全國中小學科展

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第三名

地錢抱子萌發之研究

孢子是植物世代交替中,有性世代的第一個細胞,高中生物課程中有小孢子(花粉)萌發的探討,也有蕨類原葉體的觀察,歷屆科展中,也不乏有關花粉或蕨類孢子的研究。但是隸屬無維管束植物的蘚苔類孢子,卻一直未見有關的探討。 課本提到苔類孢子萌發後長成原絲體,卻不曾說明蘚類孢子萌發會長成什麼?而且,它們的孢子萌發和開花植物的異型孢子(花粉)萌發有何差異?我們常說厚壁孢子較能抵抗惡劣環境,究竟它們的忍耐力到何程度?自然環境中,它們必需跟其它的孢子競爭,在競爭下,它又是如何呢? 為便於研究之進行,我們選用當季最容易採到大量抱子的地錢作為研究對象,研究其孢子萌發有關之現象。

向心力實驗之改良再改良──兼談本校推展科學教育之紮根工作

科技可經世濟國其重要性已不可待言,因此政府至望從 事科學教育工作者能做好科教工作。本校物理科教師成 認使命重大,因此致力於科教紮根工作,目前在升學主 義扔未消除之下,本校教師之積極配合方怯是鼓勵學生 在配合現有教材上,例如目前實驗課程鼓勵學生如何加 以用別的方法去做實驗,如何改進、改良。在改進改良 過程中,可觸發學生理論與實驗配合,或產生更創新方 法。所以本校物理教帥現帶頒學生致力於實驗教利之改 良,已獲得多次成功,更得上級重視,尤以去年推出的 水波槽光干涉之改良得全國高中教師組第一名,給我們 更大鼓勵。此次兩套向心力改良實驗是一連串改良中之 一,其中一套已在本校列為正式實驗教材。擬將大量推 廣,現連同最近才改良的一套,一併展示。

高維空閒中的正多面體

無論在平面上或空間中,都存在有一些「正多邊形」或「正多面體」。在解析幾何出現之前,對於這些「正」的幾何形體,已有相當的研究結果。由於解析幾何的發明,四維以上歐氏空間的概念,也逐漸被人們接受。隨之而來的問題是,高維空間中也能找到由若干相同正多面體所組成的「超體」,或是由若干超體所組成的「超超體」嗎?在二度和三度空間中的各項性質,又能夠以怎樣的方法推廣至高維空間呢?

為竹山里竹工人想個防止頭髮變質的方法

上自然課「力與運動」這個單元時老師指導我們用3%的雙氧水漂白雞骨,漂白一天後,變得好潔白可愛!但是覺得太費時了,請教老師,如果用濃度高的雙氧水不是可省時嗎?老師說:你不妨試試看再下結論,可是濃度高的雙氧水易傷皮膚,要特別小心,想辦法使它不沾手。一天,御中同學興高采烈的拿著報紙,跑到實驗室來,揚著報紙說,今天有一則使用雙氧水熏竹材的消息,工人的頭髮因此變黃,很是苦惱,快!我們來為他們想個辦法吧!

交通安全輔具之設計

就新北市而言,駕駛人未注意前方狀況而導致交通事故的件數高達3,710件(100年1-8月),居交通事故發生原因的榜首!國內從97年起建置TMC即時交通廣播系統,透過系統與導航設備的整合讓用路人更清楚路況資訊,路況須由民眾「主動」提供。但根據交通部統計處的調查分析,有88.8%的駕駛不會主動反應路況,再加上即時路況僅侷限於重要幹道或國道,資訊深度與廣度嚴重不足! 因此,我們改良傳統交通錐,保留原有的形狀涵義,縮小體積,重新設計警示訊號,並利用數位科技的結合,擴大警示範圍,藉此有效的降低此一問題的發生!作品分為全方位LED警示燈、語音警示系統兩大部分,各系統間以藍芽和3G行動網路互相連接。

