全國中小學科展

國小組

正方形寶寶面積長大新方法

正方形,自古以來除了給予人們正正方方的感覺之外,就是那一個再迷人不過的正方形面積了。在這個研究裡,我們也同樣的為正方形的面積而?迷,因此,我們自行觀察並探討新的方法,針對沒有乘法基礎訓練的人們提供一項新的契機來學習並認識正方形面積的奧妙之處。我們由無到有,換句話說就是由 0 到無限大的正方形面積,皆由一個簡易觀念的轉化,將正方形面積由傳統的邊長×邊長加以拯救成簡單的面積加法運算。即是:下層正方形的面積數字=上層正方形面積數字+上層邊長數字 (n) +下層邊長數字 (n+1)而它的物理意義則是:下層正方形的面積 =上層正方形面積(n×n)+上層其中一邊向外延伸一個單位面積(n×1) +上層另一新邊長(n+1)向外延伸一個單位面積((n+1)×1)期望這個研究的結果可以提供科學界藉由此正方形面積由無到有的新求法中去思考、探求異次元世界的另類觀點,同時,利用這一個原則,或許可應用在追尋各種古代偉大遺跡早已失落的建築方法,使人類在未來的生活中,可以應用此基本原理來創造出更宏偉的建築或不可思議的太空飛行器(Space craft)。

煙消熱散

本研究主要探討如何將車內煙霧及熱氣運用不浪費能源的方式,以最快的速度散去。研究先探討各種車款車內空間,製作等比例之模型車,研究「車窗開啟個數」、「車窗開啟位置」、「車窗開啟大小」及「車速」影響「煙霧散去」及「溫度下降」的狀況。研究結果發現:(1)開窗的個數與煙霧消散速度並不完全相關。(2)車窗開啟的各種組合中,以有開前窗造成空氣流通的狀況較佳。(3)車窗開的愈大,空氣流動愈快,但車子速度對空氣的流動的影響是明顯優於開啟窗戶面積大小的。

真不是蓋的,誰能比我會飛!

盤緣的刻紋間距真的會影響塑膠蓋飛行距離嗎?經過我們實驗測試證明,答案是肯定的。第59屆中小學科學展覽會作品—變化多端的瓶蓋棒球,評審評語提到兩點: 1、挑選大、中、小瓶蓋後,有確認瓶蓋大小不同,刻紋間距、材質是否相同? 2、人為發射會有許多誤差,若能設計簡易旋轉發射機會更佳。 利用設計的塑膠蓋自動發射器來測試,可以把每次塑膠蓋發射出去力道的變數影響降低。理論上物體在做水平拋射運動,初速度會決定它運動後距離的遠近。為什麼塑膠蓋會飛得這麼遠?這是因為塑膠蓋多了「空氣浮力」這個因素可以支撐它飛行。

哆寶喜歡捉迷藏

最近幾個月開始,桌上遊戲瘋迷全台灣,除了遊戲性外,還富含了許多教育意義,有語文相關如妙語說書人、數學相關如七吃九,甚至於自然科學類也有演化論遊戲等,非常多元。所以此研究將探詢哆寶這款反應類桌上遊戲中的數學相關規則。歸納統計後發現幾項有趣的結果: 1.若每張卡牌上的圖案不重複出現且任意兩張卡牌中的圖案恰有一個圖案相同。當固定每張卡牌的圖案個數與每種圖案出現次數一樣時,則卡牌中的圖案種類與卡牌總張數會相等。 2.歸納整理後發現卡牌總張數為(n-1)×n+1,其中n為每張卡牌的圖案個數。 3.最後突發奇想,試著製作簡單版之哆寶,驗證我們所得到的結果,並期望能利用哆寶帶入課程進行學習。

我把小丑魚變多了

人工繁殖小丑魚,一直都是我想研究及學習的目標,相信從觀察小丑魚卵的孵化以及小丑魚幼苗的成長變化的研究中,一定能夠幫助大家更深入的了解小丑魚的成長過程,解開小丑魚繁殖的神秘面紗。本研究以澳洲生產的雙帶小丑魚做為實驗對象,並將研究分成兩部分:其一,是附著卵的觀察,其二,是魚苗成長的探討。從小丑魚卵附著在水族缸壁到孵化過程要經過 7~8 天,在這段時間裡水溫要控制在 27~28℃之間,因為這是牠們最適合的溫度;第二部分是小丑魚魚苗成長的觀察,本次實驗因為我長期的準備,所以能成功的養出很多的小丑魚。

誰是光明之神?-因數個數的探究

進行這個研究,是希望配合在因數與倍數當中所學習到的知識,找出一個簡單的數學規則,來了解觸摸型燈泡遊戲當中,什麼樣的燈泡最後會是亮著的。這些亮著的燈泡有什麼特性?它們的燈泡編號與因數、倍數是否有關係?如果有,那麼這之間的關係是什麼樣子?如果我們能找出這個規則,那麼相信不論燈泡有多少個,我們都是稱職的「光明之神」,能百分之百的預測出哪些燈泡最後會是亮著的!

