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國小組

「冰」不厭「炸」─冰棒棍骨牌的研究

本研究首先探討井字型、田字型、沙漏型與雙三角型等四種冰棒棍骨牌結構的彈開效果(音量、彈開高度和反應時間)。發現井字結構效果最好,且骨牌彈開高度會呈現遞增到一定高度後不再增加。接著研究井字型結構的疏密度、厚度、在不同材質上彈開以及兩端為起點等變因,對彈開效果的影響,結果顯示:(1)骨牌的疏密度1.40公分時,彎曲高度最高,彈開效果最好;(2)厚度2.0mm骨牌的彎曲高度大,彈開效果較好;(3)地面材質平坦且堅硬時,骨牌彈開效果較佳;(4)以兩端為起點施放骨牌,能量的釋放具有方向性。我們並首創了「彈力點分析法」,可以有效的解析彈開效果。最後研究骨牌結構間的銜接,讓骨牌可以做到轉彎、分岔等動作,也製作了兩組環保鞭炮。

「環」原真相-探究雙環潛艇漂移的各種現象

本研究從五年級下學期自然與生活科技領域中「力」的單元出發,想找出影響「雙環潛艇」漂移的因素,並探究讓「雙環潛艇」能在水中漂移的原因,最後研發出能延長在水中漂移距離及時間的創意型潛艇。首先我們發現潛艇重量、管長及雙環直徑、寬度、環位、與管身角度都會影響雙環潛艇漂移距離及時間,也發現潛艇雙環與管身的角度及墊片位置會影響潛艇螺旋降落圈數。我們還設計保麗龍球創意實驗確認潛艇在水中漂移前進時,潛艇各部位水流速不同,使我們更深入了解潛艇漂移現象背後的原因。最後改變潛艇傳統結構使漂移距離及時間更長更久。我們利用一整年的假日、週三下午完成「雙環潛艇」研究,發現物理世界是這麼的奧妙、有趣,付出再多的辛苦也值得。

為什麼要採用拱形

有一天跟隨爸爸到廟裹去拜拜,看見泥水匠建寺嗣其側門用拱形建築,間爸爸「為什麼要用拱形建築」?爸爸回答「較為美觀」因而使我聯想到日常生活中曾見1.古老橋孔是拱形。2.古老建築物,有些門窗是拱形。3.燒木炭、磚瓦、陶瓷器的土窰,窰頂是拱形。4.鐵路、公路隧道頂是拱形。5.中華體育館的屋頂是拱形。6.高速公路源山大橋是拱型。其中有些固為美觀,但也未必盡然、更引發我的推想與好奇,再去請教老師,老師要我和幾位同學利用課餘時間,做些有關拱型與非拱型之種種不同的比較與實驗,以下是我和幾位同學做實驗的經過和結果,敬請批評與指教!

椰子樹下的小霸王

此研究除了在了解犀角金龜的基本習性,特別針對犀角金龜的啃食特色(如何啃掉高度超過 10 公尺的椰子樹)、趨光性、及負趨光性作更整全的介紹。犀角金龜 Oryctes rhinoceros,分類上屬於金龜子科中的兜蟲亞科,體長約 3.5~4.3 公分,體表顏色為黑褐色。成蟲主要出現於夏秋兩季,分布於中南部低海拔山區,尤其以椰子主產地為最多,因為犀角金龜咬食力強盛,被視為椰子剋星,其對於椰子樹梗、菌包土等具腐質性的腐質物更是異常喜愛,其目的是藉由碎屑的保溫、保濕功能營造合適的生存環境。研究上以幼蟲為主軸,犀角金龜幼蟲不同於花金龜亞科以背部做爬行,而是蜷曲狀做蠕動運動,幼蟲主寄居在椰子朽木中,其椰子根部處常可發現龐大犀角金龜聚集。犀角金龜喜歡在熱的環境中生存,尤其溫度在26℃-30℃之間,喜歡濕潤的環境,充足水分但不能積水。不論幼蟲或成蟲,皆不喜歡光線明亮的地方,有負趨光性(這份報告和一般書籍所提到成蟲具趨光性有一些出入)。犀角金龜喜歡具有甜味的東西,不喜歡苦味的咖啡和精油,所以可以用這些溶液來驅趕。

