全國中小學科展

第42屆--民國91年

土地公比人會種樹嗎?

六年級上學期自然課記錄『族群與群落』時,老師帶我們進入學校的小後山,觀察那裡的各種生物,大家對小後山的生態留下了非常深刻的印象。到了下學期『生物的生存環境』單元,當我們再進一步去了解『她』的各項環境因素時,發現了小後山竟然存在兩個差異蠻大的區域,是哪些因素造成的呢?

能源的有效利用

能源費用約佔電爐煉鋼業之加工成本中的三分之一,不但直接影響到煉鋼業之生存與獲利,同時如何有效利用能源應為缺乏能源之台灣更努力的方向。本實驗的目的就在探討有效利用煉鋼作業中排放之熱氣來預熱廢鐵(廢熱回收)之方式及其效果。礙於實際操作之費用過於龐大,且基於冰塊由 0 ℃至沸騰所需之熱量和廢鐵由室溫至熔解所需之熱量幾乎一樣。因此利用冰塊及沸水來模擬電爐之熔煉作業中之廢鐵及鋼水,並藉固定加熱能力之家用電碗模擬電爐。經數次不同之實驗結果,得以比較出最佳的廢鐵預熱方式為連續性的預熱及加料,不但可以節省能源的耗費達 28.4%而且進一步縮短熔煉時間達 28.26%,對降低成本及增加產能均有甚大的助益。

高頻電磁波對基本生命單元的影響及探討

本研究探討高頻電磁場作用對單元細胞生命體作用的影響與電磁屏蔽環境的保護效能。實驗研究使用酵母菌和雄雞精子,施加 20KHz 至觀察電磁輻射對動物精子和菌類生命活動各有何影響。本實驗比較乾酵母菌粉與潮濕活化酵母菌受電磁作用狀態,以瞭解休眠狀態中的生物體對電磁波有沒有保護作用。進一步使用鐵磁性金屬與非鐵磁性非金屬物質,作成完全密閉及部分遮蔽容器,探討電磁屏蔽環境的保護效能。歸納實驗觀察結果得到:(一)受電磁場作用的潮濕活化酵母菌比沒有受電磁場作用的酵母菌,對葡萄糖溶液的發酵能力明顯減弱。(二)電磁場作用在乾酵母菌粉,對葡萄糖溶液的發酵能力有點變弱,但是並沒有明顯衰竭。(三)施加電磁場的雞精子生命活動力明顯地比沒有施加電磁場者還要弱。(四)施加較高頻率電磁場的雞精子生命活動力比施加較低頻率電磁場者易提早衰竭。於電磁屏蔽環境實驗結果歸納得到:(一)使用鐵磁性金屬完全密閉容器,能有部分電磁防護效能。(二) 鐵磁性金屬之部分遮蔽容器,會有些許電磁保護功能,但是並未十分有效。(三)非鐵磁非金屬之紙黏土物質作成完全密閉及部分遮蔽容器,則幾乎不具有電磁保護作用。上述結果近一步結論:(一)電磁波輻射對動物精子和菌類的生命活動力都有負面影響。(二)休眠狀態中的菌類生物對電磁輻射具有明顯的保護作用。(三)較高頻率的電磁場會對動物精子活動力造成較高的衰竭影響。(四)使用鐵磁性金屬作成完全密閉容器,才能有良好電磁作用防護效能,而作成部分遮蔽容器,則未具有完全保護作用。另外,本實驗還發現,電磁場作用對動物細胞造成生理機能的破壞,是隨著電磁場作用的時間漸漸累積而衰微,並不是突變式的破壞。這告訴我們在使用方便的無線通訊和高速電子運算的時候,除需避免長時間曝受高頻電磁場作用外,應該留意如何有效屏蔽或減少電磁場的作用。

槐葉蘋真奇妙

升上了四年級,我們的自然課愈來愈多彩多姿,第一個單元的水中植物深深的吸引了我們的目光,看到各種植物在水中浮沉,我們也想縮小自己,坐在小萍上面做白日夢,或者在布袋蓮裡躲貓貓,偷得浮生半日閒,該是多麼愜意的事呀!\r 眾多水中植物中,看起來最神奇的就是槐葉蘋了,它就像個自由自在的浮艇,將自己的安全氣囊成串的綁在一起,還有向下延伸的長鬍子,就像許多水中的探測器,正無時無刻不在探求水中的秘密。所以我們就在此先探求它的秘密吧!

