全國中小學科展

國小組

「晰」「析」「攘」「壤」!--土壤物理性質及簡單分類之研究

研究本校足球門積水原因,並到台灣各地蒐集土樣,透過土樣加水實驗、篩分析實驗、土樣崩落實驗及土樣排水實驗,獲得以下的結果: 一、土壤是包含固體顆粒、水與空氣的複雜物質,而且各蒐集地點的差異性大。 二、土壤滲透性受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,滲透性愈好,排水性愈佳。 三、土壤因水滲透產生的沉陷量受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,沉陷量愈小,支承能力愈佳。 四、土壤崩落的斜坡角度(摩擦係數)受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,斜坡角度(摩擦係數)愈大。 五、建築物建於砂土層或石子土層上,比建於黏土層上安全並且比較經濟。 六、石子比砂子更適合做擋土牆後側的回填(填充)料。

油啊油!游啊游!

阿瑪斯號貨輪油汙事件,當時帶給台灣一陣不小的震撼,對我們來說更是記憶猶新。當時這艘貨輪因失去動力,擱淺於屏東恆春外海,1100 頓燃料油明顯外洩,又加上海象惡劣,無法立刻清除油汙,因此造成了嚴重影響大自然海洋生態環境的污染事件。因此我們幾位同學試著藉由一些科學實驗,去觀察、了解油的密度、混合、揮發、黏度及擴張等特性,想瞭解這些特性是不是和浮油有關,也進行了油體擴張速度的實驗,並且探尋嘗試各種可能清除、減緩及吸收油汙的物質,於是我們用了鐵沙、石灰、木削、紙削、樹葉、菜瓜布、草……等物質去做實驗,實驗的結果發現,鐵沙的吸油效果最好,木削其次。由於經過這一連串的實驗觀察與討論結果,我們決定做一件更有趣的事 — 設計一艘磁鐵吸油船。

機「布」可「濕」―探討機能性吸濕排汗布料的秘密與應用

運動時穿著的吸濕排汗衣能讓身體保持乾爽,引起了我們想要了解這種布料的秘密。我們利用水的毛細現象和蒸發現象的原理驗證布料纖維的吸濕排汗的效果。異型斷面的纖維布料,垂直吸水效果好,讓我們想到製做吸水磚的構想。 我們購買了市面上強調吸水能力強的抹布兩款,做了靜置吸水力、模擬擦拭的動態吸水力、脫水力以及排水力的比較實驗。 我們發現吸水磚在這些方面並不是每一項都最好,在脫水力及排水力表現相對突出。因此若能配合「好神拖」,將能使好神拖如虎添翼。

當 SO2 遇見花青素與APP

近年來,台灣的食安問題頻傳,常看見新聞報導添加二氧化硫的黑心食品,所以我們想利用生活中容易取得的東西,找出檢驗殘留二氧化硫的簡易方法。我們的研究發現:萃取紅鳳菜內含的花青素可以檢測二氧化硫,檢測的最適濃度區間為0ppm~100ppm。花青素與食物樣品以1:1的方式反應40分鐘後,搭配手機色彩分析APP─Color Grab、Color Math進行採色並計算出花青素褪色與原色之色差,再對照本研究之「二氧化硫含量與色差△E值關係表」,就可以推估二氧化硫的殘留量(ppm),而且不受食物原有顏色之影響,其結果與二氧化硫試紙、分光光度計檢測法之結果相符。這研究結果顯示只要運用蔬菜中的花青素跟免費的手機APP,就可以讓一般民眾在家DIY,自己檢測食物中二氧化硫的殘留量。

神秘的水中殺手~探討瀑布區深潭中水流活動的情形

本研究藉由學生對瀑布的好奇,透過實驗了解瀑布區深潭中的水流活動,提出在瀑布區進行水域活動較佳的建議。 實驗探究發現:水流量、瀑布高度、潭水深度、潭面下石頭位置及石頭量、潭底地形都會影響瀑布深潭的水流活動。發現水流量越大、瀑布高度越高、水深較淺、石頭位置越靠近水流沖擊的地方、石頭量越多及深潭底部有凹陷地形時,漩渦的出現是較明顯的。透過氣泡及綠豆顆粒的觀察,還可明顯看到上下來回捲動的水流也會較強烈。 最後透過浮體物的觀測發現這股強大的上下來回捲動的水流有一股流向往前的力量,而且不會一直維持力量很大,有時會比較強有時比較弱。因此,人們如果不幸陷在其中,可以等待水流較弱時再迅速奮力一游,離開危險的區域。

