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102 年 蘭縣自 資優方 成果冊
年宜蘭 自然資 方案成 冊

主辦:
:宜蘭縣
縣政府
承 辦: 復 興 國 中
協辦 興國中教
辦:復興
教育基金
金會
日期:10 年 4 月~~
日
02
~102 年 11 月

0
目錄:
1、 我們的邀請與程序----------------

2

2、 我们的學習歷程------------------

5

3、 回顧這一年----------------------

8

4、 不一樣的資優方案-------...
我們 邀請
我們的邀請與程序

2
3
4
我們的學習歷程

5
這是我們在這一年中上的課、探索的地點和做的研究:

6
7
回顧這一年

8
宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-科學營隊
美好的回憶無法抹去,讓我們來回想那三天兩夜的珍貴回憶。
在科博館中,我們穿梭於史前巨獸的遺骸中
在學友之家,我們探索顯微鏡下為微妙的世界
在發表會中,我們與各方好手互相切磋
在香山濕地,我...
很 高 興 自 己 沒 錯 過 這 次 活 動,希 望 未 來 能 再 有 機 會 參 與 這 樣 的 旅 行 (既 有 知 識,又 有 小 小 放 鬆 )。
---浩 瑜
參 加 了 三 天 的 旅 程 後 , 我 學 到 了 人 際 相 處...
宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-北投參訪
在交通便利的時代,大台北地區人人搭捷運,這時捷運的安全就顯得十分重要,
我們來到遠離都市塵囂的北投,自行規畫一趟獨特的旅程。

博物館太多東西可以寫了,光古色古香的建築我就可以描述很久了-...
宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-上課囉
還記得嗎?
和組員一起努力的設計實驗、完成實驗,分秒必爭的時光
聽學長姐的指導,自己動手完成實驗的日子
老師在台上認真講解,自己在下面認真抄筆記的手
自己的報告終於完成的那一刻那超高興的心情...
不一樣的資優方案

13
自 95 年起,
「宜蘭縣自然科學資優方案」已有 5 屆、150 個學生結業了!「宜
蘭縣自然科學資優方案」不是升學保證班,她是以「科學探究能力」的提升為
主要目標的課程。她也和一般「短期、營隊集訓式」的資優方案不同,我們每
一期都是以 8 到...
15
專題研究精華集

16
17
花生甚麼事‐‐‐是裂還是解
一.研究動機:
我們在網路上發現甘蔗和花生一起吃會使甘蔗渣變少甚至完全消失。而且花蓮有一間百年甘蔗店,他們的
推薦吃法就是甘蔗和花生一起吃。爾後,我們發現甘蔗和花生一起吃真的會使消失,為了方便解釋,我們用
「裂解」這...
水滴的奧秘—水滴掉落之形狀探討
摘要
生活中有許多大大小小不同的水滴無時無刻掉在地面上而產生許多不同的形狀,而本實驗運用電腦軟體分係掉落在地
的水滴,近一步研究告度對水滴產生的影響,並推論出其趨勢。

研究過程:
一:前置實驗
目的:檢測隨著時...
土壤的結構對熱傳導特性的影響
摘要
此實驗為增進地熱法(地溫法)之效益,所以嘗試以土壤物理特性(夯實度、
孔隙度、土壤粒徑及含水量),來探討此些因素對土壤熱導率的影響。另外,
實 測 部 分 則 以 不 同 地 域 的 相 同 氣 溫 相 同 ...
植物捲鬚型態探討
摘要
本實驗是在研究植物捲曲的彈性及類型,我們實驗的植物有百香果,絲瓜,龍鬚菜,南瓜。根
據我們的實驗結果發現:
一、所有的捲鬚植物如果沒有給其攀附用的物體,其不會捲曲。
二、根據我們的實驗結果,我們發現捲鬚植物如果有攀附在其...
102宜蘭縣資優方案成果發表-第六組-「吸」管
-水的表面張力與附著力之探討
一、摘要
輕微重量是很很不容易測量的,但是可能可以利用水面的變化來測量,而水面的的角度與物體表面和物體與
水面的角度有關。
二、研究動機
我們在參加自然資優方案後,製...
聽來聽去
摘要
1.本實驗室為探討傳聲筒之杯口大小及傳聲線材質等以上兩種變因對傳聲效率及音量的影響。
2.影響傳聲音量的因素有很多,第一個實驗是要研究各種不同口徑杯子對原始音量(節拍器 約70db)所造成的
影響。
3.傳聲線材質對音量也有影響...
暈船噩夢~破解
研究員:楊承晧,吳承穎.丁家立

壹.摘要
透過模擬船隻行進時的狀況,改變不同的條件,改善船隻行駛時所造成的搖晃,減少暈船事件一再發生。

貳.研究動機
小時候,我們最害怕的事情,莫過於搭船了,不僅是嘎嘎作響的引擎聲,還有暈船所...
102宜蘭縣資優方案「蚯蚓的趨性」成果發表會
(作者:陳雋.黃禹文.錢柏翰指導老師:岩忠永老師)

摘要:探討蚯蚓對於生活環境常見物理因子的反應(趨性),找出蚯蚓趨性在不同因素改變下所出現的情況。

1.對地球引力的趨性:蚯蚓具有趨地性,在潮濕...
會打結的液柱

動機
有一天,我在洗手時發現小
水柱撞擊在手上時,出現了
一條一條的紋路,我就感到
很好奇,想了解紋路是在什
麼樣的條件下出現的。
於是我們有了以下的實驗

實驗過程(略)
1.將水柱調整至定量
2.把不同撞擊物放置於水柱下
3...
學習成果與心得

27
第一組學習成果與心得:
題目

高音符絲鱉甲蝸牛的行為探討

作者

吳昀荍、林如軒、林誼雯

指導老師

吳月玲老師

半年的時間,一轉眼便過去了,馬上就是成果發表會的日子,實驗過程中,縱然處處碰壁,
但我們還是努力地將實驗完成,完成我們難忘...
高音符絲鱉甲蝸牛
學名:Macrochlamyshippocastaneum
柄眼目絲鱉甲蝸牛科 Macrochlamys 的一種
在台灣為外來種
可能原生分布於印度。
常發現於公園、菜園、郊區荒地,以植物葉和嫩芽為食,因此是一種農業害蟲。

...
黑白
黑
壓克
壓
力板
力
黏於
黏
紙箱
紙
上

木棍
以30
度角
放置
於紙
箱中
央

蝸牛
蝸
放置
放
在木
在
棍中
棍
間

記錄
爬行
時間
及速
率

爬行
行時間:
蝸牛
蝸

上白下白
上

上白下黑
黑

上黑下
...
第一次

往上

2分4 秒
45

第二次

往上

3分0 秒
00

第三次

往下

超過 5 分 00 秒

第四次

往上

3分4 秒
40

第五次

往下 1cm 後往上
後

2分5 秒
50

實驗
驗一-2
實驗
驗流程...
到最高點時間

1 分 15 秒

1 分 20 秒

1 分 10 秒

向下時間

2 分 21 秒

3 分 15 秒

2 分 00 秒

5min 停留點

A4.5

A1

B3

蝸牛 3:
第一次

第二次

第三次

方向
...
實驗一

實驗二

實驗三

方向

向上

向上

向上

途徑

原點→A5

原點→A4

原點→A3.5

到 A1 時間

7秒

8秒

9秒

到 A2 時間

18 秒

23 秒

27 秒

到 A3 時間

31 秒

1...
• 鋁箔
箔包剖半
‧四個
個中的兩個
個鋁箔包的
的蓋子剪開
開,其餘留
留下
‧將地
地瓜葉分別
別放入一個
個有蓋子和
和一個沒蓋
蓋子的盒子
‧將四
四個盒子放
放在蝸牛出
出沒地一個
個晚上,記
記錄其數據

伍、研究
究結果與
與討...
第二組
組學習成 與心得:
成果與
題目

花生什麼
麼事

作者

林晨煦、
、陶書泓、吳
吳賀安

指導老師

吳月鈴老
老師、黃立宇
宇老師

這次是我
我第二次參
參加資優方案
案,跟去年不一樣的是
是,今年我當
當了學姐,除
除了自己...
摘要
我們在網路上發現甘蔗和花生一起吃會使甘蔗渣「裂解」掉,我們想探討哪些因素使甘蔗
渣
「裂解」 以及裂解後的產物有甚麼。我們發現以研磨方式不同來看,結果為 D
(加砂和油)
>A(只加油)=E(只加芝麻)>B(只加花生)>F(無任何添加)>...
(一)現象觀
觀察:
我們分別食
食用甘蔗、甘蔗與花生
生的組合,小組成員都
都有甘蔗渣
渣在口中逐漸
漸減少,彷
彷彿變細消
失的感覺。
 前置實
實驗一:
我們改用研
研缽與杵取
取代口腔咀嚼
嚼,透過檢
檢測甘蔗渣反
反應後乾重
重初步...
(3)將包好
好的渣放入水
水中(水 600ml+5 滴沙
沙拉脫)浸泡 10 分鐘(把
泡
把渣中的油
油去除)
(4)將甘蔗
蔗渣從包中取
取出。
(5)在水龍
龍頭下沖水 10 秒(把渣
渣中的小顆粒
粒物質排除
除)
(6)放入烤 90...
(五)研究目的四:分析甘蔗渣纖維裂解的產物。
實驗四:分析甘蔗渣纖維裂解的產物
(澱粉測定)
1 、將甘蔗渣 A~F 分別放到試管中,加入清水 50ml
2 、浸泡十分鐘後把甘蔗渣拿起
3 、取 5ml 的甘蔗渣水,加入 3ml 的碘液
4 、...
前置實驗討論
(一)顆粒對裂解的影響
1、F 組(純甘蔗渣)裂解效果為(-19%)
,
C 組(只加砂子)的裂解效果為(-14%)
。
2、C 組的裂解效果比 F 組(空白組)還差,可能
是加砂子反而影響甘蔗渣和研缽的接觸面積,所以被磨損的機會...
實驗三

顏色比較:
澱粉測定
黃褐色

黃褐色

黃褐色

黃褐色

黃褐色

黃褐色

葡萄糖測定

橘
土色
淺黃
淡橘
土黃
淺綠
實驗 3 討論
1、碘液測定中各組都沒有反應,證明甘蔗渣不會裂解成澱粉
2、葡萄糖測定中 A 組和 D ...
第三組學習成果與心得:
題目

水滴掉落的探討

作者

林亮昕、游淳仁、曾浩瑜

指導老師
張揮鈺老師
在資優方案中,我遇到了許多喜歡科學的同志,在別人(同學)眼中,這簡直是一個怪人
聚集地!但,在這裡,沒有人管外界的評論,我們都熱愛科學,既...
摘要
生活中有許多大大小小不同的水滴無時無刻掉在地面上而產生許多不同的形狀,而本實驗運
用電腦軟體分係掉落在地的水滴,近一步研究告度對水滴產生的影響,並推論出其趨勢。

壹:研究動機
當與滴落在地上時會產生不同的形狀,我們想要暸解不同高度會造成...
2 分別滴一滴在白色影印紙與咖啡色的紙上(白色吸水力為咖啡
色的 4/5)並記錄其直徑和溅距
四:不同水滴大小與其轉折點(實驗後推測原因為終端速度)的關係
目的:不同水滴大小與其轉折點的關係和推論
實驗步驟:
1 用針筒吸取一滴水滴(大小為 0...
濺距將不再變大,也就是產生了一個轉折點,基於這點,我們推測大概就是所謂的終端速度,
指的是 90 公分之後水滴將不再做加速度動而做等速度運動,但是由於今天我們的實驗是滴在
紙上,我們的紙可能會因撞擊力道不同而瞬間吸水性不同,於是我們就做實三,檢...
柒:結論
1 一個
個水滴大小
小不可能隨著
著高度永無
無止盡的大下
下去,會有
有一個極限(
(終端速度)
)
2 一個
個水滴在轉
轉折點(終端
端速度)之前
前回隨著高度
度愈高而呈
呈線性趨勢
3 不同
同水滴大小
小有不同的轉
轉折...
第四組學習成果與心得:
題目

土壤結構對熱傳導特性的影響

作者

陳佑昕、王文晉、陳昶瑞

指導老師

張揮鈺老師

這次活動我心裡的激動,主要來自實驗中發生沒有預期到的結果,所引發的興奮。我比較
屬於最後一項,比如說實驗中我沒有預期的是在...
摘要
此實驗為增進地熱法之效益,所以嘗試以土壤物理特性(夯實度、孔隙度、土壤粒徑及含
水量),來探討此些因素對土壤熱導率的影響。另外,實測部分則以不同地域的相同氣溫相
同深度作比較(實際測量以地面以下 20、40、60cm,地表淺層的溫度來做探...
溫度與熱敏電阻
溫
阻阻值對照表

阻值(
(單位:
ohm
m)
100
80
60
40

16

19

22

25

28

31

34

37

40

20
0
溫度
度

2.為了避免
免放置熱敏
敏電阻而影響
響土壤結構
構...
(三)九月
月二十九號
號的土溫與時
時間關係
方法:見(一)測
測量方法
當日降雨量 0mm、紫外
當
量
外線指數 10
0(資料來源
源中央氣象
象局,僅作參
參考用)
測量結
結果:

二、透過改
改變土壤物
物理性質,得
得知不同情
...
(三)改變
變土壤的夯
夯實度,求取
取夯實對熱
熱導率的變化
化
1.方法:
(1)測量土
土壤的緊實程
程度,並測
測量不同緊實
實程度的土
土壤的單位時
時間內溫度
度變化

(2)藉由熱
熱導率公式

可計算出
出土壤緊密
密的傳熱關係...
伍、討論
(一)實驗一中的測量當天雨量蒸發率等等可能影響,不過這未必會影響的地下 60cm 處,在
實驗前置作業鑿洞中發現,就算是當日降雨機率為零,地下 30~60 公分處仍然是潮濕的,而
三十公分以上黏性、附著性就較低。
本實驗特選測量實驗中...
傳熱差別。此實驗主
主要是比較土
土壤膠結,對傳熱特性
性的影響。不過他同時
時會影響到
到孔隙度,
要是不考慮
慮膠結作用
用,實驗中的
的孔隙度差
差極大。
在一般
般以重物壓實
實的情況下
下,幾乎不能
能將其夯實
實度做到沉澱
澱後的效...
第五組學習成果與心得:
題目

研究植物的捲曲

作者

蔣汶儒、吳洛衣、張洸銘

指導老師

吳月鈴老師

才短短的幾個月,就來到了最後幾天.經過了許多次的段考和不多次的實驗之下,我
終於有了自己專屬的報告.雖然過程好像沒有很艱辛,但是我們這...
摘要
本實驗是在研究植物捲曲的彈性及類型,我們實驗的植物有百香果,絲瓜,龍鬚菜,南瓜。
根據我們的實驗結果發現:
一、 所有的捲鬚植物如果沒有給其攀附用的物體,其不會捲曲。
二、 根據我們的實驗結果,我們發現捲鬚植物如果有攀附在其他的物體上,捲...
(二) 捲鬚伸長量和彈性探討
實驗一:伸長量與彈性的比較
1. 先將植物捲曲的莖黏在木架上,並將莖的末端綁在不同重量(10g, 50g, 80g, 100g)的黏
土上
2. 等待十分鐘
3. 拍照並詳細記錄伸長量在木架後方方格紙上
(並由實驗...
8.7

9.3

8.7

12.8

8.7

13.3

8.7

17.3

我們發現 80(g)以後的變化不大,所以我們認為 80(g)以後已達到最大伸長量
百香果
10(g) 原 6.1

6

9.5

6.7

6.8

後

...
實驗二:有無轉折的彈性度比較
1. 使用百香果來做實驗
2. 同樣掛在木架上,將莖的末端綁在 50(g)
3. 拍照並詳細記錄伸長量在木架後方方格紙上
有轉

