第45屆--民國94年

我們以常見的布袋蓮、水芙蓉、槐葉蘋、香蒲、莎草和空心菜來比較淨化鳳山溪污水的能力，發現其中漂浮型的布袋蓮效果突出，挺水型是以空心菜表現最佳；漂浮型則優於挺水型植物。如果以布袋蓮、水芙蓉、槐葉蘋、滿江紅對鳳山溪污水、拖地水和雨水等不同類型污水，觀察濁度和透視度的結果，發現鳳山溪污水以布袋蓮最好，其次是槐葉蘋；拖地水仍是布袋蓮最佳，其次是水芙蓉；雨水的淨化效果則以水芙蓉最好，槐葉蘋其次。考量自然沉澱的因素，我們以墨水來測試，發現根系短的槐葉蘋淨化效果比根部發達的布袋蓮好。如果以一定重量的布袋蓮和槐葉蘋操作實驗，發現槐葉蘋淨化效能優於布袋蓮。所以，根系短槐葉蘋的淨化能力應該受到重視。

翠綠的水草、優游其間的魚兒，好像一幅畫的水族生態缸是一個平衡的生態系。在這個生態系中，生產者、消費者與分解者扮演著物質循環的關鍵角色。水族缸中的氨氮循環是很重要的，本實驗探討氨氮物質對於水族生態系所造成的傷害，以魚體作為生物指標進行氨氮物質處理，發現氨的確魚體造成莫大的傷害甚至死亡。此外氨的分解者~硝化菌扮演著此循環極重要的角色，本實驗觀測平衡的水族生態缸以及著手建立新的水族生態缸，探討硝化菌與氨氮物質(氨/銨、亞硝酸、硝酸)循環與平衡的關係，發現完整的水族生態系中有豐富的硝化菌，且氨氮物質含量較低。並著手培養硝化菌，觀察其型態與棲息方式，發現硝化菌喜好在可以依附固著的地方生長，並有多樣化的型態。以高氨氮物質檢測硝化菌的分解能力，評估硝化菌在生活上的可應用性，發現硝化菌對於高氨氮的污水的確有分解的效用。

茲認為乳酸菌及其衍生物對整個人類飲食有極深遠的影響，激起我們以乳酸菌為研究主題的想法。此實驗探討乳酸菌對環境改變的適應能力，以期達到有效的利用。一、使溫度由5℃驟變至37℃(人體溫度)，觀察乳酸菌對驟變環境的適應能力，並比較緩慢回溫時乳酸菌之恢復情形，以及兩者恢復活力的效率又是如何。二、模擬人體消化道環境，比教全脂及脫脂優酪乳內的乳酸菌通過胃酸及膽汁後的存活情形，探討乳酸菌的活力減退程度與環境因子的影響。了解脂質與蛋白質的多寡是否會影響膽汁及胃酸對乳酸菌的抑制程度。三、比較乳酸菌在pH7、pH7.8、添加膽汁的pH7.8培養液中的生長情形，以判定膽汁對乳酸菌的抑制效果是否導因於酸鹼度或膽汁的內含物。

在四年級上學期牛頓版的「自然與生活科技」領域第二單元「水中的生物」其中有一個學習活動是要同學們養殖水生動植物，以便觀察與認識水中生物的種類、繁殖與生態環境等等。本研究是為了因應本單元的學習需要，對此一學習活動做更深入、更廣泛的探討。關於認識「水生植物」的部分，我們探討了四個主題：一、比較「水生植物」對於各種水體生長適應的情形。二、探討「水生植物」對於洗潔劑稀釋液生長適應的影響。三、比較「綠藻植物」對於各種水體生長繁殖的情形。四、探討「水生植物」的養植對於各種水體PH?的影響等問題。從本研究的各項實驗結果，我們有以下的幾點重要發現，簡述如下：一、沒有任何一種水體是完全適合所有類型水生植物的生長適應。二、濃度0.05﹪的家庭用「洗潔劑稀釋液」，會使得大部分的水生植物在3-7天內死亡。三、「洗潔劑稀釋液」的毒性，會隨著時間的延長逐漸的被水體中微生物的分解而消失。四、各類型的「水生植物」對於各種洗潔劑對水體的污染，具有淨化的功能。五、水生植物在養分和光照量不足的情況下，為因應不同環境的變化，會呈現出枝葉縮水的狀態。六、洗潔劑的毒性消失後，洗潔液所提供的養料，會使水生植物長得更好，這可能是造成受污染水源「優養化」的重要因素。七、「綠藻植物」的生長繁衍與水體的種類並沒有必然的關係，而是受限於光照與養分量的多寡。八、「水棉」和「大聚藻」這兩種水生植物，對於各種水體pH值的變化，有非常顯著的作用。希望透過本研究的結果，使得同學們對水生植物有更深刻的認識，以便對水生植物養植有更正確的觀念與作為。

