2015年1月3日 星期六

【科展秘笈】科展題目怎麼找

科展題目怎麼找  


很多人想到要做科展的時候,第一個碰到的問題,就是「不知道要做什麼題目?」然後,就一直停在這個地方。其實,「找題目」之前,還有一步是「找題目的方法」。有些同學聯想能力強但需要針對研究補充知識、有些同學學枓能力強但缺乏創意,需要有些idea的刺激、又有些同學非常有主見,不是自己有興趣的題目就不想做。不同個性的同學都可以做科展,只是「找題目的方法」可能就會不一樣。


研究題目的產生,不外乎是以下三種方式:


一、自己想出來,原創的題目
二、老師已經設計完成,再告訴同學的題目
三、參考以往的作品,聯想出來的新題目


 


這三種題目的產生各有其特點


一、自己想出來,原創的題目


決定科展作品品質的重點,還是在參賽同學本身,自己想出來的題目,往往是讓同學最有動力,也最有感情的題目。舉個例子來說,大部分男同學都會對賽車、飛機或太空船等交通工作有興趣,如果一個喜歡賽車的同學,來研究「車子輪胎與地面摩擦力」這樣的題目時,因為是真心喜歡賽車,為了真的想要知道賽車輪胎與地面摩擦力的關係而來做這個題目時,就像在打電動玩具一樣,即使同學已經累了,也會心甘情願的主動繼續解決問題進行研究。而這樣的動力,往往是決定一個科展作品深度的重要因素。


另一方面,既然題目是同學自己想出來的,那表示同學本身對這個題目可能有基本的了解與認識,甚至於有部分專業知識可能會超過指導老師。一個喜歡賽車的同學可能會對賽車的外型、重量或輪胎尺寸等資訊相當熟悉,但指導老師只了解摩擦力的公式,連賽車的賽道大概有多長都沒有概念。同學本身對自己想出來的題目已經具有相當的基礎知識,絕對可以補足指導老師在這方面專業領域較為不足的部分。同學中常常看到有很多火車迷、陀螺迷、軍事迷,都可以在這些領域中,找出自己喜歡又適合的題目。

這種方式適合課外知識豐富,積極主動且可以投入研究較多時間的同學來採用。


 


二、老師已經設計完成,再告訴同學的題目


通常在學校負責科展的老師都是自然老師,而老師的專長有可能是物理、化學、生物或地球科學等相關科目,當然數學也是科展的項目之一。老師所想到的題目,通常與老師自己的專長較為接近,而既然是老師想到的題目,實驗通常也比較不會天馬行空,大部分都可以在合理的時間進度、合理的經費預算、還有合理的科學基礎之中完成。這時候同學必須與老師進行充分的溝通,因為題目不是同學自己想到的,同學如果沒有徹底了解題目,老師在對同學說明研究內容時,就常常會只會聽到實驗「表面的步驟」,而沒有了解真正的「研究目的」。比方說,老師想要做的是「相同材料,不同大小的鍋子對瓦斯爐加熱效果的影響」,但同學對這個題目的感受,很可能只有「老師叫我拿不同的鍋子來燒開水,看哪一個燒得快」,進一步問同學「為什麼要這樣做時?」同學可能就會無法回答。

這種方式適合服從性比較強、做事按步就班的同學來做。這種方式一定要確實與老師做好研究目的的溝通。


 


三、參考以往的作品,聯想出來的新題目


        這個方式是對一個完全沒有任何想法的同學,最容易入門的方法。在參考以前其他選手的研究作品時,常常會有一種感覺,就是「那如果把這個實驗,說不定就可以」從以往成功的研究題目當中,加入自己熟悉的元素、或是自己比較有興趣的變數,再把研究做延伸。比方說,曾經有同學對貓空纜車做過研究,因為貓空纜車沒有冷氣,而車廂有很多片的窗戶,同學的研究內容是看看把纜車不同的幾扇窗戶打開來、不同的幾扇窗戶關起來時,纜車車廂內的溫度會變化成怎麼樣。看了這份研究,同學們就有可能會想到「汽車在行進間或是停止時,各個窗戶要怎麼開才會最涼?」、「窗戶可以打開的火車,不同的窗戶開關組合,溫度會變化成怎麼樣?」如果覺得題目有趣又適合,就可以開始針對個題目來開始設計研究的步驟了。


