第56屆--民國105年

鍬形蟲幼蟲期的成長是影響成蟲體型大小的關鍵，本研究探討幼蟲適應行為、攝食模式以及影響其生長的各種變因。研究者設計結合蛇管攝影的飼育箱觀察幼蟲土壤下的行為，並探究食材、空間大小、溫溼度等變因對幼蟲生長的影響。 研究發現，幼蟲剛換新環境時會往土壤下鑽，並在2-3天以內，滯留於土下12公分深的位置不再下鑽。幼蟲的光反應為負趨光性，遇到光及干擾，會用口器及前腳夾取混雜排遺的土壤，擋住光源並將自己包在封閉環境中。 幼蟲口器結構分為觸鬚、上顎、下顎，上唇、下唇。攝食模式依時間先後分成「偵測」、「剪食」、「夾取」及「送入」四階段。幼蟲最佳飼育環境為：溫度介於20±2℃間、濕度介於濕度計3-6格的中濕度土壤。

我們發現了一個有趣的實驗，丙二醇液滴在處理過的載玻片上會像小蟲一樣互相推擠追逐。設計實驗去了解這樣的現象，探討的變因包括液滴的大小、液滴間起始距離、濃度、濃度差、其它溶質、還有可能的原因。我們主要的發現包括 一、 大小液滴都可能會發生，但模式會有一些差異。 二、 丙二醇液滴一開始邊緣的距離不能太遠，超過4mm以上就可能會失敗。 三、 高濃度時不易發生，低濃度比較容易發生。 四、 濃度差大和小的結果是不同的模式。 五、 不同溶質的液滴也可能會有類似的現象。 六、 除了丙二醇溶液還有乙酸、甲醇、乙醇和異丙醇也有類似現象，食鹽、氫氧化鈉、蔗糖溶液就沒有這種情形。 七、 液滴的蒸氣可能是這個現象發生的重要的原因之一。

滾子(橡皮圈、踏墊圈及彈簧圈)在轉盤內滾動時，會產生滾動、滑動、跳動、滾滑、跳滾等各種運動現象，亦會有下凹、前凸、上凸、後凸、橢圓、擴張波動... 等各種形狀的變化，並伴隨著滾子周長的增加。透過本實驗可驗證滾子的運動模式受到轉盤跟滾子的接觸面性質、轉速等因素的影響，而滾子在轉盤速度產生改變時，會因為摩擦力及重力的影響，產生後退或前進的現象。透過分析錄影檔，可計算出滾子的後退角及臨界轉速，促使滾子後退角產生改變的因素除了轉盤的材質之外，原因尚有其質量與表面狀態的差異。除此之外，我們又延伸出其他不同材質、大小的轉盤及滾子，嘗試各種組合，也因此發現把彈簧作為滾子時，能觀察到明顯的共振駐波...等有趣的現象。

本實驗旨在以簡單的化學電池，使用水耕植物的培養液體作電解質，代替植物工廠的電源裝置，達到節省能源的效果。首先測試增加光照時間是否可以促進植物生長，在經過多次測試及嘗試栽種水耕植物的實驗，增加光照時間確實可以讓多數植物加快生長速度，對於產能可以有所提升。 利用各種不同電極進行組合，選取其中電位差較大的電極組合，連結LED組，經過最長8小時放電的測試下，都能持續維持LED之亮度。最後在測試補充培養液中鋅離子的實驗中，約放電4小時，即可達補充鋅離子之濃度。在考量溶液內金屬離子的濃度，改以其他效能更好的化學電池(如燃料電池)或配合植物工廠配件，開發新裝置，可以讓植物工廠提高效益，達到節能之目標。

一下子就吸引許多人目光的飛行玩具—氣球直升機，是我們這次科展研究的主題。 透過實驗設計與研究，我們發現影響氣球直升機飛行的因素有很多，我們整理出三個面向，包含氣球、扇片、吸管。可想而知氣球越大會使得飛行更久更高；在扇片面向上，使用A4紙包覆、用3個梯形(或圓弧形)的扇片、設定偏折40度角也能增加飛行時間與高度；扇片內的吸管彎曲90度以及使用扁狹狀的出氣孔也對飛行時間與高度有正面影響。若能掌握這些正面的影響變因，相信氣球直升機一定會讓人愛不釋手。

