全國中小學科展

國小組

蛋白棉花糖~蛋白霜之研究

實驗中我們發現蛋白和空氣充分混合後,淡黃色蛋白變白、體積變大。而蛋白打發的過程可分成四個階段---起始期、濕性發泡、乾性發泡和棉花狀態。通常棉花狀態的蛋白霜算是打過頭,較無加工價值。而以往烘培業者都以經驗值判斷蛋白霜的打發階段,但我們在實驗中發現蛋白霜高度變化率若達到3.2,則蛋白就達到乾性發泡階段。要迅速將蛋白打發的條件則須蛋白溫度為20℃、新鮮的雞蛋蛋白、偏中性的條件;加了糖的蛋白霜持久性佳,不容易離水,製作出來的小西點外觀較美觀。

乾燥劑的研究

最近我們常從商店裡買回來的食品類或藥品類等,在家把包裝盒、鐵罐打開即可發現果面還放著一、二包的乾燥劑,而這些乾燥劑人都是一粒粒藍色或紅色的,有時候還可右到白色的顆粒或粉末狀。除了這些常見的以外遠有沒有其他的呢?而這些乾燥劑是怎樣保持物質的乾燥呢?我們為了徹底了解它,便做了下列的研究。

「濁」毋庸議-濁水溪中下游之濁度與自製水質濁度測量法之研究

我家附近水溝每年都要清,濁水溪真有這麼濁嗎?是否濁水帶來淤泥?還是只有我們家是這樣的?我們學校前的莿子埤圳,河水混濁但卻看不見淤積的泥沙,到底是甚麼原因造成的?濁水溪中下游的主流裡的溪水是否也是這樣?要怎麼測量濁度呢?我們想研究濁水溪的「濁」度及如何測量。於是蒐集濁水溪及附近的溪水和泥沙回來做實驗。結果發現:一、西畔分校泥沙減重多含水高。溪州大橋及水里龍神橋都是細沙蒸散快。二、雨後的水含沙量高,水較濁。梅雨季含沙量均提高。三、【一】灑水泥沙向外擴散,西畔分校的泥塊堅硬土質不同。【二】灌溉溝渠之泥沙小而黏稠,易結塊,懸浮物造成混濁。主流顆粒大。【三】坡度越高,易將泥沙、石塊帶走;沖的時間久,易被沖走;顆粒小易被帶走。四、透光率最低是彰雲大橋,次是岸角牌樓。梅雨後透光率皆低。流動的水透光率低濁度高。水里街上的岩層不同,泥沙少,濁度低。五、主流雨後較清澈,而灌溉溝渠雨前較清澈。雨後則濁度變高,透視度變低;主流雨後稀釋,泥沙量變多,透視度高。六、多處透視深度可達13cm,三處約3-4cm。雨後:僅岸角田變濁,其他透視度仍深。梅雨季後:水變濁,透視度2㎝以下。七、直射與散射發電量呈反比。濁度高:光線穿透少,直射線發電量低,散射多,90度角發電量高,可量化測量。八、濁度高浮標下沉深;濁度低浮標下沉淺。與原先濁度高,浮標上浮的假設相反。九、流速快,濁度高,流速慢,濁度低。靜止時濁度最低。十、西畔分校與集集攔河堰有非土壤有機質。顆粒大小以溪州大橋最大、而水里工程與水里街上無懸浮顆粒,與濁度實驗相同。

哆啦 A 夢的時光機-雙翼反轉直升機

這件科展作品是有趣又具備科學原理的「雙翼反轉直升機」。想要製作一個能夠直直往上飛的直昇機並不簡單,必須先要探討飛行的動力及結構,找出最佳的條件,測量配備是首要的,所謂:「工欲善其事,必先利其器」,因此我們先著手設計開發六個測量配備,以精確算出橡皮筋的扭力和旋翼的推力與轉速。配備對小學而言極度缺乏又非常不熟悉,我們必須要無中生有,是一件難度極高的挑戰,是很難完成的任務,但是我們還是一路克服過來,中間歷經了無數的失敗和挫折,才設計開發製作完成,並進行研究,內容分為三大綱:一、探究由扭緊的橡皮筋中釋放出的扭力?二、研究各種長短、寬度與角度的旋翼所推進的動力?三、由實驗數據開發出能飛最的高或是最久的雙翼反轉直升機玩具?由一連串實驗後,我們把各種變因考慮說明。

