全國中小學科展

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國小組

體感遊戲應用於左右橫向運動訓練之評估

「教育部108年施政計劃」文中提及了期望能夠培養學生健康規律的運動習慣並提升學生體適能的知能水準,這促使我們對運動體型感遊戲與體適能關係的研究產生了興趣。我們設計了以Kinect體感器為主的橫向體感遊戲(正常型與AI型),並以一年級到六年級國小學生為研究對象。經由程式修正與實驗探討,我們發現了球速與橫向移動加速度的線性關係,亦即學生橫向運動的加速度值越大,則學生在橫向體感遊戲中可以挑戰的球速越快;反之,加速度值越小,則可以挑戰的球速越慢。本研究有助於評估與建立低年級到高年級國小學生在橫向運動的體適能標準,並藉由體感遊戲系統來加強訓練學生的體適能,甚至進一步選拔出優秀運動能力的學生成為各項體育運動的菁英選手。

蔬果螢火蟲-探討蔬果螢光物質放光因素與生活應用

本研究自製螢光電壓器測量螢光電壓,以電壓大小推論蔬果中螢光物質含量,我們利用紫外光照光蔬果內螢光物質放出綠色螢光。研究目的在探討影響萃取蔬果中螢光物質的放光因素及檢測燈具中的紫外線強度。研究結果顯示,蔬果螢光物質含量以紅蘿蔔最佳,蔬果螢光物質在油中或油泥中較在水中相對穩定;。小蘇打對蘋果及石灰水對紅蘿蔔萃取有提升的效果,冷凍儲存有助於蔬果螢光萃取與保存,低溫時螢光亮度較佳,建議可利用冷凍分離法提升萃取蔬果螢光物質的效果。本研究也利用萃取的蔬果螢光物質量測家中不同燈具的相對紫外線強度,並可作為太陽光紫外線強度的估測。

「榕」不下你!

臺灣鋏蠓俗稱小黑蚊,對於在校園活動的我們,常因被咬而困擾不已。過去針對解決小黑蚊之害通常有以下的方式:1.噴防蚊液。2.噴灑殺蟲劑。3.穿長袖衣物。前兩個方式,可能會有化學藥劑的危害,第三點又會造成悶熱不舒服,因此我們想從小黑蚊的棲息地來進行滅蚊計畫。 文獻資料顯示,小黑蚊棲息地為青苔。我們希望透過植物天然的抑制作用,來達到清除青苔的目的,進而減少小黑蚊的棲息地。經實驗結果發現:1.校園植物—榕樹及鳳凰木的葉子具有抑制植物發芽與生長的能力。2.榕樹枯葉和鳳凰木葉片製成的藥劑,對於青苔的細胞有抑制生長,甚至有使其萎縮的功效。3.浸泡過榕樹枯葉的土壤,經水的沖淋後,還是可以種出經濟作物;但浸泡鳳凰木葉子的土壤,經濟作物發芽率較差。

熱情如火的熱傳導

問卷調查結果:有近八成的老師或學生都認為細鐵絲可以傳熱比較快、比較遠,且持續加熱,熱量會不停的往更遠地方傳遞。但,我們利用創發的「熱傳導檢測儀」實驗證明:一、加熱同樣的時間長,粗鐵絲熱傳導速度較快,熱傳遞的距離也較遠;二、不管鐵絲的粗細,不管加熱多久,熱傳遞的距離是有限度的:三、離火源同一位置的鐵絲溫度也是有限度,不會因持續加溫而再增溫。

水與空氣的相撲大賽-旋轉彎管對水面升降的影響

本研究是從改良虹吸管實驗將水引出的使用習慣出發,進一步探討旋轉彎管對管內水面升降的影響。 首先在研究1和2中發現在空氣中旋轉管子後,管內水面上升,旋轉愈快及旋轉半徑愈大,水面上升愈高。在研究過程中,意外發現管內水面有時不升反降。因而設計研究3,直接將管子上下顛倒,改由在水中旋轉,管子轉愈快及旋轉半徑大,管內水面下降愈大,且變化幅度比研究2明顯。甚至可將空氣引入水中,增加水中含氧量達18%。 最後研究4中發現傾斜彎管其傾斜角度愈大、彎管鉛垂向下且出水口端低於水面時,當旋轉後,最能啟動虹吸管減少抽水時間,外管愈長抽水愈快。值得一提的是彎管並非在旋轉半徑大時抽水最佳,此與前三個研究結論顯然不同。