這種方式適合能夠靜心仔細收集資料、聯想能力強的同學來嘗試。


科展雖然測驗的是研究的精神與能力,但參賽同學個性也會對題目挑選方式有所影響。你想用什麼樣的方式,找出屬於你的研究題目呢?


 


2014年12月25日 星期四

除了要結婚的新人,還有誰在12月27日補班日受到影響?

141227  


今年10月宣布,為了配合104年元旦4連休,將1227日星期六改為補班日。首當其衝的除了準備在當天舉行婚宴的新人們外,還有哪些人會受到影響?


1. 就診病患
原本預定於當日掛號就醫,或是固定每週六要到醫院接受復健、病情追縱,或是其他長期治療的民眾,將會因為1227日補班而影響療程。而同時元旦4連休的週六,醫療單位並不是全都都和平時的週六一樣正常服務。部分的人將會因為這個政策而連續兩週無法進行治療。


2. 各類課程的學員與主辦單位
原本在週六的瑜伽課、游泳課、學生們參加的補習班與才藝班,也會因為1227日補班而暫定,元旦4連休也可能造成學習連續兩週的中斷。尤其是為了各項檢定或是考試的課程,各種考試日期並不會因為1227日的補班而改變;但原本因應考試的課程進度將會受到嚴重影響,補課時間也會造成學員困擾。另外,當日辦理收費課程,尤其是知名講師所辦的大型收費講座,也可能因此接到退費要求。


3. 工讀生與工讀生的老闆
固定週六打工的在學工讀生,1227日因為要上課而無法到職工作。如果學生經濟狀況不佳,缺少了1227日的工讀薪資將會影響下個月的生計,所以只好選擇當天翹課,或是下個月少吃幾餐。同樣的,週六聘用工讀生的老闆們,也沒辦法因為當日補班而停止營業,當天缺的人力也將對公司造成影響。


 4. 1227日沒有請特休假的人
為了維持原本週六的假期安排,相信很多人都會在1227日請特休假,許多單位雖然有上班,但1227日當天的工作情緒一定會受到影響,尤其是考慮到當天會有較多人請特休,許多會議與討論都會避免在當天舉行。最後當天公司形同空城,平白浪費一天的人力。最慘的是,公司隔壁的自助餐照樣週休二日,來上班的人只好啃乾糧吃泡麵。


 


元旦4連休並「不是多放一天」,而是強迫大家用1227日的假期來換4連休。原本如果真正想要元旦4連休的人,可以用自己的特休假來自由安排。現在是為了配合這個政策,使得某些人非要在1227日用掉一天特休假。


元旦4連休對大多數的人都是好事,但改變原本既定的行事例,如果為了給大家4連休的小確幸而出爾反爾,反而會變成某些人的大麻煩。


2014年12月15日 星期一

[科展解析] 光知我的輕!

laser      


 


體重機、天秤、電子秤,這些都是很容易能夠測量出重量的器具,但測量範圍也有限,太小的東西量不到,像是一滴酒精或是一根頭髮。這個時候,我們可以利用光來測量,重量的秘密,光都知道!


