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方格告訴我的秘密 - 探討三角形的格線

本研究由探討三頂點在格子點上的任意三角形鉛直格線長總和與水平格線長總和關係出發,藉由各種計算法計算、觀察、推論、檢驗、修正、再檢驗、論證、推廣和應用的探究過程,發現格子點上任意三角形鉛直格線長總和、水平格線長總和與面積的關係為:面積=鉛直和1 +邊在鉛直格線長x0.5=水平和2+邊在水平格線長x0.5,並將此關係式推廣到簡單多邊形 ,然後應用於地圖上求面積。

圍籬邊的食物鏈(雞屎藤→天蛾→寄生蜂)

我們在校園圍籬邊發現雞屎藤、天蛾、寄生蜂間形成的特殊食物鏈關係,於是分別透過校園調查與飼養觀察進行深入的探討。 調查發現本校共有5種取食雞屎藤的天蛾。日照越充足,雞屎藤越多,天蛾數量也多。天蛾各階段都有專一的寄生性天敵,包括:卵寄生、幼蟲寄生與蛹寄生,統計被寄生比率約為 9.48%,且天蛾數量越多,寄生蜂也越多。 飼養觀察結果發現:天蛾的蛹期 ÷ 生活史 ≒ 1/2。氣溫、日照時間是影響天蛾的發育速度的最主要原因。天蛾化蛹時僅在土表面形成凹巢,沒有鑽入土中,此結果可修正圖鑑所述。 校園的圍籬邊雞屎藤→天蛾→寄生蜂的食物鏈關係終年不斷循環著,而校園工程與人為的修剪成為改變這個平衡關係的重要因素。

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!

汙水處理從我做起

本次研究目的為設計一款便利又可隨身攜帶、且過濾物質為生活中常見的物品製作而成的小型淨水器。我們希望這款淨水器可以從我們自身來將生活中的廢水,經過一次簡單的過濾後再排入地下道。 我們以實驗的方式來比較活性碳、花崗岩石頭、瓷砂和石英砂的過濾時間、乾淨程度與生活取得難易度,發現瓷砂與活性碳是較佳的濾水材質。 最終我們使用奶粉分裝瓶當作濾水器的主體,裡面使用活性碳、樹葉、石頭、棉布做為過濾的材料,能方便清洗、簡單補充過濾材質及方便攜帶。

磁性去塵靈黏土的重新組合及應用

市售去塵靈是一種清潔軟膠,其能有效沾黏鍵盤細縫的灰塵,但對於深層細縫的灰塵仍無法清除,於是從科學玩具—磁性黏土發想,結合鐵粉和自製去塵靈,重新組合成「磁性去塵靈黏土」,研究出更佳的清潔效果,並探討新的加值應用。 我們發現:(一)市售去塵靈加入鐵粉後,黏性、延展性和吸附力不會受影響,有一樣的清潔效果。(二)可自製與市售去塵靈一樣性質的去塵靈,並找出最適當的配方比例(三)透過磁鐵的吸力,磁性去塵靈黏土可以吸附底層細縫的髒污。(四)磁性去塵靈黏土最適合應用在管線清潔。 並研究利用電磁鐵可以發揮強效磁力與控制磁力的特性,放置在管線兩端以輔助管線內磁性去塵靈能均勻受到磁力,使其在管線內移動清潔。

獨「數」E格E型棋盤最少步數的探討

單人棋戲,看似簡單,卻包含先人古老的智慧,蘊含無窮變化,雖然沒有對手和您同時競賽,但盤中乾坤卻是充滿想像空間,會讓人一上手就欲罷不能。 自製E型棋的玩法是:在E型棋盤中,每個橫排放入數量相等的棋子,每次只能移動1顆棋子,移動至指定空格即算一步,最後棋子要上下交換排列,並找到最少步數。 本次研究想透過數學中的歸納與分析,其中「棋子的步數」是否有特定的規律性,以及「棋子的走法」是否也隱藏著有趣的數學道理,我們不斷嘗試各種走法,雖然過程複雜繁瑣,但最後都得到排列的規律性,也有了肯定的結論。

春暖花開-探究紙花的開花現象

本研究以紙花的開花現象快慢為主,利用生活中常見的紙張,結合課堂中學到的紙花,將各種不同材質的紙摺成紙花,比較紙張材質之延展性下,給予不同能量的控制,如:紙張材質(孔隙數多寡)、紙張面積大小、紙花底部吸水面積、紙花底部摺線。除此之外,亦比擬氣溫,由相同流體性質的水來進行實驗,透過實驗結果推測紙花克服摺疊後所產生的力矩在水中開花與何者關係較密切。研究結果顯示對於紙張質料本身最直接造成紙花開花現象的快慢差異,採用教學常用之蠟光色紙為實驗器材。另外,透過溫度比擬實驗得知,當平均溫度到達30至40度之間,將會造成紙花開花現象速度加快,可推知在溫室效應下,當氣溫上升,此時紙花開花現象也會隨之增快。

垂降高手-橙帶藍尺蛾的研究

持續進行二年橙帶藍尺蛾(Milionia zonea pryeri)的研究,因為每年在4月-8月的大發生期間,學校都會出現很多的橙帶藍尺蛾,這些蛾在校園中飛來飛去,我們想要了解一年當中到底何時會出現最多的橙帶藍尺蛾,何時會幾乎找不到牠們的蹤跡。我們不但研究橙帶藍尺蛾的數量,也探討蛹的形態與羽化的機率較高低的相關性,更深入的研究橙帶藍尺蛾的垂降行為,使我們對橙帶藍尺蛾有了更詳細的紀錄資料和數據。

電照「膜」行

本研究探討以自製PVA黏膠薄膜,加上各種金屬片成為方便攜帶的輕巧電池。首先探討不同形式電池的發電效益,包括不同金屬片適合的配方膠,金屬片之間的距離,膠添加了不同添加物……等等。綜合以上條件我們分別串聯發電量最好的原味膠及鐵粉膠做成伏打電池以及加上隔離層的勒克朗謝電池, 驅動溫濕度計、鬧鐘、 LED燈,並嘗試用達靈頓電路放大電流的特性,希望可以降低串聯電池的個數,達到不錯的效果。此外我們發現鎂片可以明顯提高薄膜電池的發電效益, 可以讓LED燈亮長達9天。

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。