關毽密碼~毽子彈升軌跡與落點穩定度研究

本研究在探討毽子彈升軌跡與落點穩定度,我們設計了一座毽子的彈踢架,將彈升過程錄影來分析毽子的彈升高度與運行姿態和軌跡,再以毽子的落點座標來分析其穩定程度。我們成功找到最佳的撞擊力道與撞擊角度,並改變毽子的材質和構造,透過實驗歸納製作毽子的最佳條件。最有趣的是改變毽子的重心,意外發現運行軌跡與彈飛姿態多變,非常精彩。最後我們結合塑膠透明片來製作創意毽子,利用快速運行時,氣流推動翼片,成功製作一個彈升穩定且會螺旋旋轉的創意毽子。

《擦擦筆大變身》~變色的鼻涕蟲

擦擦筆為何不需立可白就可以擦乾淨原來顏色,利用擦擦筆感溫變色的原理加上水黏土自製變色鼻涕蟲。 先由市售的擦擦筆分析調查開始,接著各種擦擦筆的特質,研究感溫材料的特質及與生活中不同材質物品的結合,研究感溫材料與水黏土的結合~感溫鼻涕蟲特質。 最後,利用研究結果,將感溫鼻涕蟲應用在生活上,製作實用奶瓶茶杯感溫器、引擎及電腦散熱器感溫器、感溫鑰匙圈、替代市售彈力球鼻涕蟲的感溫玩具及具環保實用功能的感溫牆壁等,藉由太陽光熱輻射讓牆壁產生變色效果,達到環保綠能永續功能。 由觀察生活中有趣的文具~擦擦筆開始,經歷一連串的研究歷程,歷經許多困境甚至發生爭執,科學發現過程中我們學會最重要的科學態度~謙卑。

『珠』步高升---利用容器成功取起彈珠之研究

本研究主要探究哪一種容器可以成功轉起容器內的旋轉物,在實驗過程中以塑膠容器為主。容易成功取起旋轉物的關鍵技巧為先把旋轉物轉到容器的最寬處再立刻將容器轉180 度,可以增加成功取起旋轉物的機會。 成功取起旋轉物的關鍵因素為:內縮瓶口的傾斜度、容器最寬處的高度和旋轉物的轉速。內縮瓶口傾斜度達 6.7 度就有機會成功取起旋轉物,但內縮瓶口傾斜度越大成功率不一定越大;容器最寬處高在 2.4cm~6.5cm 都容易取起旋轉物。旋轉彈珠時,發現瓶口越小所需轉速較快;而使用相同容器,發現旋轉物體積越小所需轉速越快。 利用自製的機器手臂控制轉速可以推論當容器的轉速夠快就愈容易成功取起旋轉 物,且實驗發現傾斜度 30 度以上的自製容器成功取起彈珠機率達 80%以上。

木瓜樹有「網」不怕「風」

一則新聞報導指出:一位木瓜農民找出效果最佳的防蟲網使用方式,讓他的木瓜園不怕蟲害,更不怕颱風侵襲。考慮颱風的風和雨與木瓜樹需日照充足之條件,我們自己設計與製作測量裝置,並進行相關的研究實驗,結果發現:木瓜樹葉片數量多、莖的高度高、結果數量多,會使木瓜樹受風吹襲時產生較大的力矩,造成容易傾倒;抓地能力增強時,則可以抵抗較大力矩,使木瓜樹不易傾倒。單層的防蟲網隨著網目的增加、二層不同網目重疊或間隔、增加水份,都會使風力減弱百分比增加,防蟲網承受的作用力增加。防蟲網為黑色、網目的增加與二層的重疊或間隔,都會降低照度。木瓜園平時防蟲時使用16目與32目重疊,颱風來時,掀開32目留下16目,是較佳的選擇。