國小組

自然課「水溶液」單元，我們好奇怎麼得知溶液中溶質的濃度？鹽是生活中常用的佐料，但鹽攝取過多有礙健康，因此我們決定探討溶液中的鹽度檢測。針對純鹽水，自製比重計、光折射率及通電電流都是可行的方法，鹽的濃度越高，比重計的沉水深度越淺、光的折射角越小、通電電流越大。加了糖的雙溶質溶液，自製比重計、光折射率都會產生偏差，糖的濃度越高產生的影響越大，運用光折射原理的市售鹽度計也一樣會產生偏差；通電電流的檢測方式，糖濃度5％以上，電流會受影響而變小，但當糖濃度5％，通電電流並不會產生明顯影響，因此我們以通電電流來檢測市售火鍋湯底的鹽度，能有不錯的成效。改以太白粉為第二溶質會產生黏滯性，適用的濃度則為3％。

市售的黏土經塑形後，只能當擺設而不能當色筆使用。因此本研究想依黏土混色比例做造型，且黏土乾了又可當粉彩筆使用，以實現黏土再利用的價值。實驗發現： (1) 若以市售各式白色黏土直接添加染料混合，乾燥後仍無法製成色筆。 (2) 若以2：1的高嶺土與碳酸鈣混合，添加礦物染料或植物染料和適量的純水，除了可 調製成塑形黏土，還可當粉彩筆、水彩和粉筆使用，而植物染料則以蘇木效果最佳。 (3) 若添加不同比例的澱粉類黏著劑，可製作出硬式和軟式等不同特性的粉彩筆。 將本研究研發的紅、黃、藍、白黏土，依不同比例混合，可製作不同色相、明度和彩度的色筆，實現動手自製色筆的樂趣，也可用於板書與不同風格的作畫，既經濟又實惠，非常值得推廣。

本研究的目的是要設計海洋漂浮垃圾收集器，研究中第一代的主機採單螺旋、收集器採浮桶式設計，但浮桶的設計遇到水的浮力過大及容易進水的問題。經過改良後，第二代的主機維持單螺旋、收集器改為網撈式設計，但降低主機桶身高度和捨棄浮桶的設計以減少浮力，卻因網子在水中的阻力過大造成網撈無法旋轉、主機自轉的問題。第三代的主機改為雙螺旋、收集器維持網撈式，雙螺旋主機使主機不自轉、網撈旋轉，且網撈進行七大改造並在內部加裝長形邊框，最後在實測中成功收集球狀、長管狀及片狀等三種形狀的塑膠漂浮垃圾，實驗中發現：同一長度的邊框都是以球狀漂浮物乒乓球的收集成效最高；不同形狀的漂浮物收集成效最佳的長形邊框，其長度則各有不同。

創作爬樓梯機器人時，我們先進行校園樓梯實測，發現學校樓梯高度介於13~ 17.7 cm，材質也不一樣，小組決定以學校數量最多的樓梯尺寸為基準，進行實驗。查詢市面上爬樓梯機器人的構造，發現車子的電力、扭力要夠大，輪子形狀至少3個輻條以上，前後輪的車軸距離要在兩個階梯的斜邊頂點以上，接觸點的摩擦力要足夠，才能避免下滑。 因此，小組決定將爬樓梯機器人原型設計成車子的結構，讓輪子能與地面有較多的接觸點，上方也可以載物，讓實用性提高。結果發現最佳組合： 1.車身設計：山型車身、彎曲角度130度。 2.車輪大小：車輪直徑＞樓梯高度1.5 cm以上。 3.車軸設計：輪距前寬後寬、軸距＞樓梯斜邊長+前輪直徑。 4.載重位置：身體前上方，靠近馬達10 cm處。

我們利用西卡紙製作不同孔徑與筒長的聚音筒裝置以控制聲波前進的方向並提高音量，並以筆電及軟體(VB_generator)控制輸出聲音的頻率及音量找出較適合的輸出功率(30%)，接下來利用分貝計測量各種孔徑與筒長的聚音筒在不同頻率與距離時的音量，且找到間歇性的噴射氣流與音量振盪之關聯性，得知聲波滅火可能與噴射氣流及聲波為疏密波有關。 從研究三到五的結果發現孔徑4cm的聚音筒效果最佳，而筒長越長出現最強噴射氣流的頻率越低，筒長25cm時為40Hz、筒長20cm時為45Hz且為本實驗中最強的噴射氣流。 製作新型聲波滅火裝置，研究後發現喇叭直徑越小，產生最大噴射氣流的頻率隨之變大；距離3cm且頻率在230Hz時擺角為最大值29.2˚，根據新型聲波滅火裝置的滅火效果測試，頻率為220和230Hz的聲波將蠟燭熄滅的距離最遠為36cm。

