全國中小學科展

國小組

凌空而降的玩具

本主題由一本科學雜誌中提及的各種紙玩具,發覺「紙蜻蜓」造型的玩具能夠在空中停留最久的時間;並進一步探相同大小、重量的紙蜻蜓,如何藉由改良各部位的特徵而延長在空中停留的時間。經探討螺旋槳的長度、機身兩側往內摺的寬度、機尾翹起的長度以及螺旋槳的造型變化,實驗螺旋槳長度8 公分、機身左右兩側向內摺0.9 公分、機尾往外翹起1 公分的情況下,發現紙蜻蜓能夠在空中停留的時間最久。

大小不同噴水孔噴水的比較

上自然科學「噴水遊戲」單元時,每位小朋友都做了一個噴水器到學校做噴水的實驗。在實驗噴水高度時,黃之怡同學噴得最高。同學都說:「她的噴水口最細,所以噴得最高。」我想做一個比她噴得更高的噴水口,於是請爸爸幫忙用針頭在筆套上戳了一個小孔。沒想到不但不能噴得更高,反而一點也噴不出來了。我就把這個奇怪的問題請教老師,老師就指導我們開始研究「大小不同噴水口噴水的比較」這個問題。

長方形面積周長與有趣的數

當我們在數學第七冊第十三單元中,學到面積的意義與計算,老師給我們利用方格紙的疊合.來比較等周長的長方形面積,結果發現;一樣的周長,所圍成的長方形中,以正方形的面積為最大。這時我們興起了疑問:為什麼會形成這樣的結果呢?它們的面積有什慶關係?於是我們請教老師,展開了我們的研習活動,並從中發現了有趣的數。

柏拉圖的天空-正多面體展開圖之研究

柏拉圖時代就被發現的五個正多面體,一直吸引著人們的好奇心。它們經常出現在國小的教科書以及一般補充教材上,不過通常都是利用它們來介紹尤拉公式,對於另一個令人感到興趣的問題 ─“展開圖”的介紹卻不是很詳盡。在我們的研究中,對於正六面體與正八面體,我們找出了一組簡單、易記的模式,來判斷某個平面圖是否為正六面體或正八面體的展開圖,同時我們也找出了一個利用基本模式,就能產生所有正六面體與正八面體的展開圖的方法。

自動化智慧機器人~組件排列次序探討

我們想要解決在ABCD順序的組件中,利用前二組件互換,以及後推一個組件的這兩種操作方法,完成所有排列組件,並從中研究最少次數以及規律。研究中,我們從簡化原題目的3個組件作為起始,研究了4個、5個組件的自動化智慧機器人~組件排列次序探討。我們利用編號、EXCEL試算表等工具以及方法,找出3個組件的所有排列需要2個操作步驟、4個組件的所有排列需要6個操作步驟、5個組件的所有排列需要11個操作步驟。我們還發現【t】操作以及【r】操作會有不同的特性,其中多次的【r】操作會出現循環重複。利用此性質來做分組,發現組與組之間的各種性質。結果若能運用在實際的組件操作上,也許對於機器人的效能會有所提升!

穿迷彩裝的「蛹」士-紋白蝶蟲蛹保護色和環境的關係

紋白蝶的一生中,由卵→菜蟲→蟲蛹,再變化成蝶。蟲蛹期是最危險的時期,蛹不能爬也不能飛,一旦被天敵發現,就只能坐以待斃。因此蟲蛹在自然界要如何利用環境來躲避天敵,保護色就是它生存的保障。我們發現,蛹色都是由褐、灰、綠三色所組成的,有如阿兵哥的迷彩裝。蟲蛹本身會隨著光線明暗度與環境顏色而調整色彩的深淺和色系,讓天敵不易發現。而環境四周的顏色可以穿透蛹殼半透明的淺褐色,使得蛹色和環境顏色融合在一起。小蟲蛹在生存的競賽中所展現出的智慧,堪稱自然界的勇士。

轉吧!轉吧!七彩萬花筒

無意間發現立體眼鏡重疊時若膠帶貼在上面會造成變色效果,於是查詢資料瞭解偏光板的原理,並展開對偏光板的研究。我們以各種貼法及不同材質的膠膜作比較,結果發現要貼在兩片偏光板之間且膠帶和偏光軸成45度角時變色效果最佳,而且以貼OPP塑膠材質看到的色彩最漂亮。為了探究變色原因我們貼上不同層數的膠帶,以數位相機拍下各種旋轉角度時的顏色,並利用PotoCap 4.3軟體將拍下的數位相片轉成RGB數值,比較兩片偏光板不同旋轉角度下光的穿透比例,結果發現在不同角度時穿透膠帶和偏光板的紅、綠、藍光的比例因膠帶的層數不同改變的幅度也不同,我們也發現這種變化和某些膠膜具有旋光性有關。最後我們應用研究發現創作出多采多姿的『七彩紙杯變色萬花筒』。

無毒油偶的洗碗絕招

利用洗米水洗碗並不能把碗盤洗乾淨,其中所含澱粉的去污效果並不好,往往是靠刷洗的動作把大部份的油污去除。在實驗中,我們發現了澱粉和少量蛋白質混合後,再加入少量小蘇打粉之後的水溶液竟然可以大大改善洗米水的去油能力,同時只要少量的水就可以沖洗乾淨,因為用量少,所以花費也低。我們還發現煮麵水、煮水餃水等效果也都很好,這樣不但可以回收這些食物廢水,同時又能省水、省力、省錢又不擔心洗潔精殘留,真是一舉多得。

貓羅溪畔測風雲

哇!好高興呀!老師指導我們科學展覽,在上屆展覽中,觀測有關天氣概況等,得到全國地球科學初小組第一名,倍增我們對「她」的興趣和信心。當老師上自然科學第七冊(四年級上學期)第二單元『雲』中,更使我們對『她』有一種說小出的喜悅。我們可以冉在老師的指導下,研究出各種雲彩、形狀雲量,將會大自然的影響很大。俗語說:「旱霞不出門,晚霞晴千里。」確實印證,當年的兵家孔明先生的「借東風,火燒連環船」一事,確有此事,證明了繼續不斷的觀察天空景象,當可推測將要發生的事倩。因此,引起我們對天氣的觀察記錄,有莫大的興趣,並竭力有恆的來研究天氣的變化。

神奇的尺

本研究探討一支刻度很少而長度為整數 Kcm 的節約尺,這支尺可以從 1cm、2cm、3cm、…,量到 Kcm,我們找出最大的 K,並且探討尺的間隔數和尺長的關係。我們發現有 N個間隔,一定會產生種間隔,尺長不會超過 cm。我們還找出了間隔組合總數的算法,當間隔數越多,間隔組合總數就越驚人,從幾十萬筆資料中,我們找出了 1~8個間隔的最佳解。當我們把這些間隔組合總數算法所形成的數列排在一起,發現這些數列竟然和巴斯卡三角形有關。