全國中小學科展

國小組

二元數獨累加器

數獨,是一種有趣的推理遊戲,能讓我們排遣時間之外,也能活化我們的頭腦;這遊戲的玩法很多,網路上衍伸出多種變形數獨,研究開始我們就坊間目前流行的數獨原型來做探討;一般數獨的玩法基本上就是利用眼睛觀察,將每一個空格不符合的數字一一刪除,留下空格可能可以填寫的數字,再進行第二階段的推理,而第一階段的觀察、推理、刪除如果出錯,會造成第二階段推理的困難。而我們的研究團隊也找出在幾年前有人曾提出利用質數與值因數分解的方法來過濾可能性,所以我們這次就針對之前方法進行探討與改良,找出更加便捷的流程來輔助推理數獨。

宅蟲-黑星弄蝶幼蟲築巢及相關行為探討

我們想觀察黑星弄蝶幼蟲的行為習性,並針對幼蟲築巢與相關行為研究探討發現:一、食:幼蟲的食草以棕櫚科植物為主,會先到離巢較遠處吃食。二、衣:幼蟲在葉片上作成適合自己身體大小的葉苞,當葉苞太小時會換巢。化蛹前有些會掉落地面,藏身葉苞內爬行到隱密處躲藏。三、住:(一)大部分幼蟲選擇在葉背及葉片的中段位置,先定位再築巢(二)幼蟲選擇築巢位置時,會避開有其他幼蟲絲線或葉苞的葉片(三)小幼蟲不在有蔥氣味的葉片位置築巢(四)幼蟲有數次換巢,中、大幼蟲換巢會有咬斷舊葉苞的行為(五)愈大幼蟲築巢行為愈精熟四、行:幼蟲以頭部向前爬行外出,尾部退回巢的方式進出葉苞,大幼蟲會吐絲連成絲路,沿著絲路爬到對面吃葉片。

就「油」自取—風動式海面浮油自動汲取器之製作與探討

本文旨在探討:利用簡單創意,自行研發一款免耗能、免耗材、低成本海面除油裝置的可行性。研發流程劃分為三個研究階段。在階段一的實驗中,我們探究了各式浮具的適用性,發現:配置得當的浮球(板)能提供汲油器相當優異的浮性、穩定性和荷重性。在階段二的實驗中,我們以改變泵浦導管相關變因的方法,探討簡易離心泵浦的基本特性和能力限制,並進一步確認其應用在本裝置的可行性。最後的研究階段中,我們整合了以上的研究成果,成功的研發出一款海面除油裝置-「布袋蓮號」模型。此款風動能汲油器模型經歷波浪、浮油、黏稠環境等模擬試驗,證實在12m/s風速下,可於常浪、中黏稠度浮油環境中執行除油任務。

石頭下的世界─永和社區生物研究

有一天班上勞動服務-搬石頭,全班一大堆人興高采烈的去服務,但是隔一會兒,卻聽到女生組那邊發出一陣陣的尖叫,原來是有些同學在石頭下面發現了許多小生物,而這些小生物我們卻一個也不認識。石頭下也有生物?我們收集好以後就去問老師,老師告訴我們-是的,全世界各處都有生物而各個生物也都有它們的特性-自己的特性。有什麼特性?想問老師,但是我們的老師向來是沒有答案的,我變約集了幾個同學,請老師指導我們做有計畫的研究。

風的研究

從每天晚上電視台八點左右的氣象報告中,可以知道第二天的風向,但是很奇怪的,當我在家裡觀察時,卻發現風的方向和昨天電視台的預報不同,而且有一點亂。究竟是什麼原因呢?是不是我家南面有山,北面有河流還有其他建築物、道路等關係呢?於是我們就在去年的假期中,利用假期的時間,用各種模型來做風的研究。

剋「螨」!天敵立大功!

