全國中小學科展

國小組

鐵人三棲特種部隊-探討毛足大龍蝨習性、分泌物及動物行為

毛足大龍蝨屬於完全變態類的水中昆蟲,幼蟲三齡,卵到成蟲的發育日數約為 91.19 天。 成蟲為肉食兼腐食性,是食屍性分解者中很有效率的清道夫,主要是靠嗅覺來搜尋食物; 幼蟲是獵食性,性情兇猛俗稱水老虎(water tiger),主要是靠視覺及觸覺來獵取食物。 雄蟲前足跗節所特化的三節有類似吸盤(附著器)的功能,附著器的構造共有四排,每排有兩顆,也有三顆,上面佈滿很密的剛毛,藉由吸盤及毛的特性使得交配順利進行,吸力約 0.266牛頓。雄雌成蟲皆會分泌的藍白色液體,為水溶性,水中的大肚魚平均約 51 分 35 秒開始受影響,平均約 18 分 32 秒赤蛙科蝌蚪開始游速變慢、身體扭曲最終到昏迷,推論此分泌物可能對於脊椎動物的神經系統(對於神經元的離子通道)有不良的影響。

錢幣變臉秀

看看我們現在使用的錢幣愈來愈精美,不難想像鑄造這些硬幣的成本,現在我國發行的硬幣有5種(1元、5元、10元、20元、50元),大家也都用的很習慣,但是可曾想過,若改換這些錢幣的幣值,能否讓我們在付任何金額時,所需的硬幣數量減少,如此一來不但可以讓我們民眾的錢包減重,也能讓國家節省鑄造的成本,若可以改換錢幣幣值的話。這是一個突發奇想的構念,也是一個另類的思考與想像,在老師的帶領下,我們投入其研究。本研究的前提是在不找錢的情況下探討幣值組合問題,從中也發現了直覺式組合與非直覺式組合的規律,由大小幣值間的關係,我們可以預測出此組幣值組合的模式為何,抽絲剝繭中也找出了比我們現在使用的幣值更有效益的幣值組合,而且可以有相當多種的選擇呢!其中質數幣值亦是居於一個重要的角色。在分析了國內幣值外,我們也嘗試分析國外各種幣值的使用情形,並提出可能之建議。

無限「恣」萬花筒

四年級自然課第一次接觸到萬花筒,覺得很好奇;五年級暑假的科學營,開始探究萬花筒。仔細觀察後發現:萬花筒可以千變萬化的機制是:受重力作用而隨機變化的物件與無限反射的鏡片組。柱狀萬花筒:鏡片數為2時,夾角越小成像數越多、越趨近圓形;鏡片數為3、4、6時,能形成完整成像,有無限延伸的視覺效果;鏡片數為8、9、10、12時,成像類似花蕊和花瓣的效果。塔型萬花筒的成像有球體浮凸效果,斜邊越傾斜,球形成像越浮凸,徑長越短;搭配偏光片和膠帶為物件時,會產生與本體不同的繽紛色彩。 最後我們根據研究結果研發出魅力四射、滾動星球、光之花等特色萬花筒,其中炫光寶石萬花筒與機電整合成聲控變色小夜燈。

超級發電王~設計一款實用的綠能發電設備

本實驗主要在探究運用風力轉動貼有強力磁鐵的排風球,感應電動機發電的可能。實驗分為兩部分:一是感應線圈的探討,得到以垂直於磁鐵的方向進行感應、感應線圈與磁鐵距離越近、導磁棒越粗、漆包線圈數越多、漆包線纏繞位置越接近磁鐵、感應範圍越大發電效果越好。而轉速夠快時,磁通量大,較粗的1mm產生的電流最大。轉速較慢時,磁通量小,同樣匝數1mm粗的漆包線因為使用長度長,內電阻大,因此產生的電壓反而比0.5mm小。另一個探究內容為磁場變化:得到磁極以NSNS排列、磁鐵感應面積越大、顆數越多磁力越強效果越好。經過一連串實驗,我們運用最佳結果設計出來的作品,接上4.5V的LED,可以產生13.1672V的電壓、184.812mA的電流,如果接上蓄電池,實際被運用的可能性極高喔!

