全國中小學科展

(鄉土)教材獎

「鎮」「興」倦-探討鎮定劑、興奮劑對螞蟻族群的影響

高雄巨山蟻是社會型動物,有族群勢力範圍和首領。外敵入侵,蟻群會迅速啟動有紀律防禦(接觸、攻擊、護卵、殲敵),並在最短時間完全殲敵(平均18分13秒)。蟻后是防禦領導者兼主要殺手,殲敵率78%。服用鎮定劑一個月後,工蟻、蟻后領域概念低,蟻群出現防禦瓦解,殲敵率僅11%(60分鐘內),蟻后殲敵率「零」,完全失去領導力,但仍保有領導地位。服用興奮劑一個月後,工蟻、蟻后個別育幼行為雖明顯提高,但領域防禦降低,外敵最終由工蟻完全殲滅(平均52分52秒)。蟻后殲敵率降為56%,工蟻不再餵食蟻后,已喪失領導地位。停藥二個月後,興奮劑組蟻后有恢復領導地位,但兩組在60分鐘內,皆未完全殲敵,族群領域防禦仍未恢復,明顯已造成不可逆傷害。

鋁程有快有慢-鋁空氣電池的特性探討

本研究將回收鋁罐的鋁片組裝成鋁空氣電池,改變碳層、電解液濃度、緩蝕劑種類等面向探討鋁空氣電池電流、電壓及電池效能。研究結果顯示以石墨棒粉末及塗佈量0.1g/cm2的碳層,1.0M氫氧化鉀作為電解質時有最高的電壓表現。以此作為單電池串聯3個電池可提供約3.80V電壓,並持續供電運作9.7小時以上。以三種緩蝕劑添加在8.0M氫氧化鉀電解液中,錫酸鈉與氧化鋅對於鋁金屬的減緩腐蝕效果較檸檬酸為佳,將0.1M錫酸鈉與 0.1M氧化鋅加入8.0M KOH電解液組裝3電池組,其電池效能低於以1.0M KOH為電解質效能表現,添加0.1M錫酸鈉在1.0M KOH在安全放電過程中延長電池壽命約14.3%。

如「魚」得水,「丸」出新滋味

本實驗之研究目的在找出馬祖魚丸的最佳口感比例,並結合馬祖在地特色食材創造新滋味。以不同的魚漿種類、不同比例的太白粉和水設計出三組實驗組、每組6種不同配方共12種,找出太白粉及水對於製成馬祖魚丸的影響。本研究使用砝碼加壓法測量其硬度、自彈高度裝置來測量魚丸的彈性,以科學化數據觀察,量化紀錄資料來比較魚丸本體硬度與彈性和品評口感,綜合比較結果,最後以鮸魚為食材所製作的太白粉比例為150公克、水為200公克的鮸魚魚丸為本研究最喜愛的配方。 最後我們選擇大家最喜愛的配比太白粉比例為150公克、水量比例為200公克製作鮸魚酒糟口味的魚丸,受到大家一致肯定,選為最佳馬祖新滋味。

四彩繽紛

研究四色定理時,我們先找出四種基本圖形,再探尋塗色方法,並且以此四種基本圖形來探討複雜圖形。發現可將複雜圖形分解成簡單的上下層、放射狀、中央有色塊的放射狀及同心圓等四種基本圖形,並依區塊編號,以相鄰不同色的原則找出各區塊對應的色塊,大部份基本圖形可用3色填滿,只有中央有色塊的奇數放射狀圖形會用到4色。合併基本圖形時,因先處理的基本圖形,限制了相鄰色塊的選擇,才會用到4色。將發現的方法驗證到複雜圖形上,不但用4色破解了兩位學者發表的只能用5色的多層同心圓、中央有色塊的奇數放射狀複雜圖形,並找到了規則。最後我們以此規則完成只用四色來著色,成功挑戰世界、歐洲、台灣鄉鎮巿地圖及網路上的纏繞畫。

引菁拒鹽 - 探討田菁較綠豆耐鹽的機制

田菁是台灣重要的綠肥作物,甚至也有些研究顯示田菁具有可以移除鹽害土壤中過多鹽分的能力;綠豆是常用作物,也有人針對其耐鹽性做相關研究,讓我們很好奇同樣身為豆科植物,兩者對鹽逆境的抗性有差異嗎?本研究透過比較田菁與綠豆兩種常見豆科植物,深入了解並比較其耐鹽機制。我們透過改變鹽逆境濃度,使植株生長,並觀察其外表及生長情形,發現一、田菁耐鹽能力優於綠豆,二、田菁抗氧化能力優於綠豆,三、田菁將能量分配於根部使其生長複雜,以應對環境壓力。因此,在面對環境壓力時,田菁具有較好的適應方式,並更容易存活。希望本研究結果也可以在未來應用於農業與後續研究當中。

