全國中小學科展

最佳創意獎

大地口渴了-舖面透水性研究

近年來由於都市開發密度增加,都市不透水表面率因而提升,地表逕流及洪水頻率相對增加,此為近年來台灣地區洪水屢創新高眾多成因之一。且每當發生持續大雨時,我們學校就會有積水的狀況,造成師生許多的不便。鑒此,如何有效增加都市透水面積儼然成為當前重要課題之一,而透水性舖面之廣泛鋪築正是解決此問題有效方法之一。整個實驗可分為參個階段:第一階段(校內參賽):本研究為符合綠建築中地基保水之項目,分別使用三個塑膠整理箱,在箱子底層舖設卵石,再放置一般土壤層及細砂層,以模擬真實土壤結構,三個整理箱各用以植草磚種植草皮,連鎖磚整齊排放,水泥拌和骨材成無細骨材混凝土。結論為:一、無細骨材混凝土滲透量較佳。二、連鎖磚僅靠磚間縫隙導水,其滲透量有限。第二階段(中區複賽):本次實驗添加兩種環保材料作為舖面,分別為鋁罐舖面以及玻璃舖面。此次實驗更將無細骨材混凝土改良,改良其細度模數FM 值,使舖面更加均勻,不會因孔隙過大而出現行走不便的狀況。在第二次實驗裡,所得到的實驗結果如下:一、本次實驗由資源回收場收集鋁罐,因鐵罐易生鏽而不採用。二、本次實驗以鋁罐舖面為最佳。三、玻璃舖面利用彈珠模擬再生玻璃,以符合綠建築中再生資源。第三階段(全國比賽):經過中區複賽評審評定後,我們針對其缺點進行修正,並且增設新研發舖面。一、此次實驗將鋁罐舖面使用水泥砂漿予以膠結,以增加承壓能力。二、此次實驗新增植草磚+鋁罐,作為自製研發舖面,將鋁罐高透水性之優點,結合於現行舖面狀況。

穿梭中的線條-揭開魯伯特淚滴的奧秘

這是一個令人驚豔的科學探索之旅!連名字-「魯伯特王子的水滴」、「荷蘭的淚滴」-都含帶著詩意。無意間從書上得到的靈感,激起我們對燒玻璃的熱情,絕對不是"玩火",事實上非常安全!紅熱的玻璃突然接觸冷水,九成九一定碎裂!但"水滴玻璃"是在高溫熔融下滴入水中形成,敲擊"頭部"堅硬異常,可是只要"輕輕"折斷"尾部",瞬間會爆裂開變成粉末。嘗試以家用噴燈取代昂貴的熔爐,即使初開始有著極高的失敗率,但現在大家可以複製我們的驚奇!深入探討在偏光下呈現的光彈性效應、連拍落入水中的一刻所進行"甩尾"、"拉絲"、"爆裂過程"以及形成"氣泡"之謎,提出說明為何在水中生成的條件較為嚴苛。最後,請您立刻DIY!Trust me,You can make it.

水中舞者

本實驗將小型塑膠圓片置於水中以不同角度釋放,模擬落下樹葉在空氣中的左右擺動情形,藉由分析影片得到小型塑膠片的位置、速度、角度、角加速度等物理量,觀察後提出了「分流點」的假設,並結合白努力方程解釋塑膠片的規律性運動。

校園B.B.Call廣播系統

在學校上課時每當下課鐘響要休息或看書時,學校各處室突然連續地廣播`某某某`到指定地方集合,害我總是被廣播聲吵到無法休息和自習。在現今科技發達的時代,有很多你從未想到過的生活用品,但在使用的過程中,始終會帶來一些副作用,我們的作品就是針對學校廣播所產生的噪音問題來進行改善,成品名稱為「校園B.B.Call廣播系統」,此系統主要是讓教師或行政人員能透過電腦輸入廣播訊息和班級代碼,藉由RS-232傳送至無線電傳輸模組,並將訊息發送至「校園B.B. Call廣播系統」顯示傳輸的訊息。雖然市面上有些產品可以取代我們所設計的廣播系統,例如:電視牆、LED跑馬燈字幕機等,只不過相對成本考量來講比我們的「校園B.B. Call廣播系統」還要來的高很多,而且它們只能固定在某些顯眼的地方使用,但是我們的「校園B.B. Call廣播系統」卻能隨身攜帶著走。這就是我們「校園B.B. Call廣播系統」與電視牆、LED跑馬字幕機主要差異,成本低且使用便利,相信能有效地改善廣播所造成的噪音污染。

