NO.59-06 2020 DEC | 科學研習期刊目錄 本期專題 透過STEM、STEAM提升科技素養與AI素養 工程設計與跨領域教學的課程分享 | 汪殿杰 從科技發展到Maker教育該如何實踐 | 黃信惠 影像AI在自駕車上的模型訓練實作 | 連宏城 教學現場 簡易ROV設計製作於108課綱 | 郭銘哲 從創意到實作-「跨領域的STEAM教育」點亮孩子的學習 | 詹羽菩 結合POE教學法與跨領域美感之小學科技教學活動設計與實施-旋轉舞者_螺旋斜面應用 | 何仁偉 特約專欄 從兒童文學的作品中探索「穩定與改變」的概念 | 劉淑雯 融合STEAM理念，創發「自製扭蛋機」課程 | 黃琴扉 極端天氣下的加州大火 | 吳育雅 森棚教官數學題 - 巧拼 | 游森棚 科普活動報導 2020高中生太空酬載研習營 | 趙吉光 深耕女力科學－「傑出女科學家」桌遊推廣成效初探 | 陳萱、黃真瑱、呂玉環、蘇萬生 能源教育議題課程的發展與實踐－科普素養的向下紮根 | 黃真瑱、陳世文、蘇萬生 總召集人的話 摩爾定律(Moore's law)說，積體電路上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍。簡單地說，晶片效能約每18個月，就會成長一倍，接近指數型的成長。例如最近引起注意的「量子電腦」，以不同的邏輯運算，則可能更以雙指數(指數的指數)的倍數成長。屆時，量子電腦應用在各生活層面時，人工智慧(AI)將造就更不同以往的生活形式。跟上科學科技的腳步，發展AI時代的關鍵能力與跨域能力，便成為重要的課題。在尖端科技發展下，STEAM跨域的科學科技教學，成為國際矚目的教育趨勢。就如Georgette Yakman和史丹佛大學所強調，透過STEAM設計思考來引發探究和創新，在設計創新中應用知識，也在設計創新的需求下，探究新的知識，又應用回到設計任務中，STEAM知識在探究求知和設計應用中，相生相長，如同太極一般，如下圖。 圖一.STEAM知識的太極理念 因應科技發展的趨勢，本期聚焦在科技普及、科學探根的核心。本期從專題到教學現場，一脈相承，從AI影像辨識的技術與自駕車上面的應用，深入淺出地介紹AI影像模型的建立與演算法的發展。再把科技發展與科技實作(Maker)，進行教學觀點的解析，告訴科學與科技教師，如何將科技實體引介到課堂中，讓科學與科技教師掌握住科技，並且介紹給學生。然後是以高中的「高壓空氣競速車專題製作的STEAM融入教學」，介紹跨領域的STEAM科技教學實例。在教學現場，「遙控水下載具設計與製作」的教學實務整合工程設計與跨領域的知識，為新課綱科技領綱的工程設計教學提供很具體的實例。接下來在小學階段的結合POE教學與跨領域美感教育，以及跨領域STEAM創意實作的教學現場，透過教學實例的分享，呈現科學探究、科技創新設計、以及人文與美感的整合教學，讓有助於學生建立核心素養。 特約專欄中的繪本跨科以及扭蛋機兩篇文章，延伸STEAM跨科教學的推動經驗，讓科學科技更具人文的關懷。極端天氣的加州大火與森棚教官數學題，提醒我們對環境的關注，也動動數學腦。最後的太空人營隊、科學女力、和能源教育的科普素養扎根，讓我們看到了卓越的未來科學菁英與幼苗。 代理總召編輯委員 - 張玉山 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 代理總召集人：張玉山 編輯委員： 物理科吳仲卿/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/陳正改/劉淑雯 策劃：曾聰邦 主編：吳中益 本月專題特約主編：張玉山 編輯：佟冠誼 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

NO.59-02 2020 APR | 科學研習期刊目錄 本期專題 變遷中的地球 臺灣清領時期的降雪紀錄 | 林明聖 臺灣海岸變遷的重要因素及氣候變遷影響與對策 | 許民陽 臺灣的新地震震度分級制度 | 蕭乃祺 國中地球科學課程中的環境變遷教育 | 謝隆欽 教學現場 十二年國教課綱中國中地球科學的認知與評量 | 林明聖 由日晷的製作探究日行跡 | 李文禮 十二年國教課綱自然領域氣候變遷融入課程與教學 | 許民陽 悄悄改變的大地面容 | 王郁軒 特約專欄 博物館平權新思維—從國際兒童圖書評議會（IBBY）特殊需求兒童和青少年讀物中心談起 | 劉淑雯 STEAM創意教具研發--貓頭鷹密碼鎖 | 黃琴扉 看數據談氣候 | 盧孟明 森棚教官數學題－糖果分享 | 游森棚 科普活動報導 「週末Let’s go分享大師視野」科普講座分享 | 周文豪 嘿！JUST FUN，金華女孩們！女力探索科學！ | 黃真瑱、蘇萬生 總召集人的話 位於美國費城的富蘭克林研究所科學博物館(The Franklin Institute Science Museum)如此描述其「變遷中的地球」(changing earth)展示： 我們不安的地球一直在變遷，板塊漂移、地殼地震和火山爆發，氣壓下降、風暴形成和降水產生。