二點葉螨的生活史經過卵、幼螨期、若螨期及成螨四個齡期。二點葉螨的卵從孵化到發育成熟為成螨,在15℃需19.9天,30℃只需6.39天。二點葉螨的卵長平均0.14mm;雌成螨體長平均為0.54mm;雄成螨體長平均為0.40mm,較雌螨小。利用天敵捕食二點葉螨的卵,在15℃到35℃的條件下,捕植螨一日捕食量從39粒增為75粒;三齡草蛉幼蟲一日捕食量由1454粒增為2195粒。由此可知,草蛉幼蟲捕食量遠大於捕植螨,但是草蛉幼蟲在葉片上活動時不如捕植螨來的靈巧,而且在35℃時全數死亡。因此建議平時以捕植螨做防治,在螨害情況嚴重時釋放草蛉幼蟲做全面防治,提供農民做參考。

小米酒進化論-初識生質酒精

因為合唱老師的一席話,我們對「生質酒精」產生興趣,加上生長在部落當中,對小米酒也很熟悉,激起我們以「午餐的白米」和「午餐的剩飯」為原料練習自製「生質酒精」的念頭。 在幾位長輩和老師的指導下,我們先學習「原住民小米酒」的釀造,再學習現代化的釀酒方法,經過一連串的練習與試驗,我們證實女生的唾液有助於小米酒的發酵,經過女生咀嚼過的小米酒,風味較佳酒精度較濃。 經過三度蒸餾之後,我們成功提煉出83度的高濃度酒精,而且這些自製的「生質酒精」燃燒效能和台糖酒精一樣好呢!

舊鐵橋之水─生生不息

高屏舊鐵橋人工溼地,是一個非常棒的休閒運動景點,這裡有專為行人及自行車規劃的步道、棒球場,使大家可以盡情的在這裡散步、慢跑、運動或是騎自行車。除此之外,另外這裡也利用原本是溪床的特性,規劃成全國最大型的人工溼地,利用濕地的淨化功能來淨化上游的家庭、農牧及工廠之廢水,並負有復育生態保育、教育等功能。我們利用文獻的研究(資料收集)、訪問濕地解說員與當地居民、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解人工溼地對當地環境的影響及水質淨化的效果。最後,我們將得到的資訊,製作成「舊鐵橋人工溼地立體模型」,當起小小解說員,希望推廣舊鐵橋人工溼地之美,幫助其他同學對於家鄉珍貴資源的認識與愛護。

「熱」情傳導、3D 立體彩繪顏料見證─發現溫度與3D 立體顏料的親密關係

整個實驗是探討「3D立體彩繪顏料」膨脹的原因,其最大特色是:利用吹風機加熱後,顏料有膨脹效果並且不會焦化,我們試著比較出3D立體彩繪顏料和一般顏料不同的特質,結果發現3D立體彩繪顏料加熱後會產生氣體而膨脹。進而在繼續探究哪些因素會影響膨脹,結果發現,影響3D立體彩繪顏料加熱膨脹的因素;不同品牌、不同顏色顏料、溫度變化、吹風機的遠近、吹風機的強弱風、吹風機風口集中吹風、顏料體積不同、顏料冷藏、顏料放置時間、不同顏色的瓶子傳熱、高溫吹風機的位置、高溫吹風機的遠近、高低溫吹風機、加入的膨脹劑等。最後,利用周遭隨手可得的材料DIY「立體彩繪顏料」,發現廣告顏料加10g白膠加0.3g小蘇打混合,和市面上的3D立體彩繪顏料有相同膨脹效果,並且不會焦化。

校園追「蜂」俠

我們向消防隊索取到黃腰虎頭蜂、黃腳虎頭蜂蜂巢和活體進行飼養觀察,此外也訪談了一些相關的專家學者、野外實地勘查、及搜集相關資料等進行分析。本研究發現:虎頭蜂巢與蟻巢可以從巢的外觀和結構來區別;而黃腰和黃腳虎頭蜂除外形特徵、行為不同外,蜂巢也有所差異。另外也知道了虎頭蜂的食性及生活史;由於缺乏蜂后且觀察時間是從秋末到春季,所以幼蟲均無法存活,成蟲也沒有明顯的社會行為;最後本研究針對校園有虎頭蜂出沒的問題進一步追蹤調查,然後向各班進行「認識虎頭蜂」的宣導活動和問卷調查,結果發現同學們普遍對虎頭蜂心存恐懼,也缺乏正確的觀念。因此藉由本研究,剛好可以清楚的教導同學們認識虎頭蜂及正確的應對態度。