全國中小學科展

第三名

言『繭』議『蜂』~杜鵑三節葉蜂的繭色變化與生命奧秘

本研究為期約兩年。研究以室內飼養觀察杜鵑三節葉蜂為主,野外觀察為輔,研究牠的生活史四個階段:幼蟲、繭(蛹)、成蟲、卵的有趣現象、行為,並建立生活史的基本資料,供往後生物教學及杜鵑蟲害防治使用。所得重要成果如下:1.老熟的幼蟲會在變黃結繭前有體長縮短的現象。2.老熟的幼蟲具趨暗性,在溼度高的環境所結的繭偏咖啡色。3.根據各月分蛹期變化資料,顯示有世代重疊的現象。4.確定會行產雄孤雌生殖。5.成蟲偏愛在嫩葉且邊緣不捲曲的葉片上產卵。6.成蟲喝蜜水利於存活及產卵。7.卵會隨時間變大,使得卵所在位置的杜鵑葉表皮日益明顯凸起。8.在春夏季生長期較短,在冬季的生長期最長。9.北台灣一年約有5個世代(5化)。

「澆」豔欲「滴」─簡易自動澆花器

為了防止旅遊回來花枯萎,我們開始製作節能自動澆花器,市面上販賣各式澆花器,但\r 價格昂貴,一次只能澆一盆植物,很浪費能源。\r 先測出植物每日的所需水量,並用棉線、毛線等方便取得的素材來製作,線條外面包保\r 鮮膜,改變線條的數量觀察流量的差別,並對影響水流量的因素作進一步的探討\r 一連串的實驗後製作了「短效型」、「長效型」和「長效改良型」三種澆花器,「短效型」\r 需運用保鮮膜包一條毛線,他適合用於短期出遊;「長效型」運用到吸管及保鮮膜包五條毛線;\r 「長效改良型」則將吸管改為塑膠管。常忘記澆花的人們,「長效型」及「長效改良型」是很\r 適合的,三者都只要用容易取得的素材就可以做出,解決了生活上的困擾。

來自水中的西瓜籽—探討姬牙蟲的習性、空氣膜及動物行為

姬牙蟲是水田常見的水生昆蟲,屬於完全變態類,生活史包含卵、一齡、二齡、三齡、蛹及成蟲,卵到蛹的發育日數約為43.98天。成蟲屬於雜食性,為水中食腐甲蟲,對於植物類的喜好大於肉類;幼蟲為肉食性,齡期愈大,捕食孑孓的數量也愈大,處理孑孓的時間也愈短,是孑孓的天敵之一。成蟲覓食偵測是以嗅覺為主,視覺、觸覺(水波的震動)均不明顯。卵囊由雌蟲腹部末端產出的分泌物所建造,每個卵囊孵化約26.337.76隻幼蟲。成蟲腹面佈滿細毛,毛長範圍約40~50μm,細毛間距範圍約為13 ~20μm,此構造能防止水進入,形成空氣膜。油汙使其無法換氣;化學清潔劑使姬牙蟲腹面的空氣層消失而呈窒息狀態,建議可當水汙染(受 到油汙或被化學清潔劑所汙染)的指標生物之一。

任意三角形內接正三角形

曾經看過這樣的題目:「給定一任意三角形,分別於三角形的三邊上各任取一點,連接這三點,形成個內接三角形。試問在什麼條件下,此內接三角形的周長發生最小值?」當然這個問題已經有了答案,然而這問題不禁使我想到,如果改變命題,將「內接三角形」改成「內接正三角形」,那麼又會是什麼情況呢?

