全國中小學科展

第45屆--民國94年

星星的秘密

將一個正五邊形的每一個邊延長,就可以圍成一個五角星行(Pentagram)。如果在五角星形的十個點上,把它填入十個整數,使得一條邊上的四個數字總和等於一個定數,則符合這樣規則的圖形,我們把它稱作幻五角星形(Magic Pentagrams)或五階魔星陣(Order-5 Magic Stars)。本研究主要在探索五階魔星陣之各種變形的規律及尋找最佳的解答,並提出新的建構方法改進趙文敏教授所提供之五階魔星陣的建構方法。

神奇線條魔法秀

去年,我們以《女生來做數學》一書中的拓荒遊戲分析致勝的關鍵;今年,老師又教大家研究另一個題目--線條遊戲,當線條數目一樣時,會有各種的選擇方式;當線條數目不一樣,會有不同的輸贏結果。要如何從繁雜的過程中找到相同點呢?先下手為強?還是禮讓對方呢?這些疑問引起大家熱烈地討論,決定要再次攜手合作進行這項任務。

鋁箔燒烤知多少?

一則『鋁箔包加味燒小心鋁中毒』新聞,激起我們想更加瞭解鋁、鋁箔紙性質;首先(1)應用課本學過的方法做實驗、觀察、並比較出鐵和鋁性質差異,進一步瞭解鋁箔性質(2)我們改良多種方法,才驗證出鋁箔皺摺和光澤,會影響傳熱和保溫,其中傳熱實驗我們以鋁箔直接包冰塊加熱,測融化水量的方法,最容易測出結果;我們再利用此包冰塊方法輕易驗證出(3)鋁箔包內含空氣食物烤熟的較慢,並驗證出(4)食物包在鋁箔內,切割後燒烤較容易熟;最後(5)我們用鋁罐、鋁箔自製成的容器,裝各種調味料溶液,加熱燒烤觀察,發現鋁在酸性甚至在鹼性溶液中,很容易生鏽,而含糖類調味料最容易燒焦;由以上各實驗我們結論出,一些食物包著鋁箔燒烤較正確安全的方法。

留住你有何用-DIY 太陽能熱水器

五下康軒版第三單元,熱的傳播與保溫提到,熱是可以藉由不同的材質加以傳播和保溫,於是激起我們想利用大自然的熱源,使水溫不斷上升以節約能源的使用,結果發現透過傳熱速度較快的金屬物質,加熱再利用較佳的保溫素材,的確可以將太陽的熱保留住。

生龍活現

青山常在、綠水長流,是我們最嚮往的環境。當校園水池重新開挖後,我們就想要讓水池重現生機,是要做生態水池,或美觀實用的水池呢?於是我們一邊做觀音鄉水生動植物的調查,一邊用壓克力筒模擬水池,嘗試養一些魚類與水草及如何換水排水的實驗,之後做能否改善水池漏水的狀況的糯米黏著劑實驗。也做各種水的涵氧量、溫度、pH值、微生物與優養化的關係實驗。最後參考這些實驗的數據及一些相關資料,我們決定不要侷限於生態水池,而是寓教於樂、怡情益智又美觀實用的水池,但也不失於富有生態保育的觀念。不僅可以做為我們的觀察學習園地,也是舒緩身心的好所在。

校園中的恩愛夫妻─紅鳩

我們這次研究的目的主要在辨認紅鳩和相似鳥種的差異,及羽毛的功能,瞭解紅鳩的生活習性及在台灣地區的分佈。我們採用的研究方法主要是觀察、實驗及資料查詢。從93 年12 月到94 年5 月,透過雙筒望遠鏡、單筒望遠鏡及數位相機來進行更詳細確實的觀察,並不斷將觀察到的現象,和蒐集到的參考資料作比對,對紅鳩有很深的認識。由校園中的觀察,發現紅鳩是平地常見的鳩鴿科中體型最小的,整體顏色大致呈紅褐色,雌鳥及幼鳥則成灰褐色。紅鳩的羽毛分為四類,即體羽、絨羽、翼羽、尾羽,有保暖及飛行的功能。紅鳩的主要食物是穀類,主要依靠視覺來取食。平常最容易觀察到紅鳩休息、飛行、理毛的行為,傍晚可看到最多的紅鳩,他們飛來黑板樹濃密的樹葉下過夜。繁殖期,雄鳥和雌鳥交配後就一起飛翔、休息、築巢,抱卵、育雛,直到雛鳥離巢。巢形為盤狀,用小樹枝、小草莖等為巢材,鳥巢稀疏而不密實,築在樹枝開岔較多,而有樹葉遮蔽處。每一巢有兩顆白色的卵,孵化時間約兩週,由親鳥餵食「鴿乳」長大,約二至三週離巢。在校園外的觀察,發現紅鳩主要在平地活動,尤其農耕地最多。在台灣地區各縣市都有紅鳩的分佈,以雲林、彰化、嘉義的數量較大。我們覺得每種動物都有喜歡的棲息環境,人們在從事經濟開發時,要做適度保留及刻意維護,讓所有動物都有生存的空間。

