全國中小學科展

國小組

化腐朽為「能源」~植物生質能之初探

從媒體報導上獲取的經驗知道生質能是未來能取代水、電、燃料的明日之星,從巴西成功的酒精汽油經驗喚起我們對生活中植物廢棄物的重視。我們挑選了甘蔗渣、芋頭、芋頭莖、檳榔、椰子、稻禾旱、玉米、鳳梨、舊報紙等九種人們廢氣不用卻可能蘊含纖維素的素材做實驗,檢驗它們與酸作用後生成葡萄糖的呈色現象;接著挑選其中的素材進行各種變因的探討,如溫度、鹽酸濃度、素材接觸面積、時間等因素,藉本氏液的檢驗以找出哪些適合的條件能讓葡萄糖現出「原形」。接下來是藉白麴之力讓葡萄糖發酵成醇類,我們先以葡萄糖水溶液作測試,記錄每天的變化情形,再選用甘蔗溶液進行加酸分解、發酵,對照與葡萄糖溶液的相同與不同的地方。最後用市面上釀水果酒的素材鳳梨、椰子水進行發酵,並做詳細記錄與觀察,雖然沒能製成美味可口的水果酒,但我們從其中了解生質能的可貴,也做為下一次研究成功的動力。

青蛙棋棋盤和棋譜的研究

在暑假數學育樂營的時候,我們接觸了青蛙棋。我們發現關卡應不只卡片上的40關,應該還有很多其他的關卡。所以我們用窮舉法列出2顆時全部的關卡。後來我們又發現可以用3333→12的方法找到12顆的破關方式。最後我們利用網路資源找到了電腦運算的程式,經過修改,我們列出了所有關卡的全部破關方式,可是列出結果的解讀又需要費一番功夫。

葉界殺手-介殼蟲固著繁衍機制研究

地球上有許多大大小小的生物存在生活著,每個生物都在扮演好自身的角色。包括生長的過程、生活習性的改變及對環境變化的適應影響著生存條件。介殼蟲簡稱蚧蟲,屬半翅目介殼蟲總科的昆蟲,是昆蟲種類中最奇特的類群,分布地區極為廣泛,尤以熱帶地區為多。其體微小,繁殖力強。

洞燭先機-如何延長瓶中蠟燭的燃燒時間?

蠟燭是清明掃墓時必備的物品之一,但清明節前後天氣常常不穩定。本實驗目的主要是探討如何讓蠟燭在戶外持續燃燒,不受天氣影響。實驗中,我們試圖用挖洞的瓶子蓋住蠟燭,以孔洞的數量、孔洞的位置、孔洞的直徑為變因,經過一連串的實驗與改良後,發現就材質而言,紙盒最能符合需求,而開了上下、左右相對的四個洞,孔洞直徑為1cm時,可以讓整支蠟燭燒完;以電風扇模擬風吹的情形做驗證,盒中蠟燭的燃燒時間可達到預期目標。

雨後精靈現形記

本研究調查校園與鄉野的菇類分佈,並透過栽培觀察菇的成長;另設計觀測箱,觀察孢子的彈射及影響因素。研究發現:一、我的校園發現菇類共13種,地點多在草皮。二、鄉間發現菇類共15種,墾丁海邊6種,地點多在枯木。三、四種食用菇從出菇到成熟約數天,且採下後還會再長出,以簡易方式栽培,維持高濕度也可長出美味的菇。四、柳松菇的孢子彈射約持續2-3日,濕度高可增加彈射距離,菌傘會傾斜增加彈射的高度。五、柳松菇孢子彈射利用水的表面張力,彈射前菌傘充滿水份,彈射時間愈久,菌傘變薄變寬,逐漸傾斜,蓋緣皺褶,由豐厚鮮潤變為乾癟凹陷,菌褶變長。由於野菇平常不易觀察,因此我們請專家協助鑑定,並製作網頁及發表分享研究成果。

開根號—氣霧發根箱之研究

小組以氣霧耕的方式來替代課本的土壤扦插,我們自製氣霧箱,硬體包含三大部分: 一、繁殖箱:包含穩定的噴霧系統與良好的防漏設計。 二、獨立溫控水箱:儲存系統用水與穩定的溫控、過濾設備。 三、燈光:以省電LED燈泡二個提供光源。 軟體:以arduino程式語言控制,包含溫控、噴霧頻率、時間、燈光控制。 測試結果: 一、發根率:氣霧耕等於或優於土耕,其中金露花氣霧耕發根率達80%,同時對照土耕發根率為0%。地瓜葉測試1.5天即發根,發根長度氣霧耕是土耕的3.53倍,節發根率為93.94%,土耕只有24.14%。 二、移植後:氣霧耕催根後移植於土中,地瓜葉、朱槿、金露花、彩葉草後續成長順利。氣霧耕使扦插變得更容易!

