全國中小學科展

國小組

測量--我有絕招

實驗中,先將市售雷射筆與其他光源做比較,再利用照射最遠的光源,配合直角等腰三角形角度與邊長的原理,自治簡易高度測量器,用它來測量實務的高度,且與實測長度做比較。發現我們做的測量器可測得高度約20公尺的建築物,也可測得不規則物體的高度。解決了我們測量教室高度時,以往的不便,這個方法操作簡單、快速又方便且準確性高。接著我們試著將測量器改放平面式,順利測得小河河面寬度、兩棟教室間的間距…等。又發現可拆下聚光凸透鏡鏡片的雷射筆,照射光源呈矩形且有比例放大的功能,利用它我們做了一個簡易放大比例測量器,用它來測量微小東西,例如:頭髮的寬度...等,並找出放大比例尺倍數與距離之間的關係,真是有趣又神奇。

網「螺」高手-紅扁蜷生活習性之探討

利用川燙地瓜葉可以誘捕螺類,這種自然捉螺方法讓我們感到新奇,於是進行這一次科學研究。首先,透過實際觀察、閱讀資料和請教專家,才確認我們所研究的螺類是「紅扁蜷」。然後,從飼養觀察過程不斷發現問題,並進行實驗來印證我們的猜測。經過研究後,我們更加了解紅扁蜷的生活習性:紅扁蜷屬於腹足綱-有肺亞綱-基眼目,避光性喜歡在陰暗處活動、覓食;紅扁蜷在15℃以下的水溫活動力不佳,在20℃到30℃的水溫中活動力明顯較好;加入珊瑚礁石可以幫助紅扁蜷生長,但珊瑚礁石與紅扁蜷的聚集現象無關;紅扁蜷是腐食性動物,經川燙過的菜葉或切片在水中會加速腐爛,因此可以有效誘捕紅扁蜷。比較不同菜葉的誘捕效果,其中以油菜葉的效果最好。

簡易變色筆

一群勇於探索的學生,想要以酸鹼變色的原理製作出一組簡易可行的變色筆。探索的過程中,一路從指示劑的材料、筆桿的製作方式、提升書寫效果一直延伸到了防腐的方法。在這為期八個月的探索中,師生們無不絞盡腦汁想辦法使變色筆變的更好,其中細緻如熬煮指示劑的方法,都是有待克服的難題。經由不斷嘗試,找出了八種指示劑裝填進自創的吸管筆。以鹼性溶液變色,又以酸性溶液復原。並試著以簡單的材料防止指示劑的腐壞。師生們無不期待研究成果能普及化,讓看過的人也能利用隨手可得的生活素材,簡易地做出一組實用的變色筆。

這樣飛太遠!─探討飛行筒的飛行現象

本研究利用自然課所學過的「力與運動」與「簡單機械」來探討飛行筒的飛行現象與原理,探討方法分別為:一、自製不同形狀的飛行筒,找出飛行距離最遠的飛行筒,並觀察飛行筒的飛行現象,探討飛行筒的飛行原理;二、自製飛行筒發射器找出最佳發射條件。 本研究發現:一、在飛行筒部分,飛行筒最佳形狀為圓形、最佳直徑大小為8公分、最佳飛行筒長度為4.5公分、飛行筒最佳前端厚度為一層;二、在發射條件部分,飛行筒發射時厚端朝前發射、發射角度為5度、橡皮筋彈力設定為往後拉30公分、橡皮筋旋轉角度為90度。

輕鬆「袋」著走

上數學課的時候,老師教我們如何計算體積和容積。為了加深學習的印象,同學們利用下課的時候,計算各式各樣文具及簿本的體積,並利用上完課的大字報,摺出各式各樣大小的紙盒,來貯存各式各樣的文具及簿本。但是經過幾天的觀察後,卻發現這些紙盒並不實用,不但不方便攜帶,而且也很容易破損。正當大家陷入沉思的時候,突然有同學發現,佈告欄上的林林總總的宣傳海報和回收的壁報紙,似乎比大字報更耐用,如果再加上提把的設計,就可以帶著走,不但可以資源再利用,而且更貼近生活需要。在經過不斷的努力蒐集資訊及不斷觀察、試驗和改良後,終於利用學校佈告欄的回收紙,設計出符合自己使用需求的紙袋。

