全國中小學科展

國小組

骨色骨鑲--數字顏色條件化之骨牌鑲入問題探討

本研究源自書中《彩色骨牌》遊戲:一副骨牌28張,用七種不同顏色表示數字0~6,同時在7 × 8矩形中以顏色次數加總提示每行、每列共15個總和關係,最後依提示計算出各顏色代表的數字,並用28張骨牌重現之。研究成果如下: 一、 聯立方程式能有效解決數字顏色條件化的計算,同時也可從遊戲設計者的觀點掌握,了解已知總和條件的設定應避免給予兩組以上的相似聯立方程式。 二、 彩色骨牌鑲入唯一解作法應事先排除會造成多重複鑲入方法的條件,如避免出現2×2方格內對角線數字相同。 三、 自創新式彩色骨牌數學問題,可藉由中央和k值與四核心矩形總和S值的關係:(骨牌總點數 + k) ÷ 4 = S,去推算規則、找到一般化的結果,且變化性可無限延伸。

變形水~水的反磁性探討

我們在自然課所學到鐵是屬於磁性物質,可以被磁鐵吸引,經過實驗得知,原來還有其他很弱的磁性的物質,比如水。所以我們設計一個實驗裝置,利用水的反磁性使水面產生凹陷的特殊效應(摩西效應),漂流物會自動從固定位置慢慢移動靠近這個凹陷半徑,當漂流物的移動速度急遽加快時,表示漂流物進入凹陷半徑。藉由此數據推導出不同水溶液的凹陷半徑,可以知道在水分子內的一些微觀現象。

微笑圖形中找三點不共線

經由2X2、3X3、4X4、5X5、6X6等三點不共線的圖形,我們在找尋在NXN的三點不共線的圖形,我們發現N為偶數NXN的三點不共線一定會有線對稱圖形,但N為奇數時都不會出現對稱圖形。當在N為奇數時,NXN的表格中的數字總合為 (1+N)XN,在NXN每一橫列兩數相減的總合為 2(N—1)。當N為偶數的方格中,NXN的表格中的數字總合為 (1+N)XN,每一橫列相減的數必為奇數最大的奇數為N—1,且總合為N2/2。

水壓下的化學現象

課堂實驗幾乎都是在常壓下進行,我們將ㄧ些變化比較慢的現象,轉移到水壓之下進行,做了許多實驗後,發現有些具有壓力效應,有些沒有顯著的壓力效應,本文敘述的是溶解、擴散、萃取、滲透……等情形,這些現象都隨水壓的增加而增強。我們加壓的操作方法是利用樓梯間,從頂樓將半透明塑膠軟管充水下垂到不同的樓層,塑膠軟管下端密接小鋼瓶,水壓加上大氣壓最大可達到相當於2.6 大氣壓,因此,我們就可以在不同壓力下,觀察小鋼瓶內的化學現象。此外,我們探討不同大小的水壓下生成氣泡的現象,自行設計了氣泡實驗裝置,這個裝置可以在不同大小的水壓下生成氣泡,並且可以測量氣泡的體積。我們發現水壓愈大時,壓送空氣從水中生成氣泡的壓力也要增大,而生成的氣泡體積也愈大。

好 玩 的 靜 電

關於我們所做的主題,是一般日常生活中就可以觀察到的「靜電現象」。因為我們覺得靜電好神奇喔,只要把兩樣東西互相摩擦之後,便可以把一些小東西吸起來耶!因此,我們很想要知道:1、 不同種類的東西拿來摩擦效果有沒有什麼不一樣呢?2、 摩擦時間久一點,是不是吸得比較多呢?3、 吸起來的東西,主要是因為很輕才被吸起來的嗎?4、 天氣不一樣時,比如說下雨天和大太陽時,會不會影響靜電現象呢?我們對這些問題,充滿著好奇,於是經由我們實際動手去做做看,藉由觀察到的現象,我們對這些問題,終於有了答案!在觀察的過程中,我們發現了一些好有趣的現象。靜電竟然也可以把水吸過來耶!讓我們一起去看一看吧!。