來了解這些強大的力量如何塑造我們的空氣、陸地、水和天氣，並持續改變我們的地球!來探索我們對地球的變遷如何反應將會影響我們在地球上的未來，並發現你的選擇將如何影響我們未來的地球。 透過圖文，也可以協助讀者了解和探索地球的變遷。本期特別以「變遷中的地球」為專題。 「本期專題」單元共有四篇文章，〈臺灣清領時期的降雪紀錄〉透過詩作和地方史的交叉對比，回顧1683-1895年臺灣的降雪紀錄。〈臺灣海岸變遷的重要因素及氣候變遷影響與對策〉介紹影響海岸變遷的自然與人為因素、氣候變遷對海岸變遷的影響及相關對策。〈臺灣的新地震震度分級制度〉介紹氣象局自2020年1月開始實施的新地震震度分級制度及其研訂背景。〈國中地球科學課程中的環境變遷教育〉除了回顧國中的環境變遷教育，也介紹作者常在課堂上介紹的資源。 「教學現場」單元也刊登四篇文章，〈十二年國教課綱中國中地球科學的認知與評量〉介紹國中階段地球科學在科學認知上的評量向度--學習內容與表現。〈由日晷的製作探究日行跡〉分享在建國中學高一下科學班，四週的日晷製作與日行跡探究教學經驗和反思。〈十二年國教課綱自然領域氣候變遷融入課程與教學〉論述氣候變遷融入課程與(或)教學的要項、方式、時機、方法和案例。〈悄悄改變的大地面容〉由七個真實場景解說地表環境的動態改變。 「特約專欄」單元刊登四篇文章，〈博物館平權新思維—從國際兒童圖書評議會（IBBY）特殊需求兒童和青少年讀物中心談起〉先介紹該中心針對身心障礙者族群閱讀議題的作為，再提出由閱讀開始讓融合成為可能的想法。〈STEAM創意教具研發--貓頭鷹密碼鎖〉分享為國小學生開發的STEAM教具--貓頭鷹密碼鎖。〈看數據談氣候〉以《2015-2019年全球氣候報告》引用的數據介紹值得全球關注的氣候變化和影響。〈森棚教官數學題--糖果分享〉則拋出17 個人圍成圈分糖果的問題。 本期「科普活動報導」單元刊登兩篇文章。〈「週末Let’s go分享大師視野」科普講座分享〉分享科博館的「週末Let’s go分享大師視野」科普演講12年多來的理想與實踐。〈嘿！JUST FUN，金華女孩們！女力探索科學！〉分享科教館透過科技部女性科學人才培育計畫，與臺北市金華國小進行合作交流，入校推廣STEAM課程，實際引導女學生進行科學探究的教學實況。 總召編輯委員 - 李隆盛 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 總召集人：李旺龍 編輯委員： 物理科吳仲卿/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/陳正改/劉淑雯 策劃：曾聰邦 主編：吳中益 本月專題特約主編：李源順 編輯：佟冠誼 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

NO.59-05 2020 OCT | 科學研習期刊目錄 本期專題 電池與化學 鋰離子電池的發展、應用與未來 | 洪為民 微型熔融鹽電解模組的設計與應用、應用與未來 | 廖旭茂 教學現場 動感自然課—體感式學習融入自然科教學 | 柯孟昌 會呼吸的瓶子 | 許良榮、辜家偉、楊家茜 火柴化學家：一根火柴的故事 | 江淑芳、陳坤龍 科學新知 自主性學習地圖規劃與研發歷程--以國立臺灣科學教育館常設展為範疇 | 于曉平 特約專欄 在繪本中發現漁船的構造與功能－像科學家一般的閱讀 | 劉淑雯、顧翠琴 音樂摩天輪STEAM創意課程 | 李易澄、黃琴扉 冬去春來高溫依舊 | 盧孟明 森棚教官數學題－信號發射臺 | 游森棚 科普活動報導 盲符TipFeel創作過程分享 | 張敏娟、楊夢萍、江皓全 大手拉小手 親子共學趣 | 黃真瑱、蘇萬生 全國高中探究實作競賽的三部曲 | 余進忠、蘇萬生 總召集人的話 化學電池是利用氧化還原反應將化學能轉變成電能的裝置；電解電池則是利用電能產生化學反應的裝置。所以，電池與化學關係緊密，本期特別以「電池與化學」為專題。 「本期專題」單元共有兩篇文章，〈鋰離子電池的發展、應用與未來〉介紹廣用在手機和筆記型電腦等無線電子產品的可充電電池—鋰離子電池—的發展、應用與未來。〈微型熔融鹽電解模組的設計與應用〉分享透過新開發的微型電解裝置，探討電解槽中陰、陽離子之移動與變化的實驗設計。 「教學現場」單元刊登三篇文章，〈動感自然課—體感式學習融入自然科教學〉分享在國小五年級自然課程中挑選三個單元導入體感式肢體活動與科學遊戲的經驗。〈會呼吸的瓶子〉分享利用寶特瓶、瓶蓋和吸管等簡易器材，讓瓶子很規律冒出空氣泡的「科學探究」實驗。〈火柴化學家：一根火柴的故事〉分享科工館以小五至國二學生為對象，辦理「元素殿堂的奇幻旅程」冬令營活動中，所規劃及實施的「一支火柴的故事/自製火柴，浴火磁生」活動課程。 「科學新知」單元刊登一篇文章，〈自主性學習地圖規劃與研發歷程--以國立臺灣科學教育館常設展為範疇〉介紹科教館透過「常設展區自主性學習地圖建置與運用」計畫以「人體的奧秘」、「探索物理世界」與「探索化學世界」三大展示區為範疇所建立的科學概念圖，以及依概念發展的邏輯順序串連各個展品，所連結形成的不同路線學習地圖。 