全國中小學科展

第58屆--民國107年

胃癌血紅的試驗--利用巨量資料庫建立胃癌檢測基因組

本實驗旨在尋找有潛力作為提高早期胃癌發現率的生物標誌物,得以應用在臨床上。 首先,從NCBI下載資料,透過R studio分析胃癌細胞與癌細胞周邊非癌症細胞的基因表現量,篩選出胃癌細胞表現量與非癌症細胞表現量比值較高且其所製造的蛋白質為分泌型的基因,最終得出10個。 接著從cBioPortal網站下載基因的mRNA表現量與病患存活月數資料,分析病人存活率及無病存活率與基因表現量的關係,得出FN1及CST1的P value比其他基因來的低,且基因表現量與病人存活率呈現負相關。 後續進行細胞實驗,使用qPCR,驗證10個基因在胃腺癌細胞(AGS)及侵襲能力較強的胃腺癌細胞(AGS-1)間表現量的差異,結果發現在MUC13、MGP、PI3、SFRP4及CST1,在AGS-1的表現量較AGS高,尤其MUC13、MGP及PI3表現量差異特別顯著。

泥岩沖刷與地形變化之分析探討

本報告研究降雨型態對泥岩的沖刷變化,以高雄田寮區之中寮山泥岩為研究主體,並使用立體模型取代傳統沖刷水槽,以模擬實際地形對沖刷之影響,再利用Surfer繪圖軟體繪製沖刷前後之地形變化,進行圖層之套疊與分析,即可完整呈現不同坡度與高程之沖刷差異。 由實驗結果歸納發現,高程越高處受到雨水打擊能量最強,沖刷也最嚴重;另外降雨強度高低對沖刷的影響是最大的,值得未來做更進一步的研究與討論。

乾淨能源--校園川廊圓盤紙風扇發電的探討

無汙染之乾淨能源是未來能源的發展趨勢,校園有較空曠的空間可進行風力發電的實驗,為克服被扇葉打中的恐懼,故利用較輕的圓盤紙風扇,若取得發電效率更好的風力發電機,搭配圓盤紙風扇固定於學校川廊上方空間,不僅可發電利用也可用於教學,甚至可作為裝置藝術。自製風力發電機組最佳狀態是有集中風力的風管穩定發電效率、凸唇朝向迎風面、風速快、扇葉傾斜90°、展開5片以上葉片及距離出風口越近越好。本研究裝置是利用氣流沿著扇葉快速通過扇面孔洞,導致扇葉兩側壓力差形成一推力,且課本簡單機械中有教到物體要繞支點旋轉需產生足夠力矩,故氣流越快通過扇葉兩側的壓力差越大,能轉換的作用力就越大,產生的轉動力矩也就越大。

蚵殼心、離岸情 --探討蚵殼生態人工礁作為離岸堤之可行性研究

本研究實驗探討,海水經過各式消波塊及各種形狀蚵殼生態人工礁,用不同形式排法之離岸堤,來觀察沙灘流失變化及流失量最大值,進而了解離岸堤上消波塊與蚵殼人工礁應如何排列,提高蚵殼生態人工礁來當離岸堤之可行性。 首先自製起波器,波浪週期5秒、沙灘斜角10度來實驗,實驗過程發現,一字堆疊排法離岸堤以協克塊消波效果最好;天允塊一字形、弧形堆疊排法離岸堤效果差不多;分段堆疊離岸堤以協克塊圓形堆疊效果最佳。各式消波塊,離岸距離較近,消波效果較好。 最後協克塊與蚵殼人工礁消波比較,蚵殼人工礁效果較佳,若要以一字排法來當離岸堤,以圓形蚵殼人工礁消波效果最佳,若要以分段排法來當離岸堤,以斜45度橢圓形排法消波效果最佳。

