全國中小學科展

佳作

在水中上升之氣泡其長軸長度對其運動情形的影響

氣泡在水中運動時其形狀會近似於一橢圓體,我們利用攝影機分別垂直於兩垂直平面做拍攝記錄,並藉由影像軟體進行分析,定出其位置,發現它上升的路徑有時會在一平面上做來回運動,而來回運動的偏移幅度與氣泡本身的大小有密切關係,因此我們試著歸納出氣泡大小對其運動路徑的影響。我們討論的氣泡大小為長軸長度介於0.42㎜與4.36㎜之間,其中氣泡長軸在2.25㎜以上時會有明顯的來回運動,在長軸為2.96㎜時第一週期振幅即到達最大值,並隨著長軸長度的增減而減少,我們也發現垂直速度的第一個高點,會隨著氣泡長軸的增加使發生時刻延後。此外,我們設計了實驗,證明氣泡在水中會沿一平面做水平來回運動,是由於氣泡形變所造成的。

Let’s Play Dough——自製無毒黏土之研究

本研究主要在探討影響自製黏土的因素。由於擔心市售黏土是否有化學添加物?進而讓我們有自製安全無毒黏土的念頭。查資料時發現,大家寫的材料比例、作法都不相同,且都需再自行增添麵粉或水量,這讓我們感到疑惑,所以想用科學方法來測量,提供大家一個適合的比例與作法。我們利用自製的「黏度」、「延展性」與「柔軟度」裝置來測試黏土的性質,再將結果與市售黏土做一比較,並記錄黏土靜置後的情形,藉此判斷出適合的比例與作法。另方面,選出測試結果較合適的兩種自製黏土,與市售黏土一同進行問卷調查,以瞭解大家對自製黏土的看法。對照問卷調查的結果及實驗觀察的紀錄,提出建議的自製黏土比例與作法,讓大家可以安心享受玩黏土的樂趣!

滾積木遊戲探討

滾積木遊戲為一邊長1╳1╳2的長方體積木,在由邊長為1╳1的方格所組成的棋盤上,立於起點,利用倒、滾、立三種移動方式向前、後、左、右方向移動,移動立於終點,即算過關。(走過的格子可重複走) 本作品主要在探討: 一、滾積木遊戲的有解及無解狀態。 二、探討m╳n矩形過關移動最少步數。 三、探討m╳n矩形移動最少步數路徑數量。 四、探討不規則形狀之棋盤如何過關。 最後利用Scratch製作一滾積木遊戲。

別跟我相鄰

藉由數學課程中,怎樣解題的學習經驗,我們嘗試找出「別跟我相鄰」遊\r 戲中雙方可走的棋數,以探究遊戲的公平性;在由對戰結果進行觀察、分析、驗\r 證後,我們找出遊戲的必勝方法,並發現雙方可走棋數具規則性,且遊戲具公平\r 性;經由嘗試創造不同的正方形棋盤,進行遊戲,也能有相同的結論;更將遊戲\r 應用於生活中,以「別跟我相鄰」進行填滿平面圖形遊戲、填滿立體圖形遊戲及\r 串珠子活動,並從中找出棋子、珠子數量所呈現的規則性,並將其以數學式表示。\r 在研究過程中,我們將五年級數學課程中所學得「怎樣解題」、「因數和倍數」、「柱\r 體與錐體」的觀念及經驗加以應用,讓我們再次感受到數學有趣及神奇之處;另\r 一方面,這個研究有助於大家對於平面及空間的觀察及思考更加敏銳,且不論年\r 紀皆可以多玩「別跟我相鄰」,亦可幫助思考。

細菌電力公司

本研究中,我們利用細菌分解醣類產氫的方式,由過程中找出厭氧菌醱酵產氫最佳操作策略,再以反應器結合活性炭顆粒進行連續式產氫醱酵。產氫污泥源於台西海岸泥巴,可於厭氣條件下將碳源基質(蔗糖)於40℃時轉換為氫氣。在一系列探索下,結果每日每公升反應器可產生氫氣26.64 L,同時結合氫氣純化裝置、燃料電池產生電力使燈泡亮。利用生物方式產生氫氣,將不會造成污染,且為一乾淨的能源,若結合燃料電池將可應用於汽、機車上。

