全國中小學科展

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國中組

冰山可解旱─海水結冰鹽度之探討

常在想:萬一有一天,地球上鬧大旱災,那該怎麼辦?是否有方法可以解決?在電視上,看到唐老鴨在冰上鋸個大洞,而輕鬆地釣魚,……。這些問題疑惑著我們,要如何揭穿媕Y的奧秘?

肌膚的貼身保鑣-防曬乳

市售防曬產品種類繁多,本研究目的欲從實驗得知有無塗抹防曬乳的差異?各種廠牌防曬產品防曬效果優劣?以及防曬產品的防曬時數?將酵母粉置於表玻璃上,以紙片覆蓋。紙片上塗抹不同品牌的防曬乳,放置於紫外光下照射一段時間。藉由收集酵母菌活化產生二氧化碳量的多寡,判斷各防曬產品的防曬效果。實驗證實塗抹防曬產品確實有防曬效果;相同防曬係數(SPF30)中,以C5 組資牌的防曬效果較佳;且相同品牌中防曬係數愈高防曬效果愈好;各防曬產品隨著照射紫外線的時間增加,其防曬效果皆有下降的趨勢。

天龍八「步」— 利用足底壓力,製作偵測內八或外八姿勢的穿戴式裝置

已知內八及外八姿勢會影響健康,醫療上利用矯正鞋墊來改善,但大多半年追蹤一次,無法達到即時矯正的效果,因此引發我們的研究動機,我們利用足底壓力分佈的原理,製作能偵測站姿及走路是否內八或外八並具有即時提醒功能的穿戴式裝置,使用方法是當壓力超過設定的門檻值時,手機便會發出圖示及語音警告,我們還建立資料庫進行長期紀錄,期待能更精確地矯正姿勢。我們研發的第一代穿戴式裝置可即時偵測內八及外八的站姿,並在手機上發出圖示及警告,但是速度慢且無法長期追蹤記錄,因此我們進一步研發第二代穿戴式裝置,不只能精準地在站立及走路內外八時,手機發出圖示及語音警告,且速度更快,還可記錄以達到長期追蹤效果。

金屬的盔甲

我們做此科展的目的,是要設計一個可以邊電鍍、邊測量質量的儀器,我們希望這個儀 器是簡便、精確、且線路簡單,並且能推廣到教學的器材。經過我們不斷改良,終於完成了 「便利質量電鍍器」。 其中製作微量天秤和線路的配置方法,是本研究的重要部分。微量天秤的主要結構是吸 管、鱷魚夾、及線路。微量天秤的構想,是參考以前的科展作品並加以改良,可精準測量到 0.00010g,而裡面的線路,則是我們的創意(如圖一)。只要把電源供應器的正極,接上左右 任一鋼條,負極接到容器另一端,並加上一個鱷魚夾,夾上被鍍物,便是一個可邊電鍍,邊 測量質量的儀器了!如此一來,我們就能以此儀器來作我們以下的實驗。 我們實驗目的在探討電鍍時不同金屬、不同時間、電極大小及電壓,對正極金屬片所減 少質量的影響。 最後,我們推導出一個有關電鍍時正極金屬片質量變化量的實驗公式。為此,我們也要 做許多次、許多種的實驗,來驗證我們的公式是否正確,並以我們所學的理論來推論。

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。

「蟀」哥體能王-從抓地力、跳躍高度、爬行速率探討蟋蟀足部的運動能力

本實驗主要探討蟋蟀步足的移動,如爬行速率、跳躍高度、在各材質的抓地力、步足的移動順序、觸角對爬行的功能,並藉飼養觀察生活習性。成蟲移動速率約2.0公分/秒,成蟲跳躍高度平均約身長的1.9倍,若蟲跳躍高度平均約2.5倍。在鋁箔紙、保鮮膜、玻璃紙及玻璃這四種材質上爬行的效果,鋁箔紙最佳,玻璃紙最差。但因爬行角度皆小於30度,這些材質皆適合做成飼養蟋蟀的容器。蟋蟀的步足在爬行中有兩種步伐,第一種為第一及第三對步足的左側、第二對步足的右側向前移;第二種為第一及第三對步足的右側、第二對步足的左側向前移,兩步伐交替使蟋蟀前進。剪掉觸角的蟋蟀爬行時會產生偏移,剪掉右觸角所偏移的角度最大,爬行速率也最慢。

探討面積在轉動中的不變性

在一次上課中,老師與我們討論一個名為的問題,當時的題目是: \r 兩個邊長相等的正方形,其中一個正方形的某頂點重合於另一正方形的中心O,並繞O旋轉。求證:無論怎樣旋轉,兩個正方形的重疊部分面積是一個定值。 \r \r 此定值即為幾何不變量。證明結束後,有同學問到當正方形換成其他的正多邊形時,或變為一大一小(即邊長不相等)的正n邊形(n為自然數且n≧3)時,是否也具有的特性?有同學猜測全都會,有同學主張除了正方形以外,其他的都不具有此特性,在眾說紛紜下,我們就決定以此作為科展的題目進行深入的研究,並加以證實。\r

磁磚和正多邊形

在日常生活中,我們常看到房子的地板或牆壁貼著磁磚,許多是由正多邊形所購成的。我們非常好奇到底那些正多邊形可以當做磁磚的形狀?老師建議我們從一年級上學期學過的正多邊形著手,再運用二年級所學的方程式、不等式,以科學方法,試著去尋找正確的等案。

河流的侵蝕、搬運與沉積作用

有一次老師帶學長們去看河流地形,我們跟著去遊山玩水,因討論砂石的粗細排列而去觀察沉積剖面,發現天然的排列非常規則、完美,非人工能比,同時也發現一些問題,於是在老師的指導下做了一連串的探究。

生日快樂切蛋糕之正多邊形等分問題

為解決從正多邊形之一頂點出發,如何畫線等分面積之問題,利用國中數學課程內容所學(如:比例線段、相似、尺規作圖等),及簡單正多邊幾何性質(如:對稱),來進行研究探索並解決問題。