「特約專欄」單元刊登四篇文章，〈在繪本中發現漁船的構造與功能--像科學家一般的閱讀〉分享如何教導國小學生透過閱讀三本繪本和以線畫方式創作漁船，關注漁船的結構與功能。〈音樂摩天輪STEAM創意課程〉分享透過團隊開發的STEAM動手做教具，以音樂摩天輪為主題，能建構學生多面向概念達到多元學習目標的教學策略。〈冬去春來高溫依舊〉針對今(2020)年上半年西伯利亞高溫更勝以往的現象，介紹相關數據和提出歸因分析。〈森棚教官數學題--信號發射臺〉拋出如何在兩個發射台之間, 等距增設三個發射台的問題。 「科普活動報導」單元刊登三篇文章，〈盲符TipFeel創作過程分享〉分享為視障者創作盲符TipFeel的過程和展望。〈大手拉小手 親子共學趣〉分享科教館於2019年度透過「女性科技人才」培育計畫之推動，增加設計多元的假日親子課程，增加孩子的學習機會、學習廣度以及營造良好的親子互動的經驗。〈全國高中探究實作競賽的三部曲〉則介紹物理教育學會所規劃含括「初試－素養命題筆試、複試－物理探究實作、決賽－物理辯論競賽」等三階段的「全國高中物理探究實作競賽」。 總召編輯委員 - 李隆盛 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 總召集人：李隆盛 編輯委員： 物理科吳仲卿/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/陳正改/劉淑雯 策劃：曾聰邦 主編：吳中益 本月專題特約主編：古建國 編輯：陳敬予 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

The Boolean Satisfiability problem, called SAT for short, is the problem of determining if a set of constraints involving Boolean (True/False) variables can be simultaneously satisfied. SAT solvers have become an integral part in many computations that involve making choices subject to constraints, such as scheduling software, chip design, decision making for robots (and even Sudoku!). Given their practical applications, one question is when SAT problems become hard to solve. The problem difficulty depends on the constrainedness of the SAT instance, which is defined as the ratio of the number of constraints to the number of variables. Research in the early 90’s showed that SAT problems are easy to solve both when the constrainedness is low and when it is high, abruptly transitioning (“boiling over” ) from easy to hard in a very narrow region in the middle. My project is aimed at verifying this surprising finding. I wrote a basic SAT solver in Python and used it to solve a large number of randomly generated 3SAT problems with given level of constrainedness. My experimental results showed that the percentage of problems with satisfying assignment transitions sharply from 100% to 0% as constrainedness varies between 4 and 5. Right at this point, the time taken to solve the problems peaks sharply. Similar behavior also holds for 2SAT and 4SAT. Thus, SAT problems do seem to exhibit phase transition behavior; my experimental data supported my hypothesis.