種子的保養品

本實驗利用添加肥料、避孕藥、優酪乳、雞精、二氯苯氧基乙酸 (2,4-D)等物質來觀察對綠豆、油菜及白菜種子萌發與胚根成長之影響,我們利用配製不同濃度的這些物質來觀察促進這幾種植物種子的最適濃度。由本實驗結果發現肥料濃度在使用上過高或過低對植物種子萌發及胚根生長不利。而雞精可促進綠豆種子萌發及胚根生長,但對油菜卻無太大促進效果,對於白菜種子萌發有促進作用,但對胚根生長有相反效果。優酪乳對於綠豆之萌發及胚根生長均有促進作用,但對油菜種子僅對其種子萌發有促進作用,優酪乳對白菜種子萌發與胚根生長沒有明顯促進作用。避孕藥對於綠豆胚根具有促進作用,但對於油菜及白菜種子萌發及胚根生長須添加較高濃度。此外,2,4-D 可促進白菜及油菜種子萌發,對胚根生長則無助益。

你家被風吹倒了?!-探討風對不同建築物的影響情形

首先以風洞實驗器固定風速、風源位置,測定建築物質量與受風面面積的關係。其次採用攝影機攝影風吹襲不同形體之建築模型,以慢速播放來觀察模型的振動情形;並利用乾冰、色光照射,佐以攝影播放觀察建築物周遭氣流之流動情形,求取氣流方程式。最後利用上述方法,測定風對不同複合式建築物之振動及氣流流動變化情形的影響。實驗發現建築本體愈重時,風影響其振動頻率也就愈小,這是因建築物受到地球引力愈大,風要吹動建築物所需的作用力也愈大。而建築物雖受風面面積一樣,但若受風吹襲的方位不同,仍會造成建築本體振動頻率相當大的差異,這將造成居住在其中的人感到不舒服及不安。實驗中並發現以另一棟建築相組合(複合式建築)可有效降低振動頻率:若多棟建築地基連結在一起,則抓地力愈大,穩定度愈高;或當多棟建築本體利用連結建築連接在一起,則加起來之總質量遠大於單棟建築物之質量,因此風造成振動頻率就變小了。故整體而言,附加建築是降低風影響建築物振動的好方法。

杯子裡的吸管是怎麼折斷的?

我們發現水中的吸管會受到容器的形狀,和吸管放置的位置所影響,為了進一步瞭解光的偏折,我們利用吸管、螢光棒、雷射筆在不同容器的觀察實驗,和透過不同容器觀察小豆子的變化,瞭解吸管在水中是怎樣偏折,也從中知道了吸管會在水中偏折的原因。

化學繪畫

本研究是利用氧化還原與尖端放電兩原理,使還原析出的金屬,在介質中藉由尖端放電生長成有如樹狀的物質。我們的研究重點有別於以往的金屬樹科展作品,是以如何控制或改變金屬樹的生長方向為主;為此我們設計了十幾組實驗,包含理、化操縱變因如:電、磁、光、溫度、配位基、電阻等,同時也對實驗過程中,發現的有趣現象做衍伸研究,如:導引、毛細現象的影響。經過一年多的實驗後,選出五種具有明顯實驗結果與發展潛力的實驗組,作為科展的深入研究,並將成果收錄於作品書中;其中活性組、電磁組為改變金屬樹生長方向的方法,錯離子組可影響金屬樹析出的速度,導引組與紙導引組是直接導引金屬樹的生長。