骨牌夾心餅之同心圓探討

一、4×4骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例:(1) 內圓(紅色部分)每行每列總和皆相同都為3。(2) 外圓(含紅色部分)每行每列總和皆相同都為9。(3) 設計源自於骨牌魔方陣的變形,本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現:(1) 4×4同心圓之內圓總和≠外圓總和。(2) 4×4同心圓的內圓總和範圍介於1≦內圓和α≦11。(3) 當4≦內圓和α≦8時,其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍:α+1≦β≦α+11。(4) 當內圓和不在4≦α≦8的範圍內,其外圓最大值逐漸從兩頭遞減;外圓最小值逐漸從兩頭遞增。(5) 4×4骨牌同心圓的排列方式有七大類共32種。因不同骨牌排列的變化,會產生更多4×4骨牌同心圓的拼組可能。 二、5×5骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例:(1) 3×3內圓(紅色部分)每行每列總和皆相同都為12。(2) 5×5外圓(含紅色部分)每行每列總和皆相同都為17。(3) 設計源自於骨牌魔方陣的變形,本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現:(1) 5×5同心圓的內圓總和≠外圓總和。(2) 5×5同心圓的內圓總和範圍介於4≦內圓和α≦12。(3) 當7≦內圓和α≦9時,其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍:α+1≦β≦α+11。(4) 當內圓和不在7≦α≦9的範圍內,其外圓最大值逐漸從兩頭遞減;外圓最小值逐漸從兩頭遞增。

神算

在這個研究,我們成功的使用數學方法,解決下列的題目: 紅綠藍三種球各若干個排成第一列,但從第二列起,球的顏色由其左上和右上決定。若左上右上不同色,則此球為第三種顏色;若左上右上同色,則此球同色。問n是多少時,可以由第一列直接預測最後一列球的顏色?如何判斷? 我們不只發現一般式,同時透過研究的過程,發現奇偶性、不變量、反運算的數學現象。並設計了2層結構的基本單元,提出討論。 我們的創新之一是推廣原題目─從平面到立體,嘗試著利用六層正四面體的模式,來解釋題目在三維空間的應用。

「竹筷槍」的研究、改良與推廣

將社會科、鄉土教材的民俗童玩項目,結合自然科「力」的單元,以「竹筷槍」為主題,展開橡皮筋對力的表現的探討。再將橡皮筋彈性的探討結果應用到「竹筷槍」的設計及改良,並進一步研究如何推廣「竹筷槍」的方法。

利用浮標能測量海水的含鹽濃度嗎?

釣魚的時候看到浮標在淡水中與海水中浮出水面的部分長短不一樣,在淡水中浮出較短而在海水中浮出較長,這是什麼原因呢?海水中所含的食鹽是不是可以利用浮標浮出水面的長短來測量它的濃度呢?我們為了要探求問題的答案,於是我們製作各種形狀的浮標並作下列的實驗。

食用植物油問題知多少

晚飯後全家都在客廳裹看電視新聞,突然看見螢光幕上出現了一張好可怕!好可怕的臉,仔細一看,原來是台中私立惠明學校的同學,因為吃米糠油而中毒,他們除了臉上及身上皮膚生座瘡之外,還會頭痛失眠、關節痛,嚴重的會喪失生命。奇怪!為什麼他們吃了米糠油會有這種現象呢?是不是油中含有對人體有害的物質,還是……?想到媽媽每天都要用油炒菜,看了這一段新聞,心中的煩惱一定增加,為了解決媽媽的憂慮,比如怎樣幫媽媽選購?如何保存及使用?為了多了解各種廠牌植物油的性質,所以我就擬定了幾個研究問題,帶到學校和同學共同討論,並請老師指導我們做實驗。

狡兔八窟

本研究要求對超立方體中,每個頂點開槍以獵捕兔子,每經過一輪後,兔子可以留在原處,或跳動到相鄰的位置,每輪槍數均相同。如此,每輪開幾槍?總共開槍幾輪才能獵到兔子? 本研究先以正多面體和足球探討。經由研究足球的經驗,利用組合數和文字字串解決任意維度超立方體開槍點數量的問題。尤其是,文字字串從建構、組合觀點,提出不同角度的研究。 對於超立方體的輪數問題。發現0維度每輪至少1槍,需要1輪。1維度每輪至少2槍,需要1輪。3維度需要4輪,可以依序用4槍、5槍、5槍和4槍。4維度每輪均使用8槍,需6輪。