Water pollution is a severe problem for human beings. Sewage and hot water\r coming from homes and factories have changed the environment for aquatic\r animals. To manage a polluted environment, an accurately designed monitoring\r system is needed that will detect signs of toxic material or increase in temperature as\r fast as possible. A new and more accurate bio-monitoring system, which involves\r actual creatures, needs to be developed to save the aquatic environment from\r pollution.\r This experiment focused on discovering a new way to monitor aquatic\r creatures by observing the behavioral patterns of the medaka and observing how\r they changed when exposed to external stress, especially an increase in temperature\r or exposure to insecticide. The behavioral patterns of the medaka were observed and\r measured by a tracking program called the Movement Viewer. In the transition\r period, that is, when the temperature was raised from 25°C to 35°C, the total moving\r distance of the medaka suddenly increased compared to that in 25°C. When the\r medaka was in a temperature of 35°C, it slowly adapted to the new environment and\r the total moving distance showed a similar value to that in 25°C. For section\r dominance, the medaka showed a sudden increase in the dominance of the top part\r of the tank, meaning that the medaka tended to swim on the surface of the\r experimental aquarium. Again, it slowly adapted when the temperature had\r completely changed to 35°C.

有一次上實驗課時看到鄰桌的同學正以實驗室的毛細管吸吮一瓶\r 葡萄汁，每當他吞嚥時，毛細管內殘餘的葡萄汁竟然以近似等速的狀\r 態降回果汁瓶裡，這似乎違背了重力加速度的常理，是毛細管的影響\r 嗎？還是葡萄汁特有的現象？這與毛細管插入葡萄汁的深度有關嗎？\r 這一連串的問題皆因升學壓力而無暇深究。\r 升上高中的那年暑假，我參加了學校舉辦的資優科學營，在物理\r 實驗課中恰好遇到了以毛細管測量液體黏度的實驗，使我有機會深入\r 思索毛細管內液體流速的問題。這個實驗很不好做，要調整兩個定高\r 容器，使水平毛細管兩端產生固定的壓差，讓流經管內的液體為等速\r 的流動。大家手忙腳亂地操作了近三小時，測出來的黏度不僅和老師\r 公布的答案差距甚大，而且各組同學所測得之結果也大相逕庭，不過\r 我們都體驗到了液體黏度對流速的影響。\r 實驗的誤差為什麼那麼大？扣除人為操作誤差後儀器本身還有多\r 大改進空間？有否更精簡的方法測量黏度？毛細管中液體的流速真\r 是固定的嗎？把毛細管斜置或是垂直架置，流速還會固定嗎？重力不\r 會影響流速嗎？若流速真為固定的，如何控制或改變流速呢？是否可\r 以利用流速來測出液體黏度？\r 由於我對這個實驗的專注，在學校選修的專題課程中即以此為題\r 目做長期的研究，在老師的指導下，我和同組同學不停地查閱有關書\r 籍及整理資料，漸漸研究清楚原理後定出實驗計畫，並開始購買材料\r 與工具，長期地動手實驗及改進，兩年來我們利用毛細管中液體的等\r 速及不等速流動的特性，發展出了兩種既精簡又準確的液體黏度測量\r 法，以下就是整個研究及創作的過程。\r \r \r The viscosity is one of the most important parameters of the fluids. In conventional viscosity experiments, capillary-based viscometers are widely adopted because of their user-ready devices and moderate prices. However, to accurately measure the viscosity, the fluid velocity must be kept constant; otherwise, the fluctuation may cause the serious deviation. Besides, traditional capillary viscometers often require a long time to make the measurement. This research aims at exploring the capillary fluid mechanics and developing accurate and rapid methods to measure the viscosity. In this study, we developed two creative viscosity-measuring methods, the gravity sloping helical structure and the gradational liquid-level difference, and constructed two cost-effective capillary viscometer prototypes accordingly. The gravity sloping helical structure employs a long helical capillary as the flow channel and utilizes the gravity force to keep the fluid velocity extremely constant. The highlight of this method is that we can see the fluid flow through the capillary directly. On the other hand, the gradational liquid-level difference method uses the pressure sensors to precisely monitor the liquid-level difference, which drives the flow in the capillary, and allows automatic measurement of viscosity. Compared with computer simulation, the experimental results agreed well with the theoretical values. The gravity sloping helical and gradational liquid-level difference methods achieve 0.5% and 0.8% accuracy respectively. In addition, the automation of viscosity sensing also greatly facilitates the viscosity measurement. Furthermore, these two methods are both valuable for incorporating into educational purpose and industrial application.

