全國中小學科展

第三名

靜電in,粉塵out!-靜電板擦研究

本研究利用"靜電吸附能力"結合板擦布摩擦吸粉的效果,製造出新一代靜電板擦。目前,成功研發出靜電板擦有三代:第一代板擦採用焊槍熔錫技術;第二代板擦採用無鉛鍍銀線穿繞技術;第三代板擦進一步將清潔功能與靜電集塵技術做結合。前兩代板擦使用電蚊拍的高壓電發電裝置製造靜電,將過去研究中瞬間大量製造高壓電擊靜電的起電機裝置縮小,但本研究發現比起單獨提升擦面靜電,提升板擦整體吸粉面積較能吸附更多粉量,因此第三代板擦利用即時清潔裝置清理至靜電集粉區來吸附更多粉量,而本研究的靜電板擦吸粉量實際應用在教室黑板時比傳統板擦吸粉量佳(可吸附42%的粉量,傳統板擦只能吸附31%的粉量),未來將再進一步改良,使板擦使用時能更順暢。

擺線一滾動圓面上定點的軌跡研究

以前曾經玩過一種可繪製曲線圖形的玩具,它包含幾個在邊緣滿是鋸齒的小圓形板,以及一個圓周內刻滿鋸齒的大圓形板,用法是將小圓板沿大圓板繞著轉,便可以畫出各式各樣的曲線。當時只覺得那些圖形變化多端,然而在和同學一起研究後,卻發現了很大的學問,這些都是在申述討論前意想不到的。

紫!白!棕?綠?鹵化鉛與雙氧水反應的探討

在專題實驗中將 KI(aq)與 Pb(NO3)2(aq)反應產生的黃色 PbI2(s),偶然地加入雙氧水後,發現反應非常劇烈並產生紫色與白色氣體,這種奇妙現象引起我們的興趣。再者 KBr(aq)、KCI(aq)與 Pb (NO3)2(aq)反應產生 PbBr2(s)、PbCI2(s)若加入雙氧水後,是否反應會產生紅棕色與黃綠色氣體呢?為了揭開這些問題的謎底,於是我們著手設計並進行實驗加以探討。

乙級電腦硬體檢修卡輔助測試裝置

本研究係利用一選擇開關與編碼器完成 BCD 編碼,結合單晶片微電腦完成輔助測試裝置,經由印表機端座連線(DB_25P)與檢修卡製作電路連線,提供簡易、快速測試實體檢修板製作及指定數位 IC 功能之主要目的。實施本研究係以微電腦控制單元實習為主要內容,使能熟悉單晶片程式控制技巧後,經由分組實施單元課程教學並啟發創新研究,經過一個學期時間完成構想設計,所獲得的主要成果如下:一、本研究能清楚圖示構想設計並說明實體架構,運用數位 IC 與選擇開關組成編碼器,經執行單晶片微電腦程式控制,能正確檢驗檢修卡製作與所用數位 IC 的功能是否正確,展現本組作品具有創新性與精密性。二、本研究係針對新版檢修卡製作過程,因須透過電腦執行 Visual Basic 或 C 語言所撰寫的程式,始能檢驗實體檢修卡製作是否功能正常的不方便性,提供了簡易、快速檢驗的功能,使本組作品符合解決問題目的與實用性。三、本研究係以常見的電子元件所構成,具有製作容易、製作成本低、有效提供學生進階學習光機電控制的良好題材,更能有效激發創作思考潛能,深具學以致用的意義,使本作品具有經濟與產品化之目的。

費老先生有群蛇,咿呀咿呀喲

於高二下學期排列組合的課程中,一道有關棋盤形街道走捷徑的問題,改變遊戲規則來延伸探討不同狀況。首先,設計電腦程式來確定答案的正確性,以及用數學歸納法找尋其中的規則。最後,在解題的過程中發現其解竟然與費氏(Fibonacci ) 數列有著密切的關係,並且從中發現解題策略,進而試圖推測空間狀況是否仍有如此奇妙的結果。

科技玩家-安全避震車的設計與製作-我們找到課本「運動的快慢」實作驗?

