第44屆--民國93年

「有備無患」-無患子的研究與探討

與無患子樹的第一次親密接觸是在班親會舉辦的一個活動-「彰化縣老樹巡禮」,在它不起眼的外表下卻有著豐富的內涵,令我們深深著迷。解說員說:「在早期沒有洗髮精、沐浴乳的年代,無患子樹的果實是老祖母、老爺爺他們最佳的依賴,從洗臉、洗頭到洗衣服處處皆可見其蹤跡。」對於這樣一顆小小的果實卻具有如此強大的用途,我們深感興趣,但也不禁好奇地想比較它跟現今的洗潔用品究竟有何差異?在將近一年的時間裡,我們多方地查閱資料,並透過實驗來驗證我們的想法。我們發現萃取方法的不同、浸泡時間的長短、不同階段的果實,以及放置時間的長短都會影響無患子的洗潔能力。此外,以無患子清洗衣物,久了白色衣物會被染黃,且布料結構會受損。雖然無患子的洗潔能力不如市售的洗潔用品,但是值得一提的是無患子比較環保,對動、植物的傷害遠低於我們常用的洗潔劑,值得我們加以利用、推廣。

生物濾水器 ~ 重金屬吸附能力

重金屬會直接或間接影響植物的發芽,將綠豆浸泡在不同濃度與種類的重金屬離子(銅、鋅、鈷、鉛、鎳)溶液下,我們發現浸泡濃度愈高,綠豆的發芽率愈低,而銅離子對於綠豆發芽率的抑制效果最好,鈷離子的抑制效果最差。由實驗結果得知重金屬濃度與綠豆發芽率有明顯的負相關,也就是重金屬濃度愈高,綠豆發芽率愈低,利用推算的回歸曲線,可以由綠豆發芽率來估算重金屬濃度,是一個簡單又經濟的生物檢測方法。文蛤與牡蠣屬於濾食性動物,靠過濾水中懸浮性有機物而生存,水中的懸浮物質會吸附一些污染物,如:重金屬或有毒物質,這些懸浮物質會被濾食性動物體內,文蛤對於的銅、鋅、鈷、鎳離子的吸附能力皆明顯,只有對於鉛離子的吸附能力較差,而牡蠣對於銅、鋅離子的吸附能力較大,對於鉛、鎳離子吸附能力較小,而對於鈷離子幾乎沒有吸附能力。

球與球瓶的戰爭-保齡球瓶的倒瓶因素及其撞繫關係探討

由於保齡球的力學原理太複雜,我們決定去除球道上油、球心構造對球旋轉的影響…等變因,只專注實驗討論球速、入球點、入球角度(模擬曲球)、旋轉球(模擬飛碟球)等變因。而為了捕捉球撞球瓶、球瓶互撞的瞬間關係,我們利用數位攝影機(Digital Videlo以下簡稱DV)拍攝整個過程,利用「繪聲繪影7」軟體,放慢影片播放速度及定格處理,一一紀錄、分析球與球瓶、球瓶與球瓶的撞擊關係及最後倒瓶數等數據資料,發現最加入球點,球速與倒瓶關係,入球角度對倒瓶數的影響等。對於國人自創的「飛碟球」我們亦感到好奇,絞盡腦汁之後,終於發現讓球固定旋轉的方法,模擬當球順、逆時針旋轉時,不同入球點與倒瓶的關係。

「溫度」對蓋斑鬥魚「生殖表現」有何影響?

自2003 年10 月30 日至2004 年1 月20 日止,研究不同溫度對於蓋斑鬥魚生殖表現之影響。自臺北縣水產種苗繁殖場取得40 尾(北縣種苗場字第0930000192 號),將環境溫度設為20、25、30 ℃,每一個處理組,重複四次,每一次實驗,飼養雌、雄魚一對,控制光週期、食物量、密度等變因。結果顯示溫度提高,雄魚吐泡巢次數增加、泡巢間隔時間縮短;雌魚產卵次數增加、卵孵化時間縮短。在應用上,進行復育時可以將雌、雄魚飼養於較高溫度下,提高生殖表現,使其在非繁殖季的冬天可以繁殖下一代,生產更多仔魚。

飛機下的米老鼠----噪音對老鼠生長的影響

我們的研究在探討噪音對生物的影響。由於學校位於「水滴機場」飛機航到正下方,飛機噪音干擾我們學習的環境。今年三月「水滴機場」遷走了,我們依據飛機停飛前、後設計三個階段的實驗,分別探討:(一)不同享度的飛機噪音對老鼠生長的影響。(二)飛機停飛前、後對老鼠生長的影響。(三)在相同響度下,不同音色的聲音對老鼠生長的影響。我們的研究法是「定量」、「定性」並重,經過文獻探討、實驗設計和資料處理,我們得到以下結論:(一)飛機噪音對確實會影響動物的身體健康。(二)水滴機場的遷移對我們的學校具有重大意義。(三)噪音的響度和音色都是影響環境生活品質的因素。(四)研究中應遵循「實驗動物」的倫理規範。

活躍於光明的闇獵人 ---- 安德遜蠅虎

近年來蜘蛛在生物科技上日益受到重視,但和蜘蛛有關的資料卻非常少,因此我們透過了這個機會,詳細地觀察探討日常生活中常見的安德遜蠅虎(Hasarius adansoni)。牠屬於節肢動物門、蛛形綱、蜘蛛目,喜好獨自出沒於室內光亮的地方,具極佳的視力和跳躍能力有利於捕食獵物,牠偏好活的蚊子和蒼蠅,對於人類可說是零污染的殺蟲劑呢!安德遜蠅虎雖然不靠結網捕捉獵物,但其一生和蛛絲還是脫離不了關係,尤其特別的是其雄蛛會吐絲製做巢室,以供夜間休息;雌蛛還會做產卵室,並有極強的護卵行為。以後當大家在屋內瞧見那跳躍的輕盈身影時,千萬別再將牠打死了,其實我們可以和平相處,讓牠稱職地當我們人類的好幫手吧!

