全國中小學科展

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國小組

王者之姿-皇蛾

馬祖雖然地處離島,但是蛾類物種相當的豐富,不論在郊外或是在校園裡都,可以見到各式各樣的蛾的身影。由於收到友人贈送的皇蛾的卵,進而引起我們飼養牠的興趣,並希望透過飼養的程,進一步認識皇蛾的一生,包含牠的生活史及寄主食物以及其他相關的蛾類的知識,更進一步了解馬祖其他的大型蛾類,讓我們更懂得珍惜馬祖的一草一木及愛護馬祖的環境。

大花馬齒莧的防霉抑菌之探究與應用

校園裏種植了許多大花馬齒莧,經由觀察發現大花馬齒莧甚少有蟲害,於是想要利用大花馬齒莧來研究他的抗菌功效。我們利用網路上查詢的資料萃取出大花馬齒莧精油,並以不同比例來調配出適當濃度的精油來抑菌。實驗結果發現100%的大花馬齒莧精油的抑菌性最好,但對皮膚會產生過敏的反應,故以25%大花馬齒莧精油製作CP值高的馬齒莧抗菌面膜,以抗菌力次之的80%馬齒莧精油製作馬齒莧手工肥皂,並用100%馬齒莧精油來製作馬齒莧防霉除油去污噴劑。

真"水"鋼琴

隨著電腦及網路科技的快速發展,資訊科技在教育上的應用愈發受到重視,本研究以學習互動裝置(Makey Makey),讓孩子在創思科學方面進行發想,主要結合四年級電路概念及電腦課程中所學的積木(Scratch)程式設計,探究生活中的物質導電性,以此做為互動裝置的設計。將實驗過程中可導電的物質,當成是介質,透過Makey Makey電路控制面板,利用Scratch程式設計進行電腦的操控,設計出可以發出不同音階及不同節奏的 ”水”鋼琴互動裝置,只要輕輕一踫就可以彈奏出美妙的音樂,更可以替換不同的介質,在不需更改任何程式狀況下,進行互動增加樂趣,研究中也成功挑戰程式在平板電腦的應用,增加程式的可攜性,只要連接上網路就可以隨時隨地帶著走。

環保窗簾---光之轉運站

教室的投影機投射影像很不清晰,且第一排靠窗邊的同學也被陽光照得很不舒服。因此,我們希望將太陽光阻擋,並且善加利用太陽光的熱能。 我們先了解回收資源中的鋁罐具有遮光效果,於是製作「瓶子窗簾」,並且希望能以方便又有趣的方式利用太陽光的熱能。本實驗探討在不同條件下影響鋁罐水溫上升的各種因素,及如何維持吸收陽光熱能後水溫的方法,最後製作「環保熱能窗簾」。改良後的「環保熱能窗簾」水溫明顯提高了,對清除油膩的餐具有很大的幫助。 我們也運用「冷水增溫器」改良製作「環保節能牆」,型式分別為「節能降溫牆」和「節能增溫牆」。節能降溫牆之前、後方的溫度差異明顯;而節能增溫牆會影響其前、後方的溫度差異,但差異並不大。

暗藏「音」色-弦上之音

自然課學到弦的鬆緊和長短會影響聲音的高低,老師用吉他弦說明改變弦長後,音高就會跟著變化,我們對吉他能發出各種樂音充滿好奇,改變一個振動弦的音高除了用吉他上的旋鈕改變弦的鬆緊度,也可利用縮短弦長的方式提高振動頻率,弦振動的頻率代表聲音的高低。當我們拿儀器測量吉他弦的振動頻率,發現每條弦振動時都不只有單一個頻率,還會伴隨一些頻率的產生,查詢網路上關於弦振動的一些知識,知道弦振動的模式相當複雜,於是我們特製一個三弦琴,專門研究這些頻率和樂音的關係,依測得的頻率數據,發現弦振動時所產生的各種頻率和樂器使用的樂音有奇妙的關聯。

