全國中小學科展

第三名

全方位救生-數位化水上安全管理系統

本系統能保障人們的水上活動安全,避免災難發生。尤其游泳池戲水人數眾多,常有抽筋或撞暈等情況,救生員不易察覺錯失救難黃金時間。本系統於水域意外發生時,自動或手動發出求救信號,同時啟動安全氣囊自救,輔助救生員迅速找到溺水者。本研究分為四大部分,以游泳池安全管理為主,第一、二部分能提供所有水域活動使用。 一、溺水偵測系統 結構輕巧佩帶人身,自動或手按發出求救電波。 二、自動安全氣囊 輕薄穿著不會妨害運動,警報發出自動充氣達成自救目標。 三、搜救定位系統 水域分區裝設接收電波的銅片,藉由定點電波信號的強弱,判定搜救位置。 四、定位顯示裝置 收到溺水信號立即指示搜救位置,並以無線電傳到救生員的手錶型顯示器。

維納斯的秘密

在一次偶然中,我們在牛頓雜誌上看到了一個題目:“已知一線段 ,欲求 上一點 E 使 為黃金比。” 作法如下: ( l )取 長的一半為 ,使之垂直 於 B ,並連接 。 ( 2)以 C 為圓心, 為半徑,書弧交 於 D 點。 ( 3)以 A 為圓心, 為半徑,畫弧交 於 E 點。 ( 4)則 被E點分成具有黃金比例之二線段。 從數值上來分析: 雖然作法簡潔、特殊,且能由值的計算得到證明,但是,我們卻無法了解為什麼這樣作就能得到黃金分割,它的動機、思考方向引起了我們的興趣,而促成了我們深入去研究──黃金矩形。

Logo 電腦語言在國中數學上的運用

數學在本質上雖然是嚴格的演繹科學,但在教學方法上卻也重視其實驗與歸納的一面,所以教育部所頒國中數學教學原理上,特別強調這一點,即學生親自操作的行為表現,而此種具體運作,如果藉多變化的釘板幾何,進而使用般進步的Logo電腦語言表達出來,當更能培養學生對數學之學習興趣及創造精神,本乎此,乃致力此種輔助激學之潛心研究。

走到戶外地層就在我們四周

上自然課第四單元「地層岩石和礦物」,老師沒有帶我們到戶外去看地層,老師說:「臺\r 南市沒有什麼特別的地層」,只好觀察課本上的圖片,真是太美了。我們發現地層是一層\r 一層的,有水平的,有傾斜、有彎曲、也有褶曲的。在地層中有一層層的礫石、砂土,\r 也有一層層的板岩??,看完了,覺得如果能真的看到這些真實的地層該有多好。\r

地表土壤溫度日變化之探討

第一次聽到「地中溫」這個名詞是在高一的時候,那時只對各層地中溫變化的相互關係有一點粗淺的認識。之後由於幫忙學長從事地中溫年變化資料的處理,得以接觸到 1981 ~1989 年台灣大部分氣象測站的地中溫資料,過程中對這個主題發生興趣,經過一個學期相關文獻的蒐集,自去年暑假開始從事土壤溫度的觀測。

大水何時來?!?上游降雨量與校園後方基隆河水位關係之探討

颱風過後,無水無電,到處泥濘,一年「又」一年,我們已見怪不怪了!然而,大水什麼時候來呢?基隆河上游到底降多少雨,汐止就會淹水,必須趕快撤離呢?我們決定找尋答案!利用自動水位記錄儀,紀錄校園後方基隆河的水位變化(自民國90年12月至今),江水位紀錄轉成圖表,配合上游的降雨量資料計算分析後,我們看到許多現象:(1)從潮汐變化了解汐止(水返腳)命名的由來。(2)比對汐止與淡水河口的滿潮時間差異,得知汐止滿潮時間約晚了2小時又13分鐘。(3)計算上游主要降雨量與洪峰到達的時間差,得知汐止洪峰時間延遲約9小時。(4)分析得出上游降雨量與校園後方基隆河水位關係式為y=0.3641x+112.85。我們進一步由關係式推估上游平均降雨量達85.4mm/hr時,校園後方的基隆河洪峰高度可能溢堤,此研究希望在雨季期間能提供預警撤離之參考,目前水位仍持續觀測中,未來取得更多資料,進一步修正方程式,更趨近實際狀況後,將可提供更準確之預警參考。