在找尋正方體和長方體的展開圖過程中，我們就像展開了潘朵拉的盒子一般，瞬間爭議聲四起，大家你一言我一語，爭相說出同學上衛發現的展開圖，在一片混亂中，我們研究發現了尋找正方體展開圖的規律，並利用這個規律進一步找出長方體的所有展開圖。

飛輪這個有趣的科學玩具在許多地方都看過許多次了，但對於飛行的科學原理都不大明瞭；我們利用伯努利定律討論飛輪飛行的原因後，使用控制變因法進行三階段的實驗設計，探討操縱變因對飛行距離的影響；從實驗結果可得到三項結論：一為飛輪長度為2.5cm 與5.0cm 其飛行距離最遠，當長度增加時風阻與重量的影響導致飛輪不穩定；二為最佳前端重量為絕緣膠帶纏繞10 圈時，其飛行距離最遠，如前端重量減少時太輕容易被氣流影響、前端重量增加時太重會提前落地；三為發射台發射的平均飛行距離均勝過手臂直接拋擲，顯示出我們組裝的發射台以及設計的實驗具有相當的準確性；這次科展實驗結果可提供給家長、教師與學生們一個簡易的模板參考。

本實驗在於觀察植物受到的不同的汙染源種類，蔬菜是否有著不同的生長情形，經過第一次試驗發現化學的水質影響空心菜的生長比正常水質影響大。另外植物適應環境的能力驚人，受到化學實驗水影響的植物生長的意志力比較強，實驗顯示澆灌實驗水空心菜植物適應的能力比澆灌正常水的植物能力強。但是若是土壤已遭受汙染對植物發芽與後續生長一定會造成不良影響，尤其是以洗碗精汙染的土壤。延伸實驗中發現經過中和處理的鹽酸水、和以天然清潔劑黃豆粉處理的植物生長情形與一般水灌溉的對照組生長情形差不多，但是明顯比未處理鹽酸水灌溉的植物生長好很多，證實家用廢水若經過處理再排出可減少環境與植物的傷害，而使用天然清潔劑也可以減少環境汙染。

注重健康養生的飲食，避免攝取到化學加工的食物，對於現代人來說是個重要的課題，因此如何利用植物的抗菌成分來保存食物，是我們這次研究的主旨。 本研究在探討常見具抑菌成分的蔬菜，其汁液、菜渣、全食材、高溫加熱、濃度等因素是否影響抑菌的效果？以下是本研究的結論：蒜汁、韭菜汁、韭黃汁、韭菜花汁及蒜頭渣的抑菌效果佳，其中，蒜頭在加熱十分鐘後的抑菌效果仍然不錯，但韭菜、韭黃、韭菜花在高溫加熱後的抑菌效果變差，另外，全食材的蒜頭也具有抑菌效果。在濃度方面，韭菜花最低抑菌濃度是40％，韭菜與韭黃最低抑菌濃度是30％，蒜頭的最低抑菌濃度則是5％。最後以麵糰和竹筷測試蒜頭汁、韭菜汁、韭黃汁、韭菜花汁發現有不錯的抑菌效果。

以2×1的方塊進行排列，探討排列成 m×n (其中m為2、3、4，n為所有自然數)的長方形時，所有的排列方法數；分別以An、Bn、Dn分別表示2×n、3×2n、4×n的所有情況，並比較之間的關聯性。因為2×1方塊無法完整排成3×n的圖形 (其中n為奇數) ，故不討論。研究最後結果，我們得出An、Bn、Dn的遞迴關係式與An的通式解。 另外，還嘗試用3×1方塊，探討3×n的結果，並與An比較，發現之間的關係頗為類似；也因此能類推至利用m×1的方塊，排成m×n的長方形之情況。