 


 


X博士摘要說明】


 


這個作品的研究方式非常特別。大部分的科展作品研究目的,都是要經由一些實驗步驟,來找出一個結果。像是找出燒開水最省瓦斯的方法、找出老鼠是不是有智力與辦色力等等。這個作品的目的很特別,它利用一個原本就存在的科學原理「反射」,配合槓桿的概念設計出一系列的「重量測量儀器」,整個作品的重點不是在「找出一個結果」,而是「如何讓這個儀器更準」。是一個非常特別的研究方向。


 


 


51屆科展生活與應用科學科作品
題目:光知我的輕!
作者:臺中市立豐東國民中學同學


 


【摘要(原文)


我們利用反光貼紙黏貼在紙槓桿上,以雷射光筆將入射光投射在反光紙,反光貼紙將入射光線反射至其上方的平面鏡上,平面鏡將入射光線反射至桌上的方眼紙,我們從方眼紙上光點的位移,就可以測量到極微細小物質的質量,甚至可測得 1mg 以下細微物質的質量。


 


X博士步驟說明】


首先,瞭解光槓桿的反射原理。


投影片1


若入射線的方向不變,當平面鏡旋轉某一角度θ時,反射線的方向將會旋轉2θ的角度


投影片2


作出第一代測量儀器,如下圖:


投影片3


第一代的實驗結果,位移距離不夠明顯,因此改進作出第二代:


投影片4


第二代裝置成功的增加了位移的距離,但要能量出100mg以下的物質還需再改進。所以有了第三代:


投影片5


經過多面平面鏡反射後;光點的投影位置差距也會更加明顯。


先紀錄沒有放砝碼的方眼紙上光點位置後,在秤盤上依序放上不同重量的砝碼,再紀錄光點在法眼紙上的位置。


下圖為各裝置的位移比較圖:


投影片6


再以公式計算。


投影片7  


【評語(原文)


投影片8


 


X博士評語】


利用光的原理來作質量測量,可以用在較細微的物質上,像是頭髮或酒精(但要注意酒精揮發)等,此組同學經過多次改良實驗器材,校正實驗精確度,X博士選出改良好的儀器來作說明,比起市售的天秤,價格比較便宜且體積較小,補足市售天枰的不足,有興趣的朋友可以在家試試看。


 


2014年12月1日 星期一

[檔案分享] 2014/11/29 太空中的科展ppt

太空中的科展ppt


謝謝大家參加講座


下面的link是投影片下載點
我將在一週後移除喔~


https://drive.google.com/file/d/0B-xEGDYgWEevQ01jTDE1Rm01ZEU/view?usp=sharing


2014年11月21日 星期五

[科展解析]教室中的沙塵暴-粉筆灰落塵的觀察與改善

粉筆灰沙塵暴   


 


粉筆是上課常用到的工具,對學生來說一點都不陌生,待在學校的時間比家裡還長。漫天飛舞的粉筆灰對學生的影響會不會很大呢?又該怎麼避免掉這些粉筆灰呢?今天讓實驗告訴你。


 


X博士摘要說明】



  1. 比較粉筆寫字前後的重量 板擦擦黑板前後的重量、擦黑板後粉筆槽內粉筆灰的重量。

  2. 比較教室裡各位置粉筆灰的落塵量

  3. 找出最適合的粉筆書寫速與板擦擦拭速率。


 


48屆科展生活應用科學科作品
題目:教室中的沙塵暴-粉筆灰落塵的觀察與改善
作者:高雄縣岡山鎮岡山國民小學同學們


 


【摘要(原文)


粉筆和板擦是老師們上課時的重要工具,在無法完全不用它們的情況下,我們試圖找出減少粉筆落塵量的有效方法。從實驗中我們發現,教室粉筆的使用量有隨著年級增高而增加的趨勢,用量越多所產生的粉筆灰落塵就越多。我們進一步發現,粉筆經過書寫和板擦擦拭,大約有70%會形成粉筆灰落塵,其中的45%散落在粉筆槽外。散落教室的落塵在有風的環境比無風環境散播得更遠更均勻。而座位在距離黑板2.5m外受到的影響會較少。此外我們也發現粉筆灰落塵近3/4 來自書寫的過程,1/4 來自擦拭的過程。使用環保粉筆並將書寫速率降低到每秒50 ㎝以下,可有效減少書寫的落塵量。而放慢擦拭速率,並用濕抹布擦過再用乾抹布擦乾,較能有效降低擦拭過程所產生的落塵。


