全國中小學科展

國小組

好「皮」喔!—臺灣皮竹節蟲的生態多樣性

本研究在探討臺灣皮竹節蟲的校園食草、生命史、孤雌生殖和環境對牠們的影響。我們在觀察實驗發現:我們的校園內臺灣皮竹節蟲的食草有5種,不管是一般養殖容器或是改變環境顏色的容器養殖,食草多樣就會提高竹節蟲的存活率,反之,則越低。改變環境顏色養殖只會影響到竹節蟲的生命期,不會對體長和體色造成改變。臺灣皮竹節蟲除了會兩性生殖,還會孤雌生殖,兩性生殖的卵會比孤雌生殖產的卵孵化時間還短,產卵數較多、孵化率較高;不論是兩性生殖或孤雌生殖卵的孵化天數長短深受季節的影響。竹節蟲斷足的足數越多,死亡率越高。竹節蟲斷足的情形和竹節蟲的存活率會受空間和竹節蟲數量的影響,空間越小,蟲數越多,斷足機率越高;反之,則越低。

有「酵」?無「酵」?驗了就知道!

本研究從文獻探討及實驗測試中毅然捨棄傳統的「碘滴定法」改以測量不同米種之米水的「PH值」及「氧化還原電位值」來分析其抗氧化能力。 研究中發現米的種類、米水製作方式、浸泡時間、接觸空氣與否、環境溫度、米的重複利用次數都會影響米水的發酵效果。且利用「自製褐變程度檢測儀」,成功以精準的量化數值來呈現蘋果汁的褐變程度,並藉由「蘋果汁的褐變實驗」驗證發酵佳的米浸泡水種類其抗氧化力也很好。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究,發現化學世界與生活息息相關,付出再多的辛苦也值得!

螞蟻回家—等角環形最短路徑之探討

本研究是指限制路徑其轉彎角度、且每次轉彎後步數遞增的條件下,找到回原點的最短路徑。 研究方法是以「奇、偶數」、「座標」與「向量和」的概念,先找出規律、再驗證求解並進一步由平面路徑推廣至三維移動。研究成果整理如下: 在平面上找到P=90°、120°、60°回到原點的最短路徑各為8階(36步)、9階(45步)、12階(78步)。若進一步定義方向數(K=360÷P),還進一步找到回到原點需要的轉彎次數(N,階數)的通式: 若K=4,則回原點的階數N=2Km(m代表任意整數), 若K=3,則回原點的階數N=Km或Km-1。 若K=6,則回原點的階數N=Km。 至於三維移動路徑,則在P=90°與120°時找到最短路徑,其完成階數各為11階與17階。

是『福』不是禍─自製福木環保酵素在校園中的應用

福木是校園中常見的景觀植物,因為果實無人食用,每到夏季落果時,果實腐爛會產生臭味及吸引蚊蟲,造成師生困擾,我們以「資源再利用」的概念,將福木果實製成七種不同成分的環保酵素,並設計實驗來驗證它的功效,希望能用來解決一些校園的困擾,實驗結果如下:含果皮、果肉和種子的七號福木酵素能抑制校園雜草土香的生長,也能有效防治菜園裡的扁蝸牛和紋白蝶幼蟲;內含果皮和果肉的酵素,稀釋後最適合當植物的液肥;福木酵素能驅趕蚊子,但無法消滅孑孓;比例1:1600的二號果肉酵素能淨化生態池水質,減少藻類產生。透過科學的研究,我們找到將福木果實有效利用的方法,讓它不再是禍害,而是可以用來造福校園,改善生活的利器。

旋舞者---陀螺旋轉軌跡之探討

學校的課程中,我們製作紙陀螺來觀察陀螺旋轉時間及混色現象,但我們想更進一步了 解陀螺旋轉時的軌跡為何,因此分別以陀螺盤面大小、陀螺軸高、陀螺的幾何形狀等因素為 操縱變因,製作不同的陀螺來探討陀螺旋轉時的軌跡變化,並探討不同的陀螺對轉動軌跡的影響。

