全國中小學科展

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第二名

科學能力與學習卡及全能科學研究實驗報告的設計及製作

近年來,因每年舉辦的「全國科學展覽」,而培養了不少的科學人才,可真是值得喝采的事跡。但是,不可否認的,仍有無數的教育工作者一談起「科學研究!,總以為是一門莫測高深的學問,如要他們也來從事研究,而個個面有難色,有力不從心之感。然而,目前從事白然科學教學的老師,已不限於科任老師的職責;由於新課程的實施,許多學校的自然科學的教學挪轉移在級任老師的身土,雖然人部份老師也都接受了「新課程」的演習,能夠真正的把握「新課程」的新精神的人,仍是占少數。追究原因,發現是由於缺乏「研究」的整體概念,以及未曾獲得「科學能力」所致。試想:教師本身如缺乏能力,叫學生如何的「有能力」呢?縱之一想,我們的祖先所留下來的多少「祖傳秘方」,為什麼會失傳,為什麼外國人不肯承認它的價值,非要外國人用它來從事研究後才肯定它的貢獻?那是因為外國人會做研究計劃,會把握科學精神來實驗、研究;能從研究報告中拿出證據來。有鑑於此,我們開始為人人應該培養的「科學能力」和「撰寫研究報告」作深入的研究與探討。

新社河階群的地形特徵及與大溪河階群之比較研究

林朝棨教授所細著的「台灣省通志地理篇」中對新社河階群有概括性的敘述,將之分為 LH 面:水井子台地, LT1面:七分階地,LT2:十分、上位金星面、公荖坪階地,LT3面:仙塘坪、下位金星面階地,LT4面:大南階地,LT5:水底寮階地,FT1 面:永居湖(月湖)、南眉階地,FT2面:下水底寮階地,FT3面:土牛階地。古兆禎( 1963 )在「台灣西北台地空照地質學的研究」中認為木河階群有六個紅土台地(LHS1~6 ) ,三個非紅土台地( NHS1~3 ) , 並假設有一條新社斷層通過河階群西部,造成水井子與大南面間陡流的斷崖,但是否為斷崖,還需找尋地形上的證據。本研究乃針對研究區內下列各點試加探討。(一)新社河階群的範圍如何,有何重要的地質構造背景?(二)新社河階群可分那幾階,各階界限如何劃分,海拔高度、比高及面積如伺?(三)由剖面圖觀之,各階地坡度有何差異?(四)各階地土壤粒度如何?屬何類型土壤?粒度大小和階面位置高低、上游或下游,同一剖面土層的深淺關係如何?(五)各階地剖面構成的物質如何?依此分類,各階坎應屬何種河階?(六)將新社河階群的諸地形特徵與大溪河階群做一比較,有何基本的異同點?如何造成的?

隨「吸」所欲—磁性磁磚之改良設計研究

磁磚以鑽孔鎖螺絲釘、貼背膠掛勾或吸附大氣吸盤等方式吊掛物品,其表面會造成傷害或脫落之不便。本研究將不同含量之磁粉與黏土以粉末冶金之方式結合、經高溫燒結與充磁後,成為磁性磁磚,改良以磁鐵鑲埋之製作方法。研究變因包括磁磚原料與磁性原料以分層及混合之舖疊方式、燒結溫度、磁粉層厚度等,研究中發現分層鋪疊之試樣其磁力大於混合後鋪疊之試樣;而燒結溫度較高者,其磁力較高且分層試樣與混合試樣之磁力差距愈小;此外,磁力之大小與磁粉層厚度及燒結溫度成正比;另外,本研究設計一磁性掛鉤配合L字型支撐抵於灰縫後,使磁性磁磚可吸附之掛載重提高近2倍。此磁性磁磚兼具便利性與美觀,提供對於牆面掛放物品之另一種選擇。

終極密碼戰

嘗試研究、整理、並介紹有關密碼學的知識,再破解一套傳統加解密系統,整理出弱點,並且因應舊系統的問題創造出一套新的密碼系統「神奇加密法」、「神奇文藏圖」,寫出程式,並實際應用。

蝸牛球

蝸牛球是一種科學教具,以壓克力圓柱容器為主體,在容器中加入黏滯液體及重物。在滾動時利用黏滯液體的摩擦力將容器中的重物帶到相對容器重心的後方,使重物的重力對容器產生相對於滾動方向相反的力矩,造成容器減速的現象,實驗裝置如圖1、圖2所示。本實驗想探討黏滯液體的體積、軌道傾斜角度與金屬圓柱材質、體積及重量等變因對滾動變化的影響。

