全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

第45屆--民國94年

以竿窺天談圭表

參考學長們以屋簷為竿所做的竿影觀測,加上本身也對屋簷作了一年的竿影觀測,發現竿的影長有某種程度的規律性,但工欲善其事、必先利其器,因此在校園角落建造了一座標準圭表,繼續觀測了約一年半,終於得到了地球繞太陽是一個近似圓形的橢圓運動。

水蒸發式空調機

近年來環境溫度日漸升高,民眾日常生活及工商產業活動,都需要借助空調裝置來調節溫、濕度,建設能使身心舒暢的生活環境及提升工作效率創造最佳生產力的工作環境。台灣地區建築物基於節約能源考量都設計成高氣密性,將室內外因空氣洩漏或滲透所造成的空調負荷增加量減至最低程度,但為了維持良好的室內空氣品質,必需引入適量的新鮮外氣,而引進新鮮外氣會造成空調負荷增加,導至能源費用增加,如果能將引進之外氣先做預冷處理,則可以減少空調機負荷。高樓建築須有地下層,而每一地下樓層均建有地下儲水槽儲存地表滲入的水份,當滲入的水到達某液位時必須以抽水機排出丟棄。如果能將此即將排出之廢棄水之冷能回收用來作為引入外氣時之預冷用,則可在耗費最少能源下達到將外氣溫、濕度降低之目的,如此可減少空調設備耗能,更可以創造舒適之場所。開放空間引進已降溫減濕的外氣可以提供清新、低溫之送風,改善悶熱不舒服的空間空氣品質。

螞蟻的地獄使者-蟻獅的觀察與探索

一沙一世界,一草一天堂。生命的感動有時只是來自生活周邊小小的事物。記得有次參加鄉土踏查課程,在新竹海濱附近的沙丘上,我們發現了一種奇特又神秘的生物,透過隨行的老師介紹,我們才知道原來這就是『捕蟻高手----蟻獅』。時間一跳,在一次的魚路古道生態導覽解說課程中,學校老師和小朋友一行人來到了?路古道上,突然發現這條才開通的古道上,竟佈滿了密密麻麻的蟻獅窩。今年春天當我們再一次造訪時,他們卻消失的無影無蹤,真是叫我和學生摸不出半點頭緒,於是便勾起我們的好奇心,想來研究這生活在我們週遭的小生命,認識他的生活型態,如何捕殺獵物以及跟大自然環境之間的相對關係,藉由簡單且富有科學精神的實驗來一窺造物者無窮的大智慧。

讓紙尿布綠起來

若以每年三十萬嬰兒出生來計算,紙尿布一年的使用量高達上億片,再加上成人紙尿布及女性生理用品,為這些產品,目前每年要生產約九億公斤的聚丙烯酸。交錯連結成網狀的聚丙烯酸鏈具有強大的親水性,它可以吸收等於本身重量800 倍的蒸餾水,為了避免吸水之後不回滲,科學家們將此高分子物質製成小圓球,並將鹽巴包在其中,此高分子本身是一種半透膜,水易進不易出,同時內部鹽水濃度高於外面,也可以避免水份滲透出去。問題在於,這巨量極穩定物質,最後都被拋棄於垃圾掩埋場裡。這種拋棄式又不易被分解的消耗品,在環保替代品量產前,若能得以再利用,應能為地球的生態環境貢獻一份心力。本實驗利用切碎紙尿布當介質使綠豆發芽,證實紙尿布成份對植物生長應該沒有不好的影響;並驗證出將紙尿布切碎混入泥炭土中,能有效延長鐵線蕨及圓幣草之澆水時間間隔;最後找出最適合鐵線蕨與圓幣草的泥炭土尿布比,分別是3:1 及1:3。

魔數

當數學課上到數形關係時,想起之前偶然看到的一個遊戲,便向老師請教是否與所學的單元有關,老師也覺得頗有趣,於是我們找了幾位志同道合的夥伴研究討論。該遊戲的規則是這樣的:將點數為1~10的10張撲克牌疊成一疊(背面朝上),翻開第一張為數字1,第二張放到最底下,翻開第三張數字為2,第四章在放到最底層下,依此類推,使得撲克牌出現的順序依序為1~10。餵了找到如何排列能使撲克牌出現順序合於上述規則,於是展開我們的研究,結果發現此10張撲克牌的排列順序隱含著某些規律且可延伸至更多張的數字牌,此外,更能進一步的推出某個位置該放何數字或某數字該放置於何位置的規律。

丟球

本研究係觀察球在樓梯間滾動的方式,尋求丟球的一般式。並利用「下樓梯的第一步」,解釋丟球具有「費式數列」的現象。筆者,並利用「下樓梯的第一步」及表格分析探討「費式數列」,並對於「費式數列奇偶性」提出分析。