掛重物後

瞬間

10 分後

3

7

4

3.5

3

11

6

5...
2.但是彈簧經過拉扯後無法還原

3.我們就試著使用鐵絲來實驗,但又發現他太大了,難以使用
4.目前我們還在討論還能用哪些東西可以運用如果有新的想法,請跟我們說

伍、討論
1.我們需要改進的地方有
(1.)還要再多一點數據
(2.)花多一點時...
第六組學習成果與心得:
題目

「吸」管

作者

黃俊郝、覃俊傑、陳憲柏

指導老師

陳信璁老師

一轉眼,就到了成果發表的那天,一想到剛開始的那天,心中就有無限的感慨,我也從一
個無知的小孩,成長為少年了。
剛開始的課程十分有趣,尤其是去...
一、摘要
輕微重量是很很不容易測量的,但是可能可以利用水面的變化來測量,而水面的的角度與物
體表面和物體與水面的角度有關。

二、研究動機
我們在參加自然資優方案後,製作專題報告時,一開始選的題目發現行不通時,想到
了如果能有測量微小重量的方式...
(2)將保麗龍利用其他裝置輔助與水面垂直放置
(3)用雷射光筆照射保麗龍邊緣(事先貼上了塑膠片,以保持表面的光滑平整),觀察光點位置
並記錄
(4)利用砂紙貼在保麗龍上改變表面的平整
(5)重複實驗(3)
實驗二示意圖↓(圖二)

實驗三
(2...
2.吸管的邊緣會擋到下方最突起的水面(箭頭處),導致光線無法明顯彎曲,因此之後的實驗
裝置改為與水面垂直。(圖四)
3.經由此次實驗,我們發現水面會因水面是彎曲的,而使光線分散成許多小點組成線。(圖五)
4.因為光線有可能無法明顯彎曲,因此我們...
1. 角度愈小,水面愈不斜。
討論:
1.角度愈小,水面會比較平整也比較長,但是水面比較不斜,因此光線重疊較多,長度也較
短。

七、結論
1.表面的粗糙度會影響水面,同時表面越細小,水的高度愈高。
2.角度的變化會影響水面,角度愈小,水面愈不...
第七組學習成果與心得:
題目

傳聲筒

作者

龔聖勛、陳立恆、莊登富

指導老師

黃立宇老師

轉眼間,發表會就即將到來,為了這場盛宴,為了拿出最好報告,拿出最大的努力,但這些
可不是光靠臨時抱佛腳就能完成。回想一下,剛開始因為是外校的學...
傳聲筒
摘要
本實驗室為探討傳聲筒之杯口大小及傳聲線材質等以上兩種變因對傳聲效率及音量的影響。
一、影響傳聲音量的因素有很多,第一個實驗是要研究各種不同口徑杯子對
原始音量(節拍器 約 70db)所造成的影響。
二、傳聲線材質對音量也有影響。各...
(1)圖(一)---不同大小之杯子
(2)圖(二)---不同線對同一種杯子

圖(一)

圖(二)
二、數據分析
(一)面積一定時對於不同高之分貝的變化
1.共 5 組樣本,原始記錄於(附圖一)
2.分析後的圖表如下:

67
分貝(面積49)
60

y = 1.7x + 40.7

60
分貝

分貝

分貝(面積64)

y = 1.9x + 35.5

55
50

55
50

45

0
0

5

10

5

15

分貝(面積100)

y = 2x...
分貝(高9)

分貝(高10)

100
50
0

分貝

分貝

y = 0.138x + 39.74

0

50

100

y = 0.111x + 44.56

60
55
50
45
0

150

分貝(高11)
分貝

y =...
杯子和線段分離,也造成了洞口的擴大,我們並沒有採取此數據。
六、因為擔心天氣的溫度和溼度對於線斷吸收聲音了影響,所以我將所有的實驗在同一天內
完成。
七、有一些過於極端的數據,例如測量後的分貝小於背景分貝……等,我們並沒有將其數據
做為圖表並予...
第八組學習成果與心得:
題目

暈船惡夢~破解

作者

楊承晧,吳承穎,丁家立

指導老師

陳信璁老師

在這半年中,我們學到了許多探究科學的方法,雖然研究的過程很艱辛,不過這真的是個很特
別的經驗。
剛開始做實驗時,我們碰到了許多困難,比...
壹.摘要
透過模擬船隻行進時的狀況,改變不同的條件,改善船隻行駛時所造成的搖晃,減少暈船事件
一再發生。

貳.研究動機
小時候,我們最害怕的事情,莫過於搭船了,不僅是嘎嘎作響的引擎聲,還有暈船所帶來的嘔吐
症狀,所以,我們便想到可以想辦法改善...
一.小水桶二.正方形底保麗龍球三.錐形底保麗龍球

實驗二:拿兩個一樣的寶麗龍球,在下面黏上兩塊形狀不同的黏土,一組為圓錐形,一組為正方
體,分別把兩組放進水中,測量搖晃後,物體距離原點的距離。
結果如下

正方形底保麗龍球
錐形底保麗龍球
距...
1.寶特瓶

2.氣囊

比較結果

裝載氣囊

未裝氣囊

實驗 3 結果
小氣囊:
漂離原點的距離,較前者短
原因:大面積的氣囊使整個船身在晃動時增加接觸水面的面積,並使船身搖晃程度降低。

結論
船底延伸較深的船,重心較穩。
船底綁重物對...
第九組學習成果與心得:
題目

蚯蚓的趨性

作者

陳雋、黃禹文、錢柏翰

指導老師

岩忠永老師

時間飛逝,轉眼間,成果發表會的日子不遠了。回想剛進資優營,我們都是第一次碰觸這
類的營隊,所有大小實驗都要老師從旁協助、指導,到現在我們都已...
102成果冊完成搞
102成果冊完成搞
102成果冊完成搞
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102成果冊完成搞

