全國中小學科展

國小組

「膠」情「非」淺-探討魚鱗膠原蛋白的凝聚及水解分析研究

魚鱗往往被當成廢棄物丟棄,其實魚鱗中富含膠原蛋白,具有凝膠性,且會被蛋白質水解酵素分解成更小分子的胺基酸。因此,我們設計了一系列實驗來了解魚鱗膠原蛋白的提取、凝膠與水解現象。研究發現:1.熬煮不同時間會影響魚膠提取量。2.製程改用玻璃鍋具或悶燒鍋能增加魚膠提取比例。3.驗證傳統製程中加入白醋或檸檬汁的步驟,是為了有去腥的功能。4.魚膠的凝膠性會受濃度與溫度的影響。5.在了解木瓜酵素會使魚膠產生水解現象後,透過TLC檢測魚膠水解液與胺基酸標準品比對,發現魚膠水解液確實分解成更小分子的胺基酸。6.藉由品評了解魚膠運用在凝膠食品上有其可行性。從我們的探究,可推廣將魚鱗廢物利用,成為一種愛物惜物的綠色行動。

杜鵑的陷阱-探討藏伏杜鵑花苞片上的黏液

《杜鵑的陷阱》主要探究杜鵑花苞片上神秘的液態物―黏液。整個過程由其它植物的苞片觀察出發,佐證了杜鵑花苞片的特殊之處,並沿途探討杜鵑花苞片的變化、苞片產生黏液的目的與對該黏液的幾項檢驗。而終點到時,研究者持以欽佩的態度,讚嘆大自然對杜鵑花苞片所施予的神奇轉換。苞片的存在,造就美麗的花朵。

不只4種花色

從撲克牌魔術出發,探索出二個原理,第一個關於操作手法;第二個和表演過程相關:完成本魔術至少要派9 張牌。另外,我們和之前國展國小組數學科中同樣探討撲克牌的作品(參見附錄一)不同的成果是:提出二個數學定理,並得到一個一般化的結果:使用n 種花色的撲克牌,本魔術的「最少派牌數」。

皮球在馬桶水箱中應用

由於學校有一次撤所中馬桶的水箱壞了,引發了我們研究水箱的構造及改進水箱的動機。

聰明的高速公路大啟示—汽車撞擊力和碰撞緩衝功能的變因研究

國內高速公路一條一條的興建完成;發現它的中央分隔島有很大不同的改變。更從網路資料得知,政府不斷的朝“聰明”的高速公路努力情形。其中以驚心動魄的死亡車禍,給我們印象特別深刻,因此決定對如何減低高速公路車禍損失進行研究。首先對汽車撞擊力和碰撞緩衝功能的變因,著手進行研究,我們利用智高組合玩具,設計製作了多種不同車頭 (保險桿)的實驗車,同時利用鋼筋水泥製作了三種不同形狀的護欄,再利用橡皮筋彈力,實地進行汽車碰撞實驗。我們為了驗證汽車之撞擊力及碰撞緩衝功能,利用日常生活中各種物品設計製作出4種測撞器,效果極佳,是值得介紹的創意。最後經過研究得到的結論是:高速公路的護欄、碰撞角度、汽車車頭(保險桿)形狀及車速都是影響汽車碰撞緩衝功能的重要變因,要減低高速公路上車禍造成的損失,一定要重視它。

「角」盡腦汁

在數學課中因為介紹多邊形,讓我們引發對形狀的興趣,再加上學校宣傳物—正十二面體存錢筒的接觸,使我們展開了對正多邊形在平面上和空間上的研究。我們研究了正多邊形在平面上與空間中的組合問題。研究後發現只有正三角形、正方形、正六邊形等圖形,因為其內角角度數是360 的因數,所以可構成平面;一層一層的平面圖形所需要正多邊形個數記算方式,推論如下:正三角形【(3n2-3n) ÷2】+1;正四邊形【(4 n2 -4n) ÷2】+1;正六邊形3n2-3n+1,此結果可讓我們運用在地磚的鋪設上。而可構成正多面體的條件是正多邊形的單一內角角度3 以上的整數倍須小於360°,實驗結果發現只有正三角形可構成正四面體、正八面體、正二十面體;正四邊形可構成正六面體;正五邊形可構成正十二面體,此研究在建築界有很大的幫助。

