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(鄉土)教材獎

「雨」神同行—論屏東地區對流雨與氣象要素之關係

屏東地區是台灣重要的農業產區,盛產鳳梨、芒果等多種水果,而瞬時的強降雨經常造成農業損失,甚至造成土石流或山崩。本研究中主要探討屏東地區四個氣象站在有無午時對流雨事件時,其對流雨與氣象要素相關性。首先我們分析屏東地區午後對流雨與氣象要素的時序分布,發現有無對流雨事件時並無太大差異性。接著分別探討氣象要素在有無午後對流雨事件前頻率及條件機率之逐時變化。根據結果,發現如果1)實際水氣壓大於22.5hPa,2)相對濕度介於55%至75%,3)風向轉向西南風,則發生對流雨的機率會增加。推測上述參數可能與太陽熱力效應及夏季西南季風有高度相關。未來將各氣象要素進行權重的分析,以期找出一簡單模式,進而預估降雨發生。

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。

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。

欲寄相「虱」「鉛」里月-魚鱗吸附水中鉛離子探討

理化課時,常聽聞老師講述世界各地發生的重金屬污染事件,其中鉛離子所造成的污染及危害尤其嚴重。查詢鉛離子污染相關文獻以及移除鉛離子的方法後,發現膠原蛋白的螯合作用能去除許多有害重金屬離子。而膠原蛋白的來源之一就是從魚鱗提煉。 本次實驗主要在探討不同條件下,利用魚鱗及膠原蛋白與硝酸鉛水溶液中的鉛離子螯合的效果,並以碘化鉀做為指示劑,檢驗鉛離子的殘餘量。實驗結果顯示,魚鱗及膠原蛋白確實具有極佳的螯合鉛離子效果;而魚鱗中除了膠原蛋白,另一種化學物質羥基磷灰石會以置換反應,達到移除水中鉛離子的功效。在數據顯示上,可以明顯看出,虱目魚鱗吸附鉛離子確實具前景及研究價值。

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。

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。

會呼吸的房子?閩東建築的智慧

一般人對馬祖的感受是冬天很冷,居住的石頭屋是否舒適,成為我們想要探索的主題。 在有限的設備及時間之下,透過模擬冬天:風扇吹自製的冷劑,模擬夏天:吹風機加熱的兩個方式所得到的結果,得知閩東建築石頭屋具備冬暖夏涼的特性。 瓦片與水泥屋頂在室外溫度提升時,室內的溫度變化量差不多。 以水氣蒸發可穿越瓦片屋頂得知瓦片屋頂的透氣性佳,在夏天時屋外與屋內空氣流通,達到夏季涼爽的效果。冬天時冷空氣能通過瓦片降低室內溫度,但石頭屋牆面厚度、石材比熱大等保溫措施可弭平此缺失。 將電路系統及鋁箔紙裝在二坡式及五脊四坡式屋頂結構對側,以風吹之,觀察兩種屋頂結構的振動頻率及幅度,顯示五脊四坡式的屋頂結構振動幅度小、頻率低。

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。

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。

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%。