全國中小學科展

國小組

趕上潮流

因著對潮汐的好奇,我們透過到海邊的實際觀察,請老師幫我們申請外埔、淡水、東港及花蓮等潮位站的海象資料來進行數據分析,最後根據研究時的推論設計實驗,加以驗證。研究結果發現: 一、剛開始退潮時的前三小時,海水水位下降速度會越來越快。二、海水水位會在地球背月處鼓起的可能原因為地球自轉產生的離心力、月對地與對海水的引力不同、及地月繞共同質心旋轉時產生的離心力。三、一天中的海水水位,以月過中天的時刻較高。四、農曆初一、十五附近,滿潮水位比較高。五、在外埔地區,農曆日期(x)與滿潮時刻(y)的關係可用方程式 y=0.8404x-2.4759表示。六、不同的海岸地形會使得水位產生高低不同的變化。

乾坤再造~不一樣的皂化

學到了水溶液酸鹼值,我們調查市售清潔用品,結果包裝未標示酸鹼值訊息,測量後發現酸鹼質都不同,只有一種品牌沐浴乳標示其pH值為5.5,肥皂的部分都沒有標示pH值。本研究利用三種製皂的方法在過程中加入酸液(檸檬汁)、調整鹼液,嘗試降低肥皂的pH值。同時,我們也探討自製的肥皂與油反應後的乳化程度及抗菌力是否有所差異。結果發現:(1)加入酸液比調整鹼液的方法更可以使肥皂pH值降低;(2)再生法加酸液製成的肥皂乳化程度最強,冷製法及熱製法製作的肥皂乳化程度較弱;(3)抗菌效果以熱製法調整鹼液為2:1且不加酸的肥皂最明顯,冷製法加入酸液的肥皂抗菌效果最差。(4)市售肥皂可以透過再生法,於重製時加入酸液,使肥皂pH值降低。

三言兩語玄機多

本作品原來要討論數學遊戲:〝〝自1 開始交替做加法和乘法,若做加法則祇能加2 或加3;若做乘法則祇能乘以2 或乘以3,看看能不能算出任何數?〞〞的計算方法。因為計算的規則很雜亂,所以改為研究〝〝由任意數經過交替做減2、減3 或除以2、除以3 最後得到1的方法;因為7 不能算到1 所以7 除外〞〞。最後得到的方法是:若目標數是偶數,則先化為2n×3m×k(k 為奇數,且k 不為3 的倍數),若目標數是奇數,則先化為2n×3m×k-1(k 為奇數,且k 不為3 的倍數)。計算過程中必須先去掉3 的乘方,再去掉2 的乘方,而得到k-2。然後由k-2 再用同樣的方法依次變小,最後得到1;因為7 不能算到1,所以在討論過程中必須想辦法避免出現7。也做成了結論。

蚵殼心、離岸情 --探討蚵殼生態人工礁作為離岸堤之可行性研究

本研究實驗探討,海水經過各式消波塊及各種形狀蚵殼生態人工礁,用不同形式排法之離岸堤,來觀察沙灘流失變化及流失量最大值,進而了解離岸堤上消波塊與蚵殼人工礁應如何排列,提高蚵殼生態人工礁來當離岸堤之可行性。 首先自製起波器,波浪週期5秒、沙灘斜角10度來實驗,實驗過程發現,一字堆疊排法離岸堤以協克塊消波效果最好;天允塊一字形、弧形堆疊排法離岸堤效果差不多;分段堆疊離岸堤以協克塊圓形堆疊效果最佳。各式消波塊,離岸距離較近,消波效果較好。 最後協克塊與蚵殼人工礁消波比較,蚵殼人工礁效果較佳,若要以一字排法來當離岸堤,以圓形蚵殼人工礁消波效果最佳,若要以分段排法來當離岸堤,以斜45度橢圓形排法消波效果最佳。

噪音大追擊

記得三年級時,我們班的教室位於震善堂附近。每當廟會開始,我們就被廟會所舉辦的誦經活動吵得無法專心上課,此時,我們談話都必須提高聲量才可聽到對方的說話聲,一天下來每人的聲音都啞了,而且同學的脾氣似乎變大了,心情變得很急躁。但是當廟會結束時這些情形就不見了。 \r 現在我們升上四年級換一間教室,許多衝動的行為都不再發生!因此;我懷疑我們的脾氣與急躁和聲音的大小有關,我和幾位同學討論這種情形,有人說:「會影響」;但也有人說:「一點也不影響,再吵我也能保持愉快的心情」。 \r 我們討論一直得不出結果,於是我們就請教老師。老師聽了就鼓勵我們做研究調查,於是我們組成「噪音追擊小組」,並請老師指導我們做這項實驗。 \r

