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(鄉土)教材獎

一筆成型-探討多面體最短步行數

本研究以多面體的「邊」為思考主軸,探討各種多邊形如何利用最短的銅線長度才能串成立體模型及是否可能一筆畫描繪完成,並實際製作多邊形模型浸入泡泡水來討泡膜形狀,研究結果發現只有六面體和正八面體可以一筆畫描繪完成,而串成各多邊形立體模型最短的銅線長度只有角錐和角柱二種立體模型具有規律性並與最少邊重複次數的路徑有關係,而且由邊長推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度等於以奇頂點數推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度,我們也利用歐拉定理來證明我們的最短步行長度是正確的。

「4」in love-探討任意四邊形生成之四心四邊形的性質

運用四心及平行、圓等幾何性質探討任意四邊形生成之四心(內心、外心、重心、垂心)四邊形的性質,發現任意四邊形所生成之外心四邊形、重心四邊形、垂心四邊形均為相似的平行四邊形。更進一步利用平行線性質及AA相似性質等說明迭代生成之重心四邊形、外心四邊形、垂心四邊形其四邊形An Bn Cn Dn與四邊形An+2 Bn+2 Cn+2 Dn+2相似,而內心四邊形An Bn Cn Dn會收斂漸成正方形。同時證明出任意四邊形A1 B1 C1 D1重心G與對角線交點E的中點正好是重心四邊形收斂點,圓內接四邊形A1 B1 C1 D1其外接圓圓心O與對角線交點E的中點正好是其外心四邊形收斂點,而內心四邊形與垂心四邊形沒有類似的結果。

機率無所不在-探討麻將賓果遊戲中獎機率

日常生活脫離不了機率問題,也因為機率使生活充滿樂趣與驚喜,本文藉由麻將賓果遊戲的討論,試著分析連線的概率計算,進而研究抽牌數量對應的連線機率,以及每局花費的成本與應得到的獎品價值的關係。目前在夜市中的麻將賓果遊戲玩法,大多是以排入6x6矩陣,達連線則獲勝,總共有36張牌,由當中抽取12張至15張牌,每局所需的費用由10局100元到1局100元都有(不同攤位抽取的數量各異)。經過我們理論計算的結果,能在夜市獲得連線得到獎品的概率實在是很低,機率由抽取12張牌的0.55%到抽取15張牌的3.73%,且其對應的獎品價值應該要比目前老闆提供的大娃娃更好才能達到期望值的數值。

眼見不為憑-台東水往上流視錯覺現象探討

台東「水往上流」一直都是可以迷惑大眾的有趣自然現象,因此成為台東熱門的觀光景點,許多網路資料也都針對水往上流現象提出各種猜測與解釋,我們首先透過問卷調查的方式蒐集一般民眾對於「水往上流是如何形成?」這個問題的想法,並藉由實地訪查探究了解當地水流與地景的真實情況後,明白當地是如何藉由樹臺、水道、車道的三條不同傾斜線造成「視錯覺」,將明明是向下傾斜0.6度的水往下流誤以為是「水往上流」。我們最後還以「水往上流」這個地景條件來設計操作實驗用以建構模型,此模型包含了「傾斜角度」、「方向」以及「顏色組成」等,以提供未來在工程上應該如何才能夠維護當地奇特自然現象的一些實質建議。

金枝綠葉-綠色能源之探究

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌:米飯:水=1:100:100,環境條件為pH=6、溫度25℃為佳;有些水果成分中含有抑制發酵之成分,故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%,最佳重量比例為水果酵母菌:甘蔗汁=1:50,環境條件為pH=6、溫度15℃為佳;茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳,茶葉之枝比葉好-金枝綠葉,前處理以0.5%KOH加5%Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒,再加入硫酸調至pH<1,超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。

「鈣」世「櫻」雄「紅」翻天-櫻蝦米蘿捲新產品開發

蓬萊米粉取代麵粉、紅蘿蔔廢棄物利用、結合宜蘭產量豐富櫻花蝦,研發出新產品,取名為櫻蝦米蘿捲。蓬來米粉取代麵粉黏度及硬度實驗:全米蛋捲口感酥脆且無麩質,故鏡檢無網狀結構;紅蘿蔔不同乾燥條件製成粉,35℃乾燥24小時之紅蘿蔔粉類胡蘿蔔素含量最高;色差實驗:紅蘿蔔及櫻花蝦脂溶性色素能隨著10%、20%、30%比例增加而上升,於麵糊中釋放,製成蛋捲後色素亦能保留;紅蘿蔔抗氧化實驗:隨著紅蘿蔔粉比例上升,油脂氧化作用能有效減緩。營養成分:每100克蛋捲鈣含量為380mg、類胡蘿蔔素含量為21mg。28天貯存實驗,水分及水活性都無明顯上升,產品可在室溫下存放28天。最後將產品包裝、LOGO設計、商品化、市場調查,發現市場滿意度高,是值得被開發的產品。