大家參加學校主辦科學玩家趣味性科技創作競賽-我們應用「動量變化=衝量」的概念,針對物質特性,利用玩具設計製作能緩衝物體從高處斜坡自由轉動到達低處,並且經碰撞阻礙物後車上所載置的物質因震動產生破壞的車體結構。--安全避震車。我們為了安全避震車的設計與製作,因而回憶到三年級下學期自然課學過的力的大小和方向及物體的輕重,以及四下測量力的大小等教材。配合現在(六上)簡單機械的巧妙和運動的快慢課程,設計出8個實驗,再經由實地實驗體認了受力的大小、方向和物體運動關係的理論,利用此理論去設計製作出安全避震車。安全避震車,製作過程採用現場製作,限定材料、材質、規格與數量,但車體結構、物體配置方式等設計不受限制,尤其特別對物體破壞程度(避震效果)的驗證方法列為創意點子,也是本作品的重點:1、 利用液體由衝撞震動而濺出,再依據殘餘量來比較證明其防震效果的裝置。詳細請看製作紀錄簿2、 利用彈簧製作的假人,受衝擊後拉出線的長短來比較震動程度的裝置。詳細請看製作紀錄簿因此,我們認為此研究是我們找到課本力的大小、方向及運動的快慢實作驗證的好資料,也是生活與應用科學的結合研究,可供改進日常生活上避震裝置的參考。

同心圓、平行線重疊形成曲線的研究

上基礎理化實驗時,老師利用二片同心圓系之透明片重疊,形成雙曲線的干涉條紋,用以說明水波的干涉現象,引發我們研究其數學性質的興趣。

在人工磁場下

磁場對生物的影響,的確是存在的。這點已有人做過實驗並參加科學展覽,而我們在看過他們的實驗後,即對此深感興趣。因我們也曾經設想,如把一隻魚放在強烈磁場中,它是會口吐白沫,橫屍水面呢?還是活力充沛,精神更佳呢?不過拿魚來作實驗畢竟是不太容易的。既知磁場對生物的生長速率有顯著的影響,為什麼到目前還未聽說人工磁場應用在農業上的事蹟,還未看到農夫們因額外的豐收而喜悅?原來到目前為止,只知磁場對生物有影響,但對影響的原因和應用的價值尚未聽說有完整的解釋和評估,農夫們當然不可能為不共確定的結果就在田中放了大量的磁鐵。所以我們就想藉不同受磁時期對植物生長的影響於此作小小的探討,希望能在植物的生長初期中找到一個適當的受磁時期,讓植物在此時期接受短暫的刺激後就能以較高的速率你長,而不用從播種到結實都受磁場的刺激。當然,找一個適當的磁場強度與以匹配也是很重要的,所以我就設計了這同時控制兩個變因的實驗。

電腦立體圖像的原理

目前計算機科學極為發達,並且微電腦的普及使得接觸這方面的人不再侷限於少數。在電腦的運用中,圖形的處理最為人們注目,炳且在CAD的技術上亦佔有重要的地位。如何在螢幕上顯現立體的圖像在電腦繪圖中是一個富趣味與挑戰的題目。故在此提出和大家切磋。

老師!它為什麼會這樣?

有一天,老師帶我們去採集標本,在路邊休息時,看見一批正在興建中的房屋,工人們正在忙碌的工作,於是我們在工地附近找個安全的地方,隨意走走,看見地上有許多斷裂的磚塊和瓦片,有些同學在玩扭斷瓦片的遊戲,有的同學在撿拾奇形怪狀的磚塊,在遊戲、撿拾中,我們發現了許多問題,就當場問老師: (一)為什麼斷裂的磚塊裡,有的外圍是橘紅色,中間是黑灰色的? (二)為什麼同樣的一堆磚,有的是漂亮的橘紅色,有的是紅紫色,更有的呈現黑褐色? (三)在扭斷瓦片的遊戲中,我們發覺聲音愈脆的瓦片愈不容易被扭斷是什麼原因? (四)為什麼一堆磚裡,總會有少許磚會斷裂或爆開? (五)在斷裂的磚塊裡,我們特別把外圍是橘紅色部分取下扭扭看,發覺它堅硬無比,中實黑灰色部份非常脆弱,是什麼原因? 老師說:「問題很好,一時也不容易回答,你們現在搜集各種磚塊,按照它們的顏色或軟硬帶回學校去,我們可以利用學校美勞教室的陶瓷電窯,燒燒看,也許可以發覺到更多問題,也可以得到許多答案,甚至老師帶你們到桃園縣副季挖掘各處不同特性的泥土,做更多泥土和磚塊關係的實驗。」如: (六)泥土和黏土混合,單獨黏土或普通土形成的磚,各有何不同? (七)桃園縣附近各個地區土質燒成的磚有什麼差別? (八)我們如何根據敲擊所發出的聲音,判別磚的軟硬程度? 於是我們在老師的指導下,設計了以下的實驗: (一)不同溫度燒成實驗。 (二)同溫不同厚薄燒成實驗。 (三)磚土放置位置關係實驗。 (四)一般土、混合土、黏土燒成實驗。 (五)不同乾溼黏土燒成實驗。 (六)加熱速度影響實驗。 (七)瓦片之燒成實驗。 (八)根據敲擊聲音,判別軟硬實驗。 (九)桃園縣附近各個地區土質燒成實驗。 (十)桃園縣附近各個地區土質和拉坯土混合燒成實驗。