全國中小學科展

第42屆--民國91年

化腐朽為神奇--蝦兵蟹將立大功

由蝦蟹外殼廢棄物以鹽酸及氫氧化鈉處理,可以萃取幾丁質(Chitin),作為多種用途,其中一項為淨水。由於自來水中含有氯,清洗蔬菜水果時,氯會被蔬果吸附,食用後對身體不好,若能加入蝦蟹殼先行吸走氯,則食用蔬果就很安心。幾丁質對抑制細菌功能良好,因此在野外求生時,野外水源可以用幾丁質來淨化,而後飲用。以蝦蟹殼廢棄物可以自製日常生活用淨水器,達廢棄物再利用的目的,值得推廣。

自動溫度偵測遮陽棚

本系統是由類比轉數位的方式來做控制的系統,分為類比訊號的感測器和數位控制的單晶片等組成,本系統可依不同的環境做不同的控制,主要是以顯示溫度及控制張棚及收棚,且正以多功能及多控制的目標前進,希望能做到在不同的環境皆能至由感測及控制。

汽車安全裝置之研究

鑒於汽車駕駛人因酒後駕車或未繫安全帶造成自身與無辜第三者的嚴重傷亡,法務部在去年五月間邀請相關單位及學者專家共同研商所得之酒精呼氣含量達○‧五五毫克,或血液酒精濃度達○.一一%以上者,其肇事率為正常人之十倍,認為已達「不能安全駕駛」之標準,此項標準係根據中央警察大學交通系主任蔡中志教授所提供之美國汽車協會、交通安全局、德國相關參考資料及學者所做之調查實證資料分析而得。 \r 官方雖已對於酒後駕車和安全帶進行加強取締,加重刑責(89.09.10)交通部路政司長謝潮儀指出,交通部為遏阻酒醉駕車情形,在本次「道路交通管理處罰條例」修訂中,將第三十五條酒醉駕車(吐氣時每公升酒精濃度超過○‧二五毫克)的處罰,從現行六千元至一萬兩千元,大幅提高為一萬元至九萬元。並增加累犯的處罰,汽車駕駛人因酒醉駕車致駕照被吊扣,六個月內若再被查獲酒醉駕車者,一律處新台幣九萬元,並吊銷駕照。法務部根據新修正實施的刑法第一百八十五條,規定駕駛人吐氣時每公升酒精濃度達○‧五五毫克以上(約等於血液酒精濃度每公升為○‧一一毫克),駕駛人將以危害公共安全罪,處一年以下有期徒刑、拘役或處以三萬元以上的罰金。 \r 然仍有人抱投機心理以身試法,不重視本身及公共安全(中央社91.01.25)警政署指出,九十年一至十二月酒醉駕車肇事件數共有三百九十三件,造成四百二十人死亡,較前年增加七十三件,增加百分之二十三,死亡人數增加六十四人,增加百分之十八。警政署長王進旺日前參加內政部擴大部務會報中做了以上表示。他並且指出,九十年一至十二月各警察機關取締酒醉駕車十六萬四千二百零八件,較前年減少二萬五千一百零三件,減少百分之十三,不過九十年全年酒醉駕車依刑法公共危險罪嫌移送法辦者共三萬一千三百五十五件,較前年增加一萬零九百六十六件,增加百分之五十四。 \r 更有甚者連身為執法單位的人民保母的警察,也應有酒後駕車、肇事。致無辜人民嚴重傷亡,而恢復自強中隊的構想,將無法潔身自愛的員警予以管訓四個月處分。可見交通路況之險惡。 \r 因此我們心想,如果要正本清源最好的方法就是從汽車內部控制加以限制,每部車出廠時均需加裝酒測安全裝置,以確保全民之安全.當汽車駕駛之酒精濃度超過官方所規定之值時,電路便自動切斷,使駕駛人無法啟動汽車,避免汽車駕駛人生意外事故。所以我們決定靠自身在學校所學之專業知識(感測器實習,電子實習,單晶片實習),在老師指導及同學合作下,發展一套「你安全,我安全,人車都安全」之裝置,使所學理論與實際生活能互相配合驗證,親身體驗「在做中學習」的寶貴經驗,咸信必有所得。 \r

綠牡蠣事件— 重金屬離子的減廢與回收

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料,自製折射儀及光衰減吸收儀來「定量銅離子的濃度」。自製兩極分流電解槽讓「硫酸銅增濃再回收利用」。改進現有實驗內容,設計掌上型鋅銅電池及小型電解電鍍裝置,能「節省大量的藥品」及「接近零廢液污染」,符合『節約又環保』的目的。

水世界的尋奇

我們在上課的討論過程中,發掘了幾個課本中沒提到的問題,雖然百科全書上可以查詢到相關資訊,但仍覺得不真實!於是我們在討論中設計實驗,但在實驗過程當中,卻又不斷的發現問題。這些不斷的發現,讓我們興奮不已,但卻也在一些小細節的疏忽上,而讓我們重做部份實驗。經過一而再、再而三的小心求證,終於讓我們瞭解幾個事實:(一)加熱的水重量比冷水輕,這也就是水沸騰時會有對流現象的原因。(二)水在沸騰及結冰的時候,溫度都不會隨著時間而有變化。(三)水溶液的濃度會影響它的沸點和冰點。(四)不同來源的水因含有的物質濃度不同,所以會有不同的沸點和冰點。

