全國中小學科展

佳作

來電捕手-新概念能源探究

這是我們再次對新式能源進行探討─發電原理排除:法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏打化學電池原理。聰明如您,猜猜我們是運用哪種發電原理…我們探討的主題是:如何有效的運用生活周遭的“微力”來發電!以19世紀居里兄弟所研究的“壓電效應”為基礎。壓電電壓對發電效能無能為力、我們研讀資料、尋找關鍵步驟─累壓電路─一個簡單的電路,當作電力輸出的關鍵、改良實驗,將微量電壓加以累積。參考2007全國科展國小組作品:《來電傳晴》、《鼠力發電機》儲能部分,使無法即時儲存的電力,充電到電池中。並推廣成“步行走路”都能發電的“來電箱”,成功啟動馬達、高亮度LED…事實上,這是一個成功的來電裝置,對於環保與永續能源深具研究開發潛力。

幫媽媽省瓦斯----太陽能燜燒鍋的研究

我們從媽媽用燜燒鍋煮綠豆湯,開始了對燜燒鍋原理的探討,進而瞭解了熱的傳播方式,及保溫的方法。又想到了我們可憐的地球,在人類大量開採和過度利用下,環境已經受到了很嚴重的危害,而目前能夠利用的能源不但有限,而且幾乎都會產生污染,所以我們把腦筋動到了太陽上,希望能自己做出可以利用太陽來煮食物的鍋子。

校園螞蟻的形態學和生態學的研究

本實驗是研究校園內螞蟻的形態學和生態學。在本校校園的螞蟻中,我們鑑定其種類,共發現16 種螞蟻,分類關係為五個亞科、十三個屬。在螞蟻的形態學方面,我們找到各種大小差異很大的螞蟻; 研究螞蟻生活史中各階段的成員,有些種類的蛹有絲包圍成繭; 有些種類有兵蟻形態; 也看到多蟻后; 螞蟻的築巢有士壤內、樹木上、也有二者都有、建築物裂縫中; 螞蟻的行為和生存策略發現有七個項目。在生態學方面的內容,我們調查校園中不同生態環境的螞蟻種類; 在樹上活動的螞蟻種類; 在人類活動區或建物內的種類; 並以運動埸草皮區調查螞蟻族群的數量和密度。我們拍攝不少顯微鏡下的螞蟻圖片,做為說明,並統一放置報告最後。本實驗的螞蟻種類鑑定,我們自己鑑定到屬名,種名的鑑定是螞蟻專家林宗岐老師協助完成。

活躍於光明的闇獵人 ---- 安德遜蠅虎

近年來蜘蛛在生物科技上日益受到重視,但和蜘蛛有關的資料卻非常少,因此我們透過了這個機會,詳細地觀察探討日常生活中常見的安德遜蠅虎(Hasarius adansoni)。牠屬於節肢動物門、蛛形綱、蜘蛛目,喜好獨自出沒於室內光亮的地方,具極佳的視力和跳躍能力有利於捕食獵物,牠偏好活的蚊子和蒼蠅,對於人類可說是零污染的殺蟲劑呢!安德遜蠅虎雖然不靠結網捕捉獵物,但其一生和蛛絲還是脫離不了關係,尤其特別的是其雄蛛會吐絲製做巢室,以供夜間休息;雌蛛還會做產卵室,並有極強的護卵行為。以後當大家在屋內瞧見那跳躍的輕盈身影時,千萬別再將牠打死了,其實我們可以和平相處,讓牠稱職地當我們人類的好幫手吧!

