以下是以 聯合國永續發展目標(SDGs) 為核心,結合 科學展題目 設計的 探究式實驗科研題目,適合國小和國中生進行為期 3個月 的深度研究,兼具創新性與實踐性:
1. SDG 2 消除飢餓:從農田到餐桌的永續實踐
國小題目:〈冰箱裡的科學:不同儲存方式如何影響蔬果保鮮?〉
實驗設計:
測試冷藏、常溫、真空包裝等條件下蔬果的腐敗速率與營養流失,材料:蘋果、香蕉、三種保鮮法(冷藏、保鮮膜包覆、醋水浸泡)
使用數據記錄表、顯微鏡觀察黴菌生長,分析最佳保存方式。 將水果分組處理,每日記錄腐爛面積與重量變化。
數據分析:製作「保鮮效能排行榜」,提出家庭節糧建議。
創新點:1.結合家庭日常情境,提出減少食物浪費的具體建議。
2.鼓勵學生設計「保鮮創意提案」(如天然抗菌噴霧)
國中題目:〈剩食重生計畫:廚餘堆肥對校園植物生長的影響〉
實驗設計:
將校園午餐廚餘分為「有氧堆肥」與「無氧發酵」兩組,比較分解效率與產物肥力。
利用堆肥種植蔬菜,分析產量與土壤健康指標(如pH值、微生物量)。
創新點:連結循環經濟概念,探討廚餘資源化的可行性。
2. SDG 7 可負擔的潔淨能源:太陽能創客行動
國小題目:〈太陽能小車競速賽:光強度與角度如何影響能源效率?〉
實驗設計:
自製太陽能小車,材料:太陽能板、馬達、簡易車體(樂高或回收材料),
測試不同日照條件(陰天/晴天、正午/斜射)下的行駛距離與速度。
探討遮光板角度調整對能源效率的影響。
繪製「光強效能」曲線圖,提出最佳充電策略。
創新點:結合動手製作與數據分析,理解可再生能源的基礎原理。
國中題目:〈校園節能改造計畫:太陽能板與綠建築設計模擬〉
實驗設計:
測量校園建築的能耗熱點(如教室照明、空調),設計太陽能板安裝方案。
使用3D建模軟體模擬綠建築(如遮陽板、通風結構)對能源消耗的影響。
創新點:整合工程思維與環境科學,提出可實踐的校園永續方案。
延伸探討:陰雨天如何儲能?導入簡易電容實驗。
3. SDG 13 氣候行動:碳足跡與減排實驗
國小題目:〈氣候小偵探:家庭日常活動的碳排放追蹤〉
實驗設計:
工具:碳排計算APP、自製紀錄表(交通、飲食、用電)
記錄一週內家庭用電、交通、飲食等活動,換算成碳排放量。
設計「減碳挑戰賽」,比較改變習慣(如步行上學、關燈1小時或減少肉食)前後的數據差異。
創新點:將抽象碳排概念轉化為具體行動,培養環保生活習慣。
國中題目:〈微藻固碳計畫:光生物反應器的效能優化〉
實驗設計:
培養小球藻,測試不同光照週期、營養液濃度對固碳速率的影響。
設計簡易光生物反應器,量化微藻吸收二氧化碳的效率。
創新點:探索生物技術在氣候變遷中的應用潛力。
4. SDG 14 保育海洋生態:塑膠微粒的環境衝擊
國小題目:〈海洋清道夫:不同材質塑膠在海水中的分解實驗〉
實驗設計:
將PET、PLA、PE塑膠片浸泡於模擬海水,定期觀察重量、形狀變化。
顯微鏡下拍攝塑膠微粒的結構變化,製作「塑膠壽命對比圖」。
創新點:直觀展示塑膠污染的長期影響,推動減塑行動。
國中題目:〈生物可分解塑膠的真相:土壤 vs. 海洋環境下的降解差異〉
實驗設計:
對比PLA、澱粉基塑膠在陸地堆肥與海水中的分解速率與微生物作用。
分析降解產物對環境的潛在毒性(如水蚤存活率測試)。
創新點:挑戰「可分解塑膠=環保」的迷思,提出科學批判觀點。
以上實驗範例的特色與執行建議
1. 跨學科整合:結合物理、生物、化學與社會科學,培養學生多元視角。
2. 數據驅動:要求學生使用數位工具(如Excel、Google表格)記錄與分析數據。
3. 社區連結:鼓勵學生將研究成果轉化為校園或社區行動(如舉辦減碳工作坊)。
4. 安全規範:實驗材料需符合年齡安全標準(如避免強酸強鹼、高溫設備)。
5.若有問題請洽詢但以理實驗室,我們會更詳盡說明。