立體”錐”緝令

我們一直認為生活中到處充滿著數學的知識,在課堂上我們探討過人體的黃金比例、地圖上的座標與比例尺、校園面積的估測、大自然中的圓、市場上斤兩的換算、環島旅行的時間路程計畫...等等,在圓柱圓錐單元,珍珠奶茶的杯子被提及,引發大家熱烈的討論,因此計畫研究,希望延續課內教材,對圓錐台做進一步的探究。在整個實驗研究過程中,我們發現杯子(圓錐台狀)的側面展開圖是由同心圓過圓心截取的環狀片所組成的,且隨著截取同心圓角度的不同,杯子的斜度也會有所不同。在探索圓錐台的體積時,我們也能利用到六下課程中的【比例概念】將圓錐台的體積給推算出來,且與實測的值相去無幾,是令我們感到興奮的。當我們再深入應用在伸縮杯上時,更發現了層與層之間的交接處也是一門學問,當同心圓越大,截取的同心圓角度要愈小,所形成的伸縮杯就會越完美,同時我們也運用了一點技巧讓我們所製作的伸縮更具有藝術美觀的價值哦?

移動水杯,水不會溢出來

本研究主要是要找出端拿容器時,如何使其中的液體不易溢出的方法。在實驗中發現,液體會容易溢出來是因為表面震盪,產生和容器的共振波動,使液體溢出,並探討放置不同的物品於容器中,或利用不同的端提方式,來改善液體溢出的現象,發現在液體中放置浮物可以稍微改善水溢出的情況,而利用繩子提盤來端水,則水一點也不會溢出,甚至應用到提水桶也不易溢出。

白裡透紅的秘密----溫泉中搖蚊的生態研究

在陽明山前山公園的溫泉溪中,我們發現俗稱紅蟲的搖蚊幼蟲,旁邊清澈小溪裡卻沒有。紅蟲在溫泉底泥中搖擺築巢,傍晚與清晨搖蚊在石頭與枝葉上行走或水面上婚飛交配。成蟲靜止時前肢不搖,婚飛不形成蚊柱。溪中成蟲與幼蟲數量會受雨量影響,約一個禮拜恢復。採集回家養殖後,我們觀察到卵、幼蟲、蛹、成蟲完整的生活史,也看到紅蟲的心臟以及分類依據的口器(頦)。透過實驗控制養殖水酸鹼度、底泥和溫度等變因,得知:紅蟲對酸鹼值的耐受性很高;水溫低時羽化速度比高溫時慢;粒徑小的底泥較適合紅蟲築巢棲息。因此我們發現,溫泉搖蚊身體構造和蚊子不同、習性與一般搖蚊不同,溫度、水質和底泥都會影響紅蟲生長,尤其是底泥對於搖蚊的影響最大。

夜遊神-蝙蝠

在一次少年科學研習活動時,突然因窗簾裹飛出一隻似老鼠的動物,而引起學生的好奇,進而要求利用課餘時問研究這一奇異的動物。

一直乘以2

這個遊戲是個層層堆疊的數列,代表了一種有趣的乘法結果記錄:某一層的數列是將上一層的每一碼乘以2的乘積,依序排列起來。我們要求的是在第幾層時數列的長度會超過1000位? 我們還研究了乘數是3、4、5、…、10的情形。 本作品使用的方法為直觀觀察、樹狀圖和有向圖,去找到遞迴式。很遺憾,一直乘以7沒有找到一般式。然而,我們可以利用有向圖求得:給定某次運算後,知道其數字分佈後,透過「矩陣運算」得到下次運算後的長度。

DIY隨行濾水杯

本研究目的為設計一款輕巧又方便、環保又有效的「隨行濾水杯」,將水經由我們設計的濾水杯過濾後,便能獲得符合飲用水水質標準的水。為檢驗「隨行濾水杯」的效能,我們選擇六種水源:校外溪水、山泉水、雨水、校內自來水、校內飲用水、X山純水進行實驗。並且觀測六種過濾後的累積水量:0mL(未過濾)、100mL、500 mL、1000 mL、1500 mL、2000 mL,其細菌濃度(大腸桿菌(群)、總生菌數)、化學性質(酸鹼度、導電度、總固體溶解量、鹽度、甜度、餘氯值)、物理性質(顏色、氣味)的變化。本研究設計的「隨行濾水杯」品質不錯,過濾後的水質穩定,且檢測項目皆符合飲用水水質標準。與市面上販售的濾水器比較,不但體積小、價格也便宜,是可普及使用的創新設計。