 


X博士步驟說明】


步驟1.測量一個班級每週平均粉筆的消耗量


投影片1                  


粉筆使用量:高年級>中年級>低年級,每週平均用量為30.84kg


步驟2.測量消耗的粉筆中,經擦拭後有多少成為粉筆灰落塵


投影片3


約29.5%被板擦帶走,剩下的約有45%散落在空中,其他則散落在粉筆槽中。


 


步驟3.無風和有風情況下,粉筆灰落塵在教室中分布的差異


在教室地面貼上膠帶(黑色),以目視點算的方式,分別進行在無風及有風的情況下,粉筆灰散落的平均值。


投影片4


與想像中的相同,有風的環境下落塵分布的距離較遠。


 


步驟4.粉筆書寫及擦拭所產生的粉筆灰落塵量比較


在書寫及擦拭時,以光面黑膠帶貼滿的瓦楞版靠在黑板下方,計算兩種情況下的平均落塵量及所佔比例。


投影片7


粉筆灰落塵的膠帶重-膠帶淨重=粉筆灰落塵量


 


步驟5.粉筆材質與粉筆灰落塵量的關係


以橘色環保粉筆及一般粉筆再做一次上組實驗,發現環保粉筆落塵量較少


 


步驟6.書寫快慢與製造粉筆灰落塵的關係


書寫越快落塵比例越高。


 


實驗7.擦黑板快慢與製造粉筆灰落塵量的關係。


發現擦拭時間越長落塵越少。


 


步驟8.不同的擦拭方式與製造粉筆灰落塵量的關係。


向下>上下>向上>左右擦拭。


 


實驗9.不同的擦拭器材與產生粉筆灰落塵量多寡的關係。


同上一個實驗實驗器材,分別以濕抹布及L型板擦等速擦拭黑板。


投影片15


 


根據上一實驗結果做比較,落塵量:一般板擦>除塵布板擦>L型板擦>濕抹布。


 


作者們有以下幾點結論:



  1. 年級越高,粉筆落塵量越大。

  2. 書寫和擦拭的過程中,約有75%成為落塵;其中的45%散落在教室中。

  3. 若座位安排在離黑板3.5m外會更好。

  4. 落塵有四分之三來自書寫過程,四分之一來自擦拭過程;書寫及擦拭過程越快,落塵越多。

  5. 用濕抹布擦拭的落塵量最少。


 


【評語(原文)


投影片17


 


X博士評語】


這是個既實用,又有趣的實驗。大家都經歷過吸紛筆灰的日子。這個實驗其實有些部分的結果是顯而易見,例如板擦擦得越快粉筆灰越多、粉筆寫得越快粉筆灰越多等等,雖然與生活經驗相符,但實驗中把這些這些粉筆灰的「量」求出來。而整個實驗最有貢獻的部分,是提出了一個距離黑板多遠為同學合適的座位距離。實驗結果若能對我們的生活有一點點的改善,都是小科學家們帶給大家的貢獻


2014年11月9日 星期日

你長得好像日本人喔!

WR01    


 


以下是我在某處櫃台聽到的兩句對話
男客人靦腆的說:你長得好像日本人喔!
女櫃台開心的說:,是嗎~謝謝

聽完這2句話瞬間讓我閃過許多想法
台灣深受日本文化影響


而韓風也漸漸吹近你我的生活中
日本和韓國也有很多很不錯的地方值得學習
而我個人也對日本這國家很多部份印象不錯
日系打扮,日系飲食我都很喜歡
但為什麼被講說"長得像日本人",需要覺得開心呢?
不可否認日本的確有許多女明星十分討人喜歡
因此女櫃台淺意識裏覺得日本女生就是可愛美麗的象徵啊~


