第44屆--民國93年

本實驗研究的目的分為兩部份：一部份是探討雙叉桿菌在豆奶與牛奶發酵基質中的生長情形包括生長菌數測定、pH 值與可滴定酸度(%)之測定、耐酸性試驗、耐膽鹽性試驗，比較雙叉桿菌(Bifidobacterium longum B6 及15708)在四種發酵基質(【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】、【黑豆奶(100%)】、【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】、【牛奶(100%)】)中的生長情形，評估雙叉桿菌是否適合以黑豆奶為發酵基質來製作出接受度高的黑豆奶優酪乳；另一部份則是探討雙叉桿菌在以豆奶與牛奶為發酵基質的優酪乳其發酵前與發酵後之抗氧化活性，包括還原力之測定、清除DPPH 自由基能力之測定、螯合銅離子能力之測定，探討含有不同濃度雙叉桿菌菌體(活菌)與豆奶所提供的抗氧化活性，是否會因發酵作用而有差異。結果顯示：(一) 生長菌數測定：B. longum B6，15708 兩株菌在四種培養基中的生長順序如下：【牛奶(100%)】＞【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】＞【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】＞【黑豆奶(100%)】。在【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】優酪乳中生長情形比在【黑豆奶(100%)】生長情形佳。(二) pH 值、可滴定酸度(%)之測定：兩株菌種在四種發酵基質中產酸情形相類似，【黑豆奶(100%)】的pH 值很明顯高於【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】、【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】、【牛奶(100%)】等三種優酪乳，且差異顯著。兩株菌種在四種發酵基質中的最終發酵可滴定酸度大小順序為：【牛奶(100%)】＞【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】＞【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】＞【黑豆奶(100%)】。(三) 耐酸性試驗：【黑豆奶(100%)】優酪乳於pH2.0 環境下，不論是B. longum B6 或15708 皆不能生長，耐酸性很低，可是只要在豆奶中添加少量(1%)的葡萄糖，皆能明顯提高兩株菌種對酸的耐受性與在【牛奶(100%)】的耐受性一樣好。(四) 耐膽鹽性試驗：兩株菌種B. longum B6、1570 對膽鹽之耐受性均很高為72.52%~92.62%，尤其以B. longum 1570 在【黑豆奶(100%)】基質對膽鹽之耐受性最高為92.62%。(五) 還原力之測定：在稀釋10 倍的四種基質中，不論發酵前或發酵後的還原力皆以【黑豆奶(100%)】為最高，【牛奶(100%)】為最低，實驗數據顯示發酵後的還原力比未發酵前的還原力增加不多，由此可推論雙叉桿菌菌體所貢獻的還原力不及豆奶、牛奶所貢獻的還原力多。(六) 清除α,α-Diphenyl-β-picrylhydrazyl ( DPPH‧ )自由基能力之測定：在濃度稀釋10 倍時，含有B. longum B6，15708 菌的四種優酪乳對DPPH‧自由基清除率大小順序為【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】＞【黑豆奶(100%)】＞【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】＞【牛奶(100%)】。(七) 螯合銅離子能力之測定：不論接種何種菌，【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】的銅離子螯合率比【黑豆奶(100%)】其銅離子螯合率高很多，接近2 倍之多，顯示只要在豆奶中添加少量的葡萄糖即可提高優酪乳的銅離子螯合能力。