阿嬤的手可別再抖了~降低手抖的研究

本科展利用震動材料,嘗試做出一個震動手持裝置,期待手抖症狀的人配戴後能降低手抖,使配戴者有穩定的雙手重拾更好的生活。 我們測試不同型式和轉速的馬達、改變電壓、增加馬達、增加重物,嘗試找出可能減少或干擾手抖的方法;發現重物抑制震動的效果不佳,也發現震動馬達會干擾原來的震動。實驗後期我們做出並比較幾款穿戴式的減震裝備,並選出一款最佳手持裝置供親人實際感受。 工作7個多月,仍然無法做出完全降低手抖的裝置,因此截稿送件後仍然繼續重組各種零件,期待能組合或創作出更好的減震手持裝置。 震動感測模組已經設計完成製作與測試,期待可以組合減震裝備與感測模組,以便完成智慧型的減震手持裝置。

福壽螺今天想吃什麼呢?-探究不同的餌料誘捕福壽螺,減少秧苗被啃食的機會

福壽螺,原產於中南美洲,商人認為有利可圖,便將其走私進入台灣,希望取代田螺,供民眾食用。但是,福壽螺的肉質不符合台灣民眾的口味,因此商人紛紛將福壽螺棄養。福壽螺具有耐污染、抗乾旱的特性,再加上它在台灣沒有天敵,因而建立起自己的族群,啃食農作物,造成鉅額的農業損失。為誘捕福壽螺,減少其對稻苗的啃食,本研究全程使用美濃當地盛產之農作物作為誘餌,一方面可物盡其用的消耗NG農作物,另一方面可誘捕福壽螺減少對稻苗的損害,促進台灣農業及防治福壽螺的雙重效益研究指出,選擇的誘餌具有顯著誘引福壽螺之效果,進一步發現擺放位置也會影響捕捉到的福壽螺數量,於是設計陷阱器來捕捉,希望能為台灣的有機農業盡一份力。

明盤易躲,暗密難解-自製躲避盤探究

躲避盤運動是時下國小學童流行且愛好的體育活動,兼顧安全性和趣味性,然市售版躲避盤價格昂貴,非小學生易購得用品,所以我們希望能利用簡單易得、便宜的素材,自製能飛行9.5公尺以上且兼具準度,又能丟擲上百次的躲避盤。 首先,我們解析市售版躲避盤的結構設計,進行影響躲避盤飛行變因的探討,發現躲避盤飛行的奧秘和自製躲避盤的適宜規格比例,並依此發現親手縫製躲避盤。然後,我們尋得創新躲避盤的依據-「在盤面中心加上絲繩以得穩定效用」。最後做出創新版的自製躲避盤,並經由實測證明,我們自製的躲避盤能符合躲避盤活動的各項需求且較市售版擁有更好的準度。

鋁空氣電池

本實驗探討以回收暖暖包、廢棄濾心碳材、鋁箔、鋁罐加上食鹽水製成鋁空氣電池的可行性。第一部分我們比較不同炭材和不同隔離膜種類的組合,發現備長炭和厚紗布的組合測得最大電壓約1伏特;第二部分則以活性碳粒及碳粉、透氣防水布、鋁箔及鋁罐,找出較佳發電效能的組合,發現備長炭添加活性碳粒的組合得到最大電壓約1.13伏特、電流0.2A;第三部分以使用過的暖暖包自製設計四種暖暖包鋁空氣電池,電壓均可達約1伏特。最後利用廢濾心碳材,自製設計五種濾心碳材鋁空氣電池,並經由簡單串聯後電壓可達3伏特、電流接近0.1 A。其中實用性較高的電池有二,一是濾心碳棒浸泡鹽水鋁罐空氣電池組,二是堆疊六層「碳塊-鹽水果凍-鋁片」空氣電池組。

偶然中有必然──怎樣才公平?

本研究發現n個人的約瑟夫問題,反覆淘汰留下來的第m個人,m=1〜lcm(n,n-1,……,k) 時,倒數第k個淘汰的編號f(n,m,k) 會循環,其循環節長度是lcm(n,n-1,……,k);又找出 f(n,m,k) 的遞迴公式,再以該公式使用 Excel 推算 n=1〜16,m=1〜lcm(n,n-1,……,2) 時,發現人數不變時,每個編號倒數第 k (k=n〜1) 個淘汰的機會都相同;據此提出並證明「約瑟夫定理」:人數n人,反覆淘汰留下來的第m個人,取 m=1〜lcm(n,n-1,……,2) 時,每個編號倒數第k個淘汰的機會都相同。