全國中小學科展

國小組

穹頂之下-四面「霾」伏

透過閱讀報章雜誌,恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究,我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗,三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據,研究發現PM2.5平均以大里最低,竹山最高,南投市和埔里則為其次,不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響,發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度,使其濃度降低。另外,交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度,研究結果顯示車多,空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園,發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用,活性碳口罩的效果最好,其次是醫用口罩,無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研,能對這個議題做更深入的探究。

找頭「序」—Flat cube的平移遊戲的解法之探討

一、 我可以從K值判斷完成狀態的首卡奇偶性及是否可解,也可以判斷從某種牌卡 狀態能否經過有限次移動變成另一種牌卡狀態。當牌卡狀態的K值奇偶性相同,則可經有限次移動完成變換,若奇偶性不同,則需改變首卡奇偶性才能完成。 二、 我找到三階段(偶數張牌卡)及二階段(奇數張牌卡)標準解題流程(以6張卡為例)可將任何牌卡排成完成狀態。 三、 利用號碼平移的方式,在找到一組牌卡的移動最少步數後,一併找出其他組的最少步數,簡化牌卡情形。 四、 5張卡及6張卡的操作過程可作為奇數張牌卡及偶數張牌卡的基本模型,隨著牌卡數增加,只要不斷增加首卡連號數量即可,此兩 種牌卡數之餘卡則固定為3張及4張。

瞎子摸象-校園植物 Follow Me

一般學生對於學校的植物只有模糊的概念,自然課中曾提過植物分類的方法,經過詳細觀察校園中的植物,以手繪及實物攝影記錄校園中128種植物,並利用圖層方式製作可依需求顯示、隱藏資訊的校園植物分布地圖。在比較各種葉形特徵組合的差異性後,由其中篩選出較好的組合方式,我們發現可以經由簡單的葉子形態特徵,將其中70種的植物作簡單卻有效的系統分類,藉由這個分類方式,使小朋友能將隨手撿拾的一片葉子,藉由電腦的資料庫方便又容易地查詢其來源植物的名稱與相關資訊。未來希望進一步充實這套分類方式,建立完整的校園植物資料庫,讓所有的人都能容易認識校園植物。

是皮在氧?還是會葉來葉氧

在製造氧氣實驗課程時常常會浪費胡蘿蔔,本實驗為找尋替代紅蘿蔔催化雙氧水的瓜果、果皮、植物根、莖與葉片,或校園中常出現的哪些植物適合做催化雙氧水與替代雙氧水的溶液。研究發現地瓜、香蕉與香蕉皮在5分鐘催化雙氧水產生500ml氧氣,橘子皮可在15分鐘催化雙氧水產生500ml氧氣;校園中幾乎都有的:茄苳、大花咸豐草、樟樹、榕樹葉可以在45分鐘左右催化產生氧氣;而芭樂葉、香蕉葉、香蕉葉柄、芸香科植物如檸檬葉與柚子葉在20~30分鐘就可以催化雙氧水產生500ml氧氣,非常適合替代紅蘿蔔;實驗研究也發現增艷漂白水含有雙氧水成分非常適合代替雙氧水製作氧實驗,不至於作實驗時被濃度高的雙氧水灼傷,而一般含次氯酸鈉的漂白水無法替代雙氧水作氧實驗。

三角形的面積

我們從等腰直角三角形、銳角三角形和鈍角三角形切割成長方形的過程中,找出切割方式的規則;並透過切割結果,從長方形的面積公式:「長×寬」,找出三角形的面積公式是:「底×高÷2」。

林蔭下的悄悄話-北柴山蕨類尋跡

柴山,是高雄市民最常健行踏青的好去處,尤其北柴山更以生態豐富多元聞名。植物可說是地表生態系的根本,經對柴山蕨類生態上的研究,發現蕨類植物對於各類環境因子的作用及微環境的變異,具有相當高度的敏感性。而北柴山屬於熱帶珊瑚礁森林生態,薄葉三叉蕨,可說是柴山珊瑚礁林的指標性蕨類植物。登山步道旁的蕨類多達18種,屬耐陰中日照。沿途海金沙攀爬其上,成一大特色。步道旁蕨類因被優勢樹種遮蔽;又遭人為破壞,是導致物種偏少的原因。 古城牆上的多樣城蕨是探索生命奧秘的小宇宙,最風光時曾達19種之多,然因颱風侵襲,再加工人的除草劑風暴,經努力培育現今已恢復到16種。希望探勘步道設立後,可增進民眾對蕨類的了解,達到保育的目的。

誰 是 兇 手 ?

