全國中小學科展

最佳鄉土教材獎

實驗探討影響水中倒影的變因

物體在水中的倒影是光經水面反射後所形成的虛像,水面平靜無波時,倒影的長度等於物長,水面有微波時,水中倒影的長度會隨著水波的振幅改變。實驗觀察和數學推導倒影的位置,知:物長愈大倒影長度愈大,觀察者所在位置愈高,倒影長度愈短;人和物的距離愈遠,倒影長度愈大,波動振幅愈大,倒影長度愈大;物體底部的倒影明亮清晰,頂部暗淡稀疏。水波的振幅大小會影響倒影的數目以及倒影的亮度。用簡單的三角函數,可以算出不同的振幅下倒影的數目。

圓來如此---千變萬化橢圓切割器

當一圓以圓心為原點作出座標軸,其兩軸長度是相同的,若兩軸長度不同時就會產生橢圓,而且因為長短軸的不同長度就會有不同的橢圓產生。在橢圓的畫法研究上,使用動態幾何繪圖軟體來模擬機構設計,並做可行性機構研究,最後以 SOLID WORKS 軟體完成機構零件設計與模擬。零件經機械加工,組合後試用,再針對試用上的缺點改善,最後完成本創作進行畫橢圓,也可以切割出任意橢圓的功能。成品完成後,將機構反置,以鉛筆繪製圖形,可以得到擺線的圖形。擺線圖形的基圓直徑與滾圓直徑大小會影響擺線外型,因此文中亦探討本作品各控制點位置對所繪出擺線曲線之影響。

平步蜻雲

本研究以改善竹蜻蜓翼面為目的,藉由不同翼面變因,我們發現竹蜻蜓翼面長度與桿軸長成1:1比例較佳,轉軸寬與葉面長呈1:10較佳。而且竹蜻蜓翼面寬度要寬、傾斜角度要小、翼型要頭尾皆窄。我們發現改良後之竹蜻蜓比起原本的對照組,能飛地更高、更久、更穩定。對於白努力原理的意義,我們了解得更深入了。

龍潭人的水-泉水空

龍潭中豐路敏盛醫院對面,有口遠近馳名還上過公視的「泉水空」。這口湧泉為何能源源不絕的冒水?是我們最好奇、最想研究的項目之ㄧ,但是老師說我們的地質觀念不夠札實,等上五年級再探究。因此從 94 年 10 月至 95 年 3 月,近半年的時間我們針對泉水空的灌溉分布、水質狀況、水位、水溫及氣溫等問題作觀測調查。我們走遍田間小路、訪問當地長者、請教地質、生物和環科系的教授,並向鄉公所申請補助、上網查詢、參閱書籍,終於完成研究工作。我們很高興,因為從來沒有人對泉水空做過科學性的探討,都是靠著好奇閒聊,口耳相傳來認識它。在調查期間有不少鄉民非常關心的詢問:泉水空水質好嗎?為何它冬暖夏涼?它流到那些地方?如今這些疑問我們都獲得解答,並將這份研究報告呈給鄉公所,提出建議,希望能藉此落實我們的研究目的──讓「龍潭人的水--泉水空」,生生不息的滋養這塊大地!

神秘海岸--貓公石地質之觀察研究

金門的西北岸, 有種含鐵質豐富的石頭, 外表坑坑洞洞, 顏色呈騂紅色, 而凹凸不平的外表也造就了它俗名的由來, 當地人俗稱「貓公石」, 是種少見的沉積岩。本項研究於93 年5 月至94 年5 月, 觀察的地點從慈湖海堤沿岸至古寧頭的海岸。就金門西北角海岸貓公石的分布、成分及環境進行調查。貓公石在經過海水沖蝕之後硬度極高, 根據觀察發覺人為的建設和強勁的東北風的風蝕, 對於貓公石數量的減少造成極大的影響。

