全國中小學科展

國小組

一筆奇「跡」

本研究找出3×3×3立體空間中一筆畫路徑的可能部件共38個,並以符號命名排序。又將立體骨架圖中的一筆畫路徑,用「省略」部分路徑的方法,從路徑取出部件,並把路徑用起點和終點的關係及部件排列的符號表示。採用「固定」部分路徑的方法,探討找尋3×3×3立體空間內一筆畫路徑的流程,並找出下列空間中的一筆畫路徑: 2×2×2、2×3×2、3×3×2立體空間中一筆畫路徑數分別有3、41、1076條;也找出3×3×3立體空間中逐層走完的一筆畫路徑數是166條。最後將立體空間的一筆畫路徑走法分類,再利用3×3×2立體空間中隨機穿越走完上下二層的一筆畫路徑數1044條,分類推算出3×3×3立體空間中隨機穿越走完前二層,再走完第三層的一筆畫路徑數共有9832條。

誰是鎘鬥大明星

為了受重金屬鎘污染土地尋求最友善的復育方法,我們嘗試在不同環境下,探討在模擬的鎘污染土壤,添加不同比例的天然資材對小白菜吸收重金屬情形,結果顯示,澆灌酸雨,添加「牛糞」或「稻草桿」堆肥後種植小白菜,可以促進受鎘污染土壤的鎘移除率,達到友善復育土地的效果。本實驗結果「稻草桿」及「牛糞」成為復育受鎘污染土壤的「鎘鬥大明星」。

飛沙地區風、雨、沙之探討

同學問老師,為什麼我們這裡,風沙那麼大?而且田問也有很多數不盡的沙丘?老師告訴我們,因我們這裡濱臨海邊,風特別大,又很少下雨,所以常風沙很大,但這只是農民看天說的。我們聽了老師的一番話以後,才知本地氣候如此的惡劣,主要原因是本地區的風、雨、沙與別地區不相同,於是我們即在老師的指導之下,擬定了研究問題,共同的來觀測研究。

廚餘變身『沼』出能源

微生物分解有機質進行厭氧醱酵,可以產生沼氣等可燃燒的氣體,轉化後便是一種很棒的能源。我們嘗試用不同種類的生活廢棄物混合生態池的泥巴來製成沼氣,發現濃度愈高產氣量愈高。澱粉、醣類物質容易被分解快速產生氣體,而蛋白質則不容易被分解,產氣量較低。另外,蔬菜烹調後,因為細胞被破壞比較容易被細菌分解,因此產氣量較高,而生蔬菜則不易被細菌分解產氣量低。透過這些實驗我們發現,許多生活廢棄物經過適當處理後,都可以成為微生物的食物,並轉換成能源,充分發揮每一分價值。超高油價時代,人類必須開發及使用替代能源,沼氣就是一種很好綠色能源新亮點。

草「語」花香--植物的溝通密碼

動物有嗅覺,植物是否也有「嗅」覺? 我們選用五種植物做實驗,植物生長時與氣味一起封起來。看看氣味是否影響植物的發芽與生長,來判斷植物是否有「嗅」覺。結果如下: 一、 不同植物對相同氣味有不同「嗅」覺反應。例如: 苜蓿 「聞」到了檸檬桉葉片後,發芽與生長都會被抑制; 綠豆不會被明顯抑制。 二、 植物可分辨不同氣味。例如; 苜蓿在有0.01ml薰衣草精油的環境,可促進發芽達138.00%;0.01ml野薄荷精油會抑制發芽(78.50%)。 三、 植物對不同量的氣味,反應不同。例如:1g玫瑰花氣味會促進苜蓿的發芽;但3g的玫瑰花氣味反而會抑制苜蓿的發芽。 四、 綠豆「聞」了樟葉氣味二週後,氣孔在白天幾乎都是半開的。 研究證明了植物不但有「嗅」覺,而且還可以分辨不同氣味。