堆集遊戲解法之探討

本研究從堆集遊戲出發,探討n顆棋子移動到終點的最少步數以及行走方法之組合。研究發現當棋子數滿足特定條件時,最少移動步數恰好等於棋子數,並有其特定的走法組合。應用此發現,進一步延伸出更多不同類型的行走組合方法,並找到符合三種不同條件之系列的棋子數,其最少移動步數以及行走方法的組合存在特定的規律,並將棋子數與行走組合公式符號化。最後我們將遊戲規則延伸至可雙向移動,發現無論任何子數,皆能達到最少行走步數,且行走組合與反向行走的子數呈現一定規律。

海流玄機~探討不同海岸條件對離岸流的影響

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過實地探訪得知旗津地區離岸流的概況,發現民眾缺乏離岸流知識,在身處海島國家的我們應是一項警訊。 研究中發現在海岸前灘旁出現有低凹處的沙灘較容易出現離岸流,當波浪與海岸沙灘的夾角越小時會較明顯。波浪較大時、海水深度較深及沙灘的坡度較大時,離岸水流也都會較強。 我們經實驗發現:離岸流通常會在離岸邊一段距離的位置出現,在不同條件下出現在離岸邊的距離並不一樣,當海水較深或波浪較大時離岸流出現的位置會較靠近岸邊,值得注意。發現如果設置離岸潛堤,離岸流會在離岸邊較遠處才發生,顯示設置離岸潛堤有阻擋離岸流出現位置的效果。

欒紅椿動-臺灣欒樹和紅姬緣椿象互利共生探究

本研究在探討臺灣欒樹種子成熟程度對紅姬緣椿象族群成長的影響,以及紅姬緣椿象刺吸成熟種子的洞數對種子發芽率的影響。在研究裡我們發現當臺灣欒樹種子越成熟,紅姬緣椿象族群成長就越明顯;種子成熟的數量越多,紅姬緣椿象族群中的若蟲大量產生,並發育為更多成蟲;我們更發現臺灣欒樹成熟種子因為紅姬緣椿象刺吸的作用,會讓臺灣欒樹成熟種子的發芽率產生變化。因此,臺灣欒樹的成熟種子會促進紅姬緣椿象族群成長,紅姬緣椿象刺吸臺灣欒樹成熟種子的作用也會提高種子的發芽率,所以兩者之間存在互利共生的關係。

「蕉」織「鞣」合~探討綠蕉鞣酸的作用及自製蕉鞣豆皮膠膜

本研究利用廢棄綠香蕉皮萃取鞣酸,開發出綠色優質產品蕉鞣豆皮膠膜替代塑膠類製品。首先探討綠香蕉皮溶出鞣酸的最佳條件,再將綠香蕉鞣酸與固態蛋白結合的產品,進行防水、收斂性、酸腐蝕試驗,除了組裝導電裝置以測試防水功效外,也參考課本改裝為強韌度及酸腐蝕測試工具。研究結果顯示綠香蕉皮在pH7溶液下加熱80-90度30分鐘,溶出鞣酸量最多;綠蕉鞣酸液與固態蛋白結合,對銅片形成保護層有較佳的防水能力,也能耐酸腐蝕及較強的韌性。根據防水、收斂性、耐酸腐蝕作用,用自製綠蕉鞣酸液浸泡豆皮並噴食用油後形成綠香蕉鞣酸豆皮膠膜改善乾裂問題,除了取代封口膜、保鮮膜,還可做成食用吸管,達到減塑目標是值得推廣的綠色優質產品。

「椿」類拔萃—黃斑椿象探究

本研究在探討黃斑椿象的棲息環境、生活史以及產卵習性。我們在觀察實驗裡發現:黃斑椿象族群最主要棲息在臺灣欒樹,族群會隨著季節變換產生變化,七月~九月是族群增加最多的月份,越接近十月份,族群數量會逐漸下降;另外,我們發現實驗室養殖的黃斑椿象卵的孵化率會高於野外產的卵的孵化率,椿象的存活率會隨著齡期越高而降低,我們所觀察到黃斑椿象從交配到3齡一共是36.4天;我們也發現黃斑椿象的產卵數固定,產卵範圍也固定,卵的排列方式一致性高,卵的中心點也會接近葉子中心;最後,我們更發現黃斑椿象會選擇產卵的葉子,葉寬和葉長都會影響黃斑椿象是否產卵,尤其葉子的寬度是影響黃斑椿象是否產卵的最主要因子。

埋鍋造爐,火箭爐的研究與探討

火箭爐是聯合國在非洲地區推動的節能設備,其原理類似中國傳統燒柴的爐灶。我們回到學校在安全的角落搧風點火,利用三個鐵罐的組合自製火箭爐,並改變了我們對燃燒的想法,原來三個罐子的簡單構造就能讓煮飯變得簡單、容易。動手改裝讓火箭爐的高度有所改變,爐口彷彿火箭般噴射火焰,還伴隨著強勁氣流的「咻、咻」聲,原來煙囪效應、二次燃燒及白努利定律能讓燃燒變得不一樣。