音速小子─神奇電動小馬達

本研究一開始是針對兩種不同規格的強力磁鐵做立體及平面式的磁力線觀察。較特別的結果是:在磁極正面的磁力線集中分布於邊緣處,在中央部位則磁力線分布較少。在研究二(二)中,電線以並聯方式連接,電線數越多條聚集時,其磁針偏轉角度幾乎都沒有改變,不符合歐姆定律。後來每條電線再加裝一顆燈泡重做並聯的實驗,結果發現:電線數越多條聚集時,其磁針偏轉角度就有增加的趨勢,符合了歐姆定律。研究三中,我們利用自創的駐波個數法及雙星錐擺法,都可驗證:強力磁鐵數越多時,其旋轉速率都有增加的趨勢。研究四中,我們改用浮力裝置來進行實驗,結果發現:強力磁鐵數越多時,其旋轉一圈所需時間有減少的趨勢,即轉速有增加的趨勢。

水姑娘「紙來紙網」

從一個大人與小朋友皆喜愛的夜市小遊戲—「撈金魚」,引發研究身旁周遭所看過、用過的各種不同紙張的好奇心,這些紙叫什麼?它的負重程度怎麼樣?要用什麼方法去測量出來?沾了水(或是沾不同液體)之後的紙張,其負重程度是否會改變?藉由一連串反覆的實驗中,我們瞭解夜市的撈魚老闆應使用什麼樣的「紙」供顧客遊玩,才不會血本無歸,顧客也能玩的盡興。過程中發現紙網與池水水面的接觸角度是越垂直越佳;紙網在水中的時間越短越不容易破;所選擇的魚種,體型越小越好,活動力較弱較佳;儘快將撈到的魚放入小臉盆,使小魚停留在紙網的時間越短越好,避免小魚掙扎時,弄破紙網。

由2說起

一、由課本的因數倍數研究起,進而探討 100 以內質數的倍數之識別法,並將質數依個位數的不同,分類成個位數為 1、3、7、9 四種,最後整理歸納出任一質數的倍數識別法。二、若有一數目 x,可表示成 10a+b 的形式(其中 a 為任意正整數,b 為個位數),則欲判斷其是否為質數 p 的倍數時,其識別法如下:(一)當質數的個位數為 1 時,只要判斷〝a-(p-1/10)b〞是否為質數 p 的倍數即可。(二)當質數的個位數為 3 時,只要判斷〝a+(3p+1/10)b〞是否為質數 p 的倍數即可。(三)當質數的個位數為 7 時,只要判斷〝a-(3p-1/10)b〞是否為質數 p 的倍數即可。(四)當質數的個位數為 9 時,只要判斷〝a+(p+1/10)b〞是否為質數 p 的倍數即可。

冰雪淇緣

為什麼未食用完畢的冰淇淋再回冰,質地會變硬呢?先分析市售冰淇淋的主要原料,並探討主要原料中,何種成份是影響冰晶形成的主要原因? 我們利用自製儀器分析市面上的冰淇淋回溫再結凍後的質地,制定出分析冰淇淋硬度與濃稠度的標準。結果發現,抑制冰晶產生的主要成份是糖、乳脂及空氣,且凝結核越多,越容易生成冰晶。結果發現動植物性混合的鮮奶油或是單醣、雙醣混合製作出的冰淇淋,抑制冰晶效果最好。將空氣拌入冰淇淋溶液則以2分鐘最好,這樣可以使冰淇淋體積最膨鬆,產生的冰淇淋冰晶最少。 最後將研究出來的最佳成份比例,自製鮮奶冰淇淋,並與市售冰淇淋做官能品評比較,證明此研究的冰淇淋配方,的確在復冰後擁有最佳口感。