角力-秀姑巒溪口角閃石之破裂成因

秀姑巒溪口左岸的海蝕平台屬於都巒山層中的石門火山角礫岩,為海岸山脈的火山在淺海噴發堆積而成。其岩性屬於安山岩質,其中所含的角閃石具有許多裂痕。因此希望透過實地觀察量測與角閃石擠壓實驗來瞭解角閃石的裂痕成因。由周圍岩石的裂痕方向可以推知此地擠壓的方向為西北西、東南東,和文獻吻合。而在研究過程中得知角閃石的c軸是堅韌的矽氧四面體雙鏈延伸,而a、b軸上金屬離子較少的a、b位址最為脆弱,受外力作用時,易斷裂形成解理。經測量發現當地角閃石破裂方向在東西向及西北東南向分布各約30%,並由角閃石受壓應力破裂實驗結果推知:礦物受外力除沿本身結構的弱面即解理面破裂外,也有機會因為應力作用而沿特定方向裂開形成節理。

海洋中漂渺不定的旅行者-漂沙

海岸周遭的變化隨著日月星辰的徒行而改變著,海灘上的波浪與沙子也隨之受到改變,在不同的速率侵蝕堆積下,產生了不少的新生地,同時也可能造就新的海岸風貌、無論是人為或是自然而生成,都對人類的活動產生些不同的影響。本實驗使用了大型的玻璃水槽,在其中放置沙子,改變其擺設角度,或是進一步的控制其中之水量,使用自製貣波器,讓沙子在水中模擬海岸的變化,觀察其中漂沙的演變以及模擬新生地形成之初的演變過程。然而,新生地的形成範圍之廣,海岸工程也不免是門浩大的學問,自然與人為各有其利弊,在只有一個地球與有限的沙灘土地上,種種的可能性有待我們去探討與深入研究,所謂世界景觀無奇不有,但這也要有心人去發現才得以窺知全貌。

“孟”幻泡影

在以下所提到的泡膜,皆只討論由相同液體所構成,且泡泡以不同大小兩兩接合。當泡泡互相接合時,因為表面張力與泡泡內外壓力差的關係,會慢慢移動至最穩定的狀態,我們由兩個泡泡結合時的Plateau結構理論,嘗試去推論三個泡泡相接達穩定時的結構公式,發現此結構公式符合孟氏定理的圖形,再由這個理論架構去推導四個泡泡相接情形達穩定後的結構之公式,發現也符合孟氏定理,再延伸討論n個泡泡時的可能狀態。

放鬆「心」體驗-利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果

都市生活充滿著壓力與緊張,若能獲得真正的放鬆,那怕是片刻都能讓人得到紓緩並精神百倍。本研究目的為利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果。共有32位高職二年級女性受試者經過五種情境各10分鐘的放鬆體驗:1)聆聽放鬆音樂;2)頭頸按摩;3)頭頸精油按摩;4)頭頸按摩加上放鬆音樂;5)頭頸精油按摩加上放鬆音樂。實驗蒐集了受試者客觀心電訊號及主觀情緒量表資料。結果顯示:1)聆聽放鬆音樂、接受頭頸按摩與不從事放鬆行為情境下的放鬆效果相似;2)受試者接受頭頸精油按摩時產生的放鬆效果,較不從事放鬆行為顯著;3)聆聽放鬆音樂可以延續頭頸精油按摩帶給受試者的放鬆感受。本研究結果可供相關服務業者參考,讓人們皆能體驗最佳放鬆效果。

戀鏈黴菌-鏈黴菌對真菌影響因素之探討

本實驗分別由拮抗、透化圈、葡萄聚醣分解?及幾丁質分解?基因和超寄生等四大方面來探討鏈黴菌和五種不同病原真菌的交互作用。結果顯示所篩選之鏈黴菌對真菌多具有抑制生長的作用,且鏈黴菌所產生的抑制物質會因不同採集地區而有所差異。另外超寄生現象之結果顯示鏈黴菌會纏繞在真菌的菌絲上,並使真菌菌絲失去活力。由此實驗結果證明鏈黴菌會對真菌的生長造成抑制,未來可應用在植物病害的防治上。