「旋」機妙算──不對稱飛行種子建模之研究:以桃花心木種子為例

本研究藉由觀察實體桃花心木種子的飛行狀態,探討實體桃花心木種子的長度、寬度、長寬比以及重心位置,試驗分析種子飛行時間和旋轉圈數。結果顯示:蒐集到的實體桃花心木種子寬2.5公分為眾數、長分布8到11公分、長寬比約4~5。此結果與其他科展研究相符。而實體種子重心位置靠近種子長的1/5,靠近肋寬的1/3處,有較佳飛行時間與旋轉圈數。依此結果,發展紙長公式「 Lpaper= Lseed + a + W*(n+1)/2」作為裁紙參考,建立摺紙種子模型並實驗驗證。結果顯示:最佳的紙模型為寬2.5公分、長8公分(長寬比3.2)、13折,重心在靠近肋寬的1/3處的飛行最好,與實體種子實驗結果相似。

氣語非凡—植物的攻防策略

我們過去發現植物氣味會抑制他種植物發芽,在這次實驗我們利用顯微鏡與自動觀察箱探討植物間氣體的對話,並記錄氣味對小麥(單子葉植物)、綠豆(雙子葉植物)莖的長度,莖、葉重量,向光性及氣孔大小的影響。我們發現九層塔的氣味不影響綠豆生長和莖、葉重量,只輕微抑制小麥生長和植株的重量。而檸檬桉氣味促進綠豆莖的生長,卻減少葉重,並能抑制小麥的生長。野薄荷與樟葉的氣味則對這兩種植物生長與重量都有顯著抑制甚至完全不發芽。向光性方面,野薄荷氣味明顯抑制綠豆向光。小麥氣孔狹長不易觀察其開合,綠豆氣孔開口卻明顯受氣味影響而變小,可能是植物用來對抗外來氣體的招數吧!真奇妙,利用散發氣味,植物間正進行著一種無形的攻防戰呢!

「珠」絲馬跡-串珠與數學原理之探討

身邊常見美麗的串珠作品,但卻未見有關串珠的數學研究。我們進行二年時間來探討串珠。結論如下:研究一:相同大小的珠珠,以「點→線→面」的方式操作,若以某顆珠為中心點,周圍角度和是360°的有:四邊形+四邊形、六邊形+三角形,這二種串法可以形成平面。研究二:五邊形組合的「二十面十二面體」(稱為五邊形球體)只要增加四邊形或六邊形就可以擴充。而且使用六邊形較節省珠數,這也是串珠中最常見的作法。研究三:增加六邊形擴大球體時,五邊形維持12 面,六邊形以5 的倍數增加。而且串珠作品只要進行名詞轉換,也符合尤拉公式:珠珠數(稜邊數) +2 = 三角形連接處(頂點數) + 面數。研究四:沙發或盒子轉角處的串法,以畢氏定理檢驗證實為直角。

太陽打從西邊出來?—地球與金星上太陽在空中位置變化的情形

上自然課時,老師在教月亮以及太陽這個單元時都用了一個Stellarium模擬軟體,我們發現從這個軟體可以觀察以前我們所無法觀察到的天體,感覺很有趣也很容易了解。藉著本研究主題,我們終於可以一探有關太陽移動軌跡的秘密,而不必透過長期的觀測,更可藉由軟體的功能,進行地球與金星上太陽在空中移動軌跡的實驗研究,讓我們了解到,原來太陽位置的變化是受到了行星自轉軸傾斜角度及其自轉、公轉的方向與速度的影響,並且觀察者所在的觀察地點的不同也會發現太陽有不同的位置變化情形。這次的探究活動,讓我們印證了課本中所學到有關太陽的概念,並相信太陽有可能打從西邊出來,只是,不是發生在地球上。

是我放的電

從一個科學展館的器材引發出一連串探究的實驗。實驗中,對兩片金屬之間產生電能的各項因素,做了持續性的探究,尋找金屬發電的機制,作品最後以裝置的再應用,及環保金屬電池的延伸性製作,作為研究總結。