樹木達人的法寶—

本研究透過一種新的嘗試,將傳統植物識別原則、檢索技術與行動科技產品相互結合,其中將植物識別技術中「記憶」的部分,採用科技軟體、硬體加以改善或減輕負擔,如同攜帶一個電子化、可檢索的植物圖鑑與辭典,在親身接觸自然環境下進行體驗學習,相信這樣的方法與應用,可對推廣生態教育及生物資源調查,有所助益。

一葉千金~超酷的落葉纖維發酵火箭

由於校園落葉很多,做生質能不但環保,而且容易收集再利用,除了認識各種植物穩定性之外,還要把植物落葉分類成乾、濕、油三類,經固態、液態、氣態實驗後,成為可使用的替代能源。不但可製作纖維素酒精,還選出「樟樹葉」為最佳發酵動力,利用產生的二氧化碳研發「樹葉火箭」與「逃生信號」,裝個降落傘在危急時用得到,再應用到重要場所,如海洋上或航空上,都是很有作為的一種逃生裝置呢!

首創酎之液態酵素工法-Whisky誕生

酎是多重加工釀成的醇酒,中國稱燒酒,日名為燒酎。現行高中職釀造米酒標準課程係以固態發酵,該做法:發酵時間長、發酵操作不慎時易有黃麴毒素產生等缺點。本研究為全國高中職院校首創「液態酵素發酵法」,不用酒麴避免黃麴毒素之產生,且經本校酒醋研發中心師生團隊經二年多努力,以高粱、小麥、大米、甘薯進行發酵、蒸餾、熟成,成功研發出燒酎,僅需14天即可完成,大大地縮短了製酎時間4-6倍之多,其商業量產有其潛力。本研究亦進行官能品評,探討不同比例之燒酎調合,以尋求最佳風味之酒質,最後,嘗試以發展學校及地區特色的作法,將所製得之酎置於法國橡木桶中熟成,使酎產品除本身之風味外,還融入了橡木桶之香氣及琥珀顏色之高等級、高價位Whisky產品,而後再將其加以突破,而有別於一般市售Whisky玻璃瓶裝之創意陶瓷包裝,整體而言提昇了酎的附加價值。

凝膠密碼~阿拉伯膠(Acacia Gum)的凝膠特性在酒精濃度量測上的應用

本研究在探討阿拉伯膠(Acacia Gum)添加酒精的凝膠反應,改變膠液的pH 值後膠液黏滯度會不同,膠液pH 值=9.72 時滴定不同濃度酒精較不易凝膠;而避免凝膠的膠液濃度以1:2(膠粉:水) 33.3%的效果最佳。最後我們成功利用阿拉伯膠的凝膠變色與逆反應,以透光照度法和透光電壓法檢測酒精濃度,並建立檢驗標準曲線。

數位影像分析可見光光譜

高中光學用三稜鏡或光柵分光,用肉眼判讀每條光譜對應特定波長,但誤差很大,很難客觀描述光譜顏色。偶然發現,透過光柵,可在夜間看到汽車頭燈為連續光譜、水銀燈為亮點光譜(Pic.1),從光柵看世界竟是如此奇妙。 我們只使用攝影腳架、相機、凸透鏡、刻度圓盤、1200條/㎜光柵便組裝「攝譜儀」 (Pic.2),不但成功鑑別鈉雙線,也可靈活拍攝遠方光源的光譜。 天文攝影常使用紅、藍、綠3種濾鏡,利用電腦影像疊合得到彩色的星雲照片,提供我們將「光譜影像數位化」的靈感,因為電腦不但可靈活放大影像,至少可鑑別3 萬 2 千種顏色,將各種顏色的光譜線轉成數位座標,不但可測量未知光源的光譜線所對應的波長、顏色,也成功鑑別5890、5896Å相差6 Å鈉雙線,深具實用價值。

為什麼買不到活的白帶魚~浮沉水精靈告訴您!

此實驗主要是觀察壓力與空氣體積變化的關係,進而解釋為什麼白帶魚從深海\r 被撈起後,魚鰾會爆裂而亡。在實驗中,我們利用浮沉子來代表白帶魚,魚鰾就是\r 浮沉子內的空氣柱;而隨著海水不同深度的壓力變化,在實驗中改以手壓密閉寶特\r 瓶來形成。\r 我們嘗試設計出簡易、方便的浮沉子製作方法,並在空氣柱上陎標記刻度,量\r 測壓力所造成的變化。實驗結果顯示當按壓寶特瓶,使瓶內壓力變大時,會造成空\r 氣柱體積變小,使浮沉子下沉;當施力解除,壓力由大變小,空氣柱體積由小變大,\r 浮沉子就浮起。另外,由數據分析比較浮沉子下沉前和下沉瞬間水陎下的空氣柱,\r 可以發現兩者排開水的體積相近;因此能推論出從浮沉子下沉前水陎下的空氣柱,\r 預測浮沉子下沉的空氣柱高度。