球與球瓶的戰爭-保齡球瓶的倒瓶因素及其撞繫關係探討

由於保齡球的力學原理太複雜,我們決定去除球道上油、球心構造對球旋轉的影響…等變因,只專注實驗討論球速、入球點、入球角度(模擬曲球)、旋轉球(模擬飛碟球)等變因。而為了捕捉球撞球瓶、球瓶互撞的瞬間關係,我們利用數位攝影機(Digital Videlo以下簡稱DV)拍攝整個過程,利用「繪聲繪影7」軟體,放慢影片播放速度及定格處理,一一紀錄、分析球與球瓶、球瓶與球瓶的撞擊關係及最後倒瓶數等數據資料,發現最加入球點,球速與倒瓶關係,入球角度對倒瓶數的影響等。對於國人自創的「飛碟球」我們亦感到好奇,絞盡腦汁之後,終於發現讓球固定旋轉的方法,模擬當球順、逆時針旋轉時,不同入球點與倒瓶的關係。

踩著波浪舞步的千足蟲-磚紅厚甲馬陸

一年一世代的磚紅厚甲馬陸,每年10~12月是它的繁殖交配旺盛期,在校園各角落都能看到行色匆匆急著找伴的成蟲。屬節肢動物門倍足綱厚甲馬陸科的磚紅厚甲馬陸,在幼年期共會蛻6次長至成蟲;每蛻一次皮身體會長出7節每節有2對腳。多數時間磚紅厚甲馬陸都生活在土壤裡層,消化枯葉腐木成有機質,並讓大土塊變小鬆軟土壤,只在繁殖交配期會出現土壤表層。身體兩側分泌出的酸性驅避液會造成灼傷動物皮膚,驅除螞蟻。

第三次世界大戰 ─ 植物 VS.電磁波

植物 VS.電磁波,如何有效降低電磁波,這是一個連我們老師都好有興趣的問題。一開始在擬訂計畫時,我們討論到很多方法,如用指南針、布、植物等… ,後來我們還是決定選擇用植物,因為植物符合方便、經濟、環保天然又安全的標準;而在中國時報上剛好也有一位國科會的教授,他曾提出了一個創意的構想:我們可以試著利用植物的大分子代替研發電器的材質等;因此我們嘗試選擇依植物的葉片形狀不同,將植物葉片分類為較厚的、大片狀的、小片狀的等;另外我們也選擇了日常生活使用率較高的機子,如映像管電視、液晶電視、手機、桌上型電腦、筆記型電腦、MP3 耳機、吹風機、微波爐等八種電器,分別以距離、時間及植物阻隔物等當操縱變因,來比較電磁波的強弱,試著找出最理想的植物阻隔物,提供給專家做為代替電器降低電磁波材質的參考。

天然水草缸可行性之探討

本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備,利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」,亞硝酸菌(Nitrosomonas)6週的時間可培養完成,硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度,研究水草淨化水質能力,發現「優勢水草種植面積70%+水草修剪+每週換水=高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分,希望透過平日餵食取代外加水草液肥,但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題,氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素,無法餵食取代施肥,並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」,觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。

那些年我們一起誤解的乾冰

許多人都看過園遊會上的乾冰汽水,將乾冰投入汽水中會產生大量的白煙,投入水中也可以看到相同的情形,對於此一現象,科學的解釋是乾冰昇華吸熱,促使水蒸氣凝結產生白煙,然而在本研究的實驗中發現並非如此,本研究以實驗的觀察對科學家的解釋提出反駁,並提出充足的證據以供佐證。

小小鐵片作用大

在磁鐵的兩邊分別加上鐵片,可以增強吸力。這個現象,引起我們許多疑惑,而進行研究。為了測量磁鐵的吸力,我們經過許多困難,製作「槓桿實驗器」,使實驗順利進行。在研究過程中,我們研究鐵片要附加在磁鐵哪一邊磁力最強,及磁力增強的原因。再研究鐵片的長度、面積及厚度等因素對於磁力的影響,都有許多新的發現。最後,根據研究的心得,用一塊小磁鐵製作一個很強的磁力裝置,可以懸掛兩個同學的重量還不會拉開。這個磁力裝置的做法,還可以給建築大廈的工地做參考,為鋼架上的工人,設計一個保護生命的安全裝置。