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102成果冊完成搞

  1. 1. 102 年 蘭縣自 資優方 成果冊 年宜蘭 自然資 方案成 冊 主辦: :宜蘭縣 縣政府 承 辦: 復 興 國 中 協辦 興國中教 辦:復興 教育基金 金會 日期:10 年 4 月~~ 日 02 ~102 年 11 月 0
  2. 2. 目錄: 1、 我們的邀請與程序---------------- 2 2、 我们的學習歷程------------------ 5 3、 回顧這一年---------------------- 8 4、 不一樣的資優方案---------------- 13 5、 專題研究精華集------------------ 16 6、 學習成果與心得------------------ 27 7、 教師團隊的話-------------------- 90 8、 筆記欄 ------------------------- 94 1
  3. 3. 我們 邀請 我們的邀請與程序 2
  4. 4. 3
  5. 5. 4
  6. 6. 我們的學習歷程 5
  7. 7. 這是我們在這一年中上的課、探索的地點和做的研究: 6
  8. 8. 7
  9. 9. 回顧這一年 8
  10. 10. 宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-科學營隊 美好的回憶無法抹去,讓我們來回想那三天兩夜的珍貴回憶。 在科博館中,我們穿梭於史前巨獸的遺骸中 在學友之家,我們探索顯微鏡下為微妙的世界 在發表會中,我們與各方好手互相切磋 在香山濕地,我們與招潮蟹玩捉迷藏 9
  11. 11. 很 高 興 自 己 沒 錯 過 這 次 活 動,希 望 未 來 能 再 有 機 會 參 與 這 樣 的 旅 行 (既 有 知 識,又 有 小 小 放 鬆 )。 ---浩 瑜 參 加 了 三 天 的 旅 程 後 , 我 學 到 了 人 際 相 處 的 一 些 秘 訣 ---宜 昀 參 加 三 天 兩 夜 的 科 博 活 動 , 我 從 中 學 到 很 多 有 關 科 學 的 理 念 ---昶 瑞 隔 天 我 看 到 了 大 家 做 的 科 學 人 雜 誌 ,真 的 都 好 有 創 意 !---憲 柏 這 次 出 遊 的 種 種 都 讓 我 印 象 深 刻 , 希 望 能 再 來 一 次 。 ---柏 任 10
  12. 12. 宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-北投參訪 在交通便利的時代,大台北地區人人搭捷運,這時捷運的安全就顯得十分重要, 我們來到遠離都市塵囂的北投,自行規畫一趟獨特的旅程。 博物館太多東西可以寫了,光古色古香的建築我就可以描述很久了---洛衣 良好的讀書環境、體貼讀者的想法,對愛讀書的人來講還真是一大仙境 ---賀安 這次北投之旅,很有趣(也很「人文」。---佑昕 ) 11
  13. 13. 宜蘭縣 102 年度自然科學資賦優異教育方案-上課囉 還記得嗎? 和組員一起努力的設計實驗、完成實驗,分秒必爭的時光 聽學長姐的指導,自己動手完成實驗的日子 老師在台上認真講解,自己在下面認真抄筆記的手 自己的報告終於完成的那一刻那超高興的心情 12
  14. 14. 不一樣的資優方案 13
  15. 15. 自 95 年起, 「宜蘭縣自然科學資優方案」已有 5 屆、150 個學生結業了!「宜 蘭縣自然科學資優方案」不是升學保證班,她是以「科學探究能力」的提升為 主要目標的課程。她也和一般「短期、營隊集訓式」的資優方案不同,我們每 一期都是以 8 到 12 個月的時間,長期陪著孩子探索自然科學的奧秘!讓我們一 起來認識這個不一樣的資優方案吧! 14
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  17. 17. 專題研究精華集 16
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  19. 19. 花生甚麼事‐‐‐是裂還是解 一.研究動機: 我們在網路上發現甘蔗和花生一起吃會使甘蔗渣變少甚至完全消失。而且花蓮有一間百年甘蔗店,他們的 推薦吃法就是甘蔗和花生一起吃。爾後,我們發現甘蔗和花生一起吃真的會使消失,為了方便解釋,我們用 「裂解」這個名詞來作為甘蔗渣消失的現象。因此,我們想探討哪些因素使甘蔗渣「裂解」(裂:纖維變小, 物理變化;解:纖維變質,化學變化)。 二.研究目的: 1.探討花生協助甘蔗渣裂解的原因。 3.探討唾液中的酵素是否會影響裂解的效果 5. 探討纖維裂解的結果應用在能源開發及糧食取得的可能性 2.分析甘蔗渣纖維裂解的產物。 4.探討不同纖維的裂解現象。 三.研究過程與方法: 去油 四.結果 0g 0.2g 35g 4.1g 14.4g 24.7g 34.6g 0.9g 0.6g 0.3g 0.4g 12.4g 重量差 25g 12.7g 11.302g 15g 不加唾液 研磨後 (5次平均) 5g 差 12.7g 30g 後重 研磨前重 20g 原重 加唾液 10g 1.1g 五.結論 1.在不同的研磨方法中,油加沙的效果研磨效果最好 2.不同纖維來比較,纖維較細的芒草裂解後效果最好 3.研磨效果會影響產生的葡萄糖含量。 4.加唾液會影響研磨效果。 6.沙子對裂解並無影響 7.芝麻也能產生裂解。 18
  20. 20. 水滴的奧秘—水滴掉落之形狀探討 摘要 生活中有許多大大小小不同的水滴無時無刻掉在地面上而產生許多不同的形狀,而本實驗運用電腦軟體分係掉落在地 的水滴,近一步研究告度對水滴產生的影響,並推論出其趨勢。 研究過程: 一:前置實驗 目的:檢測隨著時間來愈長,毛細現象是否會造成掉落在紙上的水滴越來越大 實驗步驟: 1用針筒吸取一滴水滴(大小為0.1*0.1*3.14*0.5的圓柱體) 2從高度70公分滴落 3比較馬上量、一分鐘後量、四分鐘後量,是否有變化 二:高度對水滴的影響 目的:高度對水滴的影響極其趨勢 實驗步驟: 1用針筒吸取一滴水滴(大小為0.1*0.1*3.14*0.5的圓柱體) 2從10~200公分每10公分滴三次並記錄其直徑和? 距 三:瞬間吸水性的影響 目的:瞬間吸水性是否對水滴大小有影響 實驗步驟: 1用針筒吸取水滴大小為0.1*0.1*3.14*0.5的圓柱體 2分別滴一滴在白色影印紙與咖啡色的紙上(白色吸水力為咖啡色的4/5)並記錄其直徑和? 距 四:不同水滴大小與其轉折點(實驗後推測原因為終端速度)的關係 目的:不同水滴大小與其轉折點的關係和推論 實驗步驟: 1用針筒吸取一滴水滴(大小為0.1cm*0.1cm*3.14*0.5cm的圓柱體) 2從10~200公分每10公分滴三次並記錄其直徑和? 距 3將水滴大小換成0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm的圓柱體,並重複步驟1~2 4將水滴大小換成0.125 cm^3並重複步驟1~2 研究結果 一:前置實驗 經過實驗後,三者時間(馬上量、一分鐘後量、四分鐘後量)的直徑大小皆為1.8cm,於是在之後的實驗,直接忽 略毛細現象對水滴的影響。 二:高度對水滴的影響 以下為水滴(大小為0.1*0.1*3.14*0.5的圓柱體)與高度的影響圖:這兩張圖最高只到130公分因為之後水滴直徑 大小都幾乎相同) 水 滴 濺 距 (大 小 為 0 .1 * 0.1* 3 .1 4 *0 .5 的 圓 柱 體 )與 高 度 關 係 圖 2 濺 距 大 小 m) (c 直 徑 大 小m) (c 水 滴 直 徑 ( 大 小 為 0 .1 * 0 . 1 * 3 .1 4 * 0 .5 的 圓 柱 體 )與 高 度 關 係 圖 1 .5 1 0 .5 0 0 20 40 60 80 10 0 1 20 0 .2 5 0 .2 0 .1 5 0 .1 0 .0 5 0 0 1 40 50 100 15 0 高 度 (c m ) 高 度 ( cm ) 根據上方兩張圖我們發現高度對水滴形狀影響甚大,而直徑與濺距的趨勢接近相同,更重要的是,我們發現了水低高 度在90公分以前有線性趨勢,但高度到了90公分之後直徑與濺距將不再變大,也就是產生了一個轉折點,基於這點, 我們推測大概就是所謂的終端速度,指的是90公分之後水滴將不再做加速度動而做等速度運動,但是由於今天我們的 實驗是滴在紙上,我們的紙可能會因撞擊力道不同而瞬間吸水性不同,於是我們就做實三,檢測瞬間吸水性對於水滴 大小會不會有影響 三:瞬間吸水性的影響經實驗後我們發現兩種紙的水滴直徑大小皆為1.8公分,於是我們就推測轉折點的產生主要就 是終端速度的影響四:不同水滴大小與其轉折點(推測原因為終端速度)的關係以下為不同水滴大小與高度的影響圖: (這兩張圖只紀錄關鍵的變化,指的是這三種水滴到後來直徑大都不再變化)(水滴大小0.125 cm^3:藍線, 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm: 紅線,0.1cm*0.1cm*3.14*0.5cm:綠線) 0 .5 3 0 .4 高度 (cm) 直 徑大 小 (cm) 4 不 同 水 滴 濺 距 大 小 與 其 轉 折 點 (推 測 為 終 端 速 度 )的 關 係 不 同 水滴 直 徑 大 小 與其 轉 折 點 (推 測 為 終端 速 度 )的 關 係 2 1 0 .3 0 .2 0 .1 0 0 50 100 1 50 0 20 0 0 高 度(c m) 5 10 15 20 濺 距 大 小 (c m ) 根據上方兩張圖我們幾乎能肯定轉額點是因為終端速度而形成的,因為水滴越大終端速度達成的點也越高,上方兩張 圖也是如此,0.125 cm^3(最大)的終端速度約為110cm, 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm(中) 的終端速度約100cm, 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm(最小) 的終端速度約90cm 結論 1一個水滴大小不可能隨著高度永無止盡的大下去,會有一個極限(終端速度) 2一個水滴在轉折點之前回隨著高度愈高而呈線性趨勢 3不同水滴大小有不同的轉折點,水滴愈大轉折點就愈高 討論 這次的實驗結論僅是推測,還無法用更有利的證據去證明轉折點就是終端速度造成的,也有可能還有別的因素, 如果要有力的證據,應該是以攝影機去真正算加速度等於零,但在此僅是功一個有利的假設罷了。 19
  21. 21. 土壤的結構對熱傳導特性的影響 摘要 此實驗為增進地熱法(地溫法)之效益,所以嘗試以土壤物理特性(夯實度、 孔隙度、土壤粒徑及含水量),來探討此些因素對土壤熱導率的影響。另外, 實 測 部 分 則 以 不 同 地 域 的 相 同 氣 溫 相 同 深 度 作 比 較 ( 實 際 測 量 以 地 面 以 下 20、 4 0 、 6 0 cm , 地 表 淺 層 的 溫 度 來 做 探 討 ) 。 一、宜蘭地區的日照變化與地溫變化關係。 測量方式 九月二十一號的土溫與時間關係 當 日 降 雨 量 4 2 .4 m m 、 紫 外 線 指 數 5 九月二十九號的土溫與時間關係 當 日 降 雨 量 0m m 、 紫 外 線 指 數 10 二、改變土壤物理性質,得知不同情況下的熱導率。 改變土壤的含水量,取得未飽和土壤溶液的 傳熱速度 自然沉澱乾燥的土塊,與相同成分壤土之傳熱速度變化 結論 1 .在 實 際 測 量 中 的 地 溫 會 隨 日 照 有 明 顯 起 伏 , 而 只 要 在 地 下 6 0 c m 處 即 可 在 夏 秋 交 替 之 際 保 持 穩 定 於 30度 的 溫 度 。 2 .壤 土 的 熱 導 率 極 差 , 近 於 軟 木 塞 。 而 經 過 測 試 , 宜 蘭 地 區 土 壤 在 超 2 0 0 度 的 加 熱 下 才 會 看 到土壤大幅度的改變(質地、顏色),所以在這樣的條件下能利用土壤來做一些隔 熱效果的物品。 3 .水 量 對 土 壤 的 傳 熱 影 很 甚 鉅 , 不 過 很 容 易 帶 走 熱 量 , 這 也 相 當 可 能 是 地 下 6 0 c m 處 即 能 保 持溫度衡定的原因。 4 .夯 實 度 和 孔 隙 度 可 能 會 是 一 般 地 層 的 的 差 異 關 鍵 。 20
  22. 22. 植物捲鬚型態探討 摘要 本實驗是在研究植物捲曲的彈性及類型,我們實驗的植物有百香果,絲瓜,龍鬚菜,南瓜。根 據我們的實驗結果發現: 一、所有的捲鬚植物如果沒有給其攀附用的物體,其不會捲曲。 二、根據我們的實驗結果,我們發現捲鬚植物如果有攀附在其他的物體上,捲曲中會有轉折。 研究目的 (一 ) 基 本 型 態 探 討 (二 )捲 鬚 伸 長 量 和 彈 性 探 討 1 .  觀 察 四 種 植 物 捲 鬚 的 外 觀 差 異 1 .  比 較 三 種 植 物 彈 性 (伸 長 量 、 彈 回 量 ) 2 .  捲 鬚 與 正 常 莖 的 比 較 2 . 中 間 有 轉 折 和 沒 轉 折 莖 的 彈 性 比 較 3 .  轉 折 點 左 右 圈 數 比 研究過程 (一 )捲 鬚 基 本 形 態 觀 察 1 .觀 察 絲 瓜 、 百 香 果 、 南 瓜 , 外 觀 差 異 和 轉 折 左 右 圈 數 比 , 並 詳 實 記 錄 。 (轉 折 如 右 圖 ) ( 二 )  捲 鬚 伸 長 量 和 彈 性 探 討 實驗一:伸長量與彈性的比較 1 . 先 將 植 物 捲 曲 的 莖 黏 在 木 架 上 , 並 將 莖 的 末 端 綁 在 不 同 重 量 ( 1 0 g , 5 0 g , 8 0 g ,  1 0 0 g )的 黏 土 上 2 . 等 待 十 分 鐘 3 . 拍 照 並 詳 細 記 錄 伸 長 量 在 木 架 後 方 方 格 紙 上 (並 由 實 驗 一 找 出 百 香 果 的 伸 長 量 最 大 , 所 以 用 百 香 果 進 行 實 驗 二 ) 絲瓜: 1 0 (g ) 原 後 5 0(g ) 原 後 8 0 (g ) 原 1 1 .7 1 3.2 7.4 8 .5 9 7 8.7 後 1 00 (g) 原 1 1 .7 1 3 .5 7 .4 1 0 .1 1 0.1 9 8 .2 7 .4 9 .3 8 .7 後 1 1 .7 14 1 1 .7 1 4 .3 7 .4 1 1 .4 7 .4 1 2 .5 1 1 .5 9 1 2 .7 9 13 9 .3 7 .4 12 7 .4 9 .8 1 2 .8 8 .7 1 3 .3 8 .7 1 7 .3 我 們 發 現 8 0 ( g )以 後 的 變 化 不 大 , 所 以 我 們 認 為 8 0 ( g )以 後 已 達 到 最 大 伸 長 量 百香果: 百 香 果 1 0 (g ) 原 6 .1 6 9 .5 6 .7 6 .8 後 6 .6 6 .8 1 0 .5 9 .7 8 .5 5 0 (g ) 原 6 .1 6 9 .5 6 .7 6 .8 後 8 .3 7 .9 14 9 .9 9 8 0 (g ) 原 6 .1 6 9 .5 6 .7 6 .8 後 7 .9 8 1 2 .2 10 9 .5 1 0 0 (g ) 原 6 .1 6 9 .5 6 .7 6 .8 後 8 .7 10 1 7 .9 1 5 .2 9 .8 研 究 結 果 發 現 8 0 (g )後 的 變 化 度 還 很 明 顯 認 定 百 香 果 的 彈 性 較 大 實驗 1 . 使 2 . 同 3 . 拍 有 二 用 樣 照 : 百 掛 並 有 香 在 詳 無 果 木 細 轉 轉 來 架 記 折 做 上 錄 掛 的 實 , 伸 重 彈性度比較 驗 將 莖 的 末 端 綁 在 50 (g) 長量在木架後方方格紙上 物 後 瞬 間 1 0 分 後 3 4 3 1 1 6 5 3 6 . 5 5 3 . 5 3 1 0 . 5 4 3 . 5 3 1 3 5 . 5 4 . 5 2 6 . 2 6 5 2 5 . 5 7 6 . 5 2 7 6 5 . 5 2 1 2 . 5 4 3 . 5 2 無 7 3 . 5 3 . 5 2 2 轉 我們發現有轉的瞬間回復量最大,所以斷定有轉的回復量大 實驗三:如何運用在生活上 1 .我 們 用 筆 的 彈 簧 來 模 擬 植 物 的 捲 曲 柒、參考資料 2 .但 是 彈 簧 經 過 拉 扯 後 無 法 還 原 維 基 百 科 、 第 4 9 屆 中 小 學 科 展 、 ya h o o 3 .我 們 就 試 著 使 用 鐵 絲 來 實 驗 , 但 又 發 現 他 太 大 了 , 難 以 使 用 g o o g le 4 .目 前 我 們 還 在 討 論 還 能 用 哪 些 東 西 可 以 運 用 (如 果 有 新 的 想 法 , 請 跟 我 們 說 ) 伍、討論 陸、結論與結果 1. 我 們 需 要 改 進 的 地 方 有 1.我們發現植物較常出現1:1的圈數比 (1 .) 還 要 再 多 一 點 數 據 2.百香果的彈性比絲瓜和眾多植物還要好 (2 .) 花 多 一 點 時 間 在 實 驗 上 3.有轉折的莖耐拉度比較好 ( 3 .) 要 多 多 分 工 合 作 吳洛衣、張洸銘、蔣汶儒 21