本實驗主要是在探討各種不同的條件下,液體滴在平面上所產生的形狀,藉此來判斷到底是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。實驗中探討的因素有液滴落下的高度、不同的平面、不同成分的液滴、不同滴數的液滴和速度。由實驗結果發現,當高度超過10 公分以上時,液滴在平面上會產生圓形具放射狀的圖形,平面的吸水性和光滑程度會使液滴產生不同的形狀,液滴的黏滯性太大則無法造成擴散與飛濺的情形發生,在同一位置滴下數滴液滴會產生飛濺的情形,滴數愈多和高度愈高時,也會有不同的效果產生,速度的大小也會使液滴的形狀改變。最後依據各種實驗結果做出正確的推論,找到是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。

搖搖樂

我們在五下有學到關於電磁鐵的課程,電磁鐵的原理是「電生磁」,後來我們偶然發現發電機的原理剛好和電磁鐵相反,是「磁生電」。面對能源即將匱乏的新環境,環保能源正是流行的議題。我們選擇手搖式電筒為主題,先查詢相關資料,再針對發電機的各項變因著手實驗,以驗證隱藏在電磁鐵和發電機背後神奇的科學原理。研究過程中,我們漸漸了解各項變因與產生結果之間的關係,更學習到如何解決困難,也建立起自己的信心與團隊成員彼此間的信任感,相互之間的合作情形也越來越順暢。最後,我們組裝麵包版(電路板),完成驚奇的手搖式發電機!希望大家可以多利用環保方式來發電,以減少能源資源的耗損,這樣人類的未來才能永續發展。

光電拔河罩得住--指針感應拉鋸電流的追日系統

將兩片太陽能板同極對接並改變光照條件,以產生不對稱的光線後,便能在太陽能板之間產生拉鋸性的電流,設計追日旋轉系統: 1.利用斜口遮罩外觀配合光栅板的疏密與長度,便能與光線強度產生幾何的關係 2.四片兩組(前+後、左+右)光電板,可產生拉鋸電流來控制二維立體的追蹤馬達 3.以雙向指針電表作為追蹤控制的切換開關,靈敏度遠優於微型馬達的啟動電阻 4.電表開關可控制外部電源啟動追蹤馬達,或切換將光電板發電回充至外部電源 以上組合設計,產生高靈敏度的追蹤效果可適用在平行光(太陽光)與非平行光(散射光)。實測發現:在日照10000Lux以上,光線偏斜10°以內就能感應產生追蹤效果且誤差在±3°以內,相當靈敏且精確。

流動蝶口-從澎湖再捕獲青斑蝶分析其冬季擴散的族群變化

研究以再捕獲青斑蝶進行族群大小推估,發現2018年澎湖西嶼西堡壘青斑蝶族群極大值在800~900隻之間,極大值日期11/7,與標放情形相符;澎湖青斑蝶族群大小受遷入與遷出影響,研究發現同一天標放的青斑蝶其再捕獲率隨日期降低,而同一天再捕獲率則以最接近日最高,顯示兩種可能:一是抵澎青斑蝶立即遷出,使越早標記的數量變少,另一則是青斑蝶的快速遷入,使族群迅速變大而沖淡原本標記的比率,綜觀2018年冬季澎湖青斑蝶族群變化,由原本遷入量>>遷出量而急速膨脹,11/7達到極大值,而後轉為遷入量<遷出量,族群在1、2週內迅速降低;若配合標放總數推估,西嶼西堡壘和湖西林投步道兩地同時間青斑蝶停留極大值約1000隻,而整個冬季的族群大小則約6000隻。