NO.59-03 2020 JUN | 科學研習期刊目錄 本期專題 生物與環境的對話 亞洲島弧青斑蝶散布生態探討 | 陳建志 臺灣的蝸牛暨其生態 | 吳書平 歐亞水獺：金門淡水生態系中的頂級掠食者 | 張廖年鴻 浮游生物：一群海洋流浪漢開的美食街 | 蕭世輝 臺灣的候鳥 | 沙謙中 教學現場 「楨」探教室－由廚餘桶的柚香事件說起 | 黃晴楨 以預測、觀察、解釋開啟科學實驗教學 | 許慧嫻、蕭世輝 和孩子在大自然裡學生物的核心概念 | 戴欣怡 科學新知 運用立體模型教學來探究聖嬰現象 | 胡靚妤、陳鈞嗣、吳育雅 特約專欄 博物館友善平權思維初探－以國立臺灣科學教育館為例 | 劉淑雯、歐蓓縈 暮然「迴」首，STEAM就在你我身邊 | 陳毓凱、黃琴扉 火星探究的新任務：人類登陸火星的超前部署 | 吳育雅 森棚教官數學題－散步的費波那契 | 游森棚 科普活動報導 中研院「院區開放 OPEN HOUSE」 你與最高學術研究機構最沒有距離的一天 | 劉韋佐 串出不一樣的思維能力－以STEAM概念發展女力空間思維 | 呂玉環、顏慈瑤、黃奕誠、蘇萬生 總召集人的話 生態系是由生物及其與非生物環境之間的交互作用所構成，所以要了解其中的任何一部分都需要了解該部分如何與其他部分交互作用。因此，「生物與環境的交互作用」是12年國教自然科學領域課綱中國中教育階段學習重點「生物與環境」主題中的兩項次主題之一。本期特別以「生物與環境的對話」為專題。 「本期專題」單元共有五篇文章，〈亞洲島弧青斑蝶散佈生態探討〉介紹青斑蝶的生存策略、標識再捕法和臺日兩國交流。〈臺灣的蝸牛暨其生態〉介紹蝸牛的定義、經濟價值、傳染性疾病和生態 。〈歐亞水獺：金門淡水生態系中的頂級掠食者〉介紹倖存於金門島的歐亞水獺棲地及食性研究等。〈浮游生物:一群海洋流浪漢開的美食街〉介紹人類發展與浮游生物的關聯、浮游生物在地球生態系運作中扮演的重要角色、浮游植物及浮游動物。〈臺灣的候鳥〉介紹與候鳥相關的遷徒、遷徙原因、遷徙能源、遷徒時定位方向的依據、濕地鳥的遷徒……。 「教學現場」單元刊登三篇文章，〈「楨」探教室－由廚餘桶的柚香事件說起〉分享在課程設計中兼顧「確立以學生為主體的教學目標」、「培養課程設計的能力」及「採用多面向及多元評量」的案例。〈以預測、觀察、解釋開啟科學實驗教學〉分享許多教師在校園裡運用的POE教學策略與作者經驗的融合。〈和孩子在大自然裡學生物的核心概念〉分享家長可以如何抱持開放心態，跟孩童討論你的觀察和推想脈絡，使貼近他們的生活經驗及理解程度，及用問答的方式帶入生物主軸概念。 「科學新知」單元刊登〈運用立體模型教學來探究聖嬰現象〉一文，分享作者所設計的一組聖嬰與反聖嬰現象在赤道太平洋的立體模型及其應用經驗。 「特約專欄」單元刊登四篇文章，〈博物館友善平權思維初探－以國立臺灣科學教育館為例〉分享筆者和夥伴於科教館所規劃身心障礙者的建議參訪動線以及繪本閱讀和科學操作的體驗課程。〈暮然「迴」首，STEAM就在你我身邊〉分享一個呼應STEAM教育的主題式教學單元－迴力鏢。〈火星探究的新任務：人類登陸火星的超前部署〉介紹火星任務的太空接力賽、地質證據如何揭露火星的氣候環境變遷、以及21世紀的火星生命旅程 。〈森棚教官數學題－散步的費波那契〉則拋出在散步中找最遠的落腳處可以離家盡量近之走法的問題。 本期「科普活動報導」單元刊登兩篇文章，〈中研院「院區開放 OPEN HOUSE」你與最高學術研究機構最沒有距離的一天〉介紹該院每年10月舉辦的「院區開放 OPEN HOUSE」活動。