源源不絕,「蔬」活自在─蔬菜自動澆水器

我們利用毛細現象,搭配資源回收箱裡每天都會出現的飲料杯及拖把脫落的棉繩,設計出能持續保濕的「毛細育苗盆」。經過測試,育苗盆可在走廊上維持一個星期不用澆水,讓土壤中的向日葵、小黃瓜、空心菜、秋葵和櫻桃蘿蔔種子順利發芽,地瓜葉枝條的扦插也成功;待幼苗發芽移到日照充足的三樓天台後,即使在陽光普照的天氣,也能利用毛細現象持續供水至少兩日,這解決周休二日菜苗的澆水問題。當菜苗移到菜園後,我們利用自然課本中的「九龍杯」虹吸原理,設計出菜園的定時定量澆水器,九龍杯可在每次啟動虹吸作用時供給蔬菜定量的水,儲水槽的設計,則讓有機菜園有機會利用雨水撲滿來澆灌,更為廚房洗菜洗米水的回收再利用提供一個方便可行的方案。

紅燈籠下的小奇兵

本研究是觀察臺灣欒樹的構造及研究其和紅姬緣椿象的關係,透過校園及飼養箱中的紅姬緣椿象研究其型態構造、行為特性、有趣行為及生殖方式。 研究發現紅姬緣椿象生長過程為不完全變態,卵、五齡若蟲及成蟲,經過5次蛻皮及羽化,平均21.4~23.4秒群聚完成,溫度降低及升高會形成群聚,偏好黑色及粗糙表面,會吸食黃蓮粉,排斥紅光,反應率平均為64%,每對交配次數平均4~6次,時間平均42.6 ~54分,產卵數量平均12.8~19.8顆,交配時靜止不動,受干擾時成一字形前進,會有搶偶的行為。 欒樹種子經過紅姬緣椿象刺吸,發芽率為36%,花圃長出55株欒樹小苗,無患子雖和欒樹種子同屬無患子科,椿象對其吸食率只有8%。

廣興囝仔勘查中──梅花湖勁趣味

觀光休閒產業的發展是國際化趨勢且可穩定增益財政收入,已是世界各級政府施政核心之一,但取之自然、用之自然必定會造成環境負面的影響。本科展研究試圖從宜蘭縣冬山鄉梅花湖(緯度24°38´34.62"N,經度121°43´57.29"E)進行環境考察,進而培養國小學生積極投入愛鄉的環境教育活動,期盼學生在自然與商業的價值拉扯中,自主地析出一條雙贏的共存路數。然而,本科展的面向亦有大範圍囊括,如梅花湖的「氣候」、「水質」、周邊「植物」、「礦物」、「水鳥」和「人文歷史(含三清宮)」等等。我們以地球科學的緯度切入,自許成為富有「科學精神」卻又不失「人文素養」的小小在地導遊。不多說哩!梅花湖~~我們來囉!

溝渠發電-廢棄腳踏車變形微型川流式水力發電機

研究利用廢棄腳踏車設計與製作微型川流式水力發電機,研究目的:首先研究最佳發電線圈,其次製作水平發電機,設計水輪機,最後完成微型水力發電機。研究結果:漆包線直徑0.5mm繞1000圈,中心為木心、線圈直徑6.0cm發電效能較佳。利用最佳線圈製作的水平發電機在磁鐵盤速度20Km/h,功率約84W。微型川流式水力發電機在水流流速3.5公尺/秒,磁鐵盤速度30Km/h時,發電功率約220W。在灌溉溝渠實際測試,在水流流速0.9公尺/秒,磁鐵盤速度10Km/h發電功率14.5W,足夠提供4個12V的LED電量,具實用價值。台灣有溪流或水圳都可設置川流式水力發電機,降低生態影響、提供環保發電方式。

『藻』安操場~發現會升天的葛仙米藻

校園中發現有特殊藻類~「葛仙米藻」,名字裡有個「仙」字,會不會讓人「長壽」呢? 首先調查校園生態棲地藻類族群的生活狀態,發現族群分布以積水區為主,好發季節主要在夏末至冬初;其次研究環境因素對校園生態棲地藻類族群的分布影響,降雨、月均溫、日照及學生活動對族群影響較大,沒水葛仙米藻可以長期休眠;最後得知藻類之正式名稱~葛仙米藻 (Nostoc commun),為擬球狀念珠藻之俗稱,乾燥時會形成厚壁孢子休眠,待條件適當後才進行細胞分裂,生長繁殖很容易。 研究結果發現葛仙米藻營養價值高及可以長期休眠的特性,不但可以長壽,甚至可以做成宇宙航行食物,令人永難忘懷這場與~葛仙米藻的都市奇遇記。