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國中組

數位公車

本研究探討數位公車在人類未來生活中行駛的可行性。本研究將以所學的數學知識進行公車路徑規劃,並透過「樂高機器人控制系統」以及Microsoft Visual Basic 軟體程式之撰寫,在棋盤式城市區域中模擬公車行駛情境,靈活搭配各種方案找出最佳路徑,達到便利快捷的高運輸效能。

再探均分問題的動態穩定

本文探究是否能將三堆石頭移動成數量皆相等的狀態(稱之為「穩定狀態」),因為遊戲進行中,石頭的總數不變,故以石頭數量總和進行分類觀察,我們逐步探討得到:數量總和不是6的倍數之非穩定狀態數對無法形成穩定狀態,進而得到形成穩定狀態的充要條件,並且利用二進位表法歸納三堆時的移動次數型態,得到不須二進位即可操作的移動方法。最後,我們將此結果擴展到多堆石頭時,形成穩定狀態的充要條件及移動方法。

「潔」我所能,「淨」你所想!—探討不同清潔方式之抗菌效果及其相關研究

肺炎疫情肆虐全球,學校因應疫情進行各項清潔工作,於是我們想研究哪種清潔方式的效果最好。本實驗以ImageJ作為影像分析軟體,接著設計洗手方式、清潔劑種類、洗手乳質量、洗手液濃度及其放置多天後實驗,最後將常見清潔液用於環境上等六個變因來探討抗菌效果。研究結果顯示洗手方式為「濕、搓、沖、捧、擦」,其中乙方式無特別限制「搓」的動作,有較佳抗菌效果;以酒精洗手抗菌效果為佳;洗手乳質量以1.8公克為佳;純洗手乳為最佳清潔濃度;放置25天後以D組濃度(洗手乳:水=1:2)的抗菌效果為佳;在環境清潔實驗上,不論清潔液種類皆具有抗菌效果,其中以酒精為最佳。

何以解憂?惟有杜康探討泡沫分離法以小米酒粕蛋白在不同條件下吸附汙染物之可行性

本實驗廢物利用,首次取用天然廢棄的酒粕蛋白萃取液,以蛋白質兩特性:起泡、遇重金屬變性,作為泡沫分離法的起泡劑與吸附劑,本組實驗貢獻: 一、酒粕蛋白萃取液可以做為泡沫浮選使用。 二、自製泡沫浮選器並逐步改善浮選器功能:1. 增加溫度控制功能 2. 增加循環功能 3. 增加泡沫移除功能4. 取泡分析更為容易。 三、以致冷晶片自製恆溫控制組水浴循環槽,完成不同溫度下酒粕蛋白的吸附力實驗。 四、自創排氣集水法,能準確測得非水溶性氣體收集的體積。 五、酒粕蛋白不只利用於重金屬離子浮選,還可作為鋰電池粉末分離回收、染劑及工廠廢液清除之用。 六、酒粕蛋白環保零汙染,能賦予廢棄物新用途,為廢水處理及綠色環保生活貢獻一份心力。

袋袋相傳

有n個袋子,每袋都有球,從球數最多的袋子中,取出和球數最少的袋子數量相同的球,放置球數最少的袋子中。反覆取放多次後,直到每個袋子的球數皆相同,即為平衡狀態。討論球數與袋子之間的關係為何,才能有機會達平衡狀態。能得知需經幾次移動才能達平衡狀態(取放一次稱為移動一次)。

M.C-Escher 極限圖的結構解析與實務研究

本研究主要是對M.C-Escher手繪的各種極限圖(帶狀極限圖、正方形極限圖以及圓極限圖)進行結構解析,並探討其背後的理論與方法,運用本研究的理論方法、結構解析與格線系統,在適當軟體支援下,將可以輕鬆作出富有創意且可完全密鋪的動物磁磚圖樣。我們也利用雷射切割機將本研究設計的正方形極限圖產出拼圖板,而本拼圖板可有數種不同玩法;本研究亦可應用於跨領域教學(藝術人文、資訊、數學)、建築設計、科普玩具及相關創意設計圖。

風起「電」湧 - 人工智慧於風力發電效率探討

本研究的目的是探討:運用人工智慧輔助設計風力發電機的葉片,以提升發電的效率。我們從二維葉片剖面出發,以NACA5410翼型為原型,利用XFoil翼型設計軟體與人工智慧找尋最佳升力與最佳升阻比之剖面形狀,經由風洞實驗得到理論值與本文實驗具有相似的趨勢;接著我們基於該剖面形狀用3D列印製作了長方翼,實際裝上發電機後也證實,最佳化後的葉片顯著比原型表現更好;我們接著把實驗擴展到三維,即漸縮翼與翼尖小翼,透過實驗證實這些技巧對於風電效率有顯著的助益;而除了幾何形狀外,因配重可儲存動能的特性,我們也探討葉片設計的結果對配重的影響;最後,由於最佳升阻比之葉片有較低的能量損耗,排列風電機組的組合也得到更好的效果。

我的行動電源免充電

現代人對隨身電子產品的需求與依賴性是愈來愈大,”沒有電可用”這件事是不容許發生的。因此在緊急狀況下由人類的力量自行發電,是勢在必行,值得研究發展的。 我們利用廢棄光碟機改裝的發電機透過USB輸出,可以用於如手電筒、電風扇,甚至對手機充電。我們能透過合作發電,來補足效率不足的問題。 我們從廢棄的光碟機改裝成的發電裝置具有以下特色: 1.簡單裝置就可發電。 2.利用廢棄材料,回收再利用,較環保。 3.隨時隨地都能用,不受環境限制。利用自己的力量發電,有成就感。 4.USB規格,適用範圍廣。 5.體積小,攜帶、收納方便,不佔空間。 6.以自己的力量發電,減少火力發電的碳排放,為環境保護盡一份綿薄之力。

§雙三角‧終結者§

雙三角終結者是一種兩人對戰遊戲,兩人輪流在數個點之間連線 ,直到其中一方畫出終止圖形 、 (兩個三角形共邊),此人即成為輸家。在進行這個遊戲時,依照不同的型態進行排列組合及歸納,發展出不同的公式,經由公式我們可以預先知道最終條數。若結果不利我方,可以利用一些應對的方法來改變最後結果,進而取得勝利。也就是說從公式的角度出發,我們不用再一條一條的試畫便能直接找到最終連線數。不只便利更能迅速算出結果,甚至有些只要用看的就能得到答案。當點數過大時,用公式算比自已畫來得準確。 除此之外我們還發現了另一種簡便的『三角形觀察法』,此種方式就不需要分成上下來討論,在畫的時候也比較容易畫線,而且可以避免終止圖形的產生。

驚嘆尤拉線群遇到60°與120°

本研究探討在平面上以一定點P切割△,尋找使三子△尤拉線共點之P點。這種點有無限多但有一定排列,我們用代數法求出P點軌跡方程式,且發現非正△中能使尤拉線群共點的P點軌跡分成三部分:1.封閉曲線2.外接圓3.開放曲線。另外發現共點Q軌跡在原△尤拉線上,分成三種:1.整條直線2.直線上下兩部分3.直線上中下三部分。進一步,若原△有一內角為60°或120°,則開放曲線變直線,封閉曲線變圓,且此圓的半徑恰好等於外接圓半徑。尋找使三子△尤拉線平行的切割點「I」,發現非正△都有1個I,且等腰△的I點可用尺規作圖畫出,正△中則有無限多I點呈擺線狀。最後用等腰△來探討P、Q競逐關係及速率的相對變化,非常有趣。