  23. 23. 102宜蘭縣資優方案成果發表-第六組-「吸」管 -水的表面張力與附著力之探討 一、摘要 輕微重量是很很不容易測量的,但是可能可以利用水面的變化來測量,而水面的的角度與物體表面和物體與 水面的角度有關。 二、研究動機 我們在參加自然資優方案後,製作專題報告時,一開始選的題目發現行不通時,想到了如果能有測量微小重量的方 式就好了,因此我們開始設計實驗。 三、研究目的 1.探討重量對水面的形狀的影響。 2.探討物體表面對水面的影響。 3.探討角度對水面的影響。 四、實驗器材: 器材類:雷射光筆、保麗龍板、紙巾、塑膠盒、墊板、吸管等。 軟體類:word、ppt、pdf。 五、實驗內容 1.探討重量對水面的形狀的影響。 2.探討物體表面對水面的影響。 3.探討角度對水面的影響。 結果:不明顯,連光點位置都無法清楚看出,水裡有大量的 光點與線。 ◎圖中的各種顏色並不是光線色散,是為了區分而改變顏色 結果:(光線長度是平均值) 結果: (普通角度為90度)(角度是與水面的角度) 22
  24. 24. 聽來聽去 摘要 1.本實驗室為探討傳聲筒之杯口大小及傳聲線材質等以上兩種變因對傳聲效率及音量的影響。 2.影響傳聲音量的因素有很多,第一個實驗是要研究各種不同口徑杯子對原始音量(節拍器 約70db)所造成的 影響。 3.傳聲線材質對音量也有影響。各種韌性、粗細及緊密度不同的線也影響實驗結果。 壹、研究動機 貳、研究目的 参、研究過程 記得小時候,我們曾經使 用兩個杯子和一條棉線自 製傳聲筒,因為有了小時 候的經驗,才讓我們突發 奇想得到了這次的實驗題 材!我們便想到是用哪種線 和哪種大小的杯子會使其 傳聲效果最好。 一、探討杯子的傳聲效果 (一)了解不同杯子的之材質對傳聲之效果 (二)了解杯子的口/底徑大小對傳聲之影響 (三)了解對傳聲效果最佳的杯子 二、探討不同線材質 (一)了解線彈性與傳聲的情形 (二)了解不同線材質對於傳聲的效果 (三)了解線的緊密程度對於傳聲之影響 (一)測量背景分貝 (二)將節拍器放在傳聲筒的其中一 邊,並在另一邊放分貝器 (三)將測量結果記錄於以筆記本中 (四)將研究成果數位化製成圖表 (五)統整結果並製成報告 伍、研究結果 一、傳聲筒的圖片: (1)右圖(一)---不同大小之杯子 (2)右圖(二)---不同線對同一種杯子 二、數據分析 (一)面積一定時對於不同高之分貝的變化 1.共5組樣本,原始記錄於(附圖一) 2.分析後的圖表如下(表一~表五): (二)高度一定時對於不同面積之分貝之影響 1.共5組表樣本,原始記錄於(附圖二) 2.分析後的圖如下: (三)繩子長度和繩結數量與分貝傳播後之影響 分貝(面積49) 分貝(面積64) 表一 5 10 15 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 0 5 10 高(公分) 陸、討論 5 5 10 10 15 表六 分貝(高7) y = 2x + 48.6 50 分貝 40 30 20 10 0 5 10 15 0 0 50 高(公分) 分貝(高9) 分貝 40 分貝 分貝 分貝(高10) y = 0.1112x + 44.566 y = 0.138x + 39.747 50 40 30 30 20 20 10 10 0 0 50 100 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 0 0 0 150 表九 60 50 100 高(公分) 表八 表七 y = 0.1543x + 36.995 60 y = 0.1257x + 37.768 60 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 高(公分) 分貝(高8) 15 高(公分) 表五 分貝(面積121) 分貝 分貝 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 0 0 15 表四 y = 2.1x + 45.7 50 100 50 100 150 面積(平方公分) 150 面積(平方公分) 150 面積(平方公分) 表十 y = ‐0.0745x + 90.038 60 分貝 50 40 30 20 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 60 40 20 100 200 300 長度(公分) 0 y = ‐3.9429x + 85.857 100 80 0 10 分貝(面積121) 表十二 分貝(面積121) 表十一 y = 0.1374x + 44.998 分貝 分貝(高11) 70 分貝 一、我們原本假設實驗結果會是杯口面積越小的 杯子,分貝會越大。實際上杯口面積越大,音波 就越分散,單一面積所收到的分貝就越小。 二、觀察高對於傳播的影響時,我們發現圓柱體 越高時,傳播的速率會更好,只是差距不大。 三、我們假設傳播統的杯子應該使用到三角形的 形狀,雖然我們沒有做此實驗,但是跟我們在網 路上所發現的數種數據是相符的。 四、原先所使用的線之材質,像是用草所製造的 線段,因為容易斷裂所以最後被我們刪除了。 五、在製作此實驗時,我們曾經有因為要量取杯 子和杯子之間的距離,不慎用力過大,造成杯子 和線段分離,也造成了洞口的擴大,我們並沒有 採取此數據。 六、因為擔心天氣的溫度和溼度對於線斷吸收聲 音了影響,所以我將所有的實驗在同一天內完 成。 七、有一些過於極端的數據,例如測量後的分貝 小於背景分貝……等,我們並沒有將其數據做為 圖表並予以比較。 八、復興國中是我們比較方便的實驗區,但是除 非是特別的實驗室,要不然沒有完全0分貝的地 方,為了求得實驗的準確性,所以我們並沒有將 背景分貝扣除、但是我們有將它標註於圖表中。 九、我們有將音波和物體之吸收做進一步的實 驗,但是因為數據的不足,未能做為圖表。 十、本次實驗所使用之長度單位為公分;面積單 位為平方公分。 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 高(公分) 分貝(面積100) 表三 y = 2x + 45 分貝 分貝 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 0 分貝(面積81) 表二 y = 1.7x + 40.7 y = 1.9x + 35.5 分貝 1.各1組實驗圖表 2.分析後圖表如下(表十一~表十二): 圖(二) 圖(一) 400 500 0 0 1 2 3 4 5 6 繩結數量 面積(平方公分) 柒、結論 1.實驗結果發現杯口面積越小、繩子纖維越密集、彈性愈大,所得出 的響度愈大。 2.繩結數目越多,對於音波的傳播效能越差。 3.繩長如果越長,其音波之能量會定將而導致傳播後的效能減低。 這與原先預期的結果有些差異,讓我們了解到音波的行進並不如想像 中的簡單。在討論的過程中,我們應用實驗結果,聯想到各種樂器弦 和音箱大小的不同處,希望能對學習樂器時理解聲音傳輸情形有所幫 助;也希望本次實驗的結果能應用在未來自然與生活科技領域「聲音 與樂器」單元的學習上,提供補充教學之用。 23
  25. 25. 暈船噩夢~破解 研究員:楊承晧,吳承穎.丁家立 壹.摘要 透過模擬船隻行進時的狀況,改變不同的條件,改善船隻行駛時所造成的搖晃,減少暈船事件一再發生。 貳.研究動機 小時候,我們最害怕的事情,莫過於搭船了,不僅是嘎嘎作響的引擎聲,還有暈船所帶來的嘔吐症狀,所以,我們便想到 可以想辦法改善這個狀況,於是我們便做了以下的這幾個實驗。 參.研究目的 目的一:在船底綁重物(未接觸水底),對船隻在靜止時所受到之波浪造成的影響。 目的二:改變船底的形狀會不會對船隻在漂浮時的穩定度造成影響。 目的三:在船隻周圍附加不同物體,是否會對船隻的航行造成不同的影響。 肆.實驗器材: 小水桶 正方形底保麗龍球 錐形底保麗龍球 氣囊 寶特瓶 黏土 實驗三. 實驗一. 步驟1.把寶特瓶切成兩半,取底部的部分來做實驗。 步驟2.在寶特瓶的底部綁上一顆黏土。 步驟3.將寶特瓶放置於水中,並於水面30公分處丟下一顆黏土,製造水 波。 步驟4.再拿一個未綁黏土的寶特瓶,以相同步驟處理。 步驟5.記錄兩組移動距離。 結果: 未綁重物的寶特瓶 會亂飄,但是左右搖晃程度較小 綁重物的寶特瓶 不會亂飄,但是左右搖晃程度較大 原因:我們為了減少亂飄的程度,在船下加裝重物,水波沖來時,造成上面搖 晃劇烈,下面卻 只有輕微搖晃,這樣的情形,使船像被左右拉扯,反而使左右 搖晃劇烈 。 實驗二. 步驟1.經由以上兩個實驗,我們知道 附加重物和錐形船底較穩定,於是,我們 綜合以上結果,再附加氣囊。 步驟2.在寶特瓶底部黏上黏土,並把 黏土做成錐形,融合前面兩個實驗的結 果。 步驟3.在寶特瓶邊緣綁上兩個由密 封袋充氣而成的氣囊。 步驟4.將寶特瓶放入水中,在30公分 處丟下黏土,造成水波,並與正常的寶特 瓶(未附加黏土,氣囊)做比較。 結果: 有氣囊的寶特瓶,漂離原點的距離較 短 影片 原因:大面積的氣囊使整個船身在晃動 時增加接觸水面的面積,並使船身搖晃 程度降低。 陸.結論 步驟1.把正方形底保麗龍球放置於水桶中。 步驟2.在水面30公分處丟下黏土。 步驟3.拿錐形底保麗龍球以相同步驟處理一次。 步驟4.紀錄移動距離。 結果: 圓錐形較正方體穩定 正方形底保麗龍球 錐形底保麗龍球 距原點較遠 距原點較近 已至第二個方框外 還在地一個正方形中 原因:圓錐形較正方體細長,所以重心更低,因此圓錐較穩定 24 船底綁重物對於水波衝擊時,較不飄移,不 過這樣的裝置,使其左右搖晃增加,所以我們附加 氣囊, 並減少它左右搖晃。船底延伸較深 的船, 重心較穩。 兩者的組合,能使船身晃動程度減 少。
  26. 26. 102宜蘭縣資優方案「蚯蚓的趨性」成果發表會 (作者:陳雋.黃禹文.錢柏翰指導老師:岩忠永老師) 摘要:探討蚯蚓對於生活環境常見物理因子的反應(趨性),找出蚯蚓趨性在不同因素改變下所出現的情況。 1.對地球引力的趨性:蚯蚓具有趨地性,在潮濕的泥土裡活動性較高,但是如果出現水分過高的狀況恐會妨礙 蚯蚓的生存。而蚯蚓在40〜50度角的坡度爬行速度較快;在10度角以下的坡度則會出現不分上下的情況。 2.對光因子的趨性:蚯蚓對於藍色的光較敏感,負趨光性的活動較明顯。而沒有顏色的光對其影響力最弱。 3. 兩類型刺激因子(地球引力及光因子)互相衝突時,哪一者影響力較大:當趨地性與負趨光性同時出現,大多 蚯蚓會受趨地性較大的影響及負趨光性,其中間需時間適應,會出現左右擺動的情況。 研究動機:在學校學到關於生物的趨性,了解到不同的生物有不同的趨性,但是課本上卻沒有提到不一樣的因 素是否會影響生物對趨性的表現,所以我們決定要自己來探討,並以蚯蚓為例。 研究目的: 1.趨地行為的基本探討。 2.探討不同濕度對蚯蚓鑽土(趨地性)速度的影響。 3 .探討不同坡度對蚯蚓趨地性速度的影響。 4.負趨光行為的基本探討。 5.探討不同顏色的光對蚯蚓負趨光性的影響。 6.觀察當趨地性與負趨光性同時出現,蚯蚓會受哪個趨性較大的影響。 實驗一不同濕度對蚯蚓鑽土(趨地性)速度的影響。 實驗器材:1.紙杯四個。2.水275毫升。3.土1600毫升。 4.澆水器。5.蚯蚓五隻。 實驗方法: 1.將四個紙杯各裝入400毫升的土,再分別以澆水器均 勻倒入0、50、100、150毫升的水。 2.將蚯蚓置於不同溼度的土上,當蚯蚓開始向下鑽土時 便計時,直到蚯蚓尾端完全消失在土裡。以同樣方法, 每個杯子各五次。 實驗二不同坡度對蚯蚓趨地性速度的影響。 實驗器材:1.紙箱一個。2.紙筒一個。3.封箱膠帶。4.量 角。5.保麗龍膠。6.蚯蚓五隻。7.磚塊三個。 實驗方法: 1.先將紙筒直切一半,黏合成為一個長約40公分的滑道 (扣除蚯蚓放置的地方及蚯蚓到達的終點,滑道約剩30 公分),並固定於紙箱內。 2.將三個磚塊固定於紙箱下,使其與地面呈現10度角。 3.將蚯蚓置於滑道上較高的一端,其頭須朝向較低的一 端。當蚯蚓開始向下移動時便計時,直到蚯蚓頭部到達 終點。 4.重複五次後,將滑道對齊於20、30、40、50、60、 70、80度角,各重複五次。 2:52 2:24 4:33 1:55 0ml 1:26 50ml 第一次 4:04 第二次 100ml 0:57 第三次 150ml 第四次 3:36 0:28 第五次 平均 0:00 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 結果與討論:土壤中濕度越多,蚯蚓的爬行較快,所花 的時間也較短。依據實驗結果可以推測蚯蚓習慣濕度多 的環境,有利於它們的生存與行動;但當水分過高時 (例如呈現泥沼狀)則會妨礙蚯蚓的生命力。 3:07 10° 20° 30° 40° 50° 60° 結果與討論:蚯蚓在坡度為40~50度角之間,受到趨地 性的影響最大。70及80度角坡度太大,多數蚯蚓難以 爬行,時常滑落; 10度角以下的坡度則會出現不分上下 的情況。蚯蚓趨地性的角度可能與其習性有關,例如挖 掘土壤所行進的坡度。 實驗三不同顏色的光對蚯蚓負趨光性的影響。 實驗器材:1.紙箱一個。2.紙筒一個。3.手電筒一個。4.玻璃紙紅黃藍各一張。5.光度計。 6.封箱膠帶。7.保麗龍膠。8.蚯蚓五隻。9.透光塑膠袋一個。 實驗方法: 1.先將紙筒直切一半,黏合成為一個長約40公分的滑道(扣除蚯蚓放置的地方 及蚯蚓到達的終點,滑道約剩30公分),並固定於紙箱內,紙箱須事先在照光 處及觀察處穿洞。 2.在照光處貼上紅色玻璃紙,增加紙張數目直到其光度為約450Lux。 3.將蚯蚓置於滑道上靠近燈源(手電筒)的一端,其頭須朝向反方向。4.打開手 電筒,當蚯蚓開始向燈源反方向移動時便計時,直到蚯蚓頭部到達終點。 4.重複五次後,將玻璃紙顏色更換為黃色、藍色(注意其光度為約450Lux)及透 60 光塑膠袋(對照組),各重複五次。 結果與討論:三種顏色的光,就屬藍色光對蚯蚓的負趨光性影響最大,而對照 50 組(沒有顏色)則最小。推測蚯蚓的感官對藍光較敏感,因此所受影響也愈大。 40 實驗四蚯蚓會受趨地性還是負趨光性較大的影響。 紅光 藍光 30 黃光 20 實驗器材:1.紙箱一個。2.紙筒一個。3.手電筒一個。4.藍色玻璃紙一張 。5.封箱膠帶。6.量角器。7.保麗龍膠。8.蚯蚓五隻。9. 白光 磚塊三個。 10 實驗方法: 0 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 1.先將紙筒直切一半,黏合成為一個長約40公分的滑道(扣除蚯蚓放置的地方及 蚯蚓到達的終點,滑道約剩30公分),並固定於紙箱內,紙箱須事先在照光處及觀察處穿洞,並在照光處貼上藍色玻璃紙。 2.將三個磚塊固定於紙箱下,使其與地面呈現45度角,注意照光處需位於下方。 3.將蚯蚓置於滑道上較高的一端,其頭須朝向較低的一端。當蚯蚓開始向下移動時便開始照光,同時計時,直到蚯蚓頭部到達 終點。重複五次。 04:12 結果與討論:在藍光的刺激下,蚯蚓即使在最適合的角度爬行,移動仍然十分緩慢,也會造成蚯 第一次 蚓不斷性的停滯。蚯蚓在遇到光時常出現向兩側移動的情況,偶爾還會爬出滑道,所以我們事後 第二次 03:48 有在兩側增加隔板。當趨地性與負趨光性同時出現,大多蚯蚓會受趨地性較大的影響;有時也會 第三次 03:37 出現往回跑的情況,可能和不同蚯蚓對光有不同適應力有關係。 參考資料 1.維基百科‐蚯蚓相關資料: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%9A%AF%E8%9A%93 25 第四次 第五次 平均 04:15 04:07 04:00