曲摺離奇的多邊形

我們想研究三宅一生服裝設計是怎麼做出來的,一開始我們先摺奇美博物館提供的摺紙範例做研究,發現此服裝設計是由數個相似圖形拼組、層疊做出來的,我們將此圖形稱為「基本圖形」,我們改變基本圖形的角度與邊長,繪製成平面圖,再將圖形剪下按照摺痕摺疊,結果發現當∠2+∠3= 360°/n時,可以摺出美麗的正n邊形,控制∠1與∠2、∠3與∠4、AD¯與BC¯之間的關係,可以變化摺出飛鏢型、靠邊型、內部型、全等型四種不同的正n邊形,當∠2+∠3 ≠360°/n時,若設定∠B =∠1 =∠2 =36°時,可以摺出等分圓周的正五角星,而只要圖形摺疊後中間有洞或剛好沒洞,基本圖形都可以往上層疊,摺出螺旋狀的美麗圖形。

壓縮「垃」-頂天立地壓縮垃圾桶

公廁裡的垃圾桶常有衛生紙滿出來,甚至掉到地上很不衛生,其實稍微擠壓一下就好了,但一般人都覺得噁心而不會這麼做,且在COVID-19疫情期間,如何避免接觸是重要的課題,因此我們想設計一款能夠解決這個問題的垃圾桶。 垃圾壓的愈密實垃圾桶就可以裝愈多,依此,我們改造回收飲料杯,並設計出彈簧伸縮壓縮垃圾桶。實驗發現垃圾桶要頂天立地夠穩夠重,壓縮裝置才會自動擠壓垃圾。經多次改造,這款壓縮垃圾桶,在每次關上蓋子時壓縮裝置會擠壓垃圾,並且隨著垃圾頂到時,壓縮裝置會慢慢縮回增加垃圾桶容量,且清理垃圾後,壓縮裝置會自動恢復。與未改造的原始垃圾桶比較,可多裝155%的衛生紙糰,這款壓縮垃圾桶將可解決公廁髒亂現象。

年輕要「留白」~天然抗氧化食材探討與研發

人體代謝是以氧化反應為主,因此會產生許多自由基,自由基會不斷攻擊或破壞人體各器官的細胞,而自由基的剋星即抗氧化物。因此本研究依所蒐集可能抗氧化效能不錯的食品,以二種不同的滴定法,交互檢測其抗氧化性,以加強其信度;而二種不同之滴定法的滴定終點皆與顏色有關,為減少對顏色直觀判斷誤差,因此更輔以自製光度暗箱設計,設定滴定終點顏色透光度標準值,使檢測結果更增嚴謹性。最後以效能最佳之芭樂、綠茶粉及維他命C製成天然抗氧化皂及抗氧化乳液,成功具體看到此三種產品的抗氧化效果。

圓來如此

數學課裡,解題「大半圓中有小半圓的弧長問題」時,我們發現不必逐一計算每一個小半圓的弧長,只需計算最大半圓的弧長即可。我們從計算「圓弧長」的題目中,探討如何在一個半圓中尋找一條曲線,這條曲線是其它弧線的組合,使其長度和與該半圓的弧長相等,不包含直徑或直線部份,此曲線有何規律性,最後我們獲得3種基本的規律,且第3種規律性可適用於任意角度分圓的一般情形。

先鋒部隊-崩塌地先驅植物調查

本調查探討崩塌地先驅植物種類及生長環境與崩塌地植物物種演化過程的田野調查記錄。(一) 調查植物物種可分為20 科,35種植物。(二) 觀察、辨識植物種類時,葉子與植物圖鑑參照確認後,能認定植物的名稱。(三) 植物數量較多的6種植物為調查對象。(四) 多數優勢先驅植物物種生長在礫石土,故推想應為土壤關係造成優勢先驅植物族群出現。(五) 6種優勢先驅植物種子大小與數量差異,與其族群大小無關。(六) 3種土壤含水率與發芽率實驗,發現礫石土的含水率與植物發芽率最高。 (七) 優勢先驅植物物種發芽率高低實驗發現,種子發芽率高低,是決定優勢先驅植物物種數量及生長的重要關鍵。