十八羅漢山圳頭坑岩石鑑賞

在五年級自然科學上學期第五單元「岩石」,下學期第二單元「地層的形成」---- 地層裡的岩石和礦物、 岩石礦物資源的利用,在學習過程中,回想我們曾經由老師帶領前往「十八羅漢山」做過「地層膠結」探討活動。在研究中發現山峰露頭岩壁的岩石和溪底五花八門的石頭,其顏色、形狀、質地等,頗值得人類去探討。上完自然科該兩單元後,為了做更深入的認知,而組合了同學,選定了「十八羅漢山圳頭坑」作岩石探討活動,希望把成果呈現給大家參考。

九宮八卦

從一份「發現」科學月刊中,一位宋朝數學家丁東易<大衍索隱>三卷中的下卷「九宮八卦綜成七十二數河洛書圖」,簡稱「九宮八卦圖」。依其規則創造、分析,探索出許多有趣的數學內涵及新奇發現,而瞭解到雖然外表看似神秘莫測,且距今兩千多年的【丁東易九宮八卦】,藉著數學的這把利刃,我們從中探究其內涵。創造出屬於自己的「九宮八卦圖」。

虛實不定的像

在整個研究中主要是利用自製儀器來完成實驗,並運用光在三稜鏡中的折射情形,來推論凸(凹)透鏡的聚光情形。在研究一中,利用回收的環保材料重新改良理化課本中凸透鏡成像實驗。使學習者清楚瞭解實像的觀念,即使外界光源較強時均可清晰成像。並利用國中數學相似三角形的概念,推導出 1/p+1/q=1/f 之成像公式。接著運用研究一的儀器加上多次改良的自製凸透鏡,並改變透鏡內水量的多寡,藉以改變凸透鏡的凸出程度,結果發現焦距愈小時像距愈小。實驗過程中對於漏水及薄膜材質的處理使我們得到很大的成就感。最後研究三的構想源自在進行理化第六章水壓觀測器時,無意間所看到的正立放大的像。我們改變凹透鏡內外的介質,進行水中中空凹透鏡能成實像的實驗。在儀器改良上我們運用注射筒抽氣,並利用滑輪設計出在水中能平穩且緩慢移動的紙屏,尋找成像位置。

漫步在雲端---我的夢想製造機

這學期中我們學校辦了一場盛大的校慶園遊會,在園遊會的眾多攤子中,最吸引小朋友的就是那像雲一般白泡泡、幼綿綿的棉花糖了。賣棉花糖的攤子旁總是圍著許多好奇的小朋友,睜大眼睛看著那賣棉花糖的阿伯「變魔術」。只見阿伯一手將一些糖放入棉花糖機的小洞中,另一手拿著魔術棒(竹籤)轉呀轉,一下子一支又膨又鬆的棉花糖,就變出來了。讓大家都忍不住拿出點券向他購買,看著阿伯一支接著一支的賣出去,真是好好賺喔! \r 我們幾個人也湊了過去,想看個究竟,看看這一粒粒的糖,是如何變成一絲絲的糖絲呢?這台不停旋轉的機器到底藏有什麼秘密和機關呢?我們邊看、邊吃、邊討論著,還記得在五年級的時候,我們就教過「熱對物質的影響」那時老師就是讓我們煮糖並且觀察砂糖受熱以後的變化情形,另外上到「電磁鐵與電動機」的單元時,我們就討論過電動機在日常生活中應用的例子,像是脫水機、棉花糖機的動力來源都是靠內部安裝的馬達在運轉。 \r 既然這些事情都是我們學過的,何不「學以致用」自己動手做棉花糖,自己當老闆?親身體驗那種完成棉花糖時漫步在雲端的感覺呢?為了瞭解棉花糖形成的經過,我們便想到要自己製作一部簡易的「棉花糖機」---一部屬我們的夢想製造機,更進一步的我們還要改變棉花糖的口味,創造屬於我們自己的「獨家」棉花糖。 \r

佩帶西洋劍的帕格尼尼—長頸捲葉象鼻蟲

本研究主要是想了解長頸捲葉象鼻蟲的各項行為、生活史及該蟲與其生活環境間的關係。我們在三月初到五月底的例假日,固定在烏來做定點生態觀察。以生態觀察記錄表紀錄下該蟲的外觀資料,也紀錄下當牠遇到天敵及干擾時所做的反應,以及牠們環境中的溫溼度,記錄完畢後撿拾搖籃,以人工方式飼養、拍照並記錄該蟲的生活史,最後固定採集少許土樣及葉片,分析其中的酸鹼值與含水量,再將上述的原始資料輸入電腦,分析這一些資料彼此間的關係。經過一段時間的觀察,我們知道長頸捲葉象鼻蟲是屬昆蟲綱鞘翅目的一種生物,體色為暗紅色。牠們喜歡在水分多且纖維素較少的水金京、山桂花、木薑子及山香圓等樹種上活動、進食捲搖籃。交配前,雄蟲常以頭頸當武器作戰,來爭奪地盤或贏得交配權。製作搖籃則可分為兩個階段:一為準備葉片,另一步驟則為捲葉片總共約需 1 小時又 40 分鐘。其搖籃又可分為落地式搖籃以及懸吊式搖籃;落地式搖籃需經 20~21 天左右變成成蟲;懸吊式則更久,依搖籃葉所提供的水分而定,約為 32~36 天左右。環境方面,牠們大都選擇雨後的晴天,微風日為做搖籃的好時機,且在溫度平均約 28℃,溼度約 60﹪的環境下活動,不過風還是影響做搖籃最大的因素。觀察這種蟲實在很有趣,其中我們發現該蟲也會在木薑子及山香圓上進食,是先前文獻上所沒有提到的。還觀察到該蟲似有“學習”做搖籃的行為呢!但是,牠們的搖籃有時候會被寄生蜂所寄生,所以搖籃的數目還是不可以過少!