全國中小學科展

第52屆--民國101年

芒草‧變裝‧show!-芒草纖維作為造紙新原料的可行性研究

本研究在探討以「芒草」作為造紙新原料的可行性。本研究目的有三:A從芒草紙的外觀、抗張強度、吸水性、透水性等紙張性質,來探討芒草造紙的可行性。B比較芒草纖維紙、闊葉木纖維紙、複合纖維紙的差異性。C探討芒草紙的應用與推廣價值。研究結果發現:a芒草紙與一般紙造紙原料—闊葉樹紙漿,在書寫上並無太大差異。b纖維交織情況會影響紙張的抗張強度、吸水性及透水性。c芒草紙在應用部分,其抗張強度好,適合做紙袋;透水性較差,適合做紙杯墊;在外觀上具有古典美,在強調個別化的時代,可做為藝術材料。由以上結果,我們評估其可行性甚高。因為「芒草」生長季短,且生長速度快,取用它不但對生態無礙,還能為芒草找到新的經濟價值。

視機而動-視覺暫留現象探討

進行科學闖關時,製作一種兩面的小扇,快速轉動後,竟然使兩個畫面結合,我們就開始探討這個特別的視覺暫留現象。本次研究內容有:如何形成動態效果的圖像;什麼情況下可以產生動態的感覺。我們的研究結果是:一、畫面在每秒至少呈現12張時,較能穩定的產生動態變化的感受。二、在三個畫面變換時,畫面主體位置若相距過遠,就無法感受到動態變化的感覺;若主體位置不變,僅改變主體上的局部畫面時,比較容易產生動態變化的感覺。三、更換畫面速度相同時,分解動作的畫面數愈多,愈能看出連續動態的感覺。四、視覺暫留是一種主觀的感受,有時感覺會因人而異。五、馬達轉速過快時,無法使用肉眼算出轉速,可利用錄製聲音的方式計算速度。

好酒不見~水果酒釀造之研究與應用

本次的研究目的是想要發現影響釀造蘋果酒的因素,結果發現加冰糖比例在25%時最佳,並且要以密封的方式,還要再加定量的酵母菌及營養劑以及適宜的溫度,才能得到理想的釀造過程與環境,使得酵母菌發酵力、發酵速率與產酒率及風味得到最好的結果。接下來再比較不同品種蘋果以及蘋果酒與其他三種水果酒的釀造結果的差異。最後在探討水果酒的日常生活應用時,發現水果酒除了飲用之外,還可以做成水果酒面膜,來增加臉上皮膚的保濕度,也可以做成水果酒肥皂來給小朋友們洗手,來對抗細菌及黴菌,更可以做成水果酒電池來代替一般市售的乾電池,成為最環保的新能源。所以小小的酵母菌對於人類真的是有莫大的幫助及貢獻。

揪出「小三」

「為什麼每次剩下的都是撲克牌三呢?」本研究是因為看到爺爺玩的一個撲克牌遊戲,遊戲最後竟然都會剩下「3」。因此我們決定以此為題目,來探討其中的奧祕。首先,我們先按照遊戲原本的方式去進行遊戲,為了更容易去破解其中數字的祕密,我們進行簡化問題,改良遊戲的方式,再分析成功牌組的組合和機率。接著,我們利用數學方程式證明,也利用這樣的方式,成功破解出其他尾數玩法的祕密!透過研究的結果,我們知道尾數八的遊戲會揪出「6」,尾數七揪出「9」,尾數六揪出「2」,尾數五揪出「5」,尾數四揪出「8」,尾數三揪出「1」,尾數二揪出「4」,尾數一揪出「7」。故以後遊戲也可以利用別的尾數來進行遊戲。

萍水相逢-生物磁顆粒吸附重金屬效能探討

入侵外來種的擴張及生物廢棄物汙染一直是重要環境議題,本實驗探討大萍及人厭槐葉萍兩入侵外來種對水域二價銅重金屬的移除效能,並利用甲殼類生物廢棄物裂解產生的幾丁聚醣來吸附銅離子,透過嵌合磁性氧化鐵製成水相磁顆粒,測試其銅離子移除率,希望建構快速並且可回收重金屬且高效能的生物淨水系統。研究發現繁殖力強體積小的人厭槐葉萍對銅的移除可以在十二天內達到近70%,而水相磁顆粒吸附條件試驗顯示4%幾丁聚醣在pH6條件下,可以在短短6小時吸收70%的二價銅,並且可在pH1強酸下脫附二價銅,未來希望能『萍水相逢』,把入侵種和磁顆粒效用結合用於重金屬污染的環境復育,在污染源頭進行重金屬攔截並回收再利用。

蟲來?門都沒有!

