全國中小學科展

最佳創意獎

化整為零

在二年級時,老師曾在黑板上出了一道題目… … {A = 12□ 22□ 32□... □ 20032□ 20042□ 20052? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? },但由於 2004 個□中,光是正負符號的填入方式就共有 22004 種,所以第一步我們決定先找出連續正整數之n次方值間的加減符號規律 ( n?Ν),使進行加減法運算後所得之結果為零 。藉此可縮小所應討論的範圍。 [其加減符號規律如下] n=1 時 ,11 - 21 =-1, -31 + 41= 1 ? 11 - 21 -31 + 41= 0 由上式我們發現兩數一組,兩組相消 n=2 時 ,12 - 22 -32 + 42 - 4,-52+ 62 +72- 82 - -4 ? 12 - 22 -32 + 42 -52+ 62 +72- 82 - 0 由上式我們發現四數一組,兩組相消 … 接著我們針對題目 … … {A = 12 □ 22 □ 32 □... □(T2 - 2)2 □(T2 - 1)2 □T22? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? } 去探討後發現觀念甲:當T2被4 除後餘1 或2 時,A 的最小值不可能為0【參閱附件二】,於是我們分類型去探討,發現在八種情況之下,其所對應之最小A 值非1 即0? 最後,我們再進一步將原題目推廣至 … … {A = 13 □ 23 □ 33 □... □(T3 - 2)3 □(T3 - 1)3 □T33? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? } 值得一提的是 ─ 事實上,我們不只可以知道其A 的最小非負整數值為何,甚至於可以找出一組其加減運算過程中□內的+、-符號的排列順序。

植物健康的無形殺手-以細菌氣味開發生物農藥

植物在野外生長會遭遇各種逆境壓力,本研究從野外土壤中純化出枯草桿菌 (Bacillu subtilis),研究探討氣味對植物生長發育的影響。我們觀察到植物根長,鮮重會因氣味處理而減少,葉綠素a,b及胡蘿蔔素皆被氣味抑制,由DAB染劑染色法發現氧化壓力亦增高。 ABA與乙烯是植物重要逆境賀爾蒙,所以分析植物逆境賀爾蒙生合成相關基因,並利用qPCR技術看基因表現。結果發現植物逆境賀爾蒙ABA、乙烯等相關基因表現量上升。而乙烯的累積可能影響植物葉綠素含量,或使植物產生氧化壓力,ABA相關基因可能影響氣孔開閉。 我們挑選兩種ABA相關突變株處理枯草桿菌氣味;結果顯示ABA途徑突變株,其葉片對於枯草桿菌氣味的敏感度改變。我們想篩選一些細菌製成生物農業,減少化學農藥的使用。

來看!地球的隱形眼鏡8!-太陽8字型的模擬及探討

五年級上學期「太陽與四季」的單元,對太陽會呈現8字型很有興趣,因此利用「立體天空模型」、「Stellarium星空軟體」來實際模擬,「立體天空模型」以及「Stellarium星空軟體」,都是由地球上往天空看的視角而記錄下來,如果從宇宙中的角度看地球和太陽,實際模擬出地球對太陽公轉的軌道,將十二個月的地球設置出來,找出是否可以呈現8字型。 因地球軌道近似圓形,故先假設地球軌道為圓形。在地球傾斜23.5度下的視太陽時12點,無法呈現8字型,但地球傾斜23.5度下的平太陽時12點,呈現出8字型,平太陽時是地球傾斜角以及地球橢圓型軌道造成的,所以推測8自型也與地球傾斜角和橢圓型軌道有關。地球傾斜23.5度跟不傾斜狀況下,只有傾斜23.5能成功模擬出8字型,固可以驗證傾斜23.5度為8字型的主要原因之一。接著利用傳統畫橢圓的方法畫出橢圓形,再根據克普勒第二運動定律,將橢圓型平分成十二等份,找出十二個月的地球位置,驗證軌道形狀是否為8字型的成因。

「毛蟲」「塔」-移位遊戲混合版初探

因為數學課中了解數學有許多規律,又加上玩了許多移位遊戲,因此試著「改變遊戲條件」,我們自創「河內塔」,其規則為:1.每次只移動一個圓盤;2.小圓盤必須在大圓盤之上;3.移動次數愈少愈好;4.移動方式有鄰位移位及隔位移位兩種方式。經過多次試驗,分出兩種策略「前B後D」和「前D後B」,另發現步數變化與「盤子數」、「分堆方式」、「移位策略」有關聯性。盤數越多,步數越多;且將圓盤分成3堆,但奇偶數盤有不同的分法;「前B後D」使用於4到9盤,而「前D後B」運用在10~15盤;大小圓盤抵達終點的步數會劇增。