一「頁」菩提--菩提葉造紙全記錄

雖然數位化時代,用紙需求下降,台灣每人每年的用紙量還是高達190.5公斤,使用的紙漿就來自熱帶雨林。 造紙一定得砍樹嗎,熱帶雨林孕育了地球上50%的生物,雨林是地球之肺,雨林消失,除了大量物種滅絕之外將加劇全球暖化速度。 本次實驗採用菩提葉來造紙。運用四種添加鹼劑的熱煮方法獲得紙漿,且都能順利造紙。但熱煮法耗能,強鹼使用有危險性,廢液的處理很麻煩。 我們以微生物分解法來分解菩提葉纖維,製作添加酵母菌、乳酸菌、土壤益生菌、生態池底泥等常見微生物製作分解液,發現短短14日,微生物就能將菩提葉分解出纖維了,也都能順利造紙,樹葉造紙能依地區特有植物來製作獨一無二的紙張,再運用天然染染色方式讓紙張的用途更廣!

「磷」汙水處理有一套

參觀汙水處理廠後,引發我們利用備長炭、石頭、蚵殼等有孔洞的物質為濾材,希望在汙水來源地現地處理,降低汙水中的含磷量,提高透光度,改變汙水酸鹼值。 實驗中我們發現粒徑小的蚵殼效果較好,先利用黑糖水模擬汙水,使用自製濁度計、自製過濾器、自製測磷儀器以檢測汙水處理成效,再實地採水樣檢測去汙效果,實驗結果顯著。結論如下: 一、蚵殼主要成分為碳酸鈣,呈多層次結構,透過震盪可重複吸附含磷量。 二、在粒徑最小、200℃烘烤蚵殼,磷的吸附率達93%,水質趨於弱鹼性及中性。研究發現蚵殼為現地處理的有效濾材。 三、以蚵殼過濾實地採集水樣,酸鹼值轉為微鹼,透光度提高,建議蚵殼淨化汙水,pH值須在5.9以上的環境。

飛蛋

我們都放過天燈,當天燈緩緩升起飄向天際時,心中都會產生一股對大自然力量的奇妙感受。在一次偶然的機會裡,看到電視上探索頻道播放的節目--「中國古代發明」,一個中國兒童利用線香加熱空蛋殼後,蛋殼就會飄浮在空中。這個畫面讓我們想到「天燈」與「會飛的蛋」之間的關聯,兩者都是憑藉空氣的浮力,可是兩者的體積與重量大不相同;在四年級的自然課中,曾提到空氣浮力,所以我們以相同的原理,用各種不同的方式加熱空蛋殼,但是都無法使空蛋殼飄浮在空中,只好利用天燈推算加熱後的空蛋殼所可能擁有的空氣浮力,結果發現探索頻道裡所介紹的『飛蛋』 , 竟然是一個不可能的假象。

紫螺借東風!—探討海氣變化對海岸環境的影響

本研究從探討漂浮性貝類紫螺在台灣東北海岸出現的時間為起始,透過實地採集與海氣資料的收集、分析,找出紫螺漂流上岸的洋流與天氣條件。再以自製模型模擬印證紫螺出現的天氣條件。研究結果發現紫螺在西太平洋漂流的路徑與許多魚苗相同,因此在福隆上岸的天氣條件與魚群大量出現時期相同,可作為當地洋流變化與漁汛期的參考指標。紫螺的上岸也可作為當地沙灘污染的指標,一波波紫螺的到來也意味著海沙中的輕質塑膠微粒正在快速累積當中。

多功能電力壺~自製環保電池之研究

本研究利用銅鋅導電原理,探討水果汁或泥、酸鹼值等,影響導電的情形。而後測試家中常見水溶液,發現小蘇打水導電效果最好;接著更換金屬配對,從21種組合,找出鋅和不銹鋼的導電效果最好。 發現最佳的組合後,我打算以鋅和不銹鋼做為實驗材料。歷經五代的改良,以金屬串聯方式,克服電壓不足;以USB插頭及充電電池,達到充電效果;以鋅條纏繞不銹鋼筷的方式,結合環保與便利,設計出多功能電力壺。 我的多功能電力壺,只要調好鹽水倒入杯中,交叉放置不銹鋼筷和鋅條,接上USB插頭或是充電電池,就可以充電了。實測結果發現,多功能電力壺不但能讓蜂鳴器發聲,做為緊急求救所用;更厲害的是,能成功將手機充電,讓我覺得好有成就感!