經由對米蟲進行習性探討,我們發現米蟲對於米種並沒有特殊偏好,對於色紙、部分色光有反應,只是差異並不明顯,但是米蟲有明顯的趨黑避光行為,會遠離咖啡渣和蒜頭的氣味。利用研究資料,我們歸納出不與米蟲共存的方法為:(1)防蟲從買米開始,要買適合一個月內能食用完畢的米量,留意包裝袋內是否有碎米的粉末。(2)能以太陽的光熱驅除米蟲。(3)利用米蟲受驚嚇後往上爬的行為,在米箱中插入木棍集蟲。(4)善用米蟲的趨黑特性,以黑色濾棉收集米蟲後移除。(5)能以咖啡渣、蒜頭的氣味驅除米蟲。最後結合這些有效的驅蟲方式,製做出可輕鬆更換驅蟲材料的米箱,達到環保、省錢、省時又便利,隨時可驅蟲的目的。

大地主分土地-將正方形切割為四個全等的圖形之方法

要將正方形切割成四個全等圖形,一般最直接的方式為「全是橫向切割」,或「全為縱向切割」,或「中間十字形的切割」,如:。本研究以小學三、四年級所學「面積」概念為基礎,再積極找出將正方形切割為四個全等圖形的其他切割方法,進而求出規律。首先,我們用「切半法」將原正方形分為左右兩半,將左半邊分割成全等的二個圖形後,再複製到右半邊,如此可得到四個等分且全等的圖形。其次,我們發現「回字形分割法」,由中心向外切割成數層,做排列組合,扣除同構的圖形後,和「切半法」做比對,再扣除相同圖形,可得窮盡的結果。此外,我們更簡化出「火車法」,找出部分規律,可推算將邊長為n單位的正方形做四等份切割的方法數。

有(氧)運動-製造氧氣初探

在五上的自然與生活科技課程中,我們發現不是只有胡蘿蔔才能與雙氧水產生氧氣,運用學校營養午餐剩餘的水果果皮─香蕉皮、橘子皮,也能與雙氧水發生作用,製造出使用線香檢驗時有明顯助燃效果的足夠氧氣。秉持著不浪費的精神,我們收集了校園植物的葉子,發現多數都能與雙氧水作用,製造氧氣,其中以咸豐草的效果最好,生長位置低矮,學生易取得;30%的雙氧水50cc與1克的咸豐草就可以產生足夠的氧氣,線香檢驗有助燃效果。值得注意的是:不同採集地點的葉子,會影響氧氣製造量的多寡,所以建議選擇日照時間長的植物的葉子,作為雙氧水的製氧催化物。

踩著波浪舞步的千足蟲-磚紅厚甲馬陸

一年一世代的磚紅厚甲馬陸,每年10~12月是它的繁殖交配旺盛期,在校園各角落都能看到行色匆匆急著找伴的成蟲。屬節肢動物門倍足綱厚甲馬陸科的磚紅厚甲馬陸,在幼年期共會蛻6次長至成蟲;每蛻一次皮身體會長出7節每節有2對腳。多數時間磚紅厚甲馬陸都生活在土壤裡層,消化枯葉腐木成有機質,並讓大土塊變小鬆軟土壤,只在繁殖交配期會出現土壤表層。身體兩側分泌出的酸性驅避液會造成灼傷動物皮膚,驅除螞蟻。

數形合一

這份研究是關於一個「數形合一」的問題,研究的主要目的是找出同時具有兩種圖形數身分以上的數(我稱之為多重數)。主要是研究多重多角數、雙重中心多角數和探討同時具有多角數和中心多角數身分的數,研究這些多重圖形數並尋找即使手算也可快速算出的辦法。