全國中小學科展

國小組

小河兒彎灣-河道沖淤的探討

此次實驗的目的在找出影響河道沖淤之原因,並觀察及驗證八掌溪河道沖淤的情形。我們自製實驗模型並設計實驗,變因包含了河道的傾斜度、總流水量、河道的曲度、河道的寬度等四項,並觀察實驗後河道淤積的情形,並將沖淤後收集的砂石依不同顆粒的大小作分類統計並觀察後加以討論,最後我們實地觀察八掌溪上、中、下游的河道情形,並製作模型後加以實驗驗證。從研究結果中,我們得到以下結論:(一)河道的傾斜度越大、流水量越多,被沖到下游的泥砂越多,而顆粒大的砂石也較容易被沖下來,而且大部分的泥砂會淤積在河道上游,而凸岸處容易被沖刷;(二)河道彎曲度越大,被沖到下游的泥砂越少,但淤積在河道上的泥砂較多,而且大部分在河道上游,而凸岸處依然有被沖刷的情形;(三)河道寬度越大,被沖到下游的泥砂越少,淤積在河道上的泥砂較多,但當河道太過狹窄,泥砂反而不容易被沖到下游;(四)河道凸岸並不適合人們居住,因為沿岸容易被沖刷破壞;(五)河道若能截彎取直,居住在河岸旁比較沒有被沖刷的危險。(六)八掌溪的上、中、下游呈現出不同的河道樣貌。(七)大雨過後,上游水位上升速度最快,溪水容易暴漲,造成危險。

魔幻「膜換」洗潔晶球-點「冰」成晶之旅

本實驗想透過海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應包覆清潔劑,做出晶瑩剔透的洗潔晶球,並結合「無瓶水」概念改善晶球成型方式,運用反轉球化、二次凝膠球化,做出薄又堅韌的水球外膜;為克服洗潔劑影響海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應,及鈣離子會減弱洗潔劑起泡力等因素,我們絞盡腦汁嘗試,成功運用自創「核殼結構」、「全冰球」、「鍋蓋法」製程,也就是先用水結成冰球並燒熔出—中空洞後形成“冰殼”,再灌入洗劑做“核”,此核殼冰球再冰回球形冰晶時外裹乳酸鈣,再置入海藻酸鈉溶液,並運用二次膠化技巧再次與乳酸鈣溶液反應,製作包覆清潔劑的水球,使其在兼具環保、美觀、實用的角度下,呈現薄膜、擁有洗潔力並減少罐裝塑料的洗潔晶球。

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。

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。

「史」命必達—史特林引擎之優化研究

我們針對史特林引擎的熱能來源、移氣體、汽缸的成分及上下氣缸的溫差進行優化處理,以期使引擎能發揮更大的功效。 我們發現:一、酒精為史特林引擎最佳熱能來源。二、以鋁箔材質製成的移氣體,能讓 史特林引擎的運作更順暢。三、以內外均塗料的馬口鐵作為汽缸,能有效提升史特林引擎的 運作效率。四、透過提高上下氣缸溫差的方式能有效增進史特林引擎的運作效能。

烘出新濕度 - 智慧3D列印線材存放箱

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題,我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項,我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現: 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中,在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高,濕度相對越低 根據以上,我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計,除了加入即時溫濕度環境介面,同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態,最終達到我們研究目的:解決3D列印品質問題。

花朵裡的秘密—從校園植物探討花蕊形態與授粉機率的關係

我們調查校園花朵花蕊生長形態、柱頭與花粉特徵、花絲花柱長度比,並製作小麥、美洲合歡、大花咸豐草、孤挺花四種花朵花柱模型進行授粉模擬實驗,探討花蕊形態與授粉機率的關係。我們得到以下結論: 1. 觀察12種植物花蕊結果,柱頭的形態與花粉的形態可歸納為三種配對組合。 2. 花柱與花絲的相對高度是決定花朵授粉方式的重要因素。花柱比花絲高有利於異花授粉;花絲比花柱高有利於自花授粉。 3. 某些花蕊周圍的附屬構造,對授粉機率有明顯的影響,如:小麥的內、外穎。模擬實驗發現:增加穎的構造較不含穎的模型提高約2.2倍的授粉機率。 4. 不同的花序也會影響花朵的授粉機率。模擬美洲合歡聚合成花團的頭狀花序 (6朵)授粉機率會較單一朵花提高約2倍。

改頭換面? 改頭換面!

本研究探討並推廣「改頭換面」的移位遊戲 一、2n型 (一) 在原來遊戲只有二列的情況,最少的移動步數為2n+1 *n是直行數 (二) 將棋子由符號變成數字,發現各列的編號在移動後的順序不變時,最少步數為3n 二、3n型 (一) 3n向上輪換型 1. 最少步數為4n+3,順序不變則最少步數為4n+4 (二) 3n向下輪換型 1. 最少步數為4n+5,順序不變則最少步數為4n+6 (三) 3n上下列交換型 1. 最少步數為6n+1,順序不變則最少步數為7n 三、mn型 (一) mn向上輪換型 1. mn向上輪換型最少步數一般公式為2(m-1)n+2m-3 2.順序不變時一般公式為2(m-1)n+2m-2 (二) mn向下輪換型 1. mn向下輪換型最少步數一般公式為2(m-1)n+2m-1 2.順序不變時一般公式為2(m-1)n+2m (三) mn上下列交換型 mn上下列交換型在m>3時,最少步數一般公式為2(2m-3)n+2(m-3)

中國五聲音階打哪來?─從雲南古老樂器「吐良」中找答案

我們以PVC水管複製還原雲南古老樂器「吐良」,雖然看似簡單的只有單一吹孔,但在管子的兩端開口用不同按法及吹入不同氣流下,音高會有不同的表現!最後歸納出它可呈現的音階排列。發現:中國古老樂器沒有Fa音和Si音,只有Do、Re、Mi、Sol、La,果然就是我們中國音樂裡說的「宮、商、角、徵、羽」中國五聲音階。

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。