  27. 27. 會打結的液柱 動機 有一天,我在洗手時發現小 水柱撞擊在手上時,出現了 一條一條的紋路,我就感到 很好奇,想了解紋路是在什 麼樣的條件下出現的。 於是我們有了以下的實驗 實驗過程(略) 1.將水柱調整至定量 2.把不同撞擊物放置於水柱下 3.觀察是否產生結 (以下略) 實驗原理: 研究目的 一.了解水柱撞擊在各種不同的物體上, 是否會產生結? 二.了解水柱長度對結數的影響? 三.了解角度大小對結數的影響? 四.不同溶液柱撞擊在平面上是否會產生結? 特殊器材 實驗圖片 實驗一 細量筒(斜) 實驗一 深水 實驗一 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 鐵棒(斜) 保麗龍 6 粗牙籤 淺水 細量筒 細量筒(斜) 5 0 3.5cm 實驗一討論 發現只要碰撞物在近距離(約1〜2cm 處)與水柱接觸便會產生結,除了細針 尖端可能因為太細沒有與水柱碰撞到 或碰撞力量太小造成結無法產生。 實驗四討論 發現溶液太濃稠像沙拉油、洗手 乳,便無法產生結,而飽和糖水和 鹽水因為沒那麼濃稠故可以產生 結。 細牙籤(斜) 0 粗量筒(斜) 3cm 細牙籤 2 網子 粗量筒 2.5cm 粗牙籤(斜) 4 深水 20 2cm 鐵棒 8 1.5cm 2cm 2.5cm 3cm 3.5cm 實驗三圖表 10 10 海綿 25 1.5cm 12 平玻璃 實驗二圖表-3 15 實驗一 粗牙籤(斜) 實驗二圖表-2 實驗二圖表-1 1cm 1cm 實驗一 細量筒(斜) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1cm 2cm 1.5cm 2cm 2.5cm 3cm 3.5cm 實驗四圖表 2cm 14 12 10 8 水柱節數 節數 6 4 2 0 沙拉油 洗碗精 糖水 鹽水 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度 70度 80度 實驗二討論 發現所有的撞擊物都有一個趨勢,隨著 水柱越來越長結數也越來越多,但到了 一定的長度便不會再產生結或結太微小 而無法觀察。 實驗三討論 發現角度對產生結數的影響並不 明顯,另外我們選擇平玻璃來做 實驗是因為它比較適合並不是其 它的不能做。 一.經由實驗我們發現有許多變因都會改變產生結的多寡,如撞擊物、水柱 長度、溶液種類等,經整理與討論後,我們才完成了實驗。 二.在實驗一中我們雖然看起來已經做很多實驗了,但實際上還有一些沒有 列入,因為我們是在完全不知道甚麼會產生結什麼不會產生結的情況下進 行實驗,所以便把日常生活中常見的東西都拿來做實驗。 三.本實驗結果,當撞擊物在2〜3cm間與水柱接觸便會產生結,而溶液越 不濃稠也越容易產生結。 26
  28. 28. 學習成果與心得 27
  29. 29. 第一組學習成果與心得: 題目 高音符絲鱉甲蝸牛的行為探討 作者 吳昀荍、林如軒、林誼雯 指導老師 吳月玲老師 半年的時間,一轉眼便過去了,馬上就是成果發表會的日子,實驗過程中,縱然處處碰壁, 但我們還是努力地將實驗完成,完成我們難忘的,自然資優營的回憶。 老師的說話聲、同學的嘻鬧聲,在 9/26 後就再也聽不到了,星期六的唯一嗜好也要消失了, 但唯一存在的,是那與同學根深柢固的友誼以及腦海裡老師喃喃的教書聲。 (昀荍、如軒) 六個月來,和兩位組員們努力的過程可說是十分辛苦的,每天中午到補校辦公室打報告,打 完報告再去請老師過目,有時候報告會交不出來,有時候報告沒有老師預期的好,這些都會 使人挫折,但是-三個組員的努力成果將會在發表會上展現,不負眾望。(如軒) 半年的努力,我們從無生有,學習和組員們相互合作,而老師也非常有耐心地指導我們修正 實驗。自從開始實驗,我們才發現原來"做實驗"是如此困難、如此艱辛,常常假設與實驗 結果不符,或是好不容易做出的成果被資深的學長一語點破,雖然時常感到挫折,但也培養 了我們的耐心與毅力。 也謝謝老師如此耐心的指導,讓我們有如此充足的資源,如此完善的環境,可以完成一次次 的實驗,一次次寶貴的機會。(昀荍) 28
  30. 30. 高音符絲鱉甲蝸牛 學名:Macrochlamyshippocastaneum 柄眼目絲鱉甲蝸牛科 Macrochlamys 的一種 在台灣為外來種 可能原生分布於印度。 常發現於公園、菜園、郊區荒地,以植物葉和嫩芽為食,因此是一種農業害蟲。 摘要 本實驗為研究蝸牛的生活習性。 探討高音符絲鱉甲蝸牛對光與顏色的反應並找出蝸牛對各種因子的趨性表現。 壹、研究動機 看到林華恩、范復瑜學長的實驗報告,他們的研究結果顯示: 1.蝸牛具有非常明確的「負趨地性」 2.蝸牛具有非常明確的「負趨光性」 基於以上兩點,讓我們想要了解: 蝸牛在何種環境時,負趨地性和負趨光性會最明顯, 所以以黑白壓克力板來模擬各種環境的不同以進行實驗。 貳、研究目的  黑白對蝸牛爬行的影響  黑白對蝸牛爬行方向的影響  黑白對蝸牛爬行途徑的影響  黑白對蝸牛爬行速率的影響  各種色彩對蝸牛隻數的變化 參、研究設備及器材  實驗一-1:紙箱、木棍(約 30cm)、白壓克力板(x2)、黑壓克力板(x2)、高音符斯鱉甲 蝸牛(x5)  實驗一-2:記分圓筒、白壓克力板(x2)、黑壓克力板(x2)、高音符鱉甲蝸牛(x5)  實驗一-3:記分圓筒、白壓克力板(x2)、黑壓克力板(x2)、高音符絲鱉甲蝸牛(x5)  實驗二:紙箱、地瓜葉  肆、實驗過程及方法 實驗一-1 29
  31. 31. 黑白 黑 壓克 壓 力板 力 黏於 黏 紙箱 紙 上 木棍 以30 度角 放置 於紙 箱中 央 蝸牛 蝸 放置 放 在木 在 棍中 棍 間 記錄 爬行 時間 及速 率 爬行 行時間: 蝸牛 蝸 上白下白 上 上白下黑 黑 上黑下 下白 上黑下 下黑 1 2 分 40 秒 3 分 58 秒 2 分 42 秒 2 3 分 12 秒 2 3 分 00 秒 4 分 02 秒 1 分 52 秒 2 2 分 57 秒 3 3 分 14 秒 2 分 51 秒 2 分 09 秒 9 3 分 04 秒 4 4 2 分 55 秒 4 分 36 秒 1 分 27 秒 7 3 分 56 秒 5 3 分 21 秒 3 分 39 秒 2 分 49 秒 9 3 分 48 秒 8 3 分 02 秒 3 分 49 秒 2 分 12 秒 2 3分2 秒 23 平均 平 300 3 250 2 200 2 150 1 100 1 50 0 蝸牛1 蝸牛2 蝸牛3 蝸牛4 蝸牛5 平均 小結 結 這次 次的實驗讓 讓我們假設~ ~  蝸牛 牛怕光,不過 過卻對顏色 色毫無反應。所以我們 們決定再做一 一次上白下 下黑的實驗, ,以證明我 們的 的假設。 上白下黑 黑 次數 路徑 30 所花時 時間
  32. 32. 第一次 往上 2分4 秒 45 第二次 往上 3分0 秒 00 第三次 往下 超過 5 分 00 秒 第四次 往上 3分4 秒 40 第五次 往下 1cm 後往上 後 2分5 秒 50 實驗 驗一-2 實驗 驗流程 將30cm的圓 將 圓筒套上保 保鮮膜 將五隻 隻蝸牛陸續 續貼上標籤 籤 將壓 壓克力板放 放上圓筒 將蝸牛橫 橫放在原點 點上 記錄每 每隻蝸牛的 的路徑與時 時間 備註  每次 次實驗時間 5 分鐘 間  條件 件上白下白 白  每次 次實驗完皆 皆以清水沖洗 洗圓筒 實驗數據 據: 蝸牛 1: 牛 第一次 第二次 次 第三次 第 方向 向 先向上再 再向下 先向上 上再向下 先向上再向下 先 下 途徑 徑 原點→A5→A3 原點→ →A5→A2 原點→A5→A2 原 到最 最高點時間 間 54 秒 1分0 秒 06 1 分 30 秒 向下 下時間 5分 4分0 秒 06 3 分 45 秒 5mi 停留點 in A3 A2 A2 蝸牛 2: 第一次 次 第二次 第 第 第三次 方向 先向上 上往下再向 向上 先向上再向 先 向下 先 先向上再向下 下 途徑 原點→ →A5→A3→ →A4.5 原點→A5→ 原 →A1 原 原點 →A5→B3 31
  33. 33. 到最高點時間 1 分 15 秒 1 分 20 秒 1 分 10 秒 向下時間 2 分 21 秒 3 分 15 秒 2 分 00 秒 5min 停留點 A4.5 A1 B3 蝸牛 3: 第一次 第二次 第三次 方向 先向上再向下 先向上再向下 先向下再向上 途徑 原點→A5 原點→A5 原點→B5→A5 到最高點時間 2 分 22 秒 2 分 05 秒 4 分 57 秒 向下時間 5 分 00 秒 5 分 00 秒 40 秒 5min 停留點 A5 A5 A5 實驗一-3  調整如下~  條件:上黑下白  記錄每隻蝸牛爬到 A5 的時間(不是 5 分鐘)  探討其速率的變化  如果蝸牛一直停止不動,最後記錄到五分鐘便停止 實驗數據: 32
  34. 34. 實驗一 實驗二 實驗三 方向 向上 向上 向上 途徑 原點→A5 原點→A4 原點→A3.5 到 A1 時間 7秒 8秒 9秒 到 A2 時間 18 秒 23 秒 27 秒 到 A3 時間 31 秒 1 分 00 秒 1 分 37 秒 到 A4 時間 47 秒 5 分 00 秒 無 到 A5 時間 1 分 37 秒 無 無 停止前進時間 1 分 37 秒 5 分 00 秒 5 分 00 秒 最後停留點 (停止 前進點) A5 A4 A3.5 小結:發現高音符絲鱉甲蝸牛越接近黑色的壓克力板,速度越慢。 實驗二: 實驗流程 33
  35. 35. • 鋁箔 箔包剖半 ‧四個 個中的兩個 個鋁箔包的 的蓋子剪開 開,其餘留 留下 ‧將地 地瓜葉分別 別放入一個 個有蓋子和 和一個沒蓋 蓋子的盒子 ‧將四 四個盒子放 放在蝸牛出 出沒地一個 個晚上,記 記錄其數據 伍、研究 究結果與 與討論  實驗 驗一-1:  環境 境顏色的影 影響微乎其微 微。  結論 論~蝸牛在 在上白下黑的 的環境中,大 大致上是往 往上爬的。  實驗 驗一-2:  發現 現在上白下 下白的情況下 下,蝸牛大 大部分都是向 向上爬。  蝸牛 牛大部分在 在爬到最高點 點後,會將 將頭轉向而往 往下爬,轉 轉向時間則不 不一定。  研判 判蝸牛應該是 是在爬到一 一段距離後 後,發現上端 端是白色的 的。因為蝸牛 牛的負趨光 光性,進而 轉向 向往下爬。  每隻 隻蝸牛發現 現白色的時間 間不盡相同 同,所以會有 有時間上的 的差異。  實驗 驗一-3:  發現 現蝸牛在上 上黑下白的情 情況下,大 大致上都是向 向上爬。  但爬 爬到大約 A A3.5 之後,速率會整個 個放慢。  雖然 然蝸牛還是 是會爬到 A5 的位置,但 但速率比起 起一開始慢很 很多。  研判 判蝸牛因為 為負趨地性向 向上爬,但 A3.5 的時候,又因 但到 的 因為上面的 的黑壓克力板 板(蝸牛的 負趨 趨光性),而 而不確定是 是要向上爬還 還是向下爬 爬,因而速率 率慢。  實驗 驗二:  實驗 驗數據不足 足証實有所差 差異,無任 任何蝸牛從原 原訂出沒地 地出沒。  推測 測是否是因 因實驗誘惑力 力不強,無 無法吸引蝸牛 牛。 陸、參考 考資料 一、科展相 相關作品 林華恩、范 范復瑜(201 12)高音符絲 絲鱉甲蝸牛 牛的行為探討 討 指導老師:岩忠永、吳月鈴-宜 宜蘭縣宜蘭市 市復興國中 中 (全國中小 小學科展第 53 屆第三名 名最佳鄉土 土教材獎) 二、網站資 資料 (一)台灣蝸 蝸牛圖鑑-----高音符 符絲鱉甲蝸牛 牛 http//cat talog.digi italarchiv ves.tw/ite em/00/18/f f9/95.html l (二)維基百 百科-----高 高音符絲鱉 鱉甲蝸牛 http//zh.wikipedia a.org/zh-h hant/%E9%A AB%98%E9%9 9F%B3%E7%A AC%A6%E 4%B8%9D%E E9%B3%96%E E7%94%B2%E E8%9C%97%E E7%89%9B 34
  36. 36. 第二組 組學習成 與心得: 成果與 題目 花生什麼 麼事 作者 林晨煦、 、陶書泓、吳 吳賀安 指導老師 吳月鈴老 老師、黃立宇 宇老師 這次是我 我第二次參 參加資優方案 案,跟去年不一樣的是 是,今年我當 當了學姐,除 除了自己的 的工作外, 還要去幫忙 忙學弟妹,雖然一開始 始有一種要 要照顧一群小 小屁孩感覺 覺,跟他們相 相處之後才 才發現其實 他們也有很 很可愛的地 地方,雖然有 有時候真的 的很想打下去 去,還被學 學弟形容是很 很兇的學姐 姐,不過他 們還是很貼 貼心很可愛 愛的。在作報 報告的過程 程中,雖然難 難免會有衝 衝突,會有爭 爭吵,但是 是我們還是 一起同心協 協力的完成 成報告,真的 的很謝謝他 他們。感謝自 自然資優的 的同學以及舉 舉辦資優方 方案的老 師,讓我的 的國中生涯 涯可以寫下一 一筆特別的 的回憶。(賀 賀安) 今年是我 我第一次參 參加自然資優 優方案,我 我很慶幸能夠 夠參加這次 次活動,在這 這半年來,我們學到 了很多東西 西,例如:藍瓶實驗、 、科展報告 告以及許許多 多多我們從 從來不知道的 的實驗和事 事物,我們 現在能夠了 了解這些,全要感謝資 資優方案的 的老師在背後 後付出的辛 辛勞與努力。 除此之外 外,在參加 加的這段期間 間我也認識 識很多名學姊 姊和學長,他們了解的 的事情都對 對我很有幫 助。在作實 實驗的過程 程中,雖然難 難免會有衝 衝突,會有爭 爭吵,但是 是我們還是一 一起同心協 協力的完成 報告,真的 的很謝謝同 同學和老師們 們。(書泓) ) 我這半年 年從自然資 資優方案學到 到很多東西 西,譬如報告 告的製作、團隊合作精 精神等;也 也從這個自 然資優方案 案獲得很多 多難得的回憶 憶,像是暑 暑假時去交通 通大學發表 表,晚上和組 組員一起討 討論未來科 學人海報內 內容,還一 一起畫海報畫 畫到很晚,後來去北投 投進行訪查 查,去看那裏 裏特別的景 景觀—地熱 谷、還有讀 讀書環境很 很好的北投圖 圖書館等等 等,那時我真 真的捨不得 得離開。我想 想,如果下 下次還有繼 續辦自然資 資優方案的 的話,我應該 該還會毫不 不猶豫地決定 定再參加一 一次吧。謝謝 謝資優方案 案的老師辦 這個自然資 資優方案,我才能有這 這麼多特別 別又美滿的回 回 憶。(晨煦 煦) 35
  37. 37. 摘要 我們在網路上發現甘蔗和花生一起吃會使甘蔗渣「裂解」掉,我們想探討哪些因素使甘蔗 渣 「裂解」 以及裂解後的產物有甚麼。我們發現以研磨方式不同來看,結果為 D (加砂和油) >A(只加油)=E(只加芝麻)>B(只加花生)>F(無任何添加)>C(只加砂)且測葡萄糖時顏色 變化量 D>A>B=E>C=F,使用不同纖維素時減少的量芒草>甘蔗渣>稻草,且稻草加入花生油研 磨後未含糖,而芒草含有些許的糖,還有加入唾液的甘蔗渣裂解效果與水比較有差異。 壹、動機 我們在網路上發現甘蔗和花生一起吃會使甘蔗渣變少甚至完全消失。而且花蓮有一間百年 甘蔗店,他們的推薦吃法就是甘蔗和花生一起吃。爾後,我們發現甘蔗和花生一起吃真的會 使消失,為了方便解釋,我們用「裂解」這個名詞來作為甘蔗渣消失的現象。因此,我們想 探討哪些因素使甘蔗渣「裂解」(裂:纖維變小,物理變化;解:纖維變質,化學變化)。 貳、實驗目的 1.探討花生協助甘蔗渣裂解的原因。 2.分析甘蔗渣纖維裂解的產物。 3.探討唾液中的酵素是否會影響裂解的效果 4.探討不同纖維的裂解現象。 5. 探討纖維裂解的結果應用在能源開發及糧食取得的可能性 參、實驗器材及設備 量杯、磅秤、沙拉脫、紗布 1 條/組、花生油、芝麻、甘蔗渣、花生米、芝麻、砂子、研缽和 杵、甘蔗渣、芒草、稻草 5g/組量杯、試管、本氏液、碘液、剩餘甘蔗渣、瓦斯爐、鍋子 肆、研究過程與方法: 36