黏TT的滋味—客家桔醬出瓶大解碼

本研究源於觀察外婆倒桔醬,無法控制速度與流量,而展開實地探訪與實驗。結果發現: 一、桔醬製造過程經高溫殺菌後,直接充填至瓶內,採用窄口玻璃瓶,以減少發霉機率。 二、 低溫、濃度愈濃,倒出時間較長。黏度愈大,黏著在肉片的量較多。 三、傾斜角度60度,震動瓶身後方,桔醬出瓶時間較快。以每秒搖動3次的頻率,能快速倒出桔醬,但會在瓶口出現桔醬甩動的情形。 四、桔醬會從下方壓力較大,或較短的吸管流出。上方入口細,下方出口粗最快流出。 五、吸管旁鏤空,流速不快,但穩定,能在1分鐘內流出30g桔醬。 六、最佳設計裝置是:隔板0cm作為分流裝置,並加上瓶身後方震動,平均能在8秒讓低溫的桔醬流出30g,且控制於下方出口流出。

筒中求翼 ─研究飛行筒投射條件對於飛行狀態的影響並探討其飛行原理

本實驗使用PPE板及橡膠圈來仿製X-Zylo飛行筒,藉由改變飛行筒的形狀和製作筒翼來了解陀螺儀原理在飛行筒中的作用。再改變飛行筒的構造,以增厚橡膠圈、加裝透明片、製作半內側半外側飛行筒等方式,來探討伯努力原理在飛行筒中的效果。實驗結果發現,陀螺儀原理可使飛行筒穩定旋轉,伯努力原理則在本實驗中看不出明顯效果,攻角有助於飛行筒產生向上的升力,使飛行得更遠。

腐木上的藍寶石-----校園藥用真菌的發現與培養觀察

在校園中腐朽的鳳凰木樹幹底層,我們發現了一株靈芝,它的表面,竟然呈現出與眾不同的寶藍色色澤。我們很好奇:像這樣帶著寶藍色光澤的靈芝,過去是否曾經出現在國內的文獻中?這種靈芝所需要的生存環境為何?我們能不能以人工方式栽培它呢?帶著一連串的問號,我們開始對這株靈芝進行持續的觀察、測量、拍照與記錄。經由國立自然科學博物館協助鑑定,我們知道了它的芳名是“熱帶靈芝”(Ganoderma tropicum ) ;同時,老師帶我們參觀霧峰菇類文化館和瑞峰菇類教育農場,蒐集相關資料;接下來,我們就應用所學到的菌種分離和太空包栽培等技術,開始“種靈芝”囉!兩個多月後,我們用太空包培育出來的熱帶靈芝都沒有寶藍色色澤,這顯示出:校園中那株靈芝的寶藍色色澤,可能是特定的生長環境造成的。此外,在培育靈芝的過程中我們還發現:最適合熱帶靈芝菌絲生長的溫度約為 35℃;以太空包栽培靈芝,最好能控制溫度、溼度,而太空包最好要橫放才能形成菌傘。靈芝在中藥的應用很廣,本校發現的熱帶靈芝經文獻記載確實有藥用功效,令人興奮!不過,靈芝在自然界中生長很容易遭受破壞,如果想要將它的藥理成份大量應用在日常生活保健方面,就有人工栽培的必要。

神鬼膠封~植物渣與膠水結合之應用研究

硼砂水+膠水後混和出來的「彈力球」是小朋友最喜歡的玩具。他不但很有彈性,而且可以任意變形。「矽膠墊」是許多機器的保護套,它能減少機器的碰撞。我們將一些廢棄植物渣加進硼砂水和膠水,製成植物渣軟塊。並用矽膠墊裡的矽膠來進行實驗比較效果,透過墜落、加熱、黏性、無毒、載重、反彈、酸鹼以及隔音等實驗。發現許多植物渣軟塊和矽膠的結果各有所差,讓我們一起「彈」出新發現吧!