挖山洞真好玩

上自然科學第六單元:玩泥沙時,陳老師帶我們班上同學到榕樹下的沙坑“玩泥沙”同學們!有的堆山;有的蓋房子;有的挖河流;也有的挖山洞..., 大家玩得好高興。忽然有位同學說:「我們的山洞怎麼都會倒塌下來呢?老師看了看說:「想想辦法吧!」陳子敬同學說:「拿水桶提水,倒入沙中,再挖挖看。」我們的山洞果然挖通了,可是還容易倒塌,又不堅固,怎麼辦呢?」有位同學就用小鏟子挖了些泥土加入沙中,再挖挖看。ㄨㄚ一ㄨㄚ一挖成的山洞好堅固呀!我們就請問陳老師:「把泥土加入沙中,再加水混合後,怎麼會更堅固呢?」老師就指導我們做下面挖山洞的遊戲。從遊戲中,我們找到了許多有趣的答案。

建立並評估可快速篩選具抗癌潛力物質之生物技術平台

p53是一重要且多功能的腫瘤抑制蛋白,在超過50%的癌症病例中都有發現p53的突變,為了快速尋找具有活化p53能力的藥物或功能性食物,並改善傳統動物模式或細胞模式的費時、耗工及高成本,本研究設計改良reporter assay,建立一個可快速、高通量篩選出具活化p53功效之物質的細胞生物技術平台。本實驗利用受p53之DNA結合位所調控的螢光酵素(Luciferase)報導質體做為基礎,進一步將此質體送入MCF-7人類乳癌細胞中,成功挑選並建立出MCF-7轉殖細胞株,此細胞能在感受到DNA破壞時產生顯著的螢光表現,並精確反映出p53的轉錄活性。本生物技術平台,能以迅速、高通量的優點取代傳統細胞模式中所使用之西方墨點法(Western blot)及RT q-PCR。未來將著手進行橄欖萃取物、羅漢果皂甘等功能性食物的抗癌功效鑑定。

「珠」撿不斷「軌」還來亂,『雲霄飛車』的探討

從動手做「Q版」雲霄飛車時就一直無法順利的讓彈珠滑完全程,調來調去都是脫軌而出。最後才發現「速度」、「向心力」與「重心」才是主要的原因。而軌道材質、俯角大小、距離長短、加速度大小、軌道的寬窄等等也是影響成功的變因。當鋼珠來到彎曲軌道時必須克服「向心力」與「重心」的問題,才能順利滾完彎道,直徑越大越好、內凹角度約30度時成功機率較大。然而「安全距離很短」的原因是速度太快,來不及轉彎就飛出去;所以我們利用磁鐵的磁力來改變鋼珠直線滾動的慣性方向及下滑的速度,增加向心力、降低脫軌的機率達成滑完全程的心願。雖然我們不敢乘坐「雲霄飛車」,但在實驗裡仍然是把垂直降落、快速旋轉、懸空翻轉等等實驗都玩遍了。

誰是鎘鬥大明星

為了受重金屬鎘污染土地尋求最友善的復育方法,我們嘗試在不同環境下,探討在模擬的鎘污染土壤,添加不同比例的天然資材對小白菜吸收重金屬情形,結果顯示,澆灌酸雨,添加「牛糞」或「稻草桿」堆肥後種植小白菜,可以促進受鎘污染土壤的鎘移除率,達到友善復育土地的效果。本實驗結果「稻草桿」及「牛糞」成為復育受鎘污染土壤的「鎘鬥大明星」。