鹽害及乾旱是限制植物生長和分布的重要因素之一。據估計全球三分之一以上的灌溉土地均有鹽害的問題存在，肥料的使用與海水倒灌一直是土壤鹽害的兩大元兇！鹽害對植物的傷害到底多大呢？若以不同濃度的鹽水培養植物，則因植物耐鹽性的差異，仍可發芽，但發芽率很低。若先以清水催芽後，在以不同濃度的鹽水培養植物，則可大大提高發芽率。可見催芽對植物的重要性！然而，鹽化的傷害在初期最嚴重，中期與後期因植物較能調節使傷害降低，但不論初期、中期或後期在模擬海水的濃度下生長都有抑制！植物對鹽害的生理反應是：首先葉片開始變形、捲曲，莖部失去水分而枯萎，到萎縮而死亡。根部吸水量的減少，細胞的溶質相對提高，使細胞滲透壓提高，雖然提高滲透壓，仍無法吸收外界的水分，所以植株會因吸不到水而響生理作用，走向死亡的命運! 在水耕植物鹽化的即時處理的實驗中雖然初期的生長有所抑制，但仍可恢復生機!而其決定關鍵在鹽化後5-6小時之內!另外，在模擬土耕環境下土壤鹽化的恢復對植物的影響，得到了很好的結果，決定關鍵在鹽化後4-5小時之內，對植物而言仍可恢復生機，且生長良好! 雖然如此，我們仍希望能搶救垂死的植物，實驗證明促進植物的呼吸作用可促進植物長出新根。電解水的灌溉可救活更多更嚴重的植物。而我們找到一些吸收鹽類的植物，在不影蠻生態平衡下，以最經濟的做法解救他們!相信未來能有所貢獻於社會!

台灣北部和日本北海道地區皆位於板塊碰撞隱沒帶上，我們由ANSS 資料庫，下載這兩個地區近40年內的地震發生時間、經度、緯度、深度與規模大小等數據，加以整理，以電腦Excel程式繪製成震源、震央隨經緯度之分佈圖、規模大小、發生次數之折線圖、圓餅圖等；經過了一連串觀察、分析步驟，比較日本與台灣地震在時間與空間的表現，並以取log 值的方式處理地震發生次數繪出的圖形，以理解地震發生的規則，再比較兩地區累積能量隨時間釋放的型態。利用我們所繪製的圖形加以合併自己所學的知識，討論其中的差異。由能量釋放的不同表現、隱沒帶的地震深度、板塊在彎曲下插時的斜率、地震活動次數與深度等不同，比較分析北台灣和日北北海道地震的確有地域性差異的特質。

本實驗是『讓洋菜替彈性說話』，藉由自製之儀器來測量洋菜凍的形變情形，利用洋菜凍來探討虎克定律和楊氏模數之彈性問題。實驗過程中發現洋菜凍在室溫下凝固，易造成內部濃度不均勻，於是，我們利用0℃的冰作冰水浴，改善此濃度問題。由實驗數據分析得知，相同濃度的楊氏模數並不是常數，而與長度、面積、體積及形狀有關，並推測楊氏模數的常數和面積及長度成線性關係。再者，我們發現壓縮洋菜凍時，圓柱狀的洋菜凍其形變輪廓為均勻變大，而三角柱、正方柱與長方柱的形變卻有不均勻的圓化現象，由此不均勻變大之輪廓，設定一內部等效彈簧模組計算，可說明上述三種柱體的變形有趨向於較低彈力位能之趨勢。

在校園的學習活動中，由於粉筆穩定性高，吸水性好，並可以在教室就地取材，達到創意的學習效果。本研究利用粉筆結合國中實驗，經過設計、操作、結果比較，得到以下幾個發現與特色：壹、粉筆的運用涵蓋離子移動觀察與反應、電解與電池反應等實驗課程。貳、本研究可以改善實驗課程的方法，達到節省資源、操作簡易、容易觀察、多元發展的重要意義：一、所有實驗都在小小的粉筆上進行，可以大量節省藥品，並且減少操作空間，讓實驗也可以帶著走，在實驗室以外的其他場合進行。二、簡易的操作過程中，反應現象可以清楚觀察，體驗知識原理，增進學習的效果與樂趣。三、可以再發揮巧思，利用粉筆發展出更多元的實驗內容。

