第44屆--民國93年

研究電解水的過程中，裡面因電離子產生電化學反應，為了作更進一步探討電解時的變化情形，我們必須設計比目前更精密的測量儀器利用細管體積的變化設計出「氣體體積測微器」，其測量將準度可達10-3ml，實驗中我們發現水遇電極產生酸鹼變化，又更進一步的探討其電離子移動的情形，設計酸鹼電解器，探討電解水正、負極的酸鹼變化。發現正、負極可改變測試管中水的PH 值，為了解電解離子運動反應，我們設計離子運動測試器及多種離子導入的方法，實驗中發現因電解實驗離子分解，跑至中間物體，希望離子滲透的原理，能應用於醫學上，電解的物質如果是離子性藥品，是否直接亦可利用此原理將治療藥劑送至需要治療的位置。

經由實驗觀察我們發現池水中的藻類在陰暗處靜置後會有自然沈降的現象，利用這個特點可以很方便的收集藻類進行藻類的觀察，這也解決上學期我們在進行水中小生物實驗觀察時不容易找到他們的問題；藻類因具有葉綠素呈綠色因此在顯微鏡下很容易觀察到，在這次的實驗中我們認識了25種藻類，涵蓋原生生物界中的綠藻門、裸藻門及金黃藻門的藻類。藻類數量的觀察是進行藻類實驗時最基本的課題，經過大家討論及老師的建議我們採用顯微鏡進行視野內藻類數量的估計，先以放大100倍率觀察紀錄視野中藻類的種類，再以400倍率隨機挑選五個視野觀察藻類數目，平均後以此估計每ml樣本中有多少個藻類來作為比較的依據，但此方法不僅費時且存在很大的誤差，為了有比較的標準且尋找一種更簡易方便的方法估計藻類數量，我們想到利用光線對藻類生長影響實驗中池水混濁度和藻類數量成正比的關係，我們將自製濁度計加以改良除去人為主觀的因素，做為監控藻類生長的工具。由實驗發現藻類的生長繁殖受到溫度、光線、無機營養鹽及有機物的影響很大，池塘中的藻類在池塘生態系中扮演著生產者的角色，藻類不僅是水中小動物的食物，更是大氣中氧氣的製造者，所以水中自然不能沒有它們，但是如果藻類繁殖太多，藻類死亡後由細菌分解用掉大量的氧氣，則對於其他生物亦有不好的影響，由實驗得知目前潭墘村的池塘污染主要是家庭有機污染源，因此研擬減少池水的污染並維護生態平衡將是一個重要的課題。

一、在高一數學第一冊中，第三章的內容是等差與等比數列，由此我們可了解有許多數列都具有其一定規律，可用遞迴關係式來表示，甚至可進一步求出其一般式。我們經由簡單的小遊戲而產生的數據來討論，看其是否有特定的規律，並藉此規律去尋找出特定的公式，或者是根本沒有規律可循。二、我們經由簡單的例子出發去尋找規則，再作一連串的試驗、思考、推論，求出其遞迴關係式，並以各種方法嘗試找出一般式，使我們可更簡單容易地求出我們所要的目標。

為了得知木瓜種子外膜汁液，是否能抑制其他作物的發芽，並且為了知道在何種情況下的木瓜汁液，有最大的抑制效果，因此我們設計不同實驗，以不同條件的木瓜種子外膜汁液，觀察對植物發芽的影響。根據實驗結果得知，木瓜種子外膜汁液可抑制其他作物的發芽，但木瓜種子外膜汁液成份，目前仍不得而知，希望將來能與實驗室合作分析其成份。

學生根據自己參加環保小尖兵的研習活動中，所學習到的知識並利用學校廚房中的廢油製造改良式的環保肥皂（如下圖一），本次的作品除了一般的肥皂之外，另外還加上天然的水果皮，如柳丁、檸檬及橘子，做成水果香味的香皂；加上米糠及苦茶粉做成的肥皂，這些肥皂主要是作於油膩物品的洗滌；有加上甲酸做成的消毒肥皂；有液體狀的肥皂膏；有肥皂粉末，也有加上自然香精做成用於清洗臉手皮膚的高級香精香皂。在這過程中，了解到廢物利用、理論的應用及推廣，如同美國教育學者杜威（Dewey）所說的做中學（Learning by doing.），因此環保肥皂除了在學校作為清洗廚房油膩的抹布及洗手台的肥皂外，更是分送學生家長及社區的禮物。