在濾紙上電解水溶液,兩極之間與隔板關係的探討。

我們在課堂上做完理化第三冊的”電解硫酸銅溶液”實驗中學得在電極的化學反應是如何發生的,但實驗後,這些硫酸銅溶液回收上的處理很是麻煩,鑒於環保的問題,於是與老師討論,能不能以最少量的硫酸銅溶液達到電解的效果,老師告訴我們前幾屆的學長也有想到此問題,於是就設計了一套方法,就是用銅片作電極,直接在濾紙上加入硫酸銅溶液進行電解,我們跟著去嘗試,果真有很漂亮的銅析出,就在此時,吳同學無意間拿了一個銅片放在兩電極的中間,奇怪的事情發生了,不但原本的負極上有銅析出,而放置中間的銅片在靠近正極的那一面沒有接上電源卻有銅析出,另一面則否。圖(一)這究竟是怎麼一回事?引起我們的好奇和興趣,因此,我們就著手設計本實驗,探究其原因。

垃圾變黃金-以蝦蟹殼抽取甲殼質製成濾水器

在台灣,大部分家庭中都蠻重視飲用水的品質。R.O.逆滲透雖然能過濾掉水中所有的雜質,但是它把所有人體需要的微量礦物質也都去除了,所以對人體雖然沒有壞處但也沒有好處。而甲殼質除了可以去除大量的有機物並保留少量人體需要的礦物質之外,還可以去除重金屬、油脂、防霉抗菌、、、等。目前市面上的濾水器大都是由科技合成的濾心,而這些濾水器的濾心從製造到丟棄,對我們的環境都是一種負擔。所以我們想利用一種自蝦蟹殼抽取出的無污染、可再生及可循環利用的甲殼質,組合出適合我們使用的甲殼質環保濾水器。所以我們利用身邊隨手可得的蝦蟹殼及寶特瓶自製簡易濾水器。辛苦的得到甲殼質後,發現它的濾水效果非常好,既可以廢物利用又可以再回收使用,確實達到環保的要求。

大水過後~機車大戰三部曲

本研究主要針對泡水機車進行深入的探討與研究,由此出發分別探討(1)淹水的成因、情形及改善方式(2)淹水地區民眾對泡水機車的瞭解與看法(3)泡水機車的各部構造及其生鏽情形(4)瞭解泡水機車零件受損的原因,並提出改進方案(5)分析各種不同性質水質對機車零件的影響等,並在研究最後將所有有關泡水機車之問題與解決方式,以小錦囊方式彙整出來,供民眾參考,避免吃虧花冤枉錢,並提供修復後問題處理。

利用水柱測量大氣壓力的另一種方法

以往利用水柱測量大氣壓力約需 10 公尺左右的高度,我們適當利用密閉容器內的壓力,將水柱高度降至 1 公尺左右,所用的器材體積不大,價格便宜;而所要的水量只要50 毫升以下。

水震盪

從浮體振盪週期的探討,聯想到震盪中裝水容器及大陸地區的湖震,這些的現象都是有週期性的且水面在震盪過程中呈現的是一種駐波現象。水的震動週期究竟與何種變因有關,呈何種關係?本研究的 第一步 利用質心觀念,推導出水在容器中震盪的週期公式,如下 第二步 設計實驗應證推導出的理論是否正確。在應證中最主要是應證公式中有關的變因是否正確,包括有(1)容器長度與水震盪週期的關係。(2)水在容器的深度與水震盪週期的關係。我們應證的結果: (1) 改變容器的長度,繪圖分析確實呈線性關係,若能將誤差考慮則應可說是成正比關係,經由斜率的計算,確知水震盪的週期與長度成正比。 (2) 改變容器內的水深,繪圖分析呈線性關係,經由分析確知水震盪的週期與水深的平方根成反比。由此兩種變因確知與公式是相同的。 我們又發現水在一開始受到人為外力震動,當人為外力消失時,水還有受到重力的因數,仍繼續震盪。且知水的振動只發生在一定深度,故我們稱此種來回震盪的駐波為淺水重力波。至於嘗試改變容器的形狀中的圓形容器,在我們小範圍的研究中,無法確定關係如何。其中改變容器的形狀時發現正方形的面積與週期有高相關,但無法確定有正比的關係。 第三步 嘗試探討容器形狀的影響。經由形狀的探討,知形狀有相當程度的影響,但是成何種關係,以我們的實驗,祇知有高相關。我們引進一個未知數k,則整個水震盪公式可改為 k 是其它影響因素,如容器的形狀,都會影響。

電腦守護天使

這次的製作電腦守護天使,會讓我們了解了解到要維護電腦的安全並不是一件容易的事,但卻是一件相當重要且刻不容緩的事。你想以為說只要有掃毒程式就可以預防的非常徹底嗎?也學到了「說的到不一定就做得到」〈我們原本預計的期望是更高的〉,雖然學藝尚未完全成熟,但我們相信只要全組的組員都能夠盡全力的製作、相輔相成的心,以自己的長處來彌補別人不足的部分,使我們發輝團結的精神,相信一定能夠創造出最佳的成績。而我們未來的期望是要將「電腦手護天使」能加以商品化後在加強其功能性 ,使以便更多的電腦使用者,可以放心的安裝自己專屬的個人電腦。