全國中小學科展

自然科

阿嬤挽面挽出道理來

阿嬤挽面是一件平凡的事,大家都不會去在意。可是這一次我和同學陪阿嬤去挽面,發現了許多問題:奇怪!細細的縫衣棉線怎麼在師傅巧手下,變成一具可以拔毛的科學工具,真是不可思議。棉線怎麼可以拔毛呢?在我們的實作中,發現它是利用棉線的交叉打結,把臉上的細毛夾住,手指再用力些,棉線就會扭轉,把夾在棉線的細毛拔起來。這些都是巧妙的用力,是自然與生活科技中的相關問題。我們利用簡單的材料,設計、製作實驗台,從操作中我們發現挽面棉線的材質、棉線的粗細、棉線交叉打結的次數;和模擬細毛的線的粗細、材質、固著力以及抹在面上的粉末,都會影響挽面的難易度;更重要的是解決了我們對阿嬤挽面中的各項疑問,不過最開心的是自己也學會挽面的方法。

Yahoo!喝牛奶不再拉肚子了

當人體缺乏乳糖?時,未被分解的乳糖在小腸中產生吸水作用,於是發生水瀉的情形;到了大腸更會被細菌分解、發酵,產生大量的乳酸、二氧化碳及氫氣,使人腹脹、放屁,還會使腸道蠕動過快,誘發痙攣腹痛以及腹鳴,稱之為「乳糖不耐症」。乳糖?會將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖。我們利用尿糖試紙測量葡萄糖的含量,以進一步瞭解乳糖?分解不同乳品中乳糖之情況以及模擬消化系統中不同酸鹼質環境,觀察乳糖?的作用是否受到影響。結果發現不同乳品在添加乳糖?後,葡萄糖含量隨時間而增加,而乳糖?在模擬胃中酸鹼值為2 之牛乳中完全失去活性,無法分解乳糖。

朝「腎」之旅-鹿角溪水質監測及落葉濾水器和微型人工濕地的製作

濕地是大地之腎,鹿角溪人工濕地的設立,將淨化大漢溪的水質,並提供野生動植\r 物多樣化的棲地。\r 我們探訪鹿角溪人工濕地,聽取監造經理的解說,再沿著鹿角溪河道進行觀察記錄\r 並檢測水質。確認鹿角溪受到汙染後,我們運用人工濕地的淨化原理(初沉池、漫地\r 流區水生植物的淨化、礫間淨化、跌水效應),並結合了落葉(楓香、印度橡膠樹、構\r 樹)及砂石作為濾水器的濾材,製作了一個落葉濾水器。\r 人工濕地淨化水質,需要長時間,落葉濾水器淨化出來的水,靜置在微型人工濕地\r 一段時間後,發現水生植物確實提升了水中的溶氧量。因此,居民若在排放廢水前,\r 若能經過落葉濾水器和微型人工濕地來削減水中汙染物,就可讓河川恢復原有的生命\r 力。

讓大地不再哭泣-我是大地小醫生~探討「斜坡滲流破壞」引發土石流與「土石流預警緝」製作之研究

台灣地勢陡峭、地質破碎,加上山坡地常被不當使用,一旦豪雨或颱風侵襲時,上游的土壩易潰敗崩落,令人心驚膽跳。藉由土石流的模擬實驗,發現土石流的發生與坡度、水量、土體結構有密切的關係,而土壩被水入滲破壞的情形也會因土體緊密度、土體粒徑粗細、上游水位高低、入流量大小、土壩寬度而有不同的破壞類型與崩塌速率,土石堆積面積和堆積高度也與當地土體結構有密切關係。另實驗發現土石流動的驅動力與堆積物所在的坡度也有很大的關係,坡度愈大或流量愈大、水位愈高時,其滲流速度就會愈快,壩趾被破壞的時間也愈快。粒徑愈粗,崩塌速率也有劇增情形。本實驗有助於斜坡災害的認識,也期盼土石流預警器能減少土石流災害對人們的傷亡。

蚌.我.魚.生

2007年3月起,我們甫市場上賣的蚌開始,以野外調查棲地環境為基礎佈置飼養觀察環境,探究高體??與圓蚌之間的共生關係與繁殖習性。在魚方面的發現有:1.雌魚正確產卵位置是在出水孔。2.產在圓蚌時有例外的特殊位置-背角縫隙。3.誘使雌魚產卵的必要條件是視覺與水流。4.高體?的魚卵在外型、數量、卵膜與孵化時間等特徵與發育過程上與其他魚卵不同。在蚌方面:1.繁殖時分泌黏液絲且有特殊功能。2.引發鉤介?蟲夾合主要是觸覺。3.鉤介?蟲在低溫、中性、低鹽度的水質存活時間較長。4.鉤介?蟲短期(約2週)寄生在魚身上,變態後脫落,屬不完全變態。5.?蟲寄生數最多的位置在魚的胸鰭。6.鉤介?蟲可以寄生在其他魚種上。7.魚鰭的鰭條粗細與寄生數量有關係。高體??與蚌的互利共生(+/+)關係則包含有??魚卵產在蚌中的片利共生(+/0)與鉤介?蟲對魚體的寄生行為(+/-)。

「灰」姑娘告白記

本研究以灰塵為主題,從文獻探討了解灰塵從最初的星體爆炸,再受自然力量及人類行為影響而產生。再以研究者的家庭為觀察對象,探討灰塵在家庭中的種類特色與分布情形,以了解灰塵在家庭生活中的存在狀況。之後以不同大小顆粒代替灰塵,找出「靜電」是影響灰塵是否會揚起的主因後,再切入探討灰塵對生物的影響,以「苜蓿芽」、「蠶寶寶」為例,呈現出灰塵對動植物傷害的嚴重情形。在了解灰塵對生物環境的傷害力後,我們積極的設想如何減少灰塵的對策,除了提出並驗證各種方法外,並設計一台簡易的空氣清淨機,希望透過這個實驗,我們不但對灰塵有充分的了解,更能化被動為主動,努力尋求化解灰塵對空氣惡化的影響力,讓地球的「灰姑娘」也有「告白」的良機。

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。

替旯犽向包公喊冤-白額高腳蜘蛛的習性與食性研究

白額高腳蜘蛛是一種肉食性節肢動物,由於他的長相可怕不討喜,加上民間流傳白額高腳蜘蛛會「撒尿」,致使皮膚潰爛,一般人在家裡見到牠,無不拿起掃把將牠打死。然而人們對牠在生態系統中的作用、地位並不十分清楚,這次實驗我們研究牠的生活習性、捕食嗜好、食量及檢驗其排泄物的酸鹼值,還意外觀察到生殖的過程,相信對牠們多一分了解,肯定心中可以多解除一分害怕。

我的位置在哪裡

我們製作了可以量出精確角度的仰角器,將瞄準遠端物體產生的水平仰角,以直角尺轉換成地面雷射光點位移,可以測量的仰角偵測極限為0.00573度。利用遠端已知長度物體當標尺,應用直角三角形邊長比例關係,測量我與物體距離,以101大樓當標尺,選擇汐止與大直地區,進行長距離的測量。汐止綠野山坡社區,距離101大樓約7公里,測量誤差-0.282﹪,約誤差-20公尺,大直美堤河濱公園,距離101大樓約5公里,測量誤差0.107﹪,約誤差5.4公尺。將方位角觀測數據及距離測量結果,我們成功的在地圖上找出了當時測量位置。測量我與月球距離,有比較大的誤差,但是我們測量的結果,有在月球與地球最近距離363104公里與最遠距離405696公里範圍內,後續還要繼續努力,尋找更好的方法。

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。