〈串出不一樣的思維能力－以STEAM概念發展女力空間思維〉介紹使用串珠協助學生探索立體結構及空間思維能力的STEAM課程。 總召編輯委員 - 李隆盛 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：陳雪玉 總召集人：李隆盛 編輯委員： 物理科吳仲卿/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/劉淑雯 策劃：曾聰邦 主編：吳中益 本月專題特約主編：王美芬 編輯：陳敬予 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

我們的研究報告，是對校園中所種植的各種變葉木所做的一個研究，經過一連串的實驗證明後，我們確信花青素對變葉木的光合作用會有所影響。接著，我們測定出未氧化的植物色素與已氧化的植物色素吸光能力有很大的差異，我們假設花青素可以吸收某些特定波長的光以防止植物色素的氧化程度過強，實驗後證明我們的假設是正確的。另一方面，我們預期花青素具有保溫的機制，故設計了一個在低溫下花青素可保溫的實驗以證明之，結果和我們的假設相符合。我們預期花青素可利用保溫的特性降低植物因低溫所造成的傷害，減少農業上的損失。This study is about the Codiaeum variegatum which is grown on campus. After a series of experiments, it was proved that “anthocyanin” has a significant influence on the photosynthesis processing in Codiaeum variegatum. A great difference in the pigment of plant’s light-absorbing ability between the oxidized plants and the non-oxidized ones was also found in the experiments. Therefore, it was supposed that anthocyanin could absorb some special range of wavelength to avoid the pigment of plant to over-oxidize. The result of this experiment is in accordance with our supposition. In addition, we anticipated that anthocyanin has the ability to stay warm. By a designed experiment we successfully found that the result is exactly the same as our assumption. According to the findings of our study, we expect the characteristic -- ”staying warm” of anthocyanin could be applicable to decrease the harm to plants caused by the low temperature, and thereby to reduce the loss in agriculture.