二度空間碰撞實驗的改進探討暨拋體運動.機械能守恆實驗的設計

「兩度空間的碰撞」實驗目的在驗證動量不滅,但原有設計缺點甚多,歷屆科展已有多件改良作品,準確度雖提高不少,但卻嫌繁雜不易行,我們也加以研究改進,在摸索的過程寫,竟然發展出一套簡便易行,且能適合多種力學實驗的裝置。振動計時器一直是甚多力學實驗不可或缺的工具,但因為紙帶打點的關係,無法突破一度空問的限制(國鐘物理第二冊提出「水鐘車」的裝置,雖可彌補這項缺點,可惜準確性太差)「兩度空間的碰撞」實驗即因此無法使用計時器以癢取數據而僅能做一種間接的驗證,我們為此設計了一種敲打計時器,當金屬球在玻璃塾上碰撞時敲打玻璃塾,藉金屬球的微跳動而留下打點的軌跡,以便分析,又設計了一組可平放斜放的實驗台,由此更推廣出一系列過去不便做的力學實驗。

透過數學的模式研究民生主義

人類社會的現象可說是錯綜複雜,其影響的因素甚多,故一切社會科學的理論及決策,往往必須透過數學的模型,給于簡化,並藉此印證實際現象,更提供往後更深入的研究。雖然數學模式不能切實代表實際現象,然而它可提供一個近似的模型,如我們常見報紙登載說:今年預計我網經濟成長率為7.5% ,無道這趙自我吹噓,無憑無據的嗎?答案是不對的,原來那是透過國民所得的理論模型下而估計的,現在吾人也欲想透過一套數學的模式而對民生主義,何以主張均富?何以民生主義是解決民生問題中最完美的主義?及一此政府決策,提出一們新註解更能使其理論有所依據。

有趣的食鹽

在三年級自然課中,曾學過「硼酸的溶解」,知道硼酸溶解在水中的量會隨溫度上升而增加;暑假中,我們用鹽做了相似的實驗,卻有不同的結果,這是怎麼回事呢?開學了,到校請教了老師,老師告訴我們,食鹽和硼酸各有不同的特性,我們可再做實驗驗證,而鹽還是個奇妙的東西,記不記得媽媽常用鹽水浸水果?曾喝過沙士加鹽嗎?還有,看過鹽醃過的菜或魚肉嗎?在老師的指導下,我們展開了一連串有趣的實驗。

穿針凝水—利用針尖除溼集水

本研究藉由仿生沐霧甲蟲,利用物理方法設計針尖除濕器,探討不同種類針尖、不同針尖長度與其除濕能力的關係,並將設計的除濕器與市售除濕劑的比較。研究結果發現當在相對濕度為99.9%時,使用針灸針當作針尖,除濕能力可比市售水玻璃優良,且將針灸針的針尖噴上防水噴霧後,其除濕能力更是可媲美市售除濕劑「克潮靈」。而在測試相對濕度90%時,發現將除濕器通電可大幅提升除濕能力。又「克潮靈」所收集到的水為弱鹼性,若倒進土壤易造成傷害;水玻璃則在還原使用時需大量耗能,但本除濕器克服兩者缺點,使除濕過程不需大量耗能且收集到的水可重複使用,非常符合環保的需要。

尿布變黃金--PAA螯合離子及製備奈米銀

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份,若被隨地丟棄勢必對環境造成污染。分析其結構,由於存在對重金屬離子具螯合作用的羧基,因此,可用於捕捉重金屬離子,作為偵測污水離子的利器。另外,若將螯合的銀離子以化學還原法製成奈米銀,將可應用於抗菌。本研究結果有:(1)PAA對Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag等離子具有明顯螯合效果。(2)螯合反應:PAA+Mn+←→ [PAA-M]n-x+xH+,其可利用濃鹽酸使其再生。(3)螯合能力以Fe3+最強,Zn2+(Mn2+)較弱。(4)螯合離子的最小極限為10-3(M),我們採樣的廢水有重金屬污染,推測濃度大於10-3(M)。(5)成功將螯合的Ag+製成奈米銀,為金黃色,屬於球形銀,甲醛濃度愈高,奈米粒徑愈小。(6)奈米銀與銀離子在抗菌上的確有明顯效果,平均粒徑小,抗菌效果越強。