  38. 38. (一)現象觀 觀察: 我們分別食 食用甘蔗、甘蔗與花生 生的組合,小組成員都 都有甘蔗渣 渣在口中逐漸 漸減少,彷 彷彿變細消 失的感覺。  前置實 實驗一: 我們改用研 研缽與杵取 取代口腔咀嚼 嚼,透過檢 檢測甘蔗渣反 反應後乾重 重初步檢驗甘 甘蔗渣是否 否因為花生 加入而減少 少,過程如 如下: 去油 去 (1)先將甘 甘蔗渣做以下 下處理: 對照組 甘蔗 5 克 蔗渣 實驗組 A 甘蔗 5 克+花 蔗渣 花生 (2)將各組 組研磨後的渣 渣,用紗布 布包起來 (3)將包好 好的渣放入水 水中(水 600ml+5 滴沙 沙拉脫)浸泡 10 分鐘(把 泡 把渣中的油 油去除) (4)將甘蔗 蔗渣從包中取 取出。 (5)在水龍 龍頭下沖水 10 秒(把渣 渣中的小顆粒 粒物質排除 除) (6)放入烤 90 度烤 120 分鐘 烤箱 烤 (7)取出烤 烤乾的渣,秤 秤重。 前置實驗二 二:初步觀 觀察油與顆粒 粒對纖維裂 裂解的影響 我們發現加 加入花生研 研磨時,比未 未加花生多 多了油脂及顆 顆粒,所以 以我們想觀察 察油與顆粒 粒對甘蔗先 為裂解的影 影響,過程 程如下 (1)先將甘 甘蔗渣做以下 下處理: 對照組 甘蔗 5 克 蔗渣 實驗組 A 甘蔗 5 克+花 4.7 克 蔗渣 花生 實驗組 B 甘蔗 5 克+花 蔗渣 花生油 4.7 克 實驗組 C 甘蔗 5 克+沙 4.7 克 蔗渣 沙子 (2)將各組 組研磨後的渣 渣,用紗布 布包起來 37
  39. 39. (3)將包好 好的渣放入水 水中(水 600ml+5 滴沙 沙拉脫)浸泡 10 分鐘(把 泡 把渣中的油 油去除) (4)將甘蔗 蔗渣從包中取 取出。 (5)在水龍 龍頭下沖水 10 秒(把渣 渣中的小顆粒 粒物質排除 除) (6)放入烤 90 度烤 120 分鐘 烤箱 烤 (7)取出烤 烤乾的渣,秤 秤重。 根據前置實 實驗,我們 們初步認為花 花生中的油 油脂對纖維裂 裂解的影響 響較大,而顆 顆粒增加對 對纖維裂解 並無顯著影 影響,與老 老師討論後,我們試著 著針對單一變 變因進行探 探討 (二) 研究 究目的一、二 二:探討花 花生協助甘蔗 蔗渣裂解的 的原因、分析 析甘蔗渣纖 纖維裂解的產 產物 實驗一:固 固體量是否 否會影響到裂 裂解 1、量沙子 4 組(30g、20g、10g 子 g、0g)倒入 入缽中 2、量甘蔗 4 組各 5g 倒入缽中 蔗 g 3、研磨 130 下 4、結果分 分析:秤重、顯微鏡下 下觀察、研磨 磨液糖份分 分析 (三) 研究 究目的二:探討唾液中 中的酵素是 是否會影響裂 裂解的效果 果 實驗二:探 探討唾液中 中的酵素是否 否會影響裂 裂解的效果 1、採集 15cc 的唾液 液 2、秤好每 每個缽都有 5g 的甘蔗渣 4.7g 的 渣和 的花生米 3、5 組各 各加入 3cc 的 的水,另 5 組則加入 3 的唾液 3cc 液 4、研磨 130 下 5、結果分 分析:秤重、顯微鏡下 下觀察、研磨 磨液糖份分 分析 (四) 研究 究目的三:探 探討不同纖 纖維的裂解現 現象 實驗三:探 探討不同纖 纖維的裂解效 效果 1、將芒草 草(A) 、甘蔗 蔗渣(B) 稻草(C)各 5g,放入 、 各 入研缽中,各 各加花生油 1.7g 油 2、順時針 針研磨 130 次 3、研磨 130 下 4、結果分 分析:秤重、顯微鏡下 下觀察、研磨 磨液糖份分 分析 38
  40. 40. (五)研究目的四:分析甘蔗渣纖維裂解的產物。 實驗四:分析甘蔗渣纖維裂解的產物 (澱粉測定) 1 、將甘蔗渣 A~F 分別放到試管中,加入清水 50ml 2 、浸泡十分鐘後把甘蔗渣拿起 3 、取 5ml 的甘蔗渣水,加入 3ml 的碘液 4 、比較顏色 (葡萄糖測定) 1 、重覆步驟 1~2 2 、取 5ml 的甘蔗渣水,加入 3ml 的本氏液 3 、加熱 5 分鐘 4 、比較顏色 3-2 1.將甘蔗渣做以下處理: (各組經處理研磨後) 2、各組研磨後的渣,倒入水 20ml 3、浸泡 10 分鐘用砂布包起來 4、將甘蔗渣包取出,用手輕壓。 5、取 5ml 研磨過後的濾液放入試管中,加入 5ml 的本氏液。 6、加熱十分鐘後拿起 7、比較顏色、拍照 伍、結果與討論 前置實驗一結果: 前置實驗二結果: 39
  41. 41. 前置實驗討論 (一)顆粒對裂解的影響 1、F 組(純甘蔗渣)裂解效果為(-19%) , C 組(只加砂子)的裂解效果為(-14%) 。 2、C 組的裂解效果比 F 組(空白組)還差,可能 是加砂子反而影響甘蔗渣和研缽的接觸面積,所以被磨損的機會降低。 3、根據 F 組和 C 組比較可以排除固體顆粒造成裂 解的影響。 (二)花生油對裂解的影響 1、A 組(只加油)的裂解效果為(-34%) ,比 F 組 (-19%)增加 15%。可以知道花生油的確是 造成裂解的主要因素。 2、D 組(加油和砂子)裂解效果為(-44%) ,比 F 組(-19%)增加 25% 、比 A 組增加 10% 實驗一結果 0g 10g 20g 30g 原重 5g 15g 25g 35g 後重 4.1g 14.4g 24.7g 34.6g 差 0.9g 0.6g 0.3g 0.4g 討論:無論沙子的量多少,對結果的影響都沒有很大 實驗二結果 加唾液 不加唾液 研磨前重 12.7g 12.7g 研磨後 (5 次平均) 11.302g 12.4g 重量差 1.4g 0.3g 討論: 1.我們發現唾液對裂解的結果是有影響的。 2.這次實驗在研磨後未洗過,所以可能導致實驗的誤差,所以未來會洗後再做測量。 40
  42. 42. 實驗三 顏色比較: 澱粉測定 黃褐色 黃褐色 黃褐色 黃褐色 黃褐色 黃褐色 葡萄糖測定 橘 土色 淺黃 淡橘 土黃 淺綠 實驗 3 討論 1、碘液測定中各組都沒有反應,證明甘蔗渣不會裂解成澱粉 2、葡萄糖測定中 A 組和 D 組變成黃色且 D 組比 A 組深,表示葡萄糖含量 D>A 本氏液檢驗原理:銅(II) 氧化醛基 生成 Cu2O (氧化亞銅)的紅色沉澱 陸、結論 1.在不同的研磨方法中,油加沙的效果研磨效果最好 2.不同纖維來比較,纖維較細的芒草裂解後效果最好 3.研磨效果會影響產生的葡萄糖含量。 6.沙子對裂解並無影響 41 4.加唾液會影響研磨效果。 7.芝麻也能產生裂解。
  43. 43. 第三組學習成果與心得: 題目 水滴掉落的探討 作者 林亮昕、游淳仁、曾浩瑜 指導老師 張揮鈺老師 在資優方案中,我遇到了許多喜歡科學的同志,在別人(同學)眼中,這簡直是一個怪人 聚集地!但,在這裡,沒有人管外界的評論,我們都熱愛科學,既然熱愛,何必在意? 在這裡,我發現了我能更加精進的能力,從老師、同學身上,都學到了許多,當然,我 更找到了適合我的大方向,向未來邁進!今年是我成長中十分重要的一段,畫上螢光筆,我將 永遠記得,這三十人知識的邂垢。 資優方案即將結束,我們都共同希望在這裡畫下完美的<逗點>,在未來不久後,我們一 定會再見面的!互相加油!GO!GO! (曾浩瑜) 經過了這半年的學習,我發現自己的能力越來越不及他人,不過我也越來越喜愛科學。 也受到了許多人的幫助,有許多人教我:如何觀察、如何想像、甚至是如何說話......。 但我有進步了多少呢?或許吧,我沒有發現到,不過在未來它們用處一定會很大(只要我 喜愛科學)。我為了能更精進,我必須要更多的經驗,感謝老師們的幫助,我會更努力的。 科學是使我開心的、實驗是使我愉悅的。只要快樂地想、放手去試,一定能了解其中的 道理(希望能夠有效率)。(游淳仁) 去年當我收到錄取「復興國中資優方案」時,我內心感到相當高興。因為不管中間的過程 多麼辛苦,我都知道當最後成果出來時心裡會感到多麼的雀躍,果不其然,今年,我的確收 穫良多,同時也得到了不少的經驗。 在這個資優方案中,主要是以科學研究為主,這使我得我不論是在資料整合上都有了更加的 進步。比如說:誤差值與平均值能使得資料更加的完整精確、操作變因的可能性及其影響, 甚至連如何將軟體 excel 轉至 ppt 的方法都詳細的交給了我們,這對我在往後的研究有無限 的幫助,同時也讓我對報告從無到有的過程更加的了解。這個資優方案在教授我們的過程中 同時也要求每個人都需要在最後做出一份屬於自己那一組的報告,於是我把先前受困於器材 的那份主題拿了出來,想試試是否能跨越因器材而限制的障礙,過程並不容易,但是老師也 給我了許多方向,使我的研究得以成功,這也多虧了這個方案給我的幫助。 最後,還是要再次感謝這個資優方案,帶給我更多的知識、經驗,更多的方向,更開闊的 視野(林亮昕) 42
  44. 44. 摘要 生活中有許多大大小小不同的水滴無時無刻掉在地面上而產生許多不同的形狀,而本實驗運 用電腦軟體分係掉落在地的水滴,近一步研究告度對水滴產生的影響,並推論出其趨勢。 壹:研究動機 當與滴落在地上時會產生不同的形狀,我們想要暸解不同高度會造成怎樣的形狀,於是就開 始了研究。 貳:研究目的 探討高度對水地掉落的打小影響 参:實驗器材 白色影印紙、軟體 imagej(用來分析水滴形狀)、捲尺、針筒 伍:研究過程 一:前置實驗 目的:檢測隨著時間來愈長,毛細現象是否會造成掉落在紙上的 水滴越來越大 實驗步驟: 1 用針筒吸取一滴水滴(大小為 0.1*0.1*3.14*0.5 的圓柱體) 2 從高度 70 公分滴落 3 比較馬上量、一分鐘後量、四分鐘後量,是否有變化 二:高度對水滴的影響 目的:高度對水滴的影響極其趨勢 實驗步驟: 1 用針筒吸取一滴水滴(大小為 0.1*0.1*3.14*0.5 的圓柱體) 2 從 10~200 公分每 10 公分滴三次並記錄其直徑和溅距 三:瞬間吸水性的影響 目的:瞬間吸水性是否對水滴大小有影響 實驗步驟: 1 用針筒吸取水滴大小為 0.1*0.1*3.14*0.5 的圓柱體 43
  45. 45. 2 分別滴一滴在白色影印紙與咖啡色的紙上(白色吸水力為咖啡 色的 4/5)並記錄其直徑和溅距 四:不同水滴大小與其轉折點(實驗後推測原因為終端速度)的關係 目的:不同水滴大小與其轉折點的關係和推論 實驗步驟: 1 用針筒吸取一滴水滴(大小為 0.1cm*0.1cm*3.14*0.5cm 的圓柱 體) 2 從 10~200 公分每 10 公分滴三次並記錄其直徑和溅距 3 將水滴大小換成 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm 的圓柱體,並 重複步驟 1~2 4 將水滴大小換成 0.125 cm^3 並重複步驟 1~2 陸:研究結果 一:前置實驗 經過實驗後,三者時間(馬上量、一分鐘後量、四分鐘後量)的直 徑大小皆為 1.8cm,於是在之後的實驗直接忽略毛細現象對水滴 的影響 二:高度對水滴的影響 以下為水滴(大小為 0.1*0.1*3.14*0.5 的圓柱體)與高度的影響圖: (這兩張圖最高只到 130 公分因為之後水滴直徑大小都幾乎相同) 水滴濺距(大小為0.1*0.1*3.14*0.5的 圓柱體)與高度關係圖 2 1.5 濺距大小(cm) 直徑大小(cm) 水滴直徑(大小為0.1*0.1*3.14*0.5 的圓柱體)與高度關係圖 1 0.5 0 0 20 40 60 80 100 120 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 140 50 100 高度(cm) 高度(cm) 根據上方兩張圖我們發現高度對水滴形狀影響甚大,而直徑與濺距的趨勢接近相同,更 重要的是,我們發現了水低高度在 90 公分以前有線性趨勢,但高度到了 90 公分之後直徑與 44 150
  46. 46. 濺距將不再變大,也就是產生了一個轉折點,基於這點,我們推測大概就是所謂的終端速度, 指的是 90 公分之後水滴將不再做加速度動而做等速度運動,但是由於今天我們的實驗是滴在 紙上,我們的紙可能會因撞擊力道不同而瞬間吸水性不同,於是我們就做實三,檢測瞬間吸 水性對於水滴大小會不會有影響 三:瞬間吸水性的影響 經實驗後我們發現兩種紙的水滴直徑大小皆為 1.8 公分,於是我 們就推測轉折點的產生主要就是終端速度的影響 四:不同水滴大小與其轉折點(推測原因為終端速度)的關 係 以下為不同水滴大小與高度的影響圖: (這兩張圖只紀錄關鍵的變化,指的是這三種水滴到後來直徑大都 不再變化)(水滴大小 0.125 cm^3:藍 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm: 紅線,0.1cm*0.1cm*3.14*0.5cm:綠線) 4 不同水滴濺距大小與其轉折點(推測為終 端速度)的關係 不同水滴直徑大小與其轉折點(推測為 終端速度)的關係 3 0.4 高度(cm) 直 徑 大 小 (cm ) 0.5 2 1 0.3 0.2 0.1 0 0 50 100 150 200 高度(cm) 0 0 5 10 15 濺距大小(cm) 根據上方兩張圖我們幾乎能肯定轉額點是因為終端速度而形成的,因為水滴越大中端速 度達成的點也越高,上方兩張圖也是如此,0.125 cm^3(最大)的終端速度約為 110cm, 0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm(中) 的終端速度約 100cm,0.15cm*0.15cm*3.14*0.5cm(最 小) 的終端速度約 90cm 45 20
  47. 47. 柒:結論 1 一個 個水滴大小 小不可能隨著 著高度永無 無止盡的大下 下去,會有 有一個極限( (終端速度) ) 2 一個 個水滴在轉 轉折點(終端 端速度)之前 前回隨著高度 度愈高而呈 呈線性趨勢 3 不同 同水滴大小 小有不同的轉 轉折點(終端 端速度),水 水滴愈大轉 轉折點(終端 端速度)就愈 愈高 捌:討論 1 也許 許有些人會 會認為轉折點 點也有可能 能是內聚力所 所造成的, ,在此特別 別說明:如果 果轉折點是 是 內聚力 力造成的 就 , 就代表我對 對水所施的力 力大到一個 個程度 內聚 , 聚力會使的 的水無法再繼 繼續擴張, 但是水 水的內聚力 力是個定值,不論是施 施的力在定值 值內或定值 值外,只要 要施的力越大 大,憾動的 的 水分子 子的力就越 越大,因此應 應該是可以 以繼續擴張。但又有人 人提出說水 水的凝聚力比 比施的力大 大 的太多 多了,因此 此會有轉折點 點,但是仔 仔細想想,怎 怎麼可能施 施力在某種 種程度內有線 線性,之後 後 施力再 再大又沒改 , 改變 這不合 合乎邏輯 要 , 要說也是水 水的內聚力大 大到不管怎 怎麼施力都不 不會改變, 而且一 一體的密度 度相當的小,是不可能 能大道不管怎 怎嚜施力都 都不改變的。 2 這次 次的實驗結論 論僅是推測 還無法用 測 , 用更有利的 的證據去證明 明轉折店就 就是終端速度 度造成的, 也有可 可能還有別 別的因素,如 如果要有力 力的證據,應 應該是以攝 攝影機去真 真正算加速度 度等於零, 但在此 此僅是功一 一個有利的假 假設罷了。 46
  48. 48. 第四組學習成果與心得: 題目 土壤結構對熱傳導特性的影響 作者 陳佑昕、王文晉、陳昶瑞 指導老師 張揮鈺老師 這次活動我心裡的激動,主要來自實驗中發生沒有預期到的結果,所引發的興奮。我比較 屬於最後一項,比如說實驗中我沒有預期的是在 60 公分以下的地層日溫度竟然不變,我想, 或許在日溫差大的地方,這很容易就仍解決他們的問題(用地熱空調法) 。 以前我總以為科學沒有人可以分享(實驗得到結果的喜悅) 。現在情況雖然差不多(除了 老師,其實一直都有分享、討論對象,不過變化有頗像我實驗中「改變土壤的含水量,取得 未飽和土壤溶液的傳熱速度」第一張-加熱土壤的時間與溫度變化。) 不過我想科學對我來說是一隻蟬,我從來不管他棲在哪棵樹上。不過愈靜下心,就愈覺得 牠的鳴叫聲離我愈近。 颯颯秋風吹紅滿樹落葉,如今便是成果發表會了,想起一開始的考試到接著的上課,開始 一步一步腳踏實地的學習並從中汲取知識,在老師的幫忙下一步一步地將構想化成實際實 驗,雖然仍有許多出乎意料之狀況,所謂的科學研究也和想像中輕而易舉有著天壤之別,甚 至因為我家距離較遠,分工上也是困難重重,但能夠一步一步從頭開始,並盡力達到實驗目 的,縱使最後的成果未必是完美的,也必是甘甜的(王文晉) 這個自然方案對我的啟發很大,交朋友就另當別論,其中有些許是來自於全國聯合發表會, 報告的體驗。有些則是來自大家、老師的意見,讓我們從中推論出新的發現。這些課程當然 也會有輕鬆的時候,但現在接近發表會的時刻了,當然就是要趕路囉。我們有發現在地底下 60 公分的地層,溫度會不變,所以我們想,這理論或許可以解決那些居住在日夜溫差大的 地方的問題。 跟別人的實驗比起來,我不敢說我們這組的實驗有多難,每個實驗都會有困難的,沒有困 難就不叫實驗。在此實驗中,我們遇到許多瓶頸,很可惜的是,有些瓶頸是解開了,但有些 還來不及完成,課程就這樣結束了。或許是時間的問題,我們要是有足夠的時間,加上組員 的努力,想必一定有辦法解開任何瓶頸吧。 在任何實驗中,要是有足夠的時間和全心力的投入,能獲得的啟發,一定是無可限量吧。 (陳昶瑞) 47
