺激會促使捕蟲葉關閉,推測茉莉酸也會影響捕蟲葉閉合。捕蟲葉的無柄腺負責消化液分泌和養分吸收,但消化液的分泌與捕蟲葉的閉合是二條不同的路徑。無柄腺不吸收葡萄糖、維生素B,但可以吸收胺基酸、甘油、維生素E、 NH4+和NO3-離子,推測無柄腺的細胞上有吸收胺基酸的載體蛋白,以及NH4+和NO3-離子通道,而且養分的吸收和捕蟲葉的開閉、消化液分泌與否皆無關。

「帶」你「藻」到抗老新「食」尚─裙帶菜抗氧化力之探討

海藻是近年來熱門的新「食」尚,更是絕佳的抗氧化物,我們採用碘滴定法來比較4種海藻及4種蔬果的抗氧化力,不論是哪一種海藻的抗氧化力都比蔬果佳,更以裙帶菜的抗氧化能力最好。但海藻汁液放置越久,抗氧化力越差。經加熱後,海藻抗氧化力明顯下降許多,因此,海藻是不建議經由長時間烹煮的。平時所用的調味料等添加物也會降低裙帶菜的抗氧化力,但是鹽或醬油的抗氧化力影響較少。裙帶菜又以海帶芽部位的抗氧化力最佳,所以可以多選擇海帶芽食用,來獲取更多的抗氧化物。裙帶菜及地瓜葉都具有防止蘋果褐變的性質,但又以裙帶菜在抗氧化能力上比地瓜葉更有顯著的表現。

苦中作樂—愛跳舞的瓜實蠅幼蟲

上自然課時,觀察栽培園裡的小動物,發現小苦瓜果實變黃,掉落在地面上,好可惜喔!怎麼會這樣呢?有位同學從地上撿了一個變黃的苦瓜,剝開果實,許多蟲蟲在爬來爬去;放在地面上,有的小蟲往土堆爬、有的還會彈跳,跳得遠也跳得高,真有趣。 開學時,我們參加學校的科學研究小組,大家提出要飼養、觀察苦瓜中的小蟲,並發現小蟲的運動方法有爬行及彈跳。也知道苦瓜裡的蟲蟲就是瓜實蠅的幼蟲—蛆。幼蟲經過3次的蛻皮,會爬出苦瓜果肉,找到適當的地方化蛹、羽化,成為會飛行的瓜實蠅。 從觀察瓜實蠅在苦瓜園中的活動,知道牠會停在苦瓜果實的外表,在苦瓜果實前端和後端,靠近中間的部份,利用產卵管插入果肉中產卵,卵經過一天後,就會孵化成幼蟲。

落葉歸根~落葉上的菌種對纖維素分解能力的研究

清掃校園時發現乾枯葉片中有許多不同形狀及不同顏色的斑點,閱讀相關文獻後,發現它們是微生物,可以分解落葉,為了更進一步了解這些微生物的作用,我自製搖晃培養儀、恆溫培養箱、LB培養液 (基)、馬鈴薯培養液 (基),以培養多樣菌種。經過一連串純化培養後,共篩選出10個菌種,進行纖維素分解及落葉分解實驗。研究結果顯示由馬鈴薯培養基篩選出來的2號菌、3號菌及4號菌可以將纖維素分解成澱粉或葡萄糖;在落葉堆肥實驗中,2號菌及4號菌皆能有效進行落葉分解,其中2號菌對印度橡膠葉的分解效果遠優於市售菌。送生技公司檢驗後,確認2號菌為Rhizopus oryzae(米根黴菌),它不但是釀酒幫手,更是落葉分解高手。

智能手套

聽障人士的生活如何不便,是一般聽力正常的人無法想像的,而目前台語並無相關的即時手語翻譯系統被建置,本研究自行開發智能手套系統,能截取手勢,並利用App Invertor 2 開發的手機App程式,存取雲端語料庫,可以即時翻譯。而語料庫部份可同時結合中文、台語和英語等不同語料,符合使用者的需求。不僅可以有效的處理不同的語言,並可以擴充其功能與智能插座結合,只要比出特定手勢就能輕鬆控制家電的開關,便利我們的生活。

魔法藥「碘」

本研究以碘液為中心,探討在各種變因中碘液顏色的變化。討論的變因有打入氣體、提高溫度、加入不同的電解質及照射紫外線,就上述各種變因設計多項實驗,實驗中我們以分光光度計測量碘液吸收值,進而討論碘液在不同環境下吸收值的變化與反應級數,並探討碘液完全褪色後可能的產物。

以柔克剛-紙電鋸

將不同磅數A4的影印紙裁成圓形的紙片,將割好的圓形紙片裝置在可調轉速的角磨機上,讓紙片代替砂輪片,以類似桌鋸的方式切割物體,觀察並紀錄圓形紙片在不同狀態下切割物體的深度。以磅數、堆疊張數、半徑及轉速四種變因去設計各項實驗。藉由實驗結果推論出各個變因與紙張切割深度的關聯性,並找出紙張在何種條件下能夠將切割物體的能力發揮到最大。

霧裡虹花~布洛肯彩光

生活中,常能看見美麗的彩光,除了偶然的巧遇外,藉由光碟、鏡子、防偽貼紙等簡單的材料及適當光源的配合,也能製造出彩光。利用不同顆粒大小的玻璃砂來模擬自然界中的小水滴,能夠產生霧虹及彩虹。布洛肯彩光第三代實驗環境下,證實可以在物距1m,燈距5、7.5、10、20m及物距2m、燈距10m,跟物距5m、燈距20m的條件下,以照相機模擬觀察者的眼睛,可以產生布洛肯彩光。研究結果可以破除人們對於布洛肯彩光的疑惑跟恐懼,使大家更加瞭解光和小水滴,所造成精彩、有趣的現象。 未來在特殊場景、都市美化及光線相關教學或是藝術創作的展現技巧方面,可利用第三代實驗環境方式,利用簡單的器材,就能營造出特別的光線變化,也兼具環保效益。