全國中小學科展

生活與應用科學科

戲童玩~重心穩如泰山

經由逛鄉間廟會看童玩的刺激,引起自製童玩的動機,再藉由不斷的把玩中,發現這些童玩所具有的規律性,玩具律動的特質都與重心、高度和穩度等變因有關係。為了要從實際製作玩具與操作來驗證物體的重心、高度和穩度的關聯性,因此自製聰明筋斗丸、旋轉不倒翁、疊疊樂、平衡針、神椅、漂浮管、怪坡、找長瓶的重心、挑戰高度及穩度的關係等,自己擬定測量方式,由所得到的數據分析確認物體的重心、高度和穩度的確有關係。由此次觀察活動中,使我真正親身體會到「坐而言不如起而行及知難行易」這兩句銘言的真諦。

瘋狂爆走族

一、在製作橡皮筋動力車時,最重要的是要注意車輛結構及其動力來源:(一)車輛結構:1.車身製作:所選擇的竹筷子必須筆直,鎖小螺絲釘前須先鑽洞,否則會影響車身的結構強度。2.輪胎與輪軸的製作:(1)吸管要略粗於竹筷子(2)輪胎與輪軸要確實做到90°緊密結合(3)必須確實找出輪胎的中心點,以減少晃動的情況。3.組合輪胎與車身:輪軸必須和車身呈90°垂直。(二)動力來源:本實驗所使用的動力來源為「橡皮筋的彈力」,將橡皮筋的一端固定於車子的前端,另一端則勾在後輪輪軸上的小螺絲釘上,當車子出發後,橡皮筋要能從小螺絲釘上自動鬆脫,否則會對行進中的連子造成相當大的阻力。二、後輪輪胎的大小:後輪輪胎的大小,對於車子行進的速度與距離有絕對的影響,後輪直徑愈大,行進距離愈遠,但速度卻愈慢。三、後輪輪胎的材質:在第三階段的實驗中,我們改變後輪輪胎的材質,探討何種材質的輪胎,會使得車子在軟木墊的跑道上跑得最快、距離最遠。四、後輪輪胎的重量:輪胎的重量不可以過輕或過重。過輕易產生空轉的現象;過重則橡皮筋會無法帶動後輪。五、車身重量:由於本身車子的動力固定,在車身重量增加時,會造成動力不足的現象,間接而影響到車子行進的距離與速度。

攀簷走壁祕技大發現-爬牆虎生活習性之研究

本研究主要是探究爬牆虎的生長習性,研究中選擇了學校附近中學的爬牆虎做為我們的研究對象,而整個研究分為觀察和實驗兩大部分。觀察發現依據生長環境、外型特徵、生長歷程…等方面做有系統的歸納整理。根據初步的觀察結果,我們發現地錦(爬牆虎)會為了固定自己,而在莖節(變態莖)上生出吸盤形式的不定根。我們也發現了地錦會為了行光合作用,而讓莖的末端往外生長,讓自己增加照光的機會。葉序是互生,而葉子和吸盤的生長方式是對生;剛長出的葉子有心形葉和三出複葉,但我們也有發現有分裂的心形葉;葉脈是網狀脈。其中較為有趣的發現便是吸盤的顏色與型態變化多樣,且有一定的生長與變化規律性,而每株吸盤的數量亦會隨季節變化而改變。在實驗部分的研究結果發現:吸附材質是影響地錦載重力的最大因素,其中以吸附在表面粗糙有縫隙的石粒牆上載重力最佳,而吸盤很難在表面光滑的玻璃附著穩固。吸盤顏色對地錦載重力也具有明顯的影響,乾枯的咖啡色吸盤比仍具有水分的紅綠色吸盤的載重力大。而吸盤總數則是影響的第三大因素,吸盤總數越多,承受重量就愈重。另外,地錦吸盤可能是以分泌具有糖分的黏液來吸附牆壁,並進一步萃取黏液製成天然黏膠,但還需進一步解決萃取技術,才能讓黏膠的效果持久且方便使用。

從平面到空間- 廣義四邊形磁磚的設計法與應用

著名的荷蘭籍藝術家M.C. Escher以手繪的方式,創作了許多豐富且極具創意的密鋪圖樣。然而,在張瑜軒的研究[6]中,以加減遞補的方式來詮釋M.C. Escher的繪圖方法,這對於結構解析與製圖的設計方法上並無太大幫助。本研究主要以正方形為基本單元,首先利用已知的4種等量變換 (Isometry) 推論出正方形磁磚邊的作用方式共有9種;再利用窮舉的討論出共有47種設計方法,其中44種可以密鋪;並對M.C. Escher的圖樣做結構解析,在結構解析下配合快速且精確的方法製圖,創作新圖樣。最後,從二維平面延伸到曲面及立體圖形上,探討正方形磁磚在各種不同曲面及立體圖形可密鋪的設計方法。如:環面(Torus)、圓柱曲面(Cylinders)及著名的莫比紙圈(Mobius Strip)和正六面體(Cube),在適當軟體的支援下,將可以在平面與曲面上輕鬆製作富有創意的新圖樣。

格不格,差很多!