樹鬚變身-環境刺激對榕樹氣根生長發育、形態發生的影響探討

我們的研究作品「樹鬚變身-環境刺激對榕樹(Ficus microcarpa L.)氣根生長發育、形態發生的影響探討」主要的研究重點在於瞭解榕樹的氣生不定根的形態與結構、生長發育與形態發生的過程,並運用生物及統計方法,分析環境或植物激素刺激對其生長發育與形態發生的影響等。由實驗結果,我們發現:一. 榕樹的「氣根」大部分的解剖構造形態似雙子葉植物莖,但木質部排列卻是外源型(exarch),有別於一般雙子葉植物莖;其末稍有雙子葉植物根構造,但其皮層部分含有葉綠體,和一般雙子葉植物根有所不同。二. 榕樹新生的氣生不定根的萌發,在原有氣根的許多區段皆可發生。在似植莖部分,則髓為其萌發源;在似植根部分,則周鞘為其萌發源。三. 在許多的環境因數中,以土壤溼度、土壤粒子大小與氣根萌發有較密切的關係。四. 植物激素部分,以生長素、乙烯有較為顯著地促進萌發的效果,而離層素則有抑制萌發的能力。

921 地震,房子倒不倒有關係

本作品主要是探討「建築物的底面形狀和耐震程度的關係」及「建築物輔助支撐和耐震程度的關係」,最後進而由學生自發性的提出問題來討論,最難得的是小組的成員主動提出88年729大停電、921地震,都是因為高壓電塔倒塌,造成全台大停電,而要求要拿出小組經過討論後,認為最耐震的建築及支撐和高壓電塔的支撐一決雌雄,在實驗的過程中,我們發現建築物的底面形狀確實和耐震的程度有關,我們推論豐田大樓(底面L形)倒塌的原因,發現921大地震的搖動方向為東西向,而豐田大樓在這個方向卻沒有對稱軸,而產生較大的扭力(由附件4、5頁線形圖)可看出除左右的振幅,其前後的晃動也很嚴重,而文化廣場(底面長方形但接近於正方形)在921大地震的搖動方向為東西向時,它的南北方向有一條對稱軸,這是否就是同為12樓公寓建築,豐田大樓梁柱嚴重受損,被判定全倒,而隔壁的文化廣場卻掉幾塊磁磚的原因。實驗過程我們也發現,在建築物加上輔助支撐,可以大幅度改善建築物的耐震性,其中不同的輔助支撐,改善的程度也不相同,其中又以X形輔助支撐,在大地震來臨時,最能改善建築物本身的耐震性,甚至最後我們小組把它和高壓電塔支撐做個震動幅度比較,我們也發現,X形支撐優於高壓電塔支撐,這是本小組引以為傲的事,更重的是X形支撐,所使用的材料比高壓電塔支撐,幾乎節省一半。

冰火二重奏---雙效能冷氣

近幾年來,科技進步生活品質提升,用電激增,冷氣設備為一般生活必須,但效能因”非全熱效應”使EER 值普遍皆只2.1~3.3 而已,且因廢熱無回收,導致空氣熱污染、溫室效應,且冷凝水排放問題亦造成生活干擾。我們由冷凍空調理論中,就冷氣系統嘗試著:藉”以水全熱回收方式”運轉,增進冷氣機效能,提高效率,節省用電支出,並達到冷氣機及電熱水器之二重奏多樣效果,作此研究設計主題。在稍許調整冷氣系統迴路,配合適切控制方法,經實證能讓60 l的水在20 分鐘內即達到電熱(把水加熱)效果,比傳統冷氣機加上電熱器節省約70﹪電費, 電能效率(EER)亦可高達5.21,提升效率達129﹪。由於設計此系統考慮裝置容易性,且傳統冷氣皆可改裝,發現將可應用於日常生活中,增進生活便利及能源的節約。

『空氣與燃燒』的再研究

本項研究是延伸自五年級上學期「空氣與燃燒」這一單元﹐ 我們以雙氧水和水果作用之後產生氧氣為研究的重點﹐從實驗中發現課本中以線香燃燒的時間來測量氧氣產生量的方法不容易做出結果﹐所以我們也研究出氧氣的測量計﹐可以比較準確的測量出氧氣的產生量﹐此外﹐我們也實驗出常見的水果中﹐哪些水果產生的氧氣比較多﹐哪些水果產生的氧氣比較少﹐PH 值較高的水果﹐氧氣產生的量比較多﹐PH 值較低的水果﹐氧氣產生的量比較少﹐此外﹑除了水果之外﹐校園內的植物的葉﹑根﹑種子及莖也可以和雙氧水作用來產生氧氣﹐而且效果更好。