穀物中的紅寶石「紅藜釀酒」之探討

本研究探討紅藜釀酒的因素。將材料放進密閉大針筒內進行微量實驗,定時測量產氣量得知紅藜釀酒的速度,並在最後一次測量甜度及聞氣味。紅藜含有澱粉水解酵素(糖化酶)與酵母(發酵酶),糖化酶先將澱粉轉為糖,發酵酶再將糖轉為酒精及二氧化碳,所以原住民以紅藜做為小米酒的酒麴。微量實驗結果發現,小米碎度與紅藜粉碎度越碎,反應面積增加則釀酒速度越快,其中煮熟小米用顆粒來釀酒易釀失敗,建議磨碎成米漿才易釀酒成功;紅藜粉量越多也會增加釀酒速度;使用有殼紅藜釀酒易臭酸腐敗,建議使用無殼紅藜來釀酒。另外,瓶裝大量原料的實驗發現,在室溫25-30℃下會有產膜酵母釀出酸酒,瓶內空氣量建議要少,避免產生黴菌。

銅流河汙-幾丁聚醣縮二脲試驗與吸附水中銅離子

幾丁聚醣為富含利用價值的生化材料,目前多被應用在醫學方面;它具有配位官能基,能與金屬離子進行吸附,進而改善環境中受汙染的水源。本實驗利用蝦殼自製成幾丁聚醣,按汙染比例最高的Cu2+作為本次實驗的主要代表,並以檢測幾丁聚醣加入不同的量,對Cu2+吸附之影響作探討。 本研究主要採用以下兩種方法做為吸附實驗: 1.直接沉澱法。 2.薄膜吸附法。 並且改變下述兩種變因,來觀察幾丁聚醣與硫酸銅之間的吸附效率: 1.改變加入的幾丁聚醣含量。 2.改變硫酸銅的濃度。 最後運用朗伯-比爾定律求出吸光度,推算出能吸附環境中含銅汙水的最佳比例。

「食」「尿」未及──飲食差異對尿液檢體中代謝體變化情形討論

許多人都說飲食習慣對身體影響甚大,因此本實驗想要從尿液檢體中的代謝體,探討其與生理機能的關聯性。本實驗利用質譜分析方式,利用丹磺醯衍生法標定尿液中所含的大量代謝物分子,比較不同個體及不同飲食習慣中代謝體數量與種類上的差異。 在研究後發現葷食菜單的代謝體數量會較素食菜單中多,且同時由於代謝體的種類與數量並無正相關,我們也將兩種不同飲食習慣代謝物進行標定,找出兩種類別中特有的代謝物,並比較分析出三種可能的代謝途徑:葷食菜單為 ”beta-Alanine metabolism”,而素食菜單則會對 ”Histidine metabolism”和 ”Pyrimidine metabolism”造成影響。未來可繼續運用此種分析方式,對各種食物進行分析及研究,分析出各種食物間對人體的利與弊。

雞糞採礦—磷回收最佳化

磷在生活中不可或缺,而磷礦只剩下90年的含量,磷的回收對於環境的永續性有其必要。 本研究先以王水加入日本與臺灣的堆肥雞糞(CCM),使用感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP)測定CCM中的磷含量。以不同濃度及種類的酸進行酸溶鹼沉法的酸溶部分,將磷溶解並以ICP測定其含量,挑出最適合的酸種類及濃度。之後調整溶液pH值使磷酸鹽沉澱,找出最適合的pH值,讓Ca5(PO4)3OH的產量達到最高。 比較後,發現兩種CCM的組成元素含量不同,但費時差距不大,代表未來廠商能多方收購雞糞。酸溶實驗中,考慮HNO3(aq)帶來的氮汙染問題,最終決定以HCl(aq)為溶解用的酸。鹼沉澱的實驗中,本實驗將濾液加入CaCl2(s)使其沉澱,再溶解結晶並用ICP測其磷含量,最終日本CCM可回收92%的磷;台灣CCM回收90%的磷。