光生水起-太陽能聚光發電海水淡化系統

本研究目標是同時利用太陽的光和熱,製作可發電同時淡化海水的機器。 我們利用菲涅耳透鏡聚集陽光增加發電量,根據實驗數據製作出聚光發電方塊,可以增加發電量29%,而且還解決太陽能板串聯的問題製作出聚光發電組。 接著要增加海水蒸發量,所以設計了吸水紙圓柱增加表面積,結果能提高淡水產量69%,我們也用實驗數據設計了導流板和淡水收集管。 再來我們在整台機器外圍裝了反光鏡,用實驗數據設計了反光鏡的大小和使用方式,不但發電量增加30%,海水溫度也更高。 最後我們用整套機器進行測試,三天產生275.35g的淡水,拿來泡綠豆結果100%可以發芽生長;發的電也能用來加速產生淡水,裝置能成功運作,真的是太棒了!

小蛙人的匍匐前進

有一天晚上看到電視「女兵日記」,其中最讓我驚訝的是女兵的「匍匐前進」,也就是在地面爬行,雙手和雙腳都呈現八字,交互爬行。剛好學校的「園遊會」,也有一個活動,很像「蛙人前進」,只要轉動操縱桿的左右扭動,就可以控制「小蛙人」的匍匐前進,真有趣。 我們從設計製作「小蛙人匍匐前進」的玩具中,發現小蛙人的前進是靠著穿過吸管的繩子和管子間一來一往的阻力,使小蛙人前進,而且會朝向「八」字的尖端前進。如果把試驗器材變大,就可以應用在日常生活中的搬運物品及輸送物品。利用繩索、塑膠管及木板,就可以製作簡易輸送物品的器材,由樓下的人操作,使物資安全的送上去。

就是那道光-驅鳥神器

政府歷來致力於科技農業的發展,結合學術單位與民間團體,共同研發新的農業技術,我們雖只是國小階段,一樣可以結合科技解決家中農事的困擾,學生發現農民驅趕麻雀的方式並不十分有效,且在網路上搜尋到可利用雷射筆來驅逐麻雀,便決定製作出全自動的驅鳥裝置,為顧及環保與方便性,決定利用太陽能供電,以達到省能源、省人力的目的。 從草創到成品,做了三次變更,期間提升了供電系統,使蓄電時間少於持續用電時間,也檢視出雷射筆直射效能優於反射效能。使其具備穩定的太陽能供電,且透過直射可使影響範圍達約半徑120公尺的圓形面積等特性,期望此裝置能成為輔助農民驅逐麻雀的利器,甚至未來解決大樓或廊道鳥類築巢製造髒汙等問題。

Australian Shuffle

本研究透過魔術「Australian Shuffle」的研究,找到的其中數字的規律和排列,透過數學歸納分析法,我們將所得的數據列成表格,進行整理和分析,接著試著導出其中一般式。針對不同張數n,我們的研究結果如下:一、不同張數n所會剩下的最後一張牌y,並推得一般式:y=2×(n-2k) (2k小於n最大2乘方數);二、在通關密語b的部份,b=2k +1 (2k為大於等於n的最小2乘方數);三、倒數第m張剩下的牌xm,xm=2×{[n-(m×2-1)×2k]} (其中 (m×2-1)×2k< n ,在這個情況下,2k為最大2乘方數)。最後,透過研究結果,我們自行設計數字排列的小魔術,延伸我們的研究結果。

嗨!查理-氣體體積與溫度的關係

我們利用現有的實驗器材來製作氣體體積與溫度變化觀測工具,測量範圍在42℃~30℃之間。我們將觀測的數據,用Google試算表做資料分析,發現氫氣、乙炔、二氧化碳、氧氣這四種氣體,和查理定律中「氣體體積與溫度變化呈線性關係」相符。而查理定律中提到,當到達絕對零度(-273.15℃)其物質總體積為零,於是我們推算當氣體體積為零時的溫度,結果發現,當乙炔體積為零時,其溫度是-279.3℃,最接近絕對零度。而在應用上有氣體溫度計,氣體溫度計被用在精密的測量上。在這個實驗中,我們學會了利用現有的器材解決問題,並且不斷的改良我們的測量儀器,使其更好操作、精密,並可以利用這種態度去自學,讓學習更深更廣。