全國中小學科展

最佳團隊合作獎

「膜」力十足-鼻涕蟲配方對性質與拉膜之研究

鼻涕蟲是國小常做的科學實驗,藉由身邊常見材料就能產生有趣的化學變化。但鼻涕蟲實驗的變化度不高,變項只有膠水和硼砂水。且膠水成分是水溶性塑膠,硼砂有毒,誤食會造成危險! 我們在課堂中發現加入粉末能讓鼻涕蟲性質產生改變!於是測試多種物質效果,並改良歷屆鼻涕蟲科展的裝置進行檢測。最後確認「添加物」能夠改變鼻涕蟲性質,增加鼻涕蟲的變化性!並且首次發現加入麵粉能產生「氣球皮膜」性質!我們將它應用在可封口的泡泡球、製作聲砲皮膜及硬化後進行製模。 此外我們解決鼻涕蟲有毒誤食問題,在地瓜粉中加入三偏磷酸鈉水,製作出有延展性的安全無毒鼻涕蟲。並將可食用鼻涕蟲應用在替代保鮮膜,對飯菜封膜保鮮,經測試可用於冷藏和微波!

舞動螺旋

在繩子的一端持續供給一擾動,此擾動會以波動的型式傳至繩子另一端(自由端),經自由端反射後,反射波會和入射波重疊干涉而形成駐波。本實驗將繩子鉛直懸掛在轉盤下方,轉盤帶動繩子繞軸旋轉。實驗中觀察到繩子會形成駐波,並出現上下的來回振盪,這是一個複雜的運動。我們嘗試以學過的物理概念來解釋、分析所觀察到的繩波行為。

浪碎何方

本研究的目的在探索孤立大浪的運動與其靠近岸邊的行為。實驗在長1.8 公尺、寬75 公分、高30 公分的透明大水槽進行,結果發現孤立大浪由深水進入淺水,當波高小於水深時,波速會變慢,當波高大於水深時,波速會隨水深越來越淺而越來越快,波高也變高,而且速度快到一定程度以後,前方的水面變成垂直的水牆,接著浪頭就會打下,浪就碎了。如果坡度較緩,產生水牆的位置會離水陸交界點較遠,水牆維持的時間也較長。實驗結果顯示孤立波浪的移動會像毛毛蟲的爬行,有伸縮現象,浪高會高低起伏,波速也會些微地忽快忽慢。

開回收「電」的「鋅銅」學

由於對電池的好奇,我們展開了一段電池尋寶之旅。我們先從水果電池出發,然後經由一連串的實驗設計,發現電極的種類、距離、面積大小,甚至電解液的種類、濃度大小都可能是影響電池電功率的因素,特別的是我們發現並非電解液濃度越高,產生的電功率就越高,而是有濃度限制的。最後我們成功使用生活中廢棄不用的電線、電池的鋅殼及濃度5﹪的鹽水加檸檬皮汁,設計出環保而又可用的電池,並且應用在自製的玩具上。

天生好動-探討花粉粒子於不同溶液中的布朗運動

本實驗使用香水百合花花粉粒子來觀測其在下列溶液中的布朗運動:HCl、CH3COOH、NaCl、KCl、NaOH、Na2CO3、C6H12O6、C12H22O11、ZnSO4、Na2SO4、C2H5OH、H2O2、Ca(OH)2、CaCO3。藉由三眼顯微鏡量測電視螢幕上花粉粒子布朗運動的路徑圖,並由此算出粒子運動的平均自由徑(λ)。 用統計學的方法分析,就容易濃度、酸鹼度、解離率三部份來討論實驗結果,發現:溶質粒子的大小事影響花粉布朗運動λ值的最大因素;pH值越大的溶液,λ愈小;解離率愈大的溶液,λ愈小。 推論其原因,認為溶質粒子愈大,花粉周圍的粒子愈小,周圍分子的撞擊力不易平衡,故λ小:OH - 較H + 的氫鍵強,所以PH值愈大的溶液,因有愈多的OH - ,而使溶液不穩定,故 λ愈小;化合物溶於水解離後的粒子是"離子"因是帶電的粒子,故使花粉粒子在溶液中的運動較不穩定,故λ較小。 此外,我們的結果分析推論亦可在第四部分「混合溶液 – 布朗運動」的實驗結果獲得驗證。