當「月曆縱橫刪」遇上「八皇后棋」

在月曆上任意圈選出一塊4x4的方陣,並在方陣內任選一個數字,將跟此數位在同一行、同一列的其它數字刪除掉,繼續重複一樣的工作,直到4x4的方陣的各行各列都只剩下一個數字,觀察後發現縱橫刪後的四數和等於四角數和。研究過程中,我們發現「八皇后棋」的遊戲方式和「縱橫刪」有異曲同工之妙,將「八皇后棋」與「縱橫刪」的遊戲結合後,發現縱橫斜刪後的八數和均等於四角數和x(8/4)。我們利用符號將縱橫刪的所有可能列舉計算後證明:只要橫列與縱列均為等差數列的nxn方陣,其縱橫刪後的n數和均等於四角數和x(n/4)。另外,我們也延伸思考出一些與「縱橫刪」、「八皇后棋」相關的數學遊戲,希望將來更能研究出結合其他遊戲的「縱橫刪」新玩法。

地裡的秘密

土壤最大的功能,就是支撐植物的根,並供給植物所需的養份、水分及氧氣。土壤的排水、黏性、酸鹼度、肥力、有機物含量等,直接影響植物的根深入土壤的深度,以及水分保持及養分供給的有效能力。平林的葡萄甜度約在18~21度,比一般市售的15~18度高出2~3度。土壤屬於弱鹼性的果園都是精緻管理的新園;屬於弱酸性的果園都是有機管理的老園。實驗得知土壤的顆粒粒徑大小會影響土壤的滲水速率。用三用電表測電阻,當電阻越小表示離子數越多,導電度越大。用分光光度計測試,吸光度A的數值越小代表土壤中的離子數越少(與肥料多寡有關)。葡萄的甜度與施肥的比例和時間有密切關係,葡萄結果後期氮肥不能太多,鉀肥、磷肥和葡萄的硬度和Q度也有密切關係。

水中疑慮—探討自來水中餘氯含量

運用二年級上學期所學過的「沉澱法」及二年級下學期的「滴定實驗」方法,對自來水中餘氯含量加以探討、測定,並加以整理,嘗試將理論知識化為實際應用,並透過不同的變因,對水中的氯進行更精準的了解,並於實驗後,以分析探討的方式加以彙集整理。

南進偷度客—最南方的海茄苳

文獻記載「台灣最北的紅樹林在淡水,最南的在大鵬灣。」但是,鎮安濕地、佳冬、枋寮已有紅樹林出現,這是不是顯示台灣紅樹林的最南端已經不在大鵬灣了?再往南走是不是也發現紅樹林的蹤跡呢?一連串的疑問驅使我們走訪南台灣。展開這一連串研究的目的,主要是為了:驗證紅樹林南移的事實並探究紅樹林南移的原因。經過一年的觀察、研究與實驗之後,有了令人驚喜的新發現,這個新發現徹底改變了紅樹林在台灣的版圖。雖然,所有的書籍及網路上都說「台灣紅樹林的最南端是大鵬灣」然而,這是錯誤的。近一、二十年台灣南部的紅樹林已悄悄地從大鵬灣偷渡到了南方的番仔崙溪。其主要的原因是人為超抽地下水,導致枋寮以北地層下陷,海水倒灌,再加上渠道兩岸泥沙淤積和海茄苳產生數量眾多的種子促成海茄苳南移且深入內陸約2公里以上。紅樹林生態系的出現對生態環境而言是利多於弊,但是,對屏東沿海鄉鎮來說,並不是一件好事,它代表著,地層下陷、海水倒灌的警訊。我們的作品可以作為自然科南一版「台灣自然環境」單元的補充教材。

黃鉤樂、黃勾勒

在為期一個半月的研究中,我們定期外出採集樣本。我們在室內佈置了適合黃鉤粉蝶幼蟲生長的環境,擺設油菜花及樹枝,觀察他們化蛹的情形。另外,我們也分別進行了替代寄生植物的實驗,利用油菜花以外的十字花科植物作為實驗對象。在生命週期,我們將幼蟲放在飼養盒,每天觀察、作紀錄,並同時飼養紋白蝶做比較。分布地區的部分,則是列出了幾處發現黃鉤粉蝶的地方,並請地理老師幫助我們做分析。本文的研究,讓我們充分的了解蝴蝶的一生及黃鉤粉蝶的特性。