許多削皮蔬果會因氧化作用產生變色反應，但過程中必須同時具有「氧氣」、「酵素」和「多酚類物質」三個要素。變色情形，隨著果體內的多酚類物質和酵素含量不同，而反應不同。但是一些存在較多澱粉物的果體例外，如:香蕉、地瓜，可能存在其他的影響因素。從實驗中可知，果體受氧化出現褐色的情形，影響到了外觀，並不會影響健康維他命C 的流失，反到可以鎖住營養流失。研究者認為阻止果體酵素受到氧化作用的方式可採: 使用包裹方式隔絕氧氣、改變果體酸鹼值、浸泡在食鹽水、糖水、果汁、維他命C 等液體或處於低溫、 高溫的環境當中等等，都可以達到有效的防止變色。其中以浸泡在3%-4%濃度食鹽水中2-3 分鐘，是最具實用與經濟效果。

時間的測量，老師教大家作單擺測試，最後終結是單擺具有等時性，在鉛垂平面內的振盪運動具有規律性週期。平面單擺當振幅夠小時，擺的振盪可近似「簡諧運動」，此時振盪週期與振幅無關。但如是否受磁場改變、科氏力、擺線材質即不規則擺錘之影響。此外還有些特殊的單擺，如Y 型擺、平行擺，其中Y 型擺之擺長的相互比率對其週期和軌跡的影響。而平行擺方面則探討擺長、擺重、擺角對軌跡及週期的影響，並研究分析誤差發生的原因，以求取得最接近真實的數據。

在一款「世紀爭霸」的電玩遊戲裏，我們常常為了要派多少士兵傷腦筋。我們利用Excel模擬戰鬥的過程，整理最少士兵數的數型，本來想藉著數型的研究，找出最少士兵數的規律，沒想到最少士兵數卻極不規律。在最初的觀察例中，雖然似乎有一些週期性，但是模擬更多的觀察例後，週期性卻總有例外，挫折之餘，一度放棄這個研究。後來在學校數理資優實驗的課程中，老師替我們介紹許多的遞迴數列的例子和相關的知識，我們發現我們的問題和遞迴數列有些關聯，便重新研究這個問題。我們從最簡單的情形（即敵我雙方的攻擊力和生命值皆為1）開始，推導各回合敵我所剩士兵數的遞迴關係式，竟意外的發現這些遞迴關係式的係數形成費氏（Fibonacci）數列，透過費氏數列的性質，我們找到了這個最簡單情形的解答。我們將問題一般化，也成功的找出一些性質，並替我們的問題完整的解答，並且找到戰鬥所需回合與敵我士兵數的關係。最後，在老師的協助下，我們完成了我們所研究結果之證明。

芹菜葉柄切片，非洲鳳仙花果實進行自力散佈種子的爆破，變態莖形成捲鬚均有捲曲現象。這些看起來似乎不相干的現象，其實都和細胞及組織型態構造改變所造成的物理現象有關。從芹菜葉柄縱切薄片捲曲的探討中我們得知---薄壁組織吸水，經由增大膨壓，使細胞延長，並產生足夠的力量將維管束拉長。當維管束被拉長超過極限，維管束彈性縮回造成薄片的捲曲。非洲鳳仙花蒴果的爆破機制---當果實成熟時，果瓣外層細胞有縱向增長的趨勢，果瓣內層的維管束不易增長，被動的被外層細胞拉長，內外側之間暫時維持張力的平衡，而保持果實的型態；當受外力改變平衡狀態或維管束的回復力夠大時，外側膨脹伸長(膨壓改變造成細胞變形)加上內側維管束的彈性縮回，使果瓣捲曲並產生彈力將種子彈出。龍鬚菜捲鬚的機制---變態莖內厚角組織和維管束分布在特定部位，維管束的收縮和兩側細胞延長程度的差異，造成扭曲的物理力量，進而形成捲鬚；變態莖頂點生長組織的存在與否並不影響捲曲，證明生長激素並非捲鬚的必要因素，捲鬚並非典型的向觸性。

台灣是雨量充沛的島嶼國家，時常可以在山中發現許多真菌的足跡，依據文獻記載，真菌的物種約有１５０萬種。相較於只有２５萬種的顯花植物，數量顯然多太多了，而且正在持續增加中，一般人對於磨菇以及毒菇較為熟悉，但是很少人知道他們只是真菌生活使上的子實體，本次研究藉由尋訪山中較鮮為人知的真菌－偏腫栓菌，以及對偏腫栓菌的型態以及生活狀況作一系列的探討，讓大家能夠由偏腫栓菌開始認識真菌的世界。