全國中小學科展

國小組

「鏽」出色彩

在六上自然課第三單元「防鏽與防腐」的鋼棉生鏽實驗,我們發現水、鹽水、糖水、食用醋產生的鐵鏽顏色各異,為了找出影響生鏽顏色的因素,便著手進行一連串的實驗研究。結果顯示:溶液的種類、pH值、濃度以及生鏽的時間皆會影響生鏽的顏色,而且不同顏色的鐵鏽與磁鐵的吸力強度也不同。

氣象百寶袋-以自製氣象預報機觀察與預測天氣

大氣中存在著大氣壓力,因為水氣或天候狀況的不同而形成低氣壓或高氣壓的現象,而高、低氣壓也影響著天氣的情況,高氣壓時天氣一般都比較好,相反的,低氣壓時天氣通常較差,於是我們利用氣壓改變的特性自製了氣象預報機來預報天氣,並配合著溫度與溼度探索天氣變化的祕密,實際預測天氣的情況,其中2~3月的預測率高達84%,這也可以預防下雨時忘了準備雨傘的窘境。

它鎖的住我?~手機螢幕鍵盤鎖之探究

我們為了了解九宮格圖形的手機螢幕鍵盤鎖共有多少圖形,除了利用列舉法詳列外,還想出了樹狀法、部分樹狀法和刪去法三種計算方法,並請專家協助設計電腦程式檢測我們的數據,最後發現總共有139880種圖形。從問卷調查中發現目前圖像式鍵盤鎖十分普遍,而大家設定的圖像以點數量少或是和文字或數字有對應的居多。我們還找到了圖像中,點與點不能相連時,計算密碼圖形數量的公式,可作為圖像設計的參考,並設計出聖誕樹造型和立方體造型兩種鍵盤鎖圖像。

翻轉世界-12解遊戲

我們主要研究一個有趣的數學摺紙遊戲:透過切割6解中空卡創造4款12解中空卡-長方形中空卡、長方形切割中空卡、逆斜中空卡、斜中空卡。 我們是最先發明12解中空卡遊戲的,4款12解中空卡都值得深入研究,本研究小組先選定12解斜中空卡作深入研究,至研究結束找到斜中空卡摺成正方形的組合數4760個,創作6解中空卡無法達成的12生肖、12星座等主題12解斜中空卡。 我們拿12解斜中空卡給同學玩,同學玩到連走路都捨不得停下來,於是我們繼續創造了幾何卡、乘法卡、分數小數卡、等值分數卡、加法卡等12解斜中空卡,將12解斜中空卡應用於數學學習,進一步統計加法卡和數4~48的摺法共計521種。

多管齊下-發現環保的秘密

因應政府減塑政策的推動,市面上充斥著琳琅滿目的環保吸管,但這些吸管面臨許多使用上的問題,如:無法隨身攜帶、吸管遇熱會軟化、管內異味無法去除、無法徹底洗淨等情形。而本研究所研製出的一次性吸管:洋菜桂竹吸管、蜂蠟桂竹吸管和馬鈴薯蛋殼吸管,皆能解決以上問題。它們不但耐溫、耐酸鹼,且能被長時間保存、不腐壞,而經過掩埋後,質量也會下降。其中,又以馬鈴薯蛋殼吸管,兼具商業化與環保性的雙重價值。此吸管不僅能將原本被視為商業廢棄物的蛋殼變成商品,又因其管材富含磷、鉀、鈣、鎂、鐵等微量元素,在回收廢棄吸管後,很適合將此做為肥料,使其回歸塵土、滋養生命,達到零浪費、零污染的可能,是一種便利、又友善環境的吸管!

小白球的秘密?"圓"來如此!

關於研究方法:平面滾動實驗中所使用的斜坡軌道,是仿照溜滑梯的外型所設計出來的;至於斜坡滾動實驗的U型軌道,則是回憶起暑假期間曾到遊樂園看見雲宵飛車在起起伏伏的軌道上運行時所構思出來的方法;飛行實驗的球體飛行器,其靈感是來自校園中常見的盪鞦韆。這三種實驗方法都是利用球體本身的重力當作驅動物體移動的力量來源,並以量測時間差代替距離的概念,把記錄資料的工作變得非常簡單,讓我們在有限小空間內就能做實驗,來提升實驗過程的便利性與結果的準確性。透過實驗的規劃,我們分析凹洞的形狀、大小、深度、數量與分佈對球體的運動距離遠近的影響程度,並推測最佳設計的參數。

「生」生不「熄」!生質柴油的製作與應用

處理回收油最有效方法之一是製作成生質柴油,我們以新鮮的芥花油為原料,建立生質柴油製作程序,也嘗試將坊間小吃店的回收油製成生質柴油。研究發現,油加熱的時間越久,酸價就越高,可是酸價的高低不影響製成生質柴油的品質,但油品的乾淨程度或酸價高低會影響到生質柴油的產量。生質柴油在低溫時黏性高流動慢,可能會造成油管的阻塞;生質柴油的沸點高於柴油和酒精,相對的安全性也比較高。燃燒生質柴油時,提供的熱值比柴油多40%,產生的黑煙卻比柴油少。生質柴油的應用,除添加於柴油外,我們試著在酒精中添加一定比例的生質柴油,以改善酒精燃燒時火焰顏色不明顯的安全性問題。我們也試著收集碳粒製成墨汁,效果也不錯。

水漫校園 陸路成渠-校門口排水系統改善方案

本研究擬以自製降雨系統及依真實比例縮小的溝渠模型及各類水溝蓋改善本校校門口淹水問題,水溝、陰井的製作皆盡可能模擬真實情境。我們經由尋求專業水利技師的諮詢後,決定了三項影響疏洪效果的變因進行實驗。研究結果發現不同種類的水溝蓋集水效果不同、水溝洩水坡度和校內排水溝連接聯外排溝的樣式與角度則會影響排水效果,本研究針對學校實際問題提供階段式具體的建議方案,並公開發表研究結果,有助於改善淹水問題。

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。

紙牌魔術原是夢,夾擠收斂本無奇

紙牌魔術是一種數學。紙牌魔術經「發牌」、「分疊」、「收牌」重複三次後,便找到指定紙牌。是利用「夾擠」壓縮紙牌存在的空間找到紙牌。 影響魔術的三大因素: 一、「發牌」方式。一次一疊發幾張決定了最後紙牌的存在的空間的大小是收斂於一張或在固定區間。 二、「分疊」的數量。 1、紙牌分越多疊,收斂速度越快。 2、紙牌總張數與分疊數量有次方關係收斂速度較快。 三、「收牌」的位置。收牌時放置疊紙牌的順序會影響收斂位置。 如何夾擠收斂是探討重點。過程中「發牌」、「分疊」、「收牌」,經過了幾個循環,可確定紙牌必「夾擠」收斂在特定位置或區間,因此觀察收斂速度、位置與範圍,即本文探討重點。