音樂也能滅火唷!!新世代科技滅火器

本實驗希望藉由聲波的反射、駐波、干涉等等原理特性,來發展出具備環保且安全的方式消滅火源,過程中我們利用藍芽無線技術與Arduino晶片結合應用,當收到藍芽發射訊號後,能透過Arduino發送所設計的低頻接收訊號(25Hz-50Hz)透過功率放大器,再由功率放大傳送到達單體,最後利用狹管效應(Valley effect)與揚聲器發出聲波,並產生高密度聲波,利用疏密波的密度高低,來有效的阻絕火源的擴散、和燃點的餘溫,讓此設計成功的具備有效率、低成本、零汙染的聲波滅火器。

穩頸制砂

本報告為均勻橋墩之清水局部沖刷試驗,每項試驗皆可直接由攝影機觀察橋墩前方之沖刷坑,試驗條件為水槽寬度2m、長度9m、橋墩距離0斷面(水流起點)350cm、直徑7cm、泥沙粒徑1mm、水深15cm、底床坡度1/1000、試驗時間8小時、斷面平均流速27.5cm/s、床底質臨界啟動速度29.1cm/s、V/Vc=0.94

風兒它吻上我的家鄉

我們從想了解學校內部哪一處是最好的放置氣象觀測站的探索開始,製作了1:100的學校模型,並且發明一種簡單製作,可靠,有效的小風標來進行實驗,利用這些小模型與儀器,以及我們設計的實驗方法;分區得分法,找出我們學校裡面最佳,而且比較不會受到建築物影響的架設觀測站的位置。接著我們發現觀測坪應該距離附近建築物的高度四倍以上的規定有不足的地方,根據我們的實驗結果發現,建築物的寬度影響觀測站風向的變化,比建築物的高度影響來的顯著,風向受到寬度的影響,並不單純只在四倍距離而已。最後我們更製作了大台北地區1:30000的模型,並且模擬內部的風場變化,更利用中央氣象局,以及台北市近三十個小學的氣象觀測資料來分析驗證我們的實驗結果,找出大台北地區各個小區域受到山脈地形影響下風場改變的模式,來跟我們的模擬相互檢驗,讓我們能夠更清楚地掌握地方區域受到地形影響的風場變化的情形。

磁場變動對生物的效應

許多文獻顯示磁場可以控制特定生物的發育,但一般文獻僅有固定磁場對生物的影響,極少數操作變化磁場的生物實驗。因此我們選用家蠶Bombyx mori (Linnaeus, 1758)作為實驗動物,將蛹先以固定磁場、轉動磁場、變動磁場處理後,測量蛾的生體表型參數,同時進行不同磁場的擇偶和生殖表現[5]實驗。我們發現牠們會選擇具相同磁化方式的蛾交配[9]。生命週期在固定磁場及轉動磁場下依序會縮短26%及變長26%[13][14]。產卵量依序降低48%、23%及增加27%[1][14]。且固定磁場雄性孵化比例增加31%[2]。本研究發現磁場改變能夠產生明顯的效應。因此可能可以利用來控制昆蟲的族群結構。

藤本植物的傳奇 -川七生活史及其向觸性與植物生長素(IAA)關係之探討

川七中文名稱為洋洛葵,學名Anrederacordifolia,洛葵科(Basellaceae)洋洛葵屬之多年生藤本植物。本研究重點為攀附物體對川七生長速率的影響以及向觸性的形成機制探討。攀附物體前川七莖生長速度較緩慢且莖有日趨木質化的現象,攀附物體之後主莖生長速率是攀附前的7.1倍。本實驗以X光繞射、吸收光譜、表面增益拉曼射線,以及顯微照相的技術進行實驗,結果顯示,IAA於川七莖部的分布並不平均,捲曲莖接觸面的IAA含量高於非接觸面IAA含量。由於植物生長素IAA在植物體內只有奈克(ng)的量且萃取不易,因此在向觸性與IAA關係研究方面,一直是未解之謎。本研究開啟了向觸性研究的新契機,也成功以物理的方法證實了IAA濃度在川七莖接觸面與非接觸面確實有分布、量及結構上的差異。

「粒粒」皆辛苦

「粒粒」皆辛苦這項研究主要是探討離心力的運用,從研究結果中,我發現各種影響骰子塔成功機率的因素,包括在何種環境下、運用何種杯子以及何種大小的骰子最容易成功疊出骰子塔。比較特別的是,我是一位左撇子,因此整個研究過程圖全是以慣用左手者的姿勢來研究 。經過這次的研究,我了解到骰子塔的成功在於離心力與摩擦力的應用,只要能確實做到收骰子、兩種擺動杯子的方式以及在桌面上滑行並快速停住,便能在兩分鐘之內疊出骰子塔。