全國中小學科展

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第二名

個人移位跳棋遊戲的探討

課餘時間,老師常鼓勵我們玩一些智遊戲。同學常輪流提供許多題材。我看上的是在Boris A.Kordemskyed,張能杰譯的「趣味數學問題集」中的跳棋問題。茲將書中的問題摘錄如下: ☆移位跳棋 將三個白棋置於如下圖中之1、2、3之方格內,同時在5、6、7三個方格內放入黑棋。 如何將三個白棋子移到黑棋子所佔昀位置內。移動的規則如下:可以將棋子移入鄰斤的空格,或者取出一棋子路過鄰近的棋子置於空格內。本題需要移動15次。 基本上這個遊戲是直線上「移位遊戲」,完成原題3-3的瓶稱並不難,但m-n或其他變化的解題,還真的很傷腦筋。因此我到圖書室想從相關文獻中去找解題的資料,我找到獲選我國參加加拿到1996年科學展覽會的高中組作品。「走走跳跳」: 另外在中華民國第三十九屆中小學科學展覽優勝作品專輯(高中組)中,第二名的優勝作品「乾坤大挪移」也是針對直線型移位遊戲加以探討。我覺得個人移位跳棋遊戲在移動過程中有特別的數學規律,又可以很有變化,於是想進一步研究它。

泡水書得救了

九二一大地震時,學校的建築物受損,圖書館的水管破裂,讓圖書館的書成了泡水書,不久後我們看到這些泡水書開始發霉、黏著在一起而且變形,沒有辦法再讓我們閱讀,有一些書就被丟掉了,我們覺得好可惜,所以我們留下幾本泡水書,想找出可以讓泡水書再恢復原狀的方法,於是開始蒐集資料,並請老師指導我們。

白蟻消化的功臣---鞭毛蟲的研究

我們到鄉下去,常常在一些古老的木造建築物上看到它們的樑柱上有許多被白蟻蛀蝕的痕跡,使我們想到像白蟻這麼小的生物如何能把這麼大塊的木頭蛀蝕掉,而它們吃進去的木頭又如何能順利的消化掉,暹實在是一件令人難以想像的事情。記得我們曾在生物課本中學到,白蟻的腸管內有某種鞭毛蟲與其共生,能幫助白蟻來分解織維素。但是對於它們進一步的消化情形尚無法了解。所以我們決定著手於鞭毛蟲的研究,希望能探出一些蛛絲馬跡。

簡易風洞的製作和應用

自從去年十二月十六日突聞美匪建交這則令人義憤填膺的消息後,舉國上下,憤概激昂,掀起了愛國捐獻運動,在全國同胞紛紛踴躍捐輸下籌集了一筆相當可觀的國防建設基金,其中有些人慷慨解囊的表現,真令人感動。在讀了報上這些報導之後,使我們聯想起最根本的救國之道,還是在發展國防科技”因為花費昂貴的代價向別國購買飛彈飛機,終非長遠之計,我國原是優秀民族,國人的智慧才能絕不輸於別人,我們應該可以培育大批的科技人才,而科技人才的培養,需要從小紮下良好的根基,而且本校位置特殊,正處於台南機場航道上,為飛機必經之地,每當飛機飛過時,許多兒童不由自主的舉頭仰望,眼光中流露出十分嚮往的神情,腦海中也許會想:飛機是怎樣起飛的呢?它又怎能這樣自由自在的在天空飛行呢?勞作課上到模型飛機的製作,學生們總是興極盎然,但是做好的飛機無處試飛,又怎麼知道它的性能如何呢?在一次偶然機會裹,由於閱讀一本飛行雜誌,發現航空界先進們以風洞來測量機翼的升力,以致興起製作一簡易風洞的念頭,打算利用團體話動時間來引導對科學活動有興趣的孩子們,去研究這類問題。

游泳池追逐戰

在陶哲軒教你聰明解數學中有一個題目:一個學生在正方形游泳池中央,他的老師(不會游泳)站在游泳池邊的一個角上。老師奔跑的速度是學生游泳速度的三倍,但學生在岸上跑得比老師快,只要學生能到達岸邊尚未被老師追到即算成功逃脫。請問男生能逃脫老師的追逐嗎?(假設兩個人都可以自由移動)。從此題中提出不同的想法,進而去思考不同移動方式與移動距離的關係,並作探討與分析。從在正方形游泳池上的游泳池追逐戰,延伸至在不同的形狀如圓形及正三角形、正五邊形、正六邊形等,並設計與討論不同逃脫路徑中,學生仍能逃脫時老師的速度最大為學生的幾倍。最後推廣到在正多邊形內設計學生逃脫路徑並研究其師生的速度比。

大蒜抗菌物質的研究

研究大蒜所含對細菌、徽菌的抗菌物質,以便加以研究利用。

簡易自動抽水裝置

學校之自動馬達,最初係以浮球式之開關所控制,由於開關置於水塔內部,常因受潮而生故障;後改為電子式之自動控制電路,亦因線路複雜,產生維護上之困難,囚此乃思自研一簡單有效之電路以為應用。

放射毛黴-豆腐乳最佳菌種之研究

本文發現發放射毛黴( Actinomucor elegans)為製豆腐乳之最佳菌種。實驗包括形態、生理及抱子萌芽之生理。在靜態合成毛做培養液( Still synthetic Mucor Solution )中放射毛黴佳長以第 5 天之乾重量最高,孢子形成與發育在快速生長期之末。最宜生長之生理條件為憑度 30oC 酸鹼度7,相對濕度 92 % ( 30oC 時),振盪培養。更進一步在不同溫度,酸鹼度、濕度、孢子濃度、基本餐養物、氮源、乙醇蒸氣、二氧化碳濃度下加以探討孢子萌芽生理,結果顯示放射毛黴孢子萌芽最宜溫度為 30oC、釀鹼度7,相對濕度 92%,孢子萌芽率因孢子濃度增加而減少,最有效刺激孢子萌芽之基本營養物需要葡萄糖、硝酸鹽和磷酸二氫鹽三種混合物,數種供試的氮源以酵母抽取物刺激孢子萌芽最有效,乙醇蒸氣 1 %或 l %以上抱子萌芽即受仰制,大氣中的CO2濃度已足夠孢子萌芽之需,太高或太低濃度反而有害,孢子熱死點測得為55oC。

水滴中的「晶」靈

本研究使用水珠結晶法,以低倍數顯微鏡,快速且容易的觀察到結晶的細部變化。再以加蓋、過濾、重力與音波為變因,探討其對晶體成長的影響。過濾可以去除晶種,使晶體呈現分散式生長的機率高。加蓋蒸發慢,晶體成長慢,容易有高透明度的規則晶體。水珠中過飽和度濃度的高低與均勻,會影響晶面上各點的成長速率。速率不一致,晶面上會出現紋路。高頻率聲波,疏部與密部也會造成晶面旁的濃度時高時低,導致晶體出現不規則。反觀晶型只與離子半徑比有關,離子半徑比0.414~0.732間,會形成立方晶系(正立方體晶體)。但若半徑比越接近0.414,晶體越容易吸水,形成含有結晶水的晶體。半徑比越接近0.732,越容易形成長棒狀的晶體。

探討火山爆發

「火山」爆發的原因,對我是有很大吸引力的一項研究因為在電視上以及報章雜誌上常常提到這個問題,基於好奇心情,引起我的動機,於是我們便向老師請教,經老師指導下,更激勵了我們研究的興起。