亞太科學教育論壇,第五期,第三冊,專題版二 (二零零四年十二月)
主編︰蘇詠梅
小學科學專題研習 - 衣、食、住、行
環保分體船

學校:保良局莊啟程第二小學上午校
組員:陳思遠同學、關亦彤同學、程卓炎同學、梁柏圖同學、梁逸朗同學
教師:陳偉雄老師、郭秀齡老師、鄭慧嫦老師
 
意念
 

環保是一個重要的概念。隨著社會發展,污染和資源短缺的問題日益嚴重。美麗的海港和藍色的海洋是我們的珍貴寶藏,所以我們應該加以珍惜。例如︰普通的郵輪,不僅有娛樂和運輸的作用,亦可利用當中的機械進行污水處理,令海水更加清潔。

 
目的
 
  • 加深學生認識污水處理的方法;
  • 加強學生對自己懂得的科學原理加以運用的技能;
  • 啟發學生的創作能力;
  • 培養學生的合作精神;
  • 訓練學生的表達和溝通技巧;
  • 加強學生對環保的意識;
  • 令學生珍惜身邊的資源;
  • 培養學生管理金錢和時間的能力;
  • 製成的作品希望能成為一艘改良的先進船隻。
 
原理
 

我們是次製作的是一艘環保垃圾收集船。它利用風力及太陽能發電,使其日夜均能在水面上運作。它的前方設有一個垃圾收集器,能將海面上的垃圾收集,經輸送帶送至船艙;輸送帶兩旁設有電磁鐵,可將鐵類垃圾分隔;其餘垃圾則經船艙中的隔物板,再分類成大型垃圾與小型垃圾,大型垃圾由工作人員將仍可用的物料拆除,小型垃圾經另一閘道(隔物板),將水瓶、玻璃瓶隔開,餘下的則送到過濾水池中過濾。

此船分別應用了齒輪、磁力、槓杆、滑輪、電力、電磁石等科學原理製成。船電力均由風力及太陽能帶動;而垃圾收集器則利用齒輪的原理,由小齒輪帶動大齒輪產生動力,將垃圾從海面收集;再利用以滾子及鍊齒輪原理製成的輸送帶將垃圾運送至船艙中。輸送帶上懸掛著的電磁鐵,乃利用滑輪原理吊著,方便將金屬物品分類後輸送至分類倉庫;輸送帶中途的隔物板上,則配合以槓桿原理操作的撥物板,以便將分類的膠瓶、玻璃瓶撥入分類艙中讓工人再分類。

除上述裝置外,船內亦設有污水處理系統,主要以過濾及沉澱的方法處理污水。流入船中的污水將經過過濾池及曝氣池進行多次過濾後,才排出大海,以減少水質污染。全船共設3個過濾池。其中一號過濾池以大小不同的石塊分層組成,最上層的是顆粒大的石塊,能將較大型的垃圾隔去,中層及下層分別是體積較小的石塊,當污水流經一號過濾池時便可將體積較大的垃圾除去;二號過濾池中含有活性炭,能將水中的毒質吸走,水便會比較乾淨;三號過濾池充滿高密度的海棉,能進一步將污水中的污染物及色素隔除。污水經上述過濾池後,便會流到曝氣池,工作人員將大量氧氣注入池中,使當中微生物增多,以分解餘下的污染物。最後,處理後較乾淨的水會經水管排出大海。

 
材料
 

我們先後運用齒輪、斜面、滑輪、運輸帶、磁鐵和曲柄的原理,將體積大的垃圾處理。再經過沙池、活性碳、海棉和出入口處,將水過濾。作品更利用了電、風力和太陽能的原理。

 
設計
 
 
過程
 
  1. 講解科學原理:過濾水的原理;
  2. 學生設計:加上老師的意見將設計圖再具體化;
  3. 學生配合主題:要求學生將創意、科學和實用仔細考慮;
  4. 開始製作:利用長假期和放學的時間製作,另外學生亦主動在家�婸s作;
  5. 配合材料的購買:配合學校的行政安排,包括一切金錢和物資的津貼;
  6. 改良:經過多次的試驗;
  7. 不同設備的延伸:再加強每個項目的精密度與整合性;
  8. 整合整個模型:連結不同的部份;
  9. 加以裝飾:使船隻有先進的外形。
 
用途
 

學生能加以運用所學的不同知識和技能。另外,這是一艘改良的船隻,有環保的意義,將水加以過濾,使我們的環境變得更美好,更愛護海洋。

 
困難
 

學生時間非常有限,要好好地分配所有的時間。另外,他們對自己去採購材料,亦有一定的困難。學長的配合和學生的創新突破,亦是十分重要的元素。

另外,由於其他機械的體積很大,但模型船又不是很大,因此限制了一些機械的運用。而且,量度會有困難,因紙和木有彎曲及不準確的普遍情況,形成接駁上會有一定的難處和偏差。

 
總結
 

這亦是該班六年級學生的美好學科回憶,以一個小攤位,小學生亦是有能力去完成的。一切科學原理和小組合作,都活現於我們眼前。展覽當日與能其他學生交流,更是萬分難得的機會。科學是屬於生活的。

 
感想
 

- 這是很辛苦的;
- 與同學合作愉快;
- 感到學習是很有趣的;
- 對中學生活和學習方法更有信心;
- 表現得更加有信心;
- 體驗了很多和珍惜這次寶貴的經驗。

 
參考
 
  1. WSD TEXT living:http://www.info.gov.hk/water150/mbook/TEXT/TEXT_CANT/Living/ living_p2.html
  2. 食物環境衛生署:http://www.fehd.gov.hk/ pleasant_environment/library/fish_tank/indexc.html
  3. 綜合科學網頁:http://www.ychlpyss.edu.hk/ ~hausir/is
  4. 食物環境衛生署:http://www.fehd.gov.hk/response/20030911_ac.html
  5. 線索台灣:http://www.yalook.net/tw/Bussiness_and_Finance/Bussiness/Electric_and_Water/Water
  6. 水質檢測:http://www.daes.ilc.edu.tw/ My%20Webs4/new_page_12.htm
  7. 農委會漁業署出版品-漁業週訊649期: http://www.fa.gov.tw/tfb5/w649/w649gc.htm
  8. 香港文匯報: http://www.wenweipo.com/news.phtml?news_d=IN0311280075&cat=000IN&PHPSESSID=6
  9. 心中夢想著藍色珊瑚礁:http://teaching. cycu.edu.tw/fish/fishRaise_breed3.htm
  10. 2003年暑期活動更改資料表:http://twcc. caritas.org.hk/ammend.htm
  11. 農委會漁業署出版品-漁業推廣129期: http://www.fa.gov.tw/tfb5/129/fe129pc.htm
 
編者及評判的話
 
同學們發揮了豐富的創意,並展示在製成的模型上,各項細心的設計,以及清晰的解說,都使人留下深刻的印象。

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