  49. 49. 摘要 此實驗為增進地熱法之效益,所以嘗試以土壤物理特性(夯實度、孔隙度、土壤粒徑及含 水量),來探討此些因素對土壤熱導率的影響。另外,實測部分則以不同地域的相同氣溫相 同深度作比較(實際測量以地面以下 20、40、60cm,地表淺層的溫度來做探討)。 壹、研究動機 過去地溫空調往往受限於深度、當地環境,而使地溫阻尼質愈向下降。我們希望做到的即 是利用土壤的物理特性,改變傳熱特性。這樣的想法如若成功即可在綠建築、溫室中有很好 的發展空間。 貳、研究目的 一、透過實際測量,瞭解宜蘭地區的日照變化與地溫變化關係。 二、透過改變土壤物理性質,計算出不同情況下的熱導率。 (一)設計實驗裝置 (二)改變土壤的含水量,取得未飽和土壤溶液的傳熱速度 (三)改變土壤的夯實度,求取夯實對熱導率的變化 (四)自然沉澱乾燥的土塊,與相同成分壤土之傳熱速度變化 參、研究設備及器材 MAKTHERMO 溫控器、熱流計、熱敏電阻、漆包線、電錶、沙土、壤土 肆、研究過程和方法 一、宜蘭地區的日照變化與地溫變化關係。 (一)測量方式 1.利用負溫係數熱敏電阻,接上阻值小於 0.02ohm 的漆包線,測量阻值與溫度關係換算。 48
  50. 50. 溫度與熱敏電阻 溫 阻阻值對照表 阻值( (單位: ohm m) 100 80 60 40 16 19 22 25 28 31 34 37 40 20 0 溫度 度 2.為了避免 免放置熱敏 敏電阻而影響 響土壤結構 構,所以以鐵 鐵管(空心 心)在地上鑿 鑿洞,再將 將原本取出 的土放回,並等待一 一個禮拜的時 時間在開始 始測量,目的 的是要等原 原本存在下層 層的金屬離 離子、粒徑 較小土壤向 向下沈。 (二)九月 月二十一號 號的土溫與時 時間關係 方法:見(一)測 測量方法 當日降 降雨量 42.4mm、紫外 外線指數 5( (資料來源中 中央氣象局 局,僅作參 參考用) 測量結 結果: 49
  51. 51. (三)九月 月二十九號 號的土溫與時 時間關係 方法:見(一)測 測量方法 當日降雨量 0mm、紫外 當 量 外線指數 10 0(資料來源 源中央氣象 象局,僅作參 參考用) 測量結 結果: 二、透過改 改變土壤物 物理性質,得 得知不同情 情況下的熱導 導率。 (一)測量 量裝置: 本實驗所用 用的測量裝 裝置(如圖三 三)為簡易 易的傳熱片及 及盒子。( (不過在此裝 裝置下的實 實驗不易求 得熱導率,由於熱量 量溶液散失,不過可以單 單純看傳熱 熱速度的變化 而為求 化) 求準確之熱導 導率計算, 本實驗另做 做了一個 50*50*100 的 的箱子,由 由加熱空氣(固定溫度 度),不過此 此些實驗進 進行時純屬 討論傳熱快 快慢,故尚 尚不求熱導率 率之精準數 數據。 此測量裝置 置隔版一側 0℃冰水 側以 水(含冰)冷卻(實驗 驗到冰塊完 完全融化前為 為止) , 經測試水 水的部分溫度 度超過零度 度以後使以線 線性關係上 , 上升 可見在 在零度時各 各時段所傳熱 熱量相同。 (二)改變 變土壤的含 含水量,取得 得未飽和土 土壤溶液的傳 傳熱速度 1.方法: (1)由( (一)測量裝 裝置所述之 之裝置,進行 行土壤(不 不含水)冷卻 卻(負加熱 熱)。 (2)測量 量距隔版 3c 處之土壤 cm 壤溫度。 (3)以相 相同土壤回到 到室溫後,加水 50cc 再做一次測 c 測量 2.實驗結果 果: 50
  52. 52. (三)改變 變土壤的夯 夯實度,求取 取夯實對熱 熱導率的變化 化 1.方法: (1)測量土 土壤的緊實程 程度,並測 測量不同緊實 實程度的土 土壤的單位時 時間內溫度 度變化 (2)藉由熱 熱導率公式 可計算出 出土壤緊密 密的傳熱關係 係。 式中δQ 為 為所傳熱量 量、δt 為時 時間、A 為土 土壤橫截面 面積、x 為土 土壤厚度、T 為溫度差 T 差(熱源與 測量處溫度 度差) 2.結果: (1)本實驗 驗裝置寬 12cm,測量處 處與隔版距 距三公分,每 每秒鐘約吸 11.4 卡 吸收 卡,時間均已 已一秒鐘為 為 單位。 (2)第一組 組實驗中(土 土堆高度 2.5cm),其 其截面積為 0.003 ㎡,溫度變化 為 化為每秒 1/6 60℃ (3)帶進公 公式得 57/5300 (4)壓密後 後結果相同 (四)自然沉 沉澱乾燥的 的土塊,與相 相同成分壤 壤土之傳熱速 速度變化 1.方法: (1)用水將 將土壤中雜質 質洗掉,並 0.2CM 之 並以 之紗網,篩 篩掉土壤中 medium sa and(0.425~ ~2mm)以上 的沙 (2)土壤沉 沉澱後乾燥,製成土塊 塊 (3)用美工 工刀將土塊再 再刮成鬆散 散的土壤 (4)測量其 其冷卻下溫度 度變化與時 時間關係 (5)將其再 再次製成土塊 塊 (6)直接測 測量其土塊的 的溫度變化 化與時間關係 係 2.結果: 51
  53. 53. 伍、討論 (一)實驗一中的測量當天雨量蒸發率等等可能影響,不過這未必會影響的地下 60cm 處,在 實驗前置作業鑿洞中發現,就算是當日降雨機率為零,地下 30~60 公分處仍然是潮濕的,而 三十公分以上黏性、附著性就較低。 本實驗特選測量實驗中的晴雨天提出做討論,顯然在雨天中地層深處溫度較高,而這樣 的變化(及多天觀測)也顯現出在地下 60cm 處,溫度大致維持於 30℃ (二)實驗二之二中的含水量實驗只是個起頭,由於本實驗之目的是希望用於溫室或其他相 關設施中的地溫法,故需要相當完整、準確的熱導率數據。這只是初步證實含水量的多寡大 大影響了傳熱的速度。 另外在進一步實驗中發現由於我們實驗用之土壤孔隙度較大,故很容易在加熱或冷卻時影 響土壤含水量(這是實驗中乾燥土壤與含水土壤的含水量設定懸殊原因) (三)實驗二之三中不能看出明顯區別的原因極可能出現在「粒徑」與「數量」 上,我們知道夯實度孔隙度和數量、粒徑這四者有極大的關係。甚至可能是影響土壤熱導率 的最主要因素,不過若是數量太少,則固定的孔隙度與傳熱速度之間的關係便無法詳實呈現 在熱導率上,且黏壤土的夯實度與孔隙度關係不明顯,相較於砏土、沙土或沙,不能有效的 將土壤密度表現在傳熱特性。 再進一步的探討,應不再採用單純壤土,除非使夯實度差別明顯。接下來的實驗應以砏 土為實驗對象測試。 (四)相較於實驗二之三中的夯實(以重物壓在土壤上夯實),這樣的實驗結果就可以看出他的 52
  54. 54. 傳熱差別。此實驗主 主要是比較土 土壤膠結,對傳熱特性 性的影響。不過他同時 時會影響到 到孔隙度, 要是不考慮 慮膠結作用 用,實驗中的 的孔隙度差 差極大。 在一般 般以重物壓實 實的情況下 下,幾乎不能 能將其夯實 實度做到沉澱 澱後的效果 果。不過一般 般情況下的 的 土壤除夏季 季田土外,不易找到沉 沉澱膠結後 後的土壤,不 不過對於需有 有極大差異 異溫度的環境 境、建築、 園藝在瀦育 育化或充分 分夯實(或沉 沉澱)的土塊 塊中會有很好 好的效果。 由於以 以往的文獻中 中在討論地 地層深度與地 地溫的討論 論,往往侷限 限於熱量的 的傳遞根據土 土壤深度 (厚度)而影 影響,不過 過單純討論不 不同深度的 的阻尼值容易 易偏向與時 時間關係。而 而除垂直測 測量,各地 層之水平測 測量也會是 是影響關鍵。而這個影 影響會由於地 地層愈往下 下密實度愈高 高,故水平 平地層的的 地溫比較,也相當可 可能關係著向 向下的夯實 實度變化(甚 甚至含水地層 層、或如本 本實驗中夯實 實度及高之 之 土塊)。 陸、結論 論 一、在 在實際測量中 中的地溫會 會隨日照有明 明顯起伏,而只要在地 60cm 處 地下 處即可在夏 夏秋交替之 際保持穩定於 30 度的溫 際 於 溫度。 二、壤 壤土的熱導率 率極差,近 近於軟木塞。而經過測 測試,宜蘭地 地區土壤在 200 度的 在超 的加熱下才 才 會看到土壤大 會 大幅度的改 改變(質地、顏色) 所以在這樣 ,所 樣的條件下能 能利用土壤 壤來做一些 隔熱效果的物 隔 物品。 三、水 水量對土壤的 的傳熱影很 很甚鉅,不過 過很容易帶 帶走熱量,這 這也相當可 可能是地下 60cm 處即 能保持溫度衡 能 衡定的原因 因。 四、夯 夯實度和孔隙 隙度可能會 會是一般地層 層的的差異 異關鍵。 53
  55. 55. 第五組學習成果與心得: 題目 研究植物的捲曲 作者 蔣汶儒、吳洛衣、張洸銘 指導老師 吳月鈴老師 才短短的幾個月,就來到了最後幾天.經過了許多次的段考和不多次的實驗之下,我 終於有了自己專屬的報告.雖然過程好像沒有很艱辛,但是我們這一組經過多次的努力走過 溝通上的困難,排除時間上的交叉.看到我們寫出來的報告,雖然不怎麼專業,但還是心裡 有一些感慨.心中沒有太多想要說的話,只是對於我們來講,其實還可以再努力的.就算是 一群人在亂做吧!自己從來沒想過做一個科展是如此的困難(自己從沒做過) .我已經開始佩 服那些能完成科展的同學了(蔣汶儒) 我很高興能和老師同學一起實驗植物,老師的辛苦指導也不是一天兩天能說完的,吳月鈴 老師更是給了我們不少意見,給我們這些小蘿蔔頭有時間去思考、討論。當然,同學的努力 付出更是讓我看在眼裡,犧牲假日的時間,和同學一起把心投入這個實驗中,或許我們所做 的實驗微不足道,可是和同學的討論過程中,有著無比的溫暖。 植物的這個區塊向來是吳月鈴老師的強項,加上老師的辛苦指導,我們其實對老師有著 些許的抱歉,因為我們因為時間的不夠,所以我們做的實驗其實沒有那麼多,實驗的記錄也 東漏西漏並沒有將老師所叮嚀我們要做的地方做完成,我們感到萬分的抱歉。我也要感謝同 學,為什麼呢?因為同學犧牲了他們的假期一起討論,並花了無數的心血做實驗,啊!同學 們,謝謝你們! 我們所做的實驗是植物的捲曲,那是什麼呢?我們在研究的是絲瓜、南瓜、百香果、龍鬚 菜他們的轉折以及所能承受的重量,有時候的植物實在是厲害,是多麼的有彈性,所能承受 的重量是常人所難以想像的,在此時我們不免要拜服於大自然的奧妙與不可思議。(張洸銘) 我很高興可以參加這個活動,它讓我學到了很多科學技巧,也讓我了解到研究一件事是要花 費很心力的,更讓我交到了很多好朋友。堧常常挪不出時間做實驗或打報告,但是我盡力了! 如果時間能倒流,希望我能擁有更多時間做出更好的報告。謝謝大家的陪伴,讓我的假期是 充實的。其實我應該感謝所有的老師,謝謝他們的指導,雖然有時我們不會真的把老師們的 話聽進去,這點還請老師見諒……不過,老師們請你們原諒我,私立國中課業繁重,實在沒 什磨時間做實驗,或許在別人看來都是藉口,但是這卻是十分真實的言語,完全不是藉口, 希望這個活動結束後,我們的回憶還能長存在彼此心中。(吳洛衣) 54
  56. 56. 摘要 本實驗是在研究植物捲曲的彈性及類型,我們實驗的植物有百香果,絲瓜,龍鬚菜,南瓜。 根據我們的實驗結果發現: 一、 所有的捲鬚植物如果沒有給其攀附用的物體,其不會捲曲。 二、 根據我們的實驗結果,我們發現捲鬚植物如果有攀附在其他的物體上,捲曲中會 有轉折。 壹、研究動機 在雨後的下午,走在農田裡,呼吸最新鮮的空氣,突然看到身旁的百香果的莖上有捲曲,我 們就想,這些捲曲如何運用在生活上,如何幫助我們? 貳、研究目的 (一)基本型態探討 1. 觀察四種植物捲鬚的外觀差異 2. 捲鬚與正常莖的比較 3. 轉折點左右圈數比 (二)捲鬚伸長量和彈性探討 1. 比較三種植物彈性(伸長量、彈回量) 2. 中間有轉折和沒轉折莖的彈性比較 參、設備和器材 (一)應用軟體:Word、Excel (二)其他器材:直尺、油土、相機、架子、方格紙 肆、研究過程 (一)捲鬚基本形態觀察 1.觀察絲瓜、百香果、南瓜,外觀差異和轉折左右圈數比,並詳實記錄。 (轉折如下圖) 55
  57. 57. (二) 捲鬚伸長量和彈性探討 實驗一:伸長量與彈性的比較 1. 先將植物捲曲的莖黏在木架上,並將莖的末端綁在不同重量(10g, 50g, 80g, 100g)的黏 土上 2. 等待十分鐘 3. 拍照並詳細記錄伸長量在木架後方方格紙上 (並由實驗一找出百香果的伸長量最大,所以用百香果進行實驗二) 10(g) 原 後 50(g) 原 後 80(g) 原 後 100(g) 原 後 11.7 13.2 11.7 13.5 11.7 14 11.7 14.3 7.4 8.5 7.4 10.1 7.4 11.4 7.4 12.5 9 10.1 9 11.5 9 12.7 9 13 7 8.2 7.4 9.3 7.4 12 7.4 9.8 56
  58. 58. 8.7 9.3 8.7 12.8 8.7 13.3 8.7 17.3 我們發現 80(g)以後的變化不大,所以我們認為 80(g)以後已達到最大伸長量 百香果 10(g) 原 6.1 6 9.5 6.7 6.8 後 6.8 10.5 9.7 8.5 50(g) 原 6.1 6 9.5 6.7 6.8 後 7.9 14 9.9 9 80(g) 原 6.1 6 9.5 6.7 6.8 後 7.9 8 12.2 10 9.5 100(g) 原 6.1 6 9.5 6.7 6.8 後 8.7 10 17.9 15.2 9.8 6.6 8.3 研究結果發現 80(g)後的變化度還很明顯認定百香果的彈性較大 57
  59. 59. 實驗二:有無轉折的彈性度比較 1. 使用百香果來做實驗 2. 同樣掛在木架上,將莖的末端綁在 50(g) 3. 拍照並詳細記錄伸長量在木架後方方格紙上 有轉 掛重物後 瞬間 10 分後 3 7 4 3.5 3 11 6 5 3 6.5 5 3.5 3 10.5 4 3.5 3 13 5.5 4.5 2 6.2 6 5 2 5.5 7 6.5 2 7 6 5.5 2 12.5 4 3.5 2 3.5 2 2 無轉 我們發現有轉的瞬間回復量最大,所以斷定有轉的回復量最大 實驗三:如何運用在生活上 1.我們用筆的彈簧來模擬植物的捲曲 58
  60. 60. 2.但是彈簧經過拉扯後無法還原 3.我們就試著使用鐵絲來實驗,但又發現他太大了,難以使用 4.目前我們還在討論還能用哪些東西可以運用如果有新的想法,請跟我們說 伍、討論 1.我們需要改進的地方有 (1.)還要再多一點數據 (2.)花多一點時間在實驗上 (3.)要多多分工合作 陸、結論與結果 1.我們發現植物較常出現1:1的圈數比 2.百香果的彈性比絲瓜和眾多植物還要好 3.有轉折的莖耐拉度比較好 柒、參考資料 維基百科、第 49 屆中小學科展、yahoo、google、 59
  61. 61. 第六組學習成果與心得: 題目 「吸」管 作者 黃俊郝、覃俊傑、陳憲柏 指導老師 陳信璁老師 一轉眼,就到了成果發表的那天,一想到剛開始的那天,心中就有無限的感慨,我也從一 個無知的小孩,成長為少年了。 剛開始的課程十分有趣,尤其是去宜大的時候,那天,我們做了許多好玩的實驗,而且是 解剖小小白鼠的時候,我們那組還解剖牠的腦,費了好多時間,可是在殺死牠的過程,十分 恐怖,但為了做實驗,只好捨棄一些小生命,來救更多生命,這些小生命的犧牲是值得的。 在研究的過程中,我們雖然有些意見不同,但最後都迎刃而解,我們雖然碰到許多困難, 但經過一番地討論,到最後都解決了,這是我參加這方案的用意,就是解決問題的能力。 (黃俊郝) 這是我第二次參加自然資優方案了,這次雖然還有一部分的人也是參加第二次,但大部 分都是小我們一屆的學弟妹們,因為自己年紀比較大,自然責任也多了一些。 在分組研究的一開始,我們便遇到了瓶頸,想不出實驗要做什麼題目,做到一半發現實驗 行不通,因此又需要更換題目…不過,到了最後想到了實驗的方向,到了現在,終於靠我們 自己完成了一個科學研究與報告,在完成後,感覺之前所做的一切都是值得的。(覃俊傑) 60
