全國中小學科展

國小組

面面俱到-雙面太陽能電池

本研究主要探討如何增加太陽能電池的效能,我們研究如何讓陽光同時照射上下兩片太陽能板並且能夠自動轉向太陽的裝置。一般的太陽能電池為單面受光,我們設計了雙面受光的太陽能板,上下兩面太陽能板皆能照射到光,如此可以節省成本及增加效能。 為要達到最佳的光電轉換的效能,實驗透過兩組光敏二極體測量四個方位的光照值,透過程式的計算並命令伺服馬達轉到目標角度,使太陽能電池板面始終保持垂直面對太陽的狀況。 由實驗結果得知,太陽能電池藉著自動轉向機構確實比固定角度的機構更能得到好的光電轉換效能,並且藉著鏡面的反射,背面的太陽能板亦能得到太陽光的照射,因此,實驗結果達到我們預期的效果。

“輝”比尋常 ~~探討黑板顏色對光源亮度表現的影響

現行“黑”板已不是黑的,因此,我們準備數種顏色“黑”板,希望了解各色“黑”板對應光源亮度的表現,先以實驗箱測試照度及輝度,再以自然教室實測及問卷驗證。 由實驗結果顯示: 1.平均照度表現為黃、白色居高,黑、綠4白0、洋紅偏低。 2.平均輝度表現為黃、白色居高,黑、綠4白0偏低。 3.綠4白8不論在照度、輝度的表現上都相當穩定。 依結果提出建議: 1.以「綠4白8」黑板取代高照度、高輝度的電子「白」板及白色布幕。 2.配合照度、輝度表現調整學生座位距離,修改現行「國民中小學設備基準」。 3.配合照度、輝度表現,調整現行「中華民國國家照明標準」。 4.將傳統教室照明設備改為感應燈,以配合照度、輝度表現,自行調整教室光源亮度。

馬路如虎口,請造橋保護我

到學校上課是我們最快樂的事,然而要到達我們的樂園一興隆國小,卻有一段最驚險的路程,那就是「興隆路、辛亥路的十字路 口 」,它不僅是興隆國小學生上學必經之地,也是中國市專、興福國中、萬芳國中、木柵高工、私立靜心、再興中學等師生必經之地。每天我們上學的時間也是人們急著上斑的時刻,從四面八方擁來的行人、車輛都在此處交會,紅綠燈有時也會因各種車輛之互不相讓而失去功能,結果卻害苦了我們,而更辛苦的卻是我們的導護老師和交通糾察隊。導護老師的哨子吹響了,糾察隊的指揮桿放下了,仍然擋不了分秒必爭的摩托車、計乘車,我們只好眼巴巴的排好隊伍站在人行道上苦苦的等待。有時候也為了讓我們穿越「十字路口」卻擋住了數以百計的車隊,而且亂成一團,甚至造成車禍。每天上學與放學,我們都面臨頭痛時間,我們已經忍受了六年,因此我們組成調查研究小組,在老師們指導之下進行「馬路如虎口,請造陸橋保護我」的專題研究。

清涼來襲

本研究以通風、遮蔽陽光、煙囪效應、狹風效應等變項作為實驗主題,藉由Arduino和電子溫度模組測量及記錄溫度,嘗試找出適用在學校教室能降低室內溫度的方式,解決夏日炎熱之苦。 實驗結果發現,室內通風良好能夠帶來的降溫效益最大,封閉的教室和開窗的教室在平均溫度能有3度的差距!其次是遮蔽陽光的照射,雖然平均溫度差距不如通風明顯(溫度差距小於1度),但是仍算有效;最後,我們參考了網路上熱門的(DIY窮人冷氣機),製作前後端孔徑不同的「狹風板」對降溫同樣有幫助,在最炎熱的13:00到14:00間甚至可以有2度的溫差。

葉裂的小秘密

有一天下午,一群天真活潑的少年科學研習同學,在本校的植物教材園裡,好像發現什麼似的,在執署的觀察,迷戀不離。『喂!大家來看!那支芽怎麼會裂開呢?』好奇的陳同學突然中大叫一聲,入神的再深入察看。『真有趣!那裂開的小芽片裡,還藏著許多摺疊的小葉片呢?』一時高興的跳起來。大家都被陳同學的發現,不約而同的圍觀在那裡,爭論不息。老師說: 『 陳同學能夠發現這一個問題,償是難能可貴”棕竹的芽,必須經過裂開和展開活動,才能變成美麗奇特的掌狀葉子。在葉裂的過程,待我們去揭開的小秘密遝多著呢?』

中大獎,不容易

本研究的實驗目的是針對夜市常見射飛鏢遊戲,自製簡易模型探討大獎出現機率,作為提醒小朋友勿亂花用零用錢的最佳例證。除了按照飛鏢盤正常數字排列外,我們還試著製作出以順時針方向排列數字的飛鏢盤,以及用不同半徑畫圓,探討圓的大小是否會影響數字總和發生的機率?實際操作後,發現數字以順時針方向固定排列時,出現大獎機率較高,所以市面上常見飛鏢盤上的數字排列有其一定道理。而不同大小的圓,從實驗的結果觀察,似乎不會影響發生的機率,故較大的圓目的在提升命中率。透過實驗的數據,讓小朋友了解到中大獎的機率非常的小,所以應該把錢花在有意義的事上,勿做無謂的浪費。

魔方陣的變化球!

在解決基本三階魔方陣的過程中,得到解題的要訣在於訂立中心位置為5,可以得到八組解。然後嘗試改變傳統格式,將行與列的和訂為相同的等差數列,發現解答的組數會以中間位置為5 呈兩側對稱關係;而每個位置出現同一個數字的次數也有線對稱關係。因為只有中間位置能夠填入每一個不同的數字,所以解題時應先決定中間位置的數字,再探討其它位置的數字排列。當填入的九個數字呈等差數列時,發現解答的組數會以中間位置為此數列的中數呈兩側對稱關係。只要三階魔方陣的行與列呈現對稱排列,魔方陣的「四個角落數字和」必等於「填入數字的總和扣除兩倍第二行列數字和,再加上中間位置的數字」。

黏黏有餘─掛鉤的黏著力

這次的實驗在研究掛鉤吊掛重量的負載程度,及探討如何增加掛鉤負載重量的方法。

線接線,新發現

上數學課時,老師說:「有個非常有趣的數學遊戲,你們想不想玩?」我們異口同聲地回答:「想玩!」「那麼,大家先想想看用什麼東西可以代表一條線或線段的?」「火柴棒」「牙籤」…最後,大家決定用乾淨、美觀的牙籤來玩「線接線」的遊戲。

高速奔馳

在自然課中學到二極電動機的組裝,認識到電與磁的交互作用會產生動能的概念,我們開始改裝軌道車的三極馬達,經由改變線圈的纏繞方式、線圈的圈數、線圈線徑的粗細、磁場的強度……並在軌道上實際路跑來印證如何使車速變快?如何加大扭力?如何增高穩定性?使原先只知道休閒玩車的我們,進而享受到改車的樂趣,使軌道車跑出高速與最佳性能。而且我們的研究很環保哦,所有的馬達心都是回收得來的,不必花一毛錢;在老師的指導以及軌道車玩家的技術切磋下,有很多理念結合在我們日常生活中,例如:了解不同的馬達適用於不同功能的電動機械上……促進改良環保電動車,使它更方便使用與普及化….. 還有好多小發現可以應用在日常生活中,使我們的思考就像我們的愛車一樣更靈活更有爆發力。