Mirabilis Jalapa is a wild flower, which is often seen in countryside of Taiwan. This plant blossom regularly every day around PM 3:00-6:00. Since its regular behavior, it has the potential to become a model plant for research on circadian ryhtem. According to the on spot observation, a Mirabilis Jalapa will bloom consistently, whereas a minority of flower will bloom earlier or later. First, we observe how Mirabilis Jalapa response to disparate environmental conditions. Under a short period of light(8h) and an average period of light(12), Mirabilis Jalapa acts as normal. But under a long period of light, it flowers approximately 1h ahead of time. When under a continuous light, Mirabilis Jalapa shows a regular flowering in the first four day, and after that, circadian rythem of flowering terminate. The ripe flower buds mentain unbloom for 10 days or more, finally end up withered. Meanwhile, floral meristems are also suppressed. Temperature alter seems affct the flowering slightly. Second, we use SDS-page to detect protein divergence 6h interval.But as many of the earlier attempt, the floral stimuli is not sensible for average protein qualitative analysis. So we decide to take more direct approch by genetic experiment. From supplemental material of article” Orchestrated Transcription of Key Pathways in Arabidopsis by the Circadian” we obtain a group of genes regulared by bioclock in Arabidopsis.With Bio Informatics we choose 41 single gene, and compare with sequences in other species, designing promotors to isolate similar genes in Mirabilis Jalapa. Use rt-PCR to detect the level of certain gene expression,and compare characters of those genes in Mirabilis Jalapa with those genes in Arabidopsis. We also blast those 453 genes to the database of animal, trying to recognize some genes that is widely separated between disparat species. And test these genes in Mirabilis Jalapa to confirm this result.本實驗先針對紫茉莉開花生物時鐘的特性進行觀察，並以不同的變因測試對紫茉莉開花時鐘的影響，紫茉莉個別花朵開花生物時鐘並不一致，長日照會對植株造成開花時間提早（約1 小時）的影響，全日照則會對花芽分生及開花行為造成抑制，溫度對於開花影響不明顯。而後利用蛋白質電泳對不同時間點的樣本進行分析，由於開花激素存量極微，故並電泳結果無明顯差異。再來以阿拉伯芥已知與生物時鐘有關的基因中經過生物資訊（Bio Informatics）預測在紫茉莉中存在與開花及光週期有關之基因（CAA75629 CAB56039 AAB60305 AAC49807 AAA82068），針對該基因進行表現量的測定，驗證該基因與開花生物時鐘的關聯性。針對動物界與植物界中已知與生物時鐘相關的基因進行交叉比對，希望找出跨界廣泛存在的生物時鐘基因，接著測試紫茉莉中該基因的存在與否及表現狀況與其他物種的差異，驗證該基因分布的廣泛性。

We understood the definition and meaning of spider number by reading〝Wonders of Numbers〞. It interested us so much. So, we took further step to study the situation of extreme value when the gap sometimes lie on the line and sometimes on the circle or even on both. That is to say, we explored the relation between spider number and the gap when the spider number is maximum or minimum. New research for the application of spider number involves several directions. First, we design a new game called〝Stepping Land Mine〞with the rule of spider number. Give you a net with several hidden gaps, trying to find the right positions of gaps. Second is the further result for a different type of net about regular n-polygon. Third is a tactic for a net with destroying of the strategy points. In this situation, the gaps amount on the circle and on the line are fixed. At the same time, consider the situation of circles and lines designing the tactic of placing the gaps to attain the maximum of the destructive effect. 在本文中我們定義一個蜘蛛網上的蜘蛛數，若在蜘蛛網中加入缺口後，會影響蜘蛛數的大小。我們探討蜘蛛網上的缺口，該如何分配才能夠得到蜘蛛數的極值(最大值及最小值)。先觀察一直線和圓上缺口如何放置蜘蛛數有極值，再探討許多條直線及圓上的情況，進而推展至許多同心圓及通過圓心的許多條放射線的缺口，該如何放置，蜘蛛數才會有極值發生。

This research is mainly in observation with Caenorhabditis elegans ’s genetic mutation caused via nervous system abnormal character. In the study, I the sample have been cultivated purified and add some chemical material EMS to speed up C.elegans mutation. Then based on the character to further analysis what causeof gene deal with mutation and observe the effects in heredity. The research has two stages, on the first stage of study the mainly target is to both search and purify the mutation of C.elegans. The second stage is based on the exploration of mutation’s searching andpurifying. Because the certain mutation bodies aren’t easy to find out, the project is still on progress at the beginning of second stage, and we conclude some heredity special cases in preliminary of study. 這個實驗主要是觀察並針對線蟲因為基因的突變所產生的神經系統異常的變異性狀，在實驗中我先將樣品線蟲培養並純化至一定數量，並加入適當藥劑EMS造成其突變，經篩選並分析此性狀，進而找出造成其突變之基因，以及觀察此性狀對遺傳表現所造成的影響。 該計畫分成兩階段，第一階段的實驗重點是在突變株的搜尋以及純化上，第二階段則是在突變基因的探討上，由於特定突變株的搜尋並非容易，所以目前計畫只進展至第二階段的遺傳實驗初期，對於其遺傳特徵與突變形式上已有了初步的分析，但尚未定位出該基因的位置。