  62. 62. 一、摘要 輕微重量是很很不容易測量的,但是可能可以利用水面的變化來測量,而水面的的角度與物 體表面和物體與水面的角度有關。 二、研究動機 我們在參加自然資優方案後,製作專題報告時,一開始選的題目發現行不通時,想到 了如果能有測量微小重量的方式就好了,因此我們開始設計實驗。 三、研究目的 1.探討重量對水面的形狀的影響。 2.探討物體表面對水面的影響。 3.探討角度對水面的影響。 四、實驗器材: 器材類:雷射光筆、保麗龍板、紙巾、塑膠盒、墊板、吸管等。 軟體類:word、ppt。 五、實驗步驟 實驗一 1.準備材料 吸管、塑膠盒、雷射光筆、尺等 2.進行實驗 (1)將塑膠盒裝水 (2)將吸管放入水中 (3)用雷射光筆照射吸管邊緣,觀察光點位置並記錄 (4)在吸管中放入物品(如針…) (5)重複實驗(2)~(4) 實驗一示意圖↓(圖一) 實驗二 61
  63. 63. (2)將保麗龍利用其他裝置輔助與水面垂直放置 (3)用雷射光筆照射保麗龍邊緣(事先貼上了塑膠片,以保持表面的光滑平整),觀察光點位置 並記錄 (4)利用砂紙貼在保麗龍上改變表面的平整 (5)重複實驗(3) 實驗二示意圖↓(圖二) 實驗三 (2)將保麗龍利用其他裝置輔助與水面垂直放置(後面垂直 (3)用雷射光筆照射保麗龍邊緣(事先貼上了塑膠片,以保持表面的光滑平整),測量光點與光 線的對應位置並記錄 (4)更換保麗龍的角度 (5)重複實驗(3)、(4) 實驗三示意圖↓(圖三) 六、結果與討論 實驗一 結果:不明顯,連光點位置都無法看出,水裡有一大堆光點與線 討論: 1.因為吸管會透光,所以光線接進入水底。 ,因此我們之後的實驗裝置改成不透光的保麗龍。 62
  64. 64. 2.吸管的邊緣會擋到下方最突起的水面(箭頭處),導致光線無法明顯彎曲,因此之後的實驗 裝置改為與水面垂直。(圖四) 3.經由此次實驗,我們發現水面會因水面是彎曲的,而使光線分散成許多小點組成線。(圖五) 4.因為光線有可能無法明顯彎曲,因此我們將把水面距離拉長。 ◎圖中的各種顏色並不是光線色散,是為了區分而改變顏色。 實驗二 結果:(光線長度是平均值) 1. 表面越細小,水的高度愈高。 2. 只要表面有平均的粗糙,結果都會比平滑的表面好。 討論:1.我們推測粗糙的表面可以使小水珠附著,因此比平滑的表面水面較高。 實驗三 結果: (普通角度為 90 度)(角度是與水面的角度) 63
  65. 65. 1. 角度愈小,水面愈不斜。 討論: 1.角度愈小,水面會比較平整也比較長,但是水面比較不斜,因此光線重疊較多,長度也較 短。 七、結論 1.表面的粗糙度會影響水面,同時表面越細小,水的高度愈高。 2.角度的變化會影響水面,角度愈小,水面愈不斜。 3.水面的角度都是弧形,所以即使是單色光也會分散。 4.如果要測重量與水面的變化,或許可以使用圓形的保麗龍加重來測量,只是要如何保持保 麗龍球不飄動、雷射光與保麗龍球有一定距離,目前我們還沒想到。 64
  66. 66. 第七組學習成果與心得: 題目 傳聲筒 作者 龔聖勛、陳立恆、莊登富 指導老師 黃立宇老師 轉眼間,發表會就即將到來,為了這場盛宴,為了拿出最好報告,拿出最大的努力,但這些 可不是光靠臨時抱佛腳就能完成。回想一下,剛開始因為是外校的學生,在理想上、交流上 都會有一條看不見的隔閡,時間久了,隔閡也會漸漸消失,也交到許多朋友,也能豪不畏懼 的提出自己的看法。 剛開始,老師會在旁指導,結束後,由我們上台報告,經過一次次的練習,也更加熟 悉。以前的我,是非常討厭上台的,認為這不是我的專長,所以也沒有多加練習,但來到這 裡後,必須被強迫上台報告,把只要上台講話就會口吃的我,變得更加有自信。 自然資優方案不僅是學習的地方,也是交朋友的地方。感謝老師四、五個月以來的指 導,為了不負老師們的期望,在接下來的發表會中,我將充分展現學習的成果。........ ………………………………………………………………………………………………陳立恆 幾個月前,我第一次來這裡上課時,以為這裡也會像其他自然補習班一樣只單教我們自 然。沒想到有別於其他自然補習班,這裡不只教自然,更教我們實驗的精神。 來到這裡接受陶冶之後,我才真正知道原來學習自然不只是要懂得很多知識,更要在實 驗過程中下一定的功夫、仔細做過每一個步驟,並抱持實事求是的精神。而最後一個最重要 的也是每個成功科學家的特質,就是要對周遭的事物抱持好奇心,並充滿求知慾,且對自己 所做的實驗投入熱誠。 在來到這你之後,我不僅認識了更多的朋友,也順便幫我以後的課業預習一下,也算得 上是獲益良多。……………………………………………………………………………龔聖勛 自從六個月前我們參加了自然資優方案的甄選號,我和我的同學們一起加入了此營隊,每一 次的課程、實驗,都讓我們受益良多!因為有了此營隊,所以我們又更加地的努力於實驗。 轉眼間,已經到了我們要發表的時間了,我們這一組因為都是三個不同學校的學生、所以做 實驗的時間也有限、也無法在課後時間實驗,但是我們也是努力地做完了!此外,我也學了 很多關於報告和不怯場的方法,還有我也交到了很多朋友,為了這場盛宴,我將盡我最大的 努力! ………………………………………………………………………………………莊登富 65
  67. 67. 傳聲筒 摘要 本實驗室為探討傳聲筒之杯口大小及傳聲線材質等以上兩種變因對傳聲效率及音量的影響。 一、影響傳聲音量的因素有很多,第一個實驗是要研究各種不同口徑杯子對 原始音量(節拍器 約 70db)所造成的影響。 二、傳聲線材質對音量也有影響。各種韌性、粗細及緊密度不同的線也影響 實驗結果。 壹、研究動機 記得小時候,我們曾經使用兩個杯子和一條棉線自製傳聲筒,因為有了小時候的經驗, 才讓我們突發奇想得到了這次的實驗題材!我們便想到是用哪種線和哪種大小的杯子會使其 傳聲效果最好。 貳、研究目的 一、探討杯子的傳聲效果 (一)了解不同杯子的之材質對傳聲之效果 (二)了解杯子的口/底徑大小對傳聲之影響 (三)了解對傳聲效果最佳的杯子 二、探討不同線材質 (一)了解線彈性與傳聲的情形 (二)了解不同線材質對於傳聲的效果 (三)了解線的緊密程度對於傳聲之影響 參、設備和器材 (一) 應用軟體:Word、Excel (二) 其他設備及器材:節拍器、不同大小之杯子、不同材質之線、剪刀、量尺 肆、研究過程 (一)測量背景分貝 (二)將節拍器放在傳聲筒的其中一邊,並在另一邊放分貝器 (三)將測量結果記錄於以筆記本中 (四)將研究成果數位化製成圖表 (五)統整結果並製成報告 伍、研究結果 一、傳聲筒的圖片: 66
  68. 68. (1)圖(一)---不同大小之杯子 (2)圖(二)---不同線對同一種杯子 圖(一) 圖(二) 二、數據分析 (一)面積一定時對於不同高之分貝的變化 1.共 5 組樣本,原始記錄於(附圖一) 2.分析後的圖表如下: 67
  69. 69. 分貝(面積49) 60 y = 1.7x + 40.7 60 分貝 分貝 分貝(面積64) y = 1.9x + 35.5 55 50 55 50 45 0 0 5 10 5 15 分貝(面積100) y = 2x + 45 分貝 分貝 分貝(面積81) 0 5 10 y = 2.1x + 45.7 70 60 50 15 0 5 高(公分) y = 2x + 48.6 75 70 65 60 15 5 10 高(公分) (附圖一) 由上圖表之中 可以發現高的長度越長 , 可以將傳播速率提高 而且有一定線性 , 之關係,以上圖表之中背景音量為 37 分貝。 15 (二)高度一定時對於不同面積之分貝之影響 1.共 5 組樣本,原始記錄於(附圖二) 2.分析後的圖表如下: 分貝(高8) 分貝(高7) y = 0.125x + 37.76 100 分貝 分貝 分貝 10 高(公分) 分貝(面積121) 0 15 高(公分) 高(公分) 70 60 50 10 0 0 50 100 y = 0.154x + 36.99 100 50 0 150 0 高(公分) 50 100 面積(平方公分) 68 150
  70. 70. 分貝(高9) 分貝(高10) 100 50 0 分貝 分貝 y = 0.138x + 39.74 0 50 100 y = 0.111x + 44.56 60 55 50 45 0 150 分貝(高11) 分貝 y = 0.137x + 44.99 100 0 50 100 150 面積(平方公分) 面積(平方公分) 0 50 100 (附圖二) 由以上圖表可得知,在高度一定時,杯 子口徑和體積如果越大、傳播後的聲音 也越大。請呈現出現線性之組合。 150 面積(平方公分) (三)繩子長度和繩結數量與分貝傳播後之影響 1.各 1 組實驗圖表 2.分析後圖表如下: 分貝(面積121) y = ‐0.074x + 90.03 100 50 0 分貝 分貝 分貝(面積121) 0 200 400 y = ‐3.942x + 85.85 100 50 0 600 0 長度(公分) 2 4 6 繩結數量 上圖圖表可得知,每當繩長減少 30 公 由上圖表可得知,每當繩結數量的增加, 分後,傳播後的分貝會越來越大,相對 傳播後分貝會越來越低。 的,如果繩長越來越長,傳播之效率會 越來越差。 陸、討論 一、我們原本假設實驗結果會是杯口面積越小的杯子,分貝會越大。實際上杯口面積越大, 音波就越分散,單一面積所收到的分貝就越小。 二、觀察高對於傳播的影響時,我們發現圓柱體越高時,傳播的速率會更好,只是差距不大。 三、我們假設傳播統的杯子應該使用到三角形的形狀,雖然我們沒有做此實驗,但是跟我們 在網路上所發現的數種數據是相符的。 四、原先所使用的線之材質,像是用草所製造的線段,因為容易斷裂所以最後被我們刪除了。 五、在製作此實驗時,我們曾經有因為要量取杯子和杯子之間的距離,不慎用力過大,造成 69
  71. 71. 杯子和線段分離,也造成了洞口的擴大,我們並沒有採取此數據。 六、因為擔心天氣的溫度和溼度對於線斷吸收聲音了影響,所以我將所有的實驗在同一天內 完成。 七、有一些過於極端的數據,例如測量後的分貝小於背景分貝……等,我們並沒有將其數據 做為圖表並予以比較。 八、復興國中是我們比較方便的實驗區,但是除非是特別的實驗室,要不然沒有完全 0 分貝 的地方,為了求得實驗的準確性,所以我們並沒有將背景分貝扣除、但是我們有將它標註於 圖表中。 九、我們有將音波和物體之吸收做進一步的實驗,但是因為數據的不足,未能做為圖表。 十、本次實驗所使用之長度單位為公分;面積單位為平方公分。 柒、結論 1.實驗結果發現杯口面積越小、繩子纖維越密集、彈性愈大,所得出的響度愈大。 2.繩結數目越多,對於音波的傳播效能越差。 3.繩長如果越長,其音波之能量會定將而導致傳播後的效能減低。 這與原先預期的結果有些差異,讓我們了解到音波的行進並不如想像中的簡單。在討論的過 程中,我們應用實驗結果,聯想到各種樂器弦和音箱大小的不同處,希望能對學習樂器時理 解聲音傳輸情形有所幫助;也希望本次實驗的結果能應用在未來自然與生活科技領域「聲音 與樂器」單元的學習上,提供補充教學之用。 捌、參考資料 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A3%B0%E6%B3%A2 70
  72. 72. 第八組學習成果與心得: 題目 暈船惡夢~破解 作者 楊承晧,吳承穎,丁家立 指導老師 陳信璁老師 在這半年中,我們學到了許多探究科學的方法,雖然研究的過程很艱辛,不過這真的是個很特 別的經驗。 剛開始做實驗時,我們碰到了許多困難,比如說實驗分工,實驗器材的取得等…不過到最後,我 們一一克服了這些問題,之後,我們就開始了我們的實驗。 暑假時,我們便約在學校做實驗,一開始的時候,我們又碰到了問題-實驗做出來的結果不如預 期,經過數次的嘗試,還是沒有一個結果,這個失敗的經驗,曾經讓我們想放棄,在這個令人灰 心喪志的時候,我們的實驗出現了轉機。 我們發現我們有一個步驟的控制變因沒有做好,以致我們實驗失敗,經過改正後,實驗果然成 功了。 這件事給我們一個很大的啟發:做事情時,不能只是埋頭苦幹,還要用對方法,做事才會事半功 倍。 我們覺得,做實驗除了要有智慧,還要有耐心,不要放棄自己的理念,也不能因為小小的挫折而 放棄,這樣的態度,才能帶領我們走向成功。 我們覺得這個活動真的很有價值,它除了能增進我們的智慧,還能培養做事情的態度。 71
  73. 73. 壹.摘要 透過模擬船隻行進時的狀況,改變不同的條件,改善船隻行駛時所造成的搖晃,減少暈船事件 一再發生。 貳.研究動機 小時候,我們最害怕的事情,莫過於搭船了,不僅是嘎嘎作響的引擎聲,還有暈船所帶來的嘔吐 症狀,所以,我們便想到可以想辦法改善這個狀況,於是我們便做了以下的這幾個實驗。 參.研究目的 目的一:在船底綁重物(未接觸水底),對船隻在靜止時所受到之波浪造成的影響。 目的二:改變船底的形狀會不會對船隻在漂浮時的穩定度造成影響。 目的三:在船隻周圍附加不同物體,是否會對船隻的航行造成不同的影響。 實驗一所需器材 一. 寶特瓶 二.黏土 實驗過程 實驗一:在一個切割過的寶特瓶下方綁上一個重物(未接觸水底),和一個未綁重物,形狀相同 的寶特瓶做比較-實驗:製造水波,比較搖晃程度。 移動距離≒91.6 單位長 移動距離≒41.6 單位長 綁重物的寶特瓶 未綁重物的寶特瓶 不會亂飄,但是左右搖晃程度較大 會亂飄,但是左右搖晃程度較小 原因:我們為了減少亂飄的程度,在船下加裝重物,水波沖來時,造成上面搖晃劇烈,下面卻只 有輕微搖晃,這樣的情形,使船像被左右拉扯,反而使左右搖晃劇烈。 實驗二所需器材 72
  74. 74. 一.小水桶二.正方形底保麗龍球三.錐形底保麗龍球 實驗二:拿兩個一樣的寶麗龍球,在下面黏上兩塊形狀不同的黏土,一組為圓錐形,一組為正方 體,分別把兩組放進水中,測量搖晃後,物體距離原點的距離。 結果如下 正方形底保麗龍球 錐形底保麗龍球 距原點較遠 距原點較近 已至第二個方框外 還在地一個正方形中 結果:圓錐形較正方體穩定 原因:圓錐形較正方體細長,所以重心更低,因此圓錐較穩定 實驗三 綜合以上兩個結果,並在一個寶特瓶旁邊,附加小氣囊,與原本的寶特瓶比較搖晃程度 實驗三所需器材 73
  75. 75. 1.寶特瓶 2.氣囊 比較結果 裝載氣囊 未裝氣囊 實驗 3 結果 小氣囊: 漂離原點的距離,較前者短 原因:大面積的氣囊使整個船身在晃動時增加接觸水面的面積,並使船身搖晃程度降低。 結論 船底延伸較深的船,重心較穩。 船底綁重物對於水波衝擊時,較不飄移,不過這樣的裝置,使其左右搖晃增加,所以我們附加氣 囊,並減少它左右搖晃。 兩者的組合,使船身晃動程度減少。 延伸實驗 我們嘗試在保麗龍球下加上黏土,發現這樣的組合,是我們做過最穩定的組合,所以我們在想, 是不是在浮力較大的物體下加重物,能夠使物體更加穩定。 74
  76. 76. 第九組學習成果與心得: 題目 蚯蚓的趨性 作者 陳雋、黃禹文、錢柏翰 指導老師 岩忠永老師 時間飛逝,轉眼間,成果發表會的日子不遠了。回想剛進資優營,我們都是第一次碰觸這 類的營隊,所有大小實驗都要老師從旁協助、指導,到現在我們都已經能自己做實驗了,不 再是老師一一幫我們處理程序,老師只提供我們寶貴的意見,讓我們自己著手進行。 自從決定了實驗主題後,我們三個就分工合作,兩人做實驗,一人做報告,雖然一開始, 我們做的報告還有待加強,且我們的實驗進度落後別組甚多,都快來不及做完,還被老師訓 斥一番,不過最近我們更加積極進行我們的實驗,報告也處理得差不多了,這除了我們的努 力以外,還有老師無私的指導,不時給予建議,才能讓我們的報告有所進步。 感謝能有這個機會參加這次的實驗營,使我獲益良多,還有各位老師的指導,讓我們能完成 一整個實驗。 (陳雋) 耶!我們的報告終於做完了! 從去年就開始的自然科學營就要結束了,時間過得非常快,我們從什麼都不知道到可以自 己做出了一個科學實驗,雖然其中隔了很久的時間,但我們還是進步了不少。在座自然報告 的過程中,老師們是一步一步循序漸進的指導我們,儘管只提出意見,我們還是順利地做出 報告了。 我們從一開始,決定主題、做實驗的速度都落後了很多,不過之後一改掉懶惰的個性,就 慢慢地趕上來了。在這個做報告的過程中我學習到了很多。我們發現了其實做實驗並不容 易,在經過了不少努力後才完成的。(黃禹文) 75

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