全國中小學科展

國小組

水泥工人的困擾

在一次偶然的機會下,看到水泥工人在砌牆,他堆疊磚頭的方式和我想的不同?為甚麼他不把磚頭堆疊整齊(圖a)?而是刻意把磚頭錯開(圖b)?我好奇的問工人,他說…。聽完他的解釋後,引發我另外的想法,於是我用自製的長方形積木當作磚頭,試著排出一個矩形,且這個矩形中的積木要錯開,即在矩形中不能有分割線(圖c)。我們共做了十三種大小不同的積木,用這些積木實際操作,並記錄結果。探究記錄結果後,發現了積木的長、寬與矩形長、寬之關係。此外經由探討及拼排的過程中,也發現可利用積木長、寬的差,有技巧的將積木錯開,而找到一種可排成我們想要的矩形之方法。最後配合積木尺寸,釘了幾種不同的外框,做出有趣的益智玩具(圖d)。

小小吸管飛越大操場—動力吹箭的研究

我們原本只是想要做一個好玩的吹箭玩具,可是在製作過程中發現,要做一個吹得又遠又準的吹箭還真不太容易!於是幾個對吹箭有興趣的同學便一起找老師指導研究。首先,我們決定要用日常生活可拿到的東西來作材料。其次,我們上網收集有關吹箭的原理、製作、應用、歷史等等的資料。在大家的討論中,逐漸想出了「三種不同版本的吹箭」。在實驗的過程中,我們在快樂的氣氛中親身體驗了「牛頓的運動定律」,成功的使「小小吸管飛越大操場」,也產生了一首詩:動力吹箭/動手學牛頓/力求快穩準/吹出一道氣/箭穿百步椿。

「槌」手可得—校園植物槌染與生活應用

本研究先挑選出適合槌染的植物,探討如何清楚敲出植物外形,接著用不同的助染劑及媒染劑,進行槌染後顯色情形及固色效果的比較,再將研究結果應用在生活中。 研究結果發現,是否使用助染劑,對於顯色效果及固色情形,並無明顯差異。先槌染後媒染的方式,以鹽水、鐵鏽水、稻草灰水媒染後,綠色植物多呈綠色,僅有些微深淺的不同;以醋水媒染,植物顏色偏淡;以石灰水媒染,植物顏色變深,部分從綠色明顯轉為褐色。搓洗後,有使用媒染劑固色效果較佳。先媒染後槌染的方式,在不水洗的狀態下,較能保留植物鮮豔的顏色。彩葉草先媒後染,顏色有不同的變化,適合植物槌染,以鹽水及醋水媒染,褪色明顯。將槌染加以美化後,可以製作生活中許多實用小物。

『渣』很大—殼殼渣渣站起來-探討椰子殼、茶渣、甘蔗渣等廢棄物再利用

『資源回收再利用』一直是我們所重視的議題,平常我們只有重視回收紙類、玻璃、鐵鋁罐、保特瓶、電池等。但絕大部份的人卻忽略了我們身邊其實還有很多可回收再利用的物品。本實驗利用椰子殼、甘蔗渣與茶渣,混合最低的回收紙來製造成紙張,並研究紙的隔熱性、吸油性、吸水性與燃燒效能,讓我們眼中絲毫不起眼的殼殼與渣渣做最大的利用。

棉花糖『懼高症』

專題課時,利用20根義大利麵及有限的膠帶與棉繩搭高塔挑戰失敗,引發了我們對在有限資源下,如何搭出堅固高塔的好奇心。本研究利用自然課的教具完成簡易裝置,測試了幾種市售麵條的彈性與彎曲強度,挑出適合的義大利麵條進行棉花糖挑戰。接著使用圓竹棒代替義大利麵進行結構的實驗,再配合自製的剪力測量裝置進行研究,探討三角形長邊的重疊方式對剪力與耐重力的影響,並發現剪力與耐重力最大的重疊方式與加強三角柱的直立柱中間點可以加強耐重力。最後,運用研究結果與文獻資料,成功將20根義大利麵高塔由原本22公分高提升到97公分高,高度增加了四倍多。