國中生的清澀柿件

秋天的柿子令人垂涎欲滴,但如果吃到未處理的柿子,會讓舌頭酸澀麻木。進入國中學習到科學方法與媒體辨識,我們想找出讓牛心柿由澀味變美味的方法,並驗證祖傳及網路流傳的「柿子脫澀」的方法是否為真。由長輩種植牛心柿的經驗,我們設計實驗,探討浸泡液溫度、種類及攪拌與否對牛心柿脫澀的影響,也採用混果、刺傷、沾點蒂頭等變因。脫澀的表現以口感紀錄暨以自製氯化鐵試紙和單寧反應後的顏色變化紀錄。實驗中我們發現:1.常溫下以氣泡水浸泡柿牛心柿脫澀效果最佳;2.混果或刺傷能催熟牛心柿,但無法脫澀,證實網路流傳果實軟熟可減低澀味的說法為偽;3.網路流傳及前人經驗的傳承不一定為真,必須經過科學方法的驗證或改良。

逆境中的繁「跖」—探討圓葉鴨跖草的繁殖策略及苞片泌汁之功用

本研究將圓葉鴨跖草的花類型分為雄花、大苞片兩性花、不孕兩性花、地下閉鎖花及直立莖、短匍莖小苞片兩性花。研究影響花性別比例的變因實驗中採用每天紀錄花朵的方式進行,在前兩個生長階段花比例沒有顯著改變,第三階段則因為植物大量換葉因此著重於開所需養分較少的兩性花。在環境極好及極壞的情況下繁殖方式會偏向自花授粉。從照度變因實驗中,得出日照是此植物的重要開花因素。圓葉鴨跖草自花授粉與異花授粉的結實及結種率沒有顯著差異,因此此植物不需考慮到自花授粉及異花授粉繁衍後代的成功機率,此植物較難以風傳播花粉,因此推論其為蟲媒花。推論苞片的功用是保護花苞及果實不被雨水等因素破壞,泌汁則是提供養分給果實吸收成長。

黃斑黑蟋蟀(直翅目:蟋蟀科)遭遇行為初探

本研究主要以黃斑黑蟋蟀成蟲(雄)、成蟲(雌)、老熟若蟲(雄) 、老熟若蟲(雌) 、初齡若蟲(無法分辨雄雌)等5種不同發育期與性別的黃斑黑蟋蟀,設計蟋蟀的領域行為、遭遇行為實驗,進行黃斑黑蟋蟀遭遇行為的研究並分析大顎的發育情形對打鬥行為的影響。研究結果:黃斑黑蟋蟀有領域行為的表現,其領域行為表現與打鬥獲勝關係之間有顯著相關。最常出現的遭遇情形有:靜止不動、觸鬚碰觸、身體抬高、逃至角落與出現勝負結果。黃斑黑蟋蟀會因為大顎發育情形的不同而影響其打鬥方式。不同發育期與性別的黃斑黑蟋蟀,遭遇行為模式大致相同,其中當成蟲(雄)遭遇成蟲(雌)時,會發出求偶的聲音進而與成蟲(雌)發生交配的行為。

探討不同料理方式對海鮮中微塑膠量的影響

微塑膠是小於5毫米,呈線狀或塊狀的塑膠微粒。本研究以文蛤、鮮蚵、白蝦及鳳螺為材料,探討海鮮體內微塑膠含量,並模擬日常使用的不同處理方式,及不同部位進行微塑膠含量比較。研究顯示白蝦及鳳螺體內微塑膠含量明顯高於文蛤及鮮蚵,而單位重量所含的微塑膠量,鳳螺遠高於其他三者。在不同料理方式的比較中,發現吐沙可減少文蛤體內微塑膠,但使用玉米粉清洗鮮蚵則沒有顯著差異。在不同身體部位的比較中,蝦頭的微塑膠含量較蝦身及蝦腸高,若以單位重量計算微塑膠含量則是蝦腸最高。鳳螺的螺身以及螺腸所含的微塑膠量約相同,但螺身的纖維狀微塑膠比例較螺腸更高。本研究顯示,料理海鮮前若進行適當處理,應可減少人體攝入的微塑膠含量。

傳統市場顧客環境識覺與攤商地方感之研究

傳統市場是台灣市場文化代表性的地點,然而,現代社會中美式量販店與超級市場越趨普及,壓縮了傳統市場的生存空間。為了保存傳統市場的文化,政府近年積極推動傳統市場轉型,期盼為傳統文化注入新元素。而本組觀察到南門市場與黃石市場近來積極轉型,但轉型過程中卻產生很大的發展差異,攤商的去留、顧客的來量皆差異甚大。於是我們想利用地方感與環境識覺的概念,對兩地傳統市場的攤商進行地方感的訪談,顧客進行環境識覺及地方感問卷調查,企圖探究造成轉型過程產生如此大差異的原因為何?研究結果發現兩地攤商的地方感受到傳統市場政策規劃影響甚鉅,在顧客的環境識覺方面,南門市場的問卷調查結果也顯著較其他傳統市場較佳。