本研究探討台北港突堤效應對挖仔尾自然保留區蟹類生態的影響，研究期間：2020年5月至2021年6月進行本保留區蟹類、貝類、土質、水質調查，利用穿越線研究結果比對2003~2017年相關報告。研究結果：突堤效應加速本保留區堆積作用，近20年來，外側沙地增加21.3公頃，造成潮間帶土質泥化、水深變淺、辛普森蟹類生物多樣性減少22.8%、蟹洞密度減少26.2%、蟹種減少20%、食用貝類單位密度減少90%、周邊海域嚴重淤積、重金屬汙染增加，使漁民生計遭受嚴重影響。近年來，每年淤積速率5公分，漲潮時潮間帶水深只剩100公分。再過20年，本保留區整個中央潟湖將被淤積泥沙完全覆蓋。整治措施只能減緩淤積，希望在本保留區消失前，喚起大眾與政府重視，有效減緩其淤積速率。

每種物質都會結晶嗎？它們的結晶形態都相同嗎？在偏光鏡檢下是否都能呈現旋光性？如何培養出鹽的大結晶？鹽的結晶能做什麼應用呢？本研究利用自製的偏光顯微鏡和科學maker手機偏光顯微鏡的觀察得知：不是所有物質都能產生結晶，像白醋、米酒、蛋白、麥芽糖等無法產生結晶，而能產生結晶的鹽和醬油類沒有旋光性；糖、味精、紅酒和清潔類物質則有不同程度的旋光性。每一類的結晶形態也都不相同，可以用來判斷溶液中可能含有什麼成分。實驗中還發現，容器中的細小鹽結晶會跟主要培養的晶體競爭鹽分子，勤於更換容器才能養出大結晶。利用鹽的結晶可以做成具有療癒效果的偏光萬花筒、鹽燈、晶洞和鑽石樹等。

我們準備了砂質土、黏質土並加入不同比例的生物炭，想要了解在乾旱(0.5倍水)、正常給水和淹水(3倍水)的情況下，兩種不同的土壤對作物生長狀況有什麼影響。透過基礎實驗一~五，我們發現生物炭具有吸水、保水、排水等效果；而在主要實驗一~六結果中，我們發現除了正常給水情境下，在缺水及淹水情境下，加入生物炭也能發揮其效能，會影響作物成長高度，使得作物成長高度因有加入生物炭而成長效果較佳。本次實驗我們只選用風倒木生物炭來探討以及蘿蔓萵苣作為種植的樣本，未來也許可以嘗試種植不同的作物，及拉大生物炭比例的加入對不同農作物的生長有什麼影響，或取用不同金門農作廢棄物製作生物炭，探討對農作物或土壤改良的影響情形。

從生活中的觀察和課程中的學習，引發我們對於「蚯蚓」這位地下工程師的好奇心；源自對於家鄉生態環境的愛護，我們選擇使用生活中的天然廢渣作為蚯蚓生長的食物，使用茶葉渣、黃豆渣、咖啡渣、落葉渣等生活中的有機廢渣養殖蚯蚓後觀察蚯蚓生長的情形。生活的經驗和文獻的資料指出，蚯蚓可以賦予土壤活力，而土壤是植物生長的關鍵。依據蚯蚓養殖與種植蔬菜實驗資料分析可知，使用落葉渣和茶葉渣養殖蚯蚓，蚯蚓生長情形最好；使用茶葉渣蚯蚓箱種植蔬菜的效果最佳。從研究結果顯示，蚯蚓的活動可以改變土壤的性質，並且對於蔬菜生長有幫助，但是使用廢渣養殖蚯蚓和種植蔬菜時，建議考量廢渣在土壤中發酵和腐化的時間以及可能帶來的影響因子。

二維碼在我們的生活處處可見，不僅比一維碼儲存更多資訊，我們還可以利用智慧型裝置讀取，快速又方便，我們想利用這樣的特點在導盲磚上設置二維碼，配合導盲手杖安裝智慧型裝置。我們挑選二維碼中的QR Code來進行實驗，先從QR Code的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作，接著探討改變它的各項元素：QR Code的內容形狀、配色、遮蔽讀取情形，接著把QR Code轉換成貼在導盲磚範圍大小上進行研究，再加上安裝智慧型裝置在手杖上的距離與地面夾角的實際測試，歸納出安裝具有QR Code導盲磚，配合手杖上的智慧型裝置，讓視障者能用聽的就知道現在所處的位置資訊。