為了要了解植物體的生長因數是否受電子影響，我們將電子接觸植物體，因而設計了三項實驗。第一組實驗設計是將負靜電接觸大豆的種子為實驗組，而完全不接觸負靜電的為對照組；第二組實驗則用負靜電導入已發芽的種子，也是設計一實驗組和一對照組，實驗組通有負電，對照組則正常種植。實驗三則是用電子流通過九層塔，在實驗組中分為向上的電子流通過植物和向下的電子流通過植物，而完全沒有通電子流的為對照組，並分別測量其蒸散水分的重量。從實驗一和實驗二的結果得知通有負靜電的實驗組，對於其生長都有很顯著的改變，植物因為電子的影響而加速生長。從實驗三的結果可以發現到，通過電子流的植物不見得可以加快它的蒸散作用，依據電子流方向的不同，所得到的結論也不同。在固定時間內電子流向上的蒸散作用較快，電子流向下的蒸散作用較慢。

有一天我們聽到工友黃伯伯口中唸唸有詞:「怎麼去年才過了，今年又長出來了，真有夠煩」，於是我們就近一看原來是菟絲子，之前上自然課時老師曾提過幾種生態殺手的植物，菟絲子就是其中之一，它會去吸收旁邊植物的養份，吸完之後，它又會到別的植物上吸取養分，拔也拔不完，到底是為什麼菟絲子有這麼強的繁植力，試著做各種實驗來探討菟絲子繁植力強大的來源。

研究電解水的改良裝置，以克服課本中的實驗缺失，經過多次的改良與測試，完成「懸吊式」及「密閉式」兩套電解水裝置。為讓改良裝置能推廣於教學中，特以改良裝置探討電解速率的影響因素，尋找合適的控制變因，提供教學參考。經過研究所得成果如下：1.提升了電解速率，縮短實驗時間。2.操作上手不用接觸NaOH溶液，電極以迴紋針替代注射針，增加實驗的安全性。3.以定量方法探討電極間的距離和電解速率的關係，克服課本中肉眼不易觀察的困擾。4.可大幅度節省藥品，避免環境污染。5.密閉式改良裝置，非常適合教師在教室中操作。6.可提供多次氫、氧性質的檢測，讓組員都有操作的機會，提升學習興趣。

本研究主要探討催化劑的有無對丙酮碘化的影響，從中決定速率定律式及活化能，並希望本研究結果可以編入高二實驗課程。研究結果一、催化劑合適濃度為0.7M。二、有催化劑影響下適合的終止時間—32℃ 4分鐘、27℃ 7分鐘、25℃ 10分鐘、20℃ 15分鐘、15℃ 25分鐘 。三、無催化劑影響下，終止反應的時間為—35℃為5~11小時、32℃為5~8.5小時。四、有催化劑與無催化劑的反應速率差異相當大，以32℃為例，有催化劑的平均速率常數0.000124833 M－1s－1大於無催化劑的速率常數0.0000208 M－1s－1。 五、無催化劑一但開始反應後，會以極快的速率反應完畢。 六、無催化劑活化能比有催化劑活化能高，無催化劑的活化能66.88KJ/mol，有加催化劑的活化能137.7048 KJ/mol。 七、有加催化劑的總級數在1.4~2.7級之間；無催化劑總級數為2.0989583~ 2.0644408級之間。

布朗寧說：「成功的絆腳石不是缺乏智力，而是沒有創造力。」然而，現今高度競爭的環境下，今日的科技在明日可能就已過時。在國中自然與生活科技領域範籌中，以解決問題策略為中心，透過活動單元或作品，使學生循手腦並用的程序，培養學生創造思考的能力及合作學習的習慣。我們將課程所學融合創造力、想像力的實現。因此我們發明了三大主題：一、 便利垃圾桶其特性與傳統垃圾桶相差甚遠，以抽取式代替傳統作法。二、 便利洗衣刷將洗衣刷與清潔劑加以組合，做〝局部〞的刷洗，因此就不會弄濕整件衣服，是極富創造力的作品。三、 水果切丁器突破傳統的處理方式，利用四片刀片為刀片組並且去籽。使其成效成為原來的四倍。