本研究在探討不同的輔助線格式對學生寫字的工整與漂亮有無幫助,我們設計了:一直線、二直線、置中正方格、四宮格、六宮格、九宮格等六種格式,讓三十位學生寫字。邀請八位字體上有研究的教師評比,並對四位學生做訪談深入了解。結果發現:(1)『置中正方格』在老師評比分數中,幫助學生寫字得優等的最多。(2)『置中正方格』可以讓學生寫字寫得又快又漂亮,視覺最清晰,讓學生最滿意。(3)最多學生表示『置中正方格』看起來視覺最清晰。(4)最多學生表示『置中正方格』最受大家的歡迎。

薈不薈防曬?—蘆薈應用在防曬乳可行性之研究

本研究主要是探討蘆薈的防曬效果。我們以蘆薈萃取液進行紫外線UVA和UVB照射,量測穿透的紫外線強度並計算相對遮蔽率及SPF值。 實驗結果證實蘆薈葉皮部分有很好的防曬效果,且蘆薈葉皮萃取液厚度愈厚及濃度愈高,皆可提升防曬效果。2~3年無斑點蘆薈老葉的防曬效果也比有斑點蘆薈嫩葉好;上表皮液的防曬效果優於下表皮液,因為長期照射UVB可增加蒽醌類物質的含量(王紅星等,2010年驗證此結果);與蘆薈同樣含蒽醌類物質的決明子也有防曬效果。我們將蘆薈萃取液以冷凍乾燥法製成乾品進行薄層防曬係數量測,經日曬後第1小時防曬效果降低,之後便趨於定值。 最後,我們以蘆薈老葉上表皮萃取液添加5%TiO2防曬效果優於添加5%ZnO,且與市售標示SPF50+的防曬乳相當接近。

紙來土混-廢紙混合培養土之使用

經濟發展迅速,人們的消費能力提升,廢棄物的數量也與日俱增,政府持續在提倡資源回收,雖然效果顯著,但是地球資源畢竟有限。「如何做環保?」已成為全人類首當其衝的議題。一般將廢紙妥善處理,除了再製為再生紙外,是否也能調製成為具有經濟價值的培養土?作為本實驗的課題。 在實驗中,也發現到一般培養土所栽種出來的植物,不論是發芽率、成長速度、保水性等都不如有添加廢紙紙漿的培養土所栽種出的植物好。將此實驗結果運用於農業及園藝上,其好處不僅能幫助植物成長,亦能降低栽種成本及節省水資源,繼而可減少購買土壤的需求量及提升廢紙再利用的價值,有助於森林保育。真可說是一舉數得。

超輕鬆!免插電全自動寵物鼠餵食、換沙器

養寵物鼠的人都知道,最麻煩的就是餵食、換沙了。尤其是要出遠門,你希望回來\r 時發現你那可愛的老鼠生活在比豬舍還不如的地方嗎? 再說,如果你為貪圖方便而一\r 次給它太多的食物,可能會造成肥胖、腮囊發炎,增加死亡的風險! 於是,我們研究這\r 個---『超輕鬆、免插電』的餵食、換沙器,使飼主能夠安心的出遠門。

視網膜感光細胞之電腦程式設計分析

本研究嘗試以自行設計的電腦程式,探討分析眼睛感光細胞的特色。由本研究所設計的圖樣,可以簡易地測量自己是否色盲,還可以比對家中螢幕是否有色差,試著建立模擬色盲患者看見的影像,並撰寫程式應用於盲人導航。

Q彈黏牙的小米麻糬

原住民的小米麻糬好吃的關鍵在於它的Q彈(延展性)和黏牙(黏性)。本研究主要探討:小米麻糬搗的次數、蒸煮時間和和研展性、黏性的關係。其次是自製測試黏性的機械。 實驗過程我們以固定高度的水管、相同重量的寶特瓶,利用重力加速度的原理模仿耆老搗麻糬,掌握固定的搗麻糬力道。再用相同重量(10公克)麻糬在手心拉開,觀察其延展性。測黏性的機械是利用馬達轉動繩子拉起釘子,測量釘子被拔起來的時間來測試黏性。以相同的方法,實驗蒸煮的時間會不會影響其延展性和黏性。 研究結果:搗小米麻糬200下時黏性最好,300下時延展性最好。煮小米的時間20分鐘時麻糬的延展性和黏性都最好。研究建議下次在製作測量機械時,應該要排除所有人為因素。