「酒酒」好釀暖人心-從釀造葡萄酒探討發酵變化

為了瞭解釀酒過程中影響發酵的因素,我除了在自然科學課本中學習,再閱讀了相關書籍後,藉由在釀酒的時候加入糖和酒麴,來瞭解糖跟麴的作用;在裝瓶發酵的過程中將發酵環境分為室內、防潮箱、冰箱及長時間燈照等四種不同方式,來觀察濕度和溫度對發酵的影響。我每天做溫濕度的測試及記錄,並用肉眼觀察氣泡變化,評估改變哪一種因素可以得到最好的釀製效果,且以蒸餾的方式測量出酒精濃度進行驗證。除此之外,我也觀察到冰箱和長時間燈照這組實驗不只有改變了溫度這個條件,也同時改變了發酵過程中的亮度,所以亮度是否會影響發酵的結果?我又查了書本和問了專家學者,才知道應該是溫度的影響比較大。自然科學真的有太多的奧秘,這個實驗引發了我對大自然更多的好奇心,也希望未來能對影響發酵的原因能做更多的研究。

以『爆』制爆~ 玩具地雷包也能變成滅火器

2014年7月31日發生震撼全臺高雄氣爆令人驚心,於是決定要研究這個方向。 研究利用玩具地雷包模擬氣爆機制,找出地雷包的材料為檸檬酸水溶液及小蘇打粉,45屆科展利用氣球測定爆炸威力不明顯,我們用油罐車效果佳,知道檸檬酸、小蘇打粉及水之間爆炸威力效果最佳比例,發現爆炸後會產生二氧化碳,可以降溫滅火,管道傾斜度90度爆炸效果佳使用材料少,管道形狀I型> L型>U型>O型>S型,I型的膨脹效果最好。 利用熱虹吸效應及滅火原理完成了感溫變色地雷包滅火器設計並實際滅火,考慮到了地雷包滅火器的比例、感溫變色示警機制、感溫變色裝置及放置位置、防災管道配置原則等因素,設計隨身型滅火器及智慧型滅火裝置,完成一棟智慧型測溫防災建築。

搭橋GO!GO!GO!

在上學期時,我們上到了簡易的槓桿單元,老師提及槓桿原理其實在日常生活中是隨處可見,而其中橋樑的搭建也是槓桿原理應用。但實際橋樑非常的巨大,要如何證明橋樑的搭建和槓桿原理相關呢?因此我們集合大家思考並從網路上查到了相關資料,所以我們決定用木材來製作簡易橋樑。並利用木條不同長、寬、厚及不同材質的界面介質來進行這些實驗,藉以找出利用5塊木板所能搭出的最長長度,藉由所得數據統整思考是否有規律性存在,並藉由木橋力矩的探討,算出我們堆疊的力矩,並探求橋樑堆疊長度和橋的力矩是否有關連性。

跟電磁爐玩遊戲

偶然的一個晚上,突發奇想,把一個裝有燈泡的線圈放在電磁爐上,本是無意,但誰知燈泡卻一閃一閃的亮了起來,好奇心也隨著這亮光漸漸冉冉上昇,加上自然課上到電磁作用電磁鐵,於是想將電磁爐為科展的研究方向,進一步探討。我們研究的結果如下:電磁爐表面有磁力,中間才有電磁感應,表面溫度 23 度上下,最適用的器具是鐵鍋。氯化亞鈷溶液變成藍色,證明電磁爐有渦電流作用,電磁爐必須經過鐵製品才能測得渦電流,鐵片切開不影響渦電流的效果。電線長短和數量會影響燈泡發亮,。同樣數量的燈泡配上較長的電線,燈泡會較亮。電線圍成不同面積發亮情形不同,電線圈數不同,亮度也不同。

「圓」來如此-看我88變

從十片看似形狀不一的圖形(圖1)組合成圓形是我們挑戰的目標。經由實際的拼組操作及多次討論,我們發現可以利用圓的外型特徵以及全等圖形交換的方式,組合出許多好玩又不同的圓。從第一次成功拼出圓,接二連三大家又陸陸續續發現不同的拼湊方法,再經過老師的指點,整理出菱形、正三角形和四分之ㄧ圓的對稱規則性,找出之前遺漏的部份,越拼越多,彷彿進入拼圖世界,讓人一探究竟!