對稱構造多邊形有向面積等面積線探討

本科展目的在於研究一個點對多邊形各邊做對稱點,並將對稱點依對稱順序依序連起來所構成的多邊形有向面積,並探討其等面積線的圖形形狀。經研究發現對於多邊形僅可能出現圓形,直線及平面等三種情形。最後,我們想要找出構造等面積線為直線的方法,並得到一種可行的構造多邊形方法。

租屋客的租房選擇—「寄」人籬下的難題

我們以台東海岸地區以及小野柳的皺紋陸寄居蟹〈Coenobita rugosus〉作為研究物種,想了解小野柳風景區這樣受到人為干擾的棲息地,陸寄居蟹揹殼合適度到底有多少?我們想藉此研究並進一步地探討陸寄居蟹的換殼行為。根據寄居蟹與螺殼的形質相關性分析,我們找出了殼內體積和重量與寄居蟹身體大小的相關性最高,而行為實驗測試也獲得了相對應的結果,我們發現寄居蟹若是揹著一般螺殼,則會傾向換成內體積較大但較輕的螺殼;若是揹著非洲大蝸牛的殼,則會傾向換成內體積較小但較重的螺殼。而小野柳地區的寄居蟹族群比起鹽寮海岸,揹著適中和偏大殼的陸寄居蟹所佔比例較高,可見這幾年來小野柳舉辦「給寄居蟹一個家」的活動對當地寄居蟹生態有著正面的幫助。

Menger Sponge點邊面的探討

給定正立方體,執行以下動作:(1)把正立方體平均分割為27個小正立方體;(2)把每一面的中間的小正立方體刪除掉,亦將最中心的小正立方體刪除掉;(3)把遺留下來的小正立方體都依序重複步驟(1)、(2)。重複以上步驟,若操作n回後,則將殘存形體稱為第n階的『門格海綿Menger sponge』,並記為Mn 。本文將第n階的門格海綿Mn視為由『true vertices、true edges、true faces』所組合而成的幾何形體,分析結構並建立遞迴關係式來計算出Mn中三者的數量,進一步分別運用『Total Angular Defect Formula』和『遞迴堆疊的結構關係』計算出門格海綿的虧格數。

翻的有理

本文透過翻書籤問題,觀察改變黑色面朝上書籤數1張及2張(含改變中間間隔白色面朝上書籤數各種類型)時,探討書籤總張數及達成翻開所需步數之間的關係,發現到初步判別方法及彼此間呈現等差數列的規律情形。

變形Chebyshev尋蹤記-連續函數與多倍角公式研究

本研究考慮的主要問題: 若非常數之連續函數f滿足∀m∈N,∃P(x)∈C[x] s.t.f(mx)=P(f(x)),其形式應為何? (一)、若考慮函數範圍為解析函數,則f(x)的形式必為下列三者之一: (1).axn+b (2).akxn +b (3).acos⁡(kxn)+b,其中a,b,k∈C、n∈N (二)、若將考慮函數範圍改為:連續函數f:[0,∞)→C,則f(x)之形式必為下列三者之一: (1).axk+b (2).akxn +b (3). acos⁡(kxn)+b,其中a,b,k∈C、n∈N

水洩暢通——洗臉台存水彎的幾何設計

日常生活所使用的洗手台、馬桶、浴缸等衛浴設備,為了阻隔下水道臭氣及防止小昆蟲進入室內,其排水通道上常設置一段彎折之存水彎,以儲水方式形成水封。本研究以洗手台之存水彎的幾何設計為主題,提出不同於傳統S型存水彎之新型O型存水彎幾何設計,並比較兩者在『水封儲水量』、『相對能量損失百分率』及『水流自淨能力』等效標的優劣。 經本研究顯示,O型存水彎之幾何設計,其『水封儲水量』明顯優於傳統S型存水彎,而在『相對能量損失百分率』及『水流自淨能力』兩項效標的表現上,兩者並無明顯的差距,基於存水彎需有足量的水封儲水量,才能有更高的防臭及防蟲實用性。故本研究自行設計之新型O型存水彎,其整體效標表現,優於傳統的S型存水彎。