溫度與電的魔法師

地球能源危機日漸嚴重,石油、媒礦、天然氣,漸漸消耗地球本體能源而不可逆,核廢料的產生、空氣汙染的造成,如何找出兼具環保的再生能源,為未來能源方向主流;在校溫差發電實驗,一塊晶片,成本低、安裝方便,透過溫差竟然能發電,好奇心驅使,我們將晶片帶往日本,更極端氣候的北海道,嘗試更佳的發電效果;透過老師指導,我們學會運用物聯網晶片,轉換成實際電壓值、找出不同的安裝位置,期許達到更佳發電及儲電目標。在不同地點安置溫差晶片,觀察並紀錄電壓,發現車輛排氣管溫度非常高,在沒有強烈冷源的情況下靠散熱風扇跟行駛水箱護罩的風量散熱;一再實驗,在老師建議下,加裝蒸發器改善冷源來源並穩定儲電於行動電源也可以幫手機充電。

潮間帶的過客—海兔之觀察與研究

海兔是種軟體動物,我們共發現六種海兔,分別為大海兔、眼斑海兔、染斑海兔、端邊海兔、條紋柱唇海兔、長尾柱唇海兔。 每種海兔出現的季節不盡相同,眼斑和染斑海兔會在7月時消失,直到12月時才會出現在潮間帶。大海兔、端邊海兔和長尾柱唇海兔數量不多但到12月後偶爾會看見牠們的蹤跡。書上說條紋柱唇海兔會遷移,因此每年不一定會出現在潮間帶。 圖鑑寫海兔會連鎖交配,但在我們觀察中只有明顯季節性的染斑和眼斑海兔才有連鎖交配的行為,至於條紋柱唇沒有連鎖交配的行為,可能與牠纏繞式的交配姿勢有關。 潮間帶環境千變萬化,即使海兔有強韌的生命力能在這樣的環境下刻苦生存,但還是需要我們共同的愛護,讓牠們有更好的環境。

察「顏」觀「色」~食品色素大解碼

本研究源自生活中,便利商店的糖果含有色素,因此,進行了一場食品色素大解碼研究之旅。研究結果發現: 一、色層分析效果:以用廚房吸水紙,95﹪酒精進行色層分析效果好。 二、糖果中的色素為人工色素,經CMYK數值分析,符合伊登十二色環混色原理。 三、天然色素與人工色素比較: (一)色層分析:天然色素,未出現新的顏色;人工色素出現新的顏色。 (二)加入酸鹼變化:天然色加酸鹼色素的顏色會改變,人工色素不變。 (三)色素混色變化:天然色素不符合伊登十二色環混色原理;人工色素符合伊登十二色環混色原理。 四、色素染色、定色效果:不同色素,浸泡酸鹼中性液體,定色效果不同。 五、利用人工色素具混色效果,可以製作「人工色素畫」。

Book救藥—智能車送藥防疫與消毒系統

我們創新實作一套居家照護系統能每天定時啟動,自動送藥給行動不便者、視障者、失智者以及老年人。我們的智能車有三種行動模式,一是自行運行在具有定位功能的循跡線上,二是主動結合迷宮避障與藍牙測距來搜尋需求者,三是需求者利用影像鏡頭與藍牙做遙控,往所在位置移動,傳遞該吃的藥品並量測體溫。而為了提醒吃藥,智能車透過語音、LED和蜂鳴器來引起注意,運用機械開關可得知有沒有取藥。如果遇到緊急狀況時還會主動求救,經由內建的Wi-Fi元件發出LINE通知,立即傳到家屬或醫療單位的手機上,並且能隨時傳回相關的數據,包括何時吃了藥和體溫等。最後為了因應近期COVID-19的流行,智能車行進間可進行紫外線消毒防疫作業,以增進環境衛生。

聽蛤蜊在唱歌-蛤笛樂器之研發

本研究以廢棄蛤殼研發四種蛤笛,第一種熱熔膠吹口蛤笛、第二種蛤殼面鑽洞蛤笛、第三種吸管蛤笛、第四種是氣切片蛤笛;發聲原理是往薄片吹氣可產生邊稜音,隨後與蛤殼腔體共鳴而發出聲音,再利用指孔洞產生不同音調。其中以第四種氣切片蛤笛利用熱熔膠、塑膠薄片及透明膠帶就能自製5種以上音調的蛤笛。研究結果發現,指孔洞總面積越高則音頻越高;蛤殼容積越小則音頻越高;氣切口面積越小則音頻越低;氣切片材質越厚或層數越多則彈性越差,音頻會越低;吹氣量越強則音頻越高;指孔洞位置與音頻無關;氣切片黏貼位置因手握蛤殼手勢之故,建議貼在蛤殼長側邊的位置。本作品已申請專利,製成商品義賣,製作方法及吹奏歌曲有上傳影片提供大家參考使用。