它抓得住我?—紋路對摩擦力的影響

六年級上學期自然科第四單元談到了摩擦力的問題,在習作提到腳踏車輪胎磨平了為什麼需要換新車胎?答案是「車胎磨平了,它和路面間的摩擦力變小。」,我們發覺很奇怪 ,於是針對這個問題以路面的材質、物體的接觸面性質(有無紋路)、接觸面積大小、紋路方向和潮溼的路面等實驗來進行,結果發現:有紋路的輪胎在粗柏油、水泥路面等不平和凹凸路面上,由於有形變的情形,所以摩擦力較大,這是大家所認知的,但是在無明顯的形變情形下,相同的輪胎材質,有紋路和無紋路的輪胎,摩擦力是沒有很大的差異性;此外,在沒有形變的情形下,摩擦力和接觸面的大小沒大關係,有水時車胎和路面間的摩擦力會變小,而紋路方向對摩擦力的影響,以直線紋路的摩擦力較小。所以課本所提的無胎紋摩擦力會變小是有問題的。

糖水裡怎有會生氣的水晶寶寶?

雪蓮菌主要是顆粒狀結構的菌落,含蛋白質、酶與碳水化合物。上層菌起初產氣量比下層菌多但下層菌恢復活性後會趕上上層產氣量,發酵液幾乎無產氣。 雪蓮菌在糖水中消耗糖份使糖水變酸,酸性達ㄧ定程度會趨緩。偏好氧環境,且能抑制黴菌。葡萄糖濃度10%-25%間,是發酵較理想濃度,天然、非精製糖發酵效果較好。偏弱酸環境發酵速率較快,高鹼的環境發酵差, 1%(含)以內的鹽有助於發酵速率提升,但超過後鹽份高發酵速率低。25℃是最適宜的發酵溫度。 雪蓮酵素在第三天的抗氧化力最高。發酵製成麵包彈性佳,但硬、韌度較低。

暖呼呼的秘密~羽毛與溫度之研究

為了瞭解各種不同動物毛髮以及鳥類羽毛結構和溫度之間的關係,我們先利用顯微設備觀察,發現:狗毛、兔毛、羊毛和人的頭髮的結構條狀單一,只有羽毛的結構最特殊,它的基本結構有羽軸、羽枝和小羽枝。就鳥羽結構來看,佈滿身體周圍的是體羽,體羽的結構又可細分為羽軸、羽絨和羽片。我們也進一步設計一系列的實驗裝置,經過無數次的實驗研究,結果證明:羽軸無法傳熱,羽片的傳熱效果不明顯,但具有隔熱的效果;羽毛具有吸熱的功能,黑色的效果較白色好,但效果沒有棉布好;絨羽含量越多,保暖效果不一定好,因此我們可以知道:在選購羽絨衣時,不一定要買絨羽含量最高的才可以達到良好的保暖效果。另外,絨羽的密集度也會影響到絨羽的保暖效果。

極速小鋼珠-強磁加速器

我們是受到一部影片的啟發,以做實驗方式找出「極速鋼珠」原理。 首先軌道坡度40度時效果最佳。其次加入2個強力磁鐵,用較重的磁性物質─大鋼珠來撞擊,效果最佳。因撞擊力道除了珠本身重力外,還多了與強力磁鐵間吸引的磁力。 再者,強力磁鐵後端鋼珠為4顆時,效果較佳,且放置愈多組強力磁鐵組,效果愈好。我們利用改良式撞擊力道測量器,可比較出末端鋼珠所產生的力道大小。末端珠必須是磁性物質、且與磁鐵間的磁力愈弱、重量愈重、大小和小鋼珠愈接近、離受撞器愈近,則所產生的力道會愈大。 我們由一連串的實驗結果推論,末端鋼珠一開始並非是先滾動的。後來利用高速攝影相機證實了末端珠的運動方式,是先滑動一段距離,然後再做滾動的。

溫度鹽度對豐年蝦卵孵化的影響

本研究目的在探討二個變因 - 「溫度」和「鹽度」對豐年蝦卵孵化的影響。豐年蝦是魚蝦類的飼料,研究出適合豐年蝦卵孵化的最佳溫度和鹽度組合,能提供養殖業者以最經濟實惠的方式,孵化出最多數量的豐年蝦,可以增加經濟效益。我們分別以25℃、27℃、30℃三種不同的溫度,和15‰、25‰、33‰ 三種鹽度的組合,重覆多次實驗,取得平均數,以獲取精確的統計數量。實驗結果發現在溫度27℃、鹽度15‰ 時,可孵化出最多的豐年蝦,是豐年蝦卵孵化的最佳溫度和鹽度的組合環境。