生活更便捷,就讓聲活動起來

”生活更便捷,就讓聲活動起來”是讓生活變的更簡單、更安全的專題製作研究,在組員討論下,我們選擇運用聲音控制家中的電器用品,可以使用平常的生活用語,來開啟或關閉常常用到的特定電燈、冷氣、電扇、…,天氣熱時所需要開的電風扇和冷氣也可以運用的到,也可以利用語音,便完成澆水、撥放音樂功能。當要睡覺了,我們只需要說”睡覺囉”電腦就會將家中所有的電燈關閉,並開啟夜間所使用的小夜電燈。在現今的社會家庭闖空門,變成常有的事情,因此我們利用電鈴的訊號,以防止家中無人時,若有人按門鈴就會轉接到主人手機,與來訪的人進行交談,使訪客以為主人在家中;另外一方面,若是主人在家中,離對講機很遠或正忙中,這時就可以使用免持聽筒的方式,直接與來訪的訪客進行對話和語音開門,就不必跑到對講機前面與訪客對話了。專題中,我們也運用手機,控制家中電器用品,只需要發一則簡訊,即可和「語音辨識系統」有同樣的功能了。另外撥打電話可免持聽筒,免按電話的數字鍵;接聽電話時,將會語音告知是誰的電話,並可免持聽筒,直接與來電者交談,讓生活更便捷,聲活動起來。

霹靂「蕉花」-香蕉花,吃得到健康

有”香蕉王國”美譽的台灣,香蕉的產量很高,相對也丟棄了許多被人認為沒有價值的香蕉花。本研究針對國產香蕉的雄花做研究,進行生物功能性的探討,包括清除自由基能力、脂肪分解酵素的抑制能力、抗菌能力和研究其對腸道益生菌的增長影響加以實驗,找出香蕉花的價值。首先,本研究證實香蕉花萃取物具有自由基清除的能力,更發現香蕉花萃取液具有降低脂肪分解酵素的功能。進一步探討香蕉花萃取液食用後對腸道菌益生菌的影響,發現益生菌的培養液加入香蕉花萃取液後可促進益生菌的增長速度,並提高益生菌抑制其他雜菌生長的能力。由研究結果可知,香蕉花具有食用的價值,不僅可以減少脂肪的吸收,更有促進腸道益生菌種穩定的價值。

看見斷層

本研究從2007年10月到2008年6月,歷時9個月。目的在透過斷層的探討,學習研究地球科學的基本技巧,並了解地震與斷層之間的關係、及如何減少地震造成之損害。研究方法以野外考察法、訪問、室內實驗法及文獻分析法進行。本研究有幾點重要的發現:一、採集岩礦標本驗證海洋板塊在擠壓的過程中,斷層面並非全然隱沒於大陸板塊之下的事實。二、斷層錯動可能造成嚴重的地震,但斷層卻常常因為人為或自然因素隱而不見,成為我們生存環境的隱憂。三、斷層模擬實驗,可以使用一般透明的壓克力盒和五穀雜糧、陶土等材料,讓同學自行操作,從操作中觀察斷層形成的過程,加深對地殼變動的認識。

樹林間的神秘客

我們從小喜歡觀察動物,尤其喜歡鳥類。在校園中常聽見鳥類的叫聲,就想隨著叫聲找到牠的身影,所以我們就決定一起觀察記錄校園鳥類。在我們觀察記錄的這段時間校園中共出現過28種鳥,分屬於18科。我們的觀察記錄經過統計、分析後,讓我們了解校園鳥類概況、校園鳥類行為、鳥類與棲地的關係以及鳥類與植物的關係。另外,對校園的稀客—領角鴞,我們有更深入的觀察,並製作巢箱,希望提供他繁殖的場地。我們的觀察記錄是希望能將校園鳥類的特色讓更多同學知道,進而喜歡牠、保護牠。

威『振』八方、不同凡『響』

本研究是延伸課本有關音叉振動實驗,進一步了解如何使音叉及所配合的音箱振動更持久、響度更大。本研究所有數據,相關係數均達高度相關。首先在研究一中,我們確定音叉應擺在木箱正中央,振動效果最佳。接著在研究二中,發現音箱木板厚度越薄時,聲音越持久,但敲擊音叉後所產生的聲音響度較小。在研究三中,若不考慮音箱內空氣柱的共振,則以音箱孔徑越小,聲音越不易衰變。在研究四中,我們成功驗證,若能引起箱內空氣柱的共振,則聲音越不容易衰變。在研究五中,發現音箱採橫式隔間時,隔間數愈多,聲音衰變較小,初始響度愈大,且隔間方式明顯影響研究結果。在研究六中,發現音箱材質,會影響發聲時間。最後在研究七中,發現音叉股數越多,振動時間越久。