奈米磁鐵對草履蟲的影響

如果把磁鐵奈米化,是否仍保有原來的特性?將此”奈米磁鐵”放到微生物體內,又會產生什麼變化?我們設計了以下二大實驗:實驗一:觀察草履蟲在一般的情形下與吞食奈米磁鐵後的生長情形,比較在電磁波(輻射線)、超音波、磁場(強力磁鐵)、電流下各自的差異性。由實驗結果發現,無論草履蟲是否吞食奈米磁鐵,皆不影響其在實驗裝置下的基本生物特性,但因吞食下奈米磁鐵後的草履蟲帶有磁性,會加劇實驗效果。實驗二:利用磁生電的原理,設計出一外繞有鐵線圈的玻璃管裝置,使帶有奈米磁鐵的草履蟲經此裝置的瞬間產生電力,宛如一小型發電機,但因實驗裝置與實際的電流範圍不符,所以沒能做出一完整結果。如能成功,將能達到節省能源之意義。

平面與立體鑲嵌之研究

一、平面鑲嵌的定義: (一)每個頂點都是由同樣的正多邊形的頂點聚合而成的。 (二)各個多邊形均以邊相鄰,且不重疊。 (三)所拼成的圖形,沒有空隙且可以無限的延伸。 二、我們發現要形成平面鑲嵌,在於每個頂點周圍的多邊形,是否可以緊密的拼合,即內角和是否等於360°。 三、由於內角和等於360°,可推得: ,n1,n2,......,nk 表多邊形的邊數。 四、討論上述方程式的值,進而討論n1,n1,K,nk之可能的數值。 五、將平面鑲嵌的定義推廣,可得立體鑲嵌的定義: (一)每個頂點都是由同樣的多面體的頂點聚合而成的。 (二)各個多面體均以面相鄰,且不重疊。 (三)所拼成的圖形,沒有空隙且可以無限的延伸。 六、同理,要形成立體鑲嵌,則圍繞一頂點的多面體的立體角,要能緊密的拼合。 七、多面體的立體角ζ ,定義為該角在單位球上佔的面積,即為: 八、因此圍繞一頂點的多面體的立體角ζ ,要等於4π 。 九、最後,我們用電腦程式求解立體鑲嵌。

會隱身術的平方公分

探討原正方形經拼湊組合成的長方形面積會減少一平方公分可能的原因,另外,由角度與相似三角形邊長與邊長比值相等的原理來觀察。實際上由於原正方形切割成兩小角形,及兩梯形後,小三角形與梯形組合後並未成為一大三角形,以致於全部組合後,有面積重疊的地方。我們推論出的公式:原正方形邊長甲,切割長度乙,則面積差量 =拼湊後長方形的面積-原正方形的面積=〔(2 × 甲-乙)×(甲-乙)〕-(甲 × 甲)。而我們發現.任一正方形邊長甲都可以找到一最佳切割比例,及長度乙≦甲/2,且以最接近甲/2 的長度時,使得拼成後的長方形面積與原正方形面積的差量為最小,並可將拼成後的長方形歸類為凸出型(以⊕表示)與凹陷型(以Θ表示)兩種類型:最後我們歸納出一規則,即相同面積差量的每一列中的每一數恰好是前兩數的和(最前面兩數除外),也就是說,對每一列數任取連續三數(A,B,C)就是一組最佳組合,C 為正方形邊長甲,A 為切割比例乙,而面積差量=B×(2B-A)-C×C=B×(B+C)-C×C 最小。另外,亦可連續四數為一組合(A、B、C、D), D 即為組合後長方形長,B 為寬,因此面積最小差量為:B×(B+C)-C×C=B×D-C×C,可用來預測出不同的正方形邊長甲,它們所得到的面積最小差量相同的最佳切割值。.另外,我們可以面積差量=1(如底色為黃色那一列)正方形邊長為依據,我們將其面積差量=1 的正方形邊長甲×倍數,即可預測得到最小面積差量=倍數×倍數。反之,我們亦能根據面積差量最小值所分解成平方數a× a(倍數×倍數),預測得到最佳正方形邊長=如底色為黃色那一列正方形邊長甲×a(倍數)。同時,經由我們整理出的規則,預測面積差量為平方倍之正方形邊長,並依據面積差量=1 的正方形邊長,來預測得到長度為倍數之最佳正方形邊長的凹凸類型

洗淨分析大進化

我們為了研究許多環境因子對洗劑洗淨能力造成的影響,便將變因區分為溫度、水的硬度以及洗衣粉的濃度等等,並控制相機的光圈大小、快門,利用其觀察和記錄實驗過程,最後利用電腦分析所獲得的數據資料,歸納出這些環境因子對洗淨能力所造成的影響,及如何增強洗劑的洗淨能力。