全國中小學科展

第三名

有趣的數字遊戲(搭乘1路2路公車機會相等嗎?)

假如你(您)每天山你家最近的公車站牌搭乘市區公車,而 1路順時針方向2路反時鐘方向走同一路線各為每隔20分鐘一班,班次相等由總站每隔 10分鐘輪流交互開出繞市區一周,你不定時到站牌處不管1路2 路,反正都可到達目的地,只要先到的就上車,那麼您搭乘到的1路機會多?還是2路機會多?

圓形尖額蚤-構造、行為及生活環境因子之探討

在一次使用顯微鏡觀察認識學校淡水中常見生物的時候,偶然發現了一些滿身沾了泥巴,穿了紅衣裳,慢慢地在泥中搖舞的小小動物,引起了我們的好奇心,趕忙請教老師,老師告訴我們由它們外觀形態判斷看來可能是水蚤的另外一種,需要進一步研究,於是引起了我們三位的興趣,以下就是我們一連串的教察探討,我們將它稱為一一圓形尖額蚤。

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。

方格遊戲的探討

一、作品與教材的相關性 我們在翰林版國中數學課本第一冊第三章「數與型的規律」單元中,學習到「數型規律」,也在第三章第四節例題2 中學習到三角數,在自我評量第4 題中學習到四角數。 二、作品的研究過程與展望 本組以「數形規律性」作為數理資優班研究主題,又在美國AMC8 數學測驗書中找到有趣的「方格著色」問題,我們研究該問題的解法,發現應用了我們在課本所學到的三角數知識。我們將原題的行數延伸為2 至n 行,研究其可行解。又將著色方法改變,使著色格為四角數、五角數至多角數,並應用整數同餘觀念研究其可行解。也推廣找出二階等差數列之可行解,且整理出一些規律,並以直接證題法、矛盾證題法、數學歸納法來證明結果之正確性。還發現利用我們的研究結果可運用在密碼學上,我們將做為未來的研究方向。

「浮」不起的阿「黽」-探討表面張力對漂浮水黽浮沉現象之研究

當自製漆包線水黽的垂直軸高度越短、垂直軸位置越靠近中心、角度越大,浮率越大;自製水黽腳越長、隻數越多,浮率越大;當自製水黽的腳平貼水面所圍出的面積越大、腳垂直上折的長度越短,浮率越大;水溶液溫度越低,浮率越大。水溶液濃度及水位高度都不影響水黽的漂浮情形;在不同水溶液當中,自製水黽在自來水、糖水及鹽水中易漂浮,在酸性的醋、鹼性的肥皂水及小蘇打水則不易漂浮。在形狀相同粗細不同的鋁框中,越粗的鋁框越不易漂浮。當粗細相同的鋁框等比例放大時,邊長5公分以內的正方形框浮率均接近1(大於0.98),但邊長大於6公分時,浮率會突降;由相同長度摺出不同形狀(開放及封閉)的漆包線及鋁線,浮率都接近1(大於0.92)。

蝦米吸金ㄟ--幾丁聚醣顆粒對金屬離子吸附之探討

本實驗先從蝦殼中萃取幾丁質,對Cu2+、Cr3+進行吸附,發現效果和實驗室的藥品級幾丁質並無明顯差異,接下來的實驗都以蝦殼中所萃取的幾丁質進行,由於表面帶電的影響,在pH值接近中性時對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,因此在常溫的吸附效果最佳,因為電荷密度的影響,對 Cr3+較Cu2+好,幾丁質經過去乙醯化反應後的幾丁聚醣可溶於弱酸中,再由鍵結反應和包覆過鐵粉的二氧化矽產生共價鍵結,形成幾丁聚醣顆粒,在pH=值6至7時,幾丁聚醣顆粒對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,在特定的情況下,幾乎可以將溶液中Cr3+完全移除,因為幾丁聚醣顆粒表面具有胺基(-NH2),且附著於奈米大小的鐵粉上,顆粒變小反應面積增加,故吸附的效果及速率較幾丁質明顯提升。

週期與非週期函數四則運算有否封閉性

新型位值算盤的研製

數學是學生最感頭痛的學科,教師們為了破除學生對數學科的畏懼,無不挖空心思,運用各種方法進行教學,冀望學生有朝一日能頓悟做數學的樂趣,而順利達成教學目標。在許多教學方法中,最有效也最受學生歡迎的莫過於多利用教具了。好的教具能協助效師與學生的溝通,也能使教者與學者兩方面都感到輕鬆愉快。經由教具的協助,可能使教學收到事半功倍的效果,這樣的教具當然能受到師生的歡迎,並且很樂意常加利用。相反的,如果某種教具,使用不夠方便,溝通又不容易,讓使用者覺得有了它反而是一種累贅時,這樣的教具就註定要遭到摒棄,而被塵封於倉庫裡。近幾年來,教育廳曾配發給學校許多教具,這些教具大都是方便而有效的好教具,因此很受學校的歡迎。可是其中卻有一種“位值算盤”自從配發以來就很少有人動用過。由於它的數量相當多(註一),應該是經專家認定為值得推廣的優良教具才對,然而為什麼它會被如此冷落呢?其中的因由何在?為了探究它失寵的道理,於是我們開始進行這項研究。

潮起潮落-流水「浯」情

金門,古稱「浯洲、浯島、浯江、浯海、滄浯」;位於福建省東南九龍江口,四面環海,東、南鄰接台灣海峽,西、北與大陸一水之隔。海,是一切的源頭,浪起、浪落,無論是驚濤拍岸,或是搖曳生姿,總是令人著迷,更時看到瘋狗浪捲人入海而喪失生命,更時看見人在海上衝浪充滿著刺激,享受挑戰自然的快感。而水在流動時經常會「偷」點東西,流速慢了,就將東西放下來,久而久之,自然就形成許許多多的沙灘景觀,這美麗的景觀,激發了我們探訪地形的奧妙,深入了解這美麗的「地形」。不同的實驗,不同的觀察,解開一道道的「迷」,從實驗中,又可以了解水是如何的「帶」及「放」的。站在岸邊望著澎湃洶湧的波濤自遙遠滾滾而來,而隨著這些浪潮而來的,不是那一條條的海草,也不是一粒粒的沙子,而是我們好奇的心。

複眼定位器

蜜蜂複眼具有偏光天文羅盤的功能,他們即使沒有直接看見太陽,但只要看見一部分的天空,就可以知道方向。本實驗探討蜜蜂偏光定位的原理及構造,並了解昆蟲複眼偏光定位的運作機制,透過模擬且簡化蜜蜂小眼的構造,製作昆蟲複眼定位器,且實際至戶外操作測量天空偏振樣式,計算出太陽方位,藉此可作各種太陽定位運用。此複眼定位器因為是利用天空的偏振樣式定位,不會受到天氣狀況影響,即使看不到太陽,依然可以找到太陽方向,可應用在太陽定位的技術上。且不是利用地磁定位,因此可用於航空或航海方面。