點亮黑夜的小精靈---探究紅蘿蔔中的螢光

本研究在安全環保原則下,探討萃取紅蘿蔔螢光物質的最佳條件。在自製暗箱內尋找最佳觀測螢光條件,用相機拍攝記錄,並研究濃度、溫度、陽光和放置時間對螢光強弱的影響。我們用水果紙箱自製觀測螢光的暗箱,並以黑布遮光。而找到最佳觀測條件是紅蘿蔔螢光樣品裝在圓形玻璃試管,紫外線燈油試管下方往上照射最佳,相機在正前下方拍攝記錄效果最好。最佳觀測條件是紅蘿蔔(公克):水(毫升):油(毫升)=1:1.5:0.8 的比例最好,萃取時使用沙拉油,萃取過程中加熱 20 分鐘最好且節省能源,而油層才有螢光物質存在。最後我們探究濃度愈高的紅蘿蔔油層溶液,螢光愈強。溫度對螢光也有影響,溫度比室溫高,螢光愈強,溫度比室溫低,螢光愈弱。如果放在陽光下照射,會使螢光物質減弱。而在室溫下紅蘿蔔油層溶液放置時間愈久,螢光也會慢慢減弱。

心有千千結

週六的團體活動時問,老師會帶領班上同學玩一些益智的科學遊戲,讓我們動動腦。其中「繆比烏絲帶」最令班上同學感到訝異與著迷。有一天,老師帶我們到植物園的科學教育館參觀時,竟然又看到超大型的「繆比烏絲帶」模型,只可惜底下的說明圖並未進一步介紹剪開後的神奇變化,更激發了我們的興趣與好奇,因此,在老師的帶領下,我們運用系統化的方法,按部就班的仔細分析、探討,並記錄其結果,最後終於找出紙帶扭轉次數與剪開後的結果之間的關係了。並意外發現,封閉曲線交叉所產生的交叉點數與其所圍出的區域數之間的關係了。

來電「漢堡」--環保電池DIY

我們運用生活中容易取得的一元硬幣和鋁箔紙(例如:奶粉罐中的鋁箔紙)分別當作電池的正負極。兩極之間隔著紗布手帕(鄰居提供,原本是用來幫嬰兒洗澡或擦拭,目前準備當抹布或回收),其中手帕吸附著麥當勞蕃茄醬汁(不新鮮的也可以),於是製造出既環保又容易串聯(堆疊即可)的簡易電池,並可點亮節能又省電的LED 燈。另外,我們將十顆環保電池疊在一起(即串聯),再連接一顆七彩LED 燈,然後置入牛年花燈中。看著美麗的花燈不停的閃爍,心中的成就感不禁油然而生!

傳統的吃角子老虎--滾彈珠的研究

星期六晚上和姊姊倆逛士林夜市,在人山人海中,忽然聽到那邊的人群裏,爆出好大一聲:「我中大獎了!」我們精神一振,心想有大獎,我也去瞧瞧!迫不急待的鑽進人叢中一看,原來是滾彈珠遊戲。看到每個檯子部有 13 個洞,而每個人在檯子中也都進了好多珠子。可是有一個人卻喪氣的說:=又是一塊泡泡糖!」喔!原來進7、8、9 個洞都只能得到泡泡糖,由珠子若進9 個洞以上,或是7個洞口下 · 獎品就越來越好。這時我也興緻勃勃的想要一顯身手,試試看。心想這還不簡單嗎?於是對姊姊說:「看我的!」趕啊趕,一盤又一盤。結果玩了四次得了四塊泡泡糖,好洩氣!也好疑問。明明大獎那麼多,為什麼我得不到呢?這個問題使我整夜想不通。和同學討論也沒有結果。最後我們決定共同去請教老師,一起探討這奇怪又有趣的問題。

台灣七種樹蛙的酯電泳分析

在傳統的解剖學分類上,台灣地區樹蛙科(Rhacopboridae) 共有台北樹蛙(Rhacophorus taipeionus)、莫氏樹蚌(R.multrechtis ) 、裴翠樹蛙(R.sp.)、白領樹蛙(Polypedates leuco leucomystax)、褐樹蛙( R.robostus )日本樹蛙 ( R.japonicus)、艾氏樹蛙 ( R . eifingeri )等七種,其中除白頜樹蛙屬於 Polypedates 屬外,其餘六種均屬Rhacophorus 屬(呂, 1982 )。這七種樹 蛙除裴翠樹蛙族群較小外,其餘六種在台灣都有不小的族群分佈,裴翠樹蛙是師大呂光洋老師實驗室民國七十年五月間新發現,依其外部形態與傳統解剖學分類,將其哲時歸屬於 RhacoPhorus 屬, 很可能是世界新種;本實驗目的之一,在研究裴翠樹蛙基本生化資料,進而對其在分類上位置之確定提供參考”國內關於無尾類(Anu-ra)的生化方面研究甚少,國外有關蟾蜍科( Bufonidae )、樹蟾科( Hylidae )、赤蛙科 ( Raniidae )等的生化分析論文發表相當多,但卻很少看到樹蛙科(Rhacophoridae )的文獻,內此樹蛙科的研究有共必要;本實驗目的之二,在研究台灣本區鄉土的樹蛙 生化資料。根據 Matthews ( 1975 )對蟾蛛( Bufo )的研究, Lew-ontin and Hubby ( 1966 )對果蠅( Drosophila )的研究 , He-dgecock and Ayala ( 1974 )對山椒魚( Salamand ridae )的研 究, Adest ( 1977 )對蜥蜴( Iquanidae )的研究都顯示酯酶( Esterase )是多型性現象( Polymorphism )最明顯的一種酶,因此取酯酶做此研究甚為適合。