蘭陽溪泥裂痕之分析與研究

在一個風和日麗的星期天,班上的幾位同學相邀到蘭陽溪做一次溯溪活動,在沿途中看到許許多多河流的沉積、侵蝕等現象,但其中有一種構造相當地特殊。於是我們回學校後便去請教地科老師,經過講解和說明後我們才知道那就叫「泥裂痕」,並且對泥裂現象有了粗略地瞭解。老師並且強調泥裂痕在地質學上具有重要意義,同時也鼓勵我們繼續深入研究及討論,以期對它有更深一層的瞭解和認識,所以激起我們探討的動機。

面面俱到-雙面太陽能電池

本研究主要探討如何增加太陽能電池的效能,我們研究如何讓陽光同時照射上下兩片太陽能板並且能夠自動轉向太陽的裝置。一般的太陽能電池為單面受光,我們設計了雙面受光的太陽能板,上下兩面太陽能板皆能照射到光,如此可以節省成本及增加效能。 為要達到最佳的光電轉換的效能,實驗透過兩組光敏二極體測量四個方位的光照值,透過程式的計算並命令伺服馬達轉到目標角度,使太陽能電池板面始終保持垂直面對太陽的狀況。 由實驗結果得知,太陽能電池藉著自動轉向機構確實比固定角度的機構更能得到好的光電轉換效能,並且藉著鏡面的反射,背面的太陽能板亦能得到太陽光的照射,因此,實驗結果達到我們預期的效果。

費馬點外又一章

在選修數學上冊習作 2 - 2 中,有一題目: “ O 是正 △ ABC 的外心,試證∠AOB =∠BOC =∠ COA = 120°”引起我們的疑惑是否在任意三角形中,也可以找到一個點,使其與三頂點連接線段之夾角皆為 120°,又該如何找到此點 ─ 與同學相互討論後,我們去請教老師,老師鼓勵我們“很好的題材!研究看看!”。在我們著手研究,且分頭找資料時,卻發現在第 26 屆全國中小學科展作品中已有類似作品,不過老師告訴我們可以改良其證明過程,並朝不同方向,作更進一步的探討,常可獲得更大的成果,因而展開了我們的研究之旅。

風馳電生

本研究藉由先前製作太陽能庭園燈的經驗,想從市售庭園燈─太陽能發電(蓄電)的材料與原理為出發點,開發出風力發電(蓄電)的小模型;將風所產生的動能透過齒輪組的傳輸產生電力,並進而把電儲存於超級電容,等到風力靜止時,超級電容裡的電力即能提供LED發亮。從探究的實驗中動手製作小模型,讓課本所學的知識能融會貫通。

為家鄉的流水把脈

上自然科學課,老師幽默的微笑說:「人往高處走,水往低處流。這就是自來水廠設備依藉連通管的原埋。」 「真奇怪?我家常年的排水,不知道究竟要往哪裏走?」穎真迷惑的問。 「每逢夏秋兩季,一雨成災,鄰近的中山路、中正路也都雨水倒灌,馬路積水有一尺多深,機車、汽車連鎖拋錨,大卡車也成為陸上水汽車了。」庭譽滑稽的提出比喻。 「我家不用排水設備,因為鄰居前後的排水溝都積滿垃圾堵塞,又溴又髒幾乎填滿舖平成蓋,硬要水往那裏走呢?」近市場的李欣霖和幾個同學也異口同聲的附和表示。 這兩三年來,一下雨教室就雨水倒灌,大家都手忙腳亂,半年來的追?,原來廊道比室內地基高,雨水當然流灌室內,往口不留心,當然很難發覺新建光滑的樓面,雖然平坦也會有異樣的傾斜?! 如今蔡老師更鼓勵班上,大膽的為我們可愛的家鄉「排水問題」仔細把脈,積水不但破壞環境衛生,污水也會造成「登革熱病蚊」的溫床,這些環保問題都非常迫切需要全民檢討合作,反省診斷,革除惡習,幫助政府大家同心協力動手建立一個美麗乾淨的環境。

清涼來襲

本研究以通風、遮蔽陽光、煙囪效應、狹風效應等變項作為實驗主題,藉由Arduino和電子溫度模組測量及記錄溫度,嘗試找出適用在學校教室能降低室內溫度的方式,解決夏日炎熱之苦。 實驗結果發現,室內通風良好能夠帶來的降溫效益最大,封閉的教室和開窗的教室在平均溫度能有3度的差距!其次是遮蔽陽光的照射,雖然平均溫度差距不如通風明顯(溫度差距小於1度),但是仍算有效;最後,我們參考了網路上熱門的(DIY窮人冷氣機),製作前後端孔徑不同的「狹風板」對降溫同樣有幫助,在最炎熱的13:00到14:00間甚至可以有2度的溫差。