言歸正傳,我特別轉過去看看那女生長得怎樣
天啊...真的很像是日本人
但是像的是不可愛也不美麗的日本人啊,哈哈~~


[科展解析]燒半壺不如燒一壺-影響瓦斯爐加熱效果變因之研究

開水不要燒半壼


  


這題目有兩個特色,第一是與大家的生活息息相關,任何人看了都不會覺得它是一個「書本上的事」。其次是省錢,在這個時代「省」已經是個潮流,不論是省錢、省能源、省錢省工的訣竅,都會吸引人注意。這個作品的設計概念很簡單,主要就是把我們平常在家裡用瓦斯爐燒開水時,可能影響到燒開水效率的幾個因素考慮進去,找出最有效率的組合。


 


 


X博士摘要說明】


 



  1. 使用電子溫度度,記錄加熱過程中溫度隨時間的變化

  2. 把容器形狀、裝的水量多少、瓦斯爐火力大小、加蓋與否做出各個變因的組合。

  3. 設計了「等效時間」與「30~90度」兩個判斷標準。


 


 


53屆物理科作品
題目:燒半壺不如燒一壺-影響瓦斯爐加熱效果變因之研究
作者:桃園縣私立復旦高級中學(附設國中)同學們


 


【摘要(原文)
將水加熱的過程中,會受到容器大小、容器形狀、水量及火力大小等因素,影響使用能源的多寡。因此將這些種種變因做組合,研究將水加熱時間的變化,並利用實驗找出最節省能源的方法。實驗結果:我們發現一次燒一整鍋的水,會比裝半鍋分兩次燒加起來的燃料還要少。但有時候如果使用小火慢慢燒,會比用大火快燒省下更多的能量。


 


X博士步驟說明】


買來以下規格的鍋子,每個鍋子的材料都是相同的。


 投影片1


因為從水龍頭裝出來的水溫度都不一定相同,而每次水沸騰的溫度也未必剛好100C,所以用溫度30C升到90C 的時間差做基準。


 投影片2    


列出所有可以做的實驗


 投影片3


接下來要注意一下。作者們把「4500C.C.的水,從30C加熱到90C的時間」做為基準,作者們也想知道像是把4500C.C.分成三次1500C.C.來燒的結果,會不會比較節省瓦斯。因此設計了一個叫做「等效時間」的參數。也就是用


A: 加熱4500C.C.的時間


B: 加熱3000C.C.的時間×1.5


C: 加熱1500C.C.的時間×3


D: 加熱1000C.C.的時間×4.5


E: 加熱500C.C.的時間×9


來做比較。


投影片4


另外,作者們也用排水集氣法,量出瓦斯爐轉到大、中、小火時,每秒鐘消耗的瓦斯量。想知道瓦斯消耗量是為了在最後,是為了可以把每C.C.瓦斯提供多少熱量計算出來。


投影片5


作者們有幾項結論



  1. 燒水時水裝得越多,越節省瓦斯。

  2. 加蓋子比較省瓦斯。

  3. 排除掉「怎麼燒都燒不開的例子」的話,瓦斯爐開小火慢慢燒比較省瓦斯。


 投影片6


以下是評審給的評語


瓦斯燒開水 


X博士評語】


能與大多數人生活有關的題目總是比較能吸引大家注意。熱學的實驗非常容易受到環境的影響,像是氣溫就是一個我們無法掌握,卻又是會影響實驗的一個變因。科展實驗大多是利用同學們課餘時間在進行,這個作品中有些實驗燒開水一燒就要半個小時,全部的實驗做完恐怕已經過了兩、三個月,氣溫早已經有明顯變化。但這一點是可以歸類為「無法排除的變因」,作者們也在文章中有自行提出。X博士讚同評審所說,這個作品只要運用現有的數據,就可以針對其中所包含的物理變因做更精緻的討論。像是作品中長鍋與扁鍋是兩個極端的鍋形,配合上大火與小火這兩種火力的組合,應該可以做出更多的討論。