研究主題探討「七邊形的數字謎題」：七邊形每邊三個圓圈，圈中填入數字1~14(不得重複使用)，使得每邊和為26。觀察發現數字填入時的特性：七個邊中圓圈務必填入1~7，七個頂點圓圈務必填入8~14。嘗試在此條件下尋求謎題解，方法一：將1~7 依序填入邊中圓圈，再考慮8~14 來配成每邊和26。方法二：以14 為中心起始數字(頂點圓圈)，考慮兩旁(邊中圓圈)放的數字組合，再找出整組解。方法三：列出每邊和為26 的所有可能組合，從中挑7 組串成一七邊形的組合。結果發現：謎題有解，解非唯一。依同樣的數字填法，進一步推廣討論，(一)「邊數改變」，求每邊和。(二)快速找出各邊數的謎題解法。(三)填入「數字改變」，求每邊和。(四)七邊形的數字謎題數字填法改變，求「各邊和的變化」。結果發現：圖形的邊數可推廣至n 邊形，其中奇數邊形的謎題有解，偶數邊形的謎題則否，而數字的改變只需考慮連續性，皆能有解。七邊形的數字謎題之各邊和的值可變動，上下限範圍值於19~26 之間。

台灣目前並未分佈的『黃鉤粉蝶』是研究主題的主角----我們尋找黃鉤粉蝶及其他種類蝴蝶在馬祖--南竿地區的棲息地點，並且從卵開始，學習飼養黃鉤粉蝶的幼蟲，佈置適合牠的居處環境，學習辨別牠和其他常見粉蝶不同的地方，同時知道怎樣辨識黃鉤粉蝶雌、雄的方法，及牠們的生活習性，了解目前黃鉤粉蝶為什麼會出現在馬祖，以及牠所遭受到的生存危機。除此之外，研究過程中發現到一些馬祖地區的特別種蝴蝶，我們進行拍照、比對，得以對蝴蝶有進一步的認識。

本研究主要在探討奇數階平面方陣及奇數階立體方陣的規則，我們發現奇數階平面方陣及奇數階立體方陣有一定的規則可循。建構奇數階平面方陣可依據兩個規則：〈一〉平面方陣中的正中央所填入數字一定是數列的中間數。〈二〉每條直行及橫行中，各行數字所代表的座標依循著一定規律方式，座標依照A→B→C 或C→B→A，以及1→2→3 或3→2→1 的規則，並且都不重複。建構奇數階立體方陣可依據四個規則：〈一〉依據階數，將所有數字平均分組，接著將所有數字座標化。〈二〉數列的中間數字必落於中層，選取各組數字時，由中層先選取，其他層選取各組數字時，依據平面方陣建構之規則來選取。〈三〉各層數字選取後，先由中層開始建構，建構之規則與平面方陣之規則相同。〈四〉中層建構完成後，其他各層與中層的座標需要交錯，然後依序所對應的填上數字。

本實驗於香水蓮花蕊下部的輪狀盤構造，取出透明狀分泌物，此物質與坊間美容業者所謂的植物性胎盤素，有諸多類似之處。本分泌物經化學定性分析後，初步確定含有蛋白質、胺基酸、脂質、多酚類的鞣質(具抗氧化效果)、及??類衍生物等，並以紫藍色花系香水蓮分泌物含量較高。本分泌物作用於生物細胞時，能促進細胞修補及生長，並保護逆境中細胞。高濃度的此分泌物反應較劇烈，可能造成鞣質沉澱及離子毒害，故不適宜用於抵抗力弱的組織(如渦蟲尾部)。唯水溶性組於濃度高時比濃度低時較能救助抵抗力弱的組織。

黑格攣線是一個用有方向性攣線攣接平面或蒚體棋盤中黑格的動作。以平面棋盤為例，在給定的m× n 黑白格相間的棋盤(其左下角為黑格)，由左下角開始以連線將共點黑格連接，若所有黑格都能被連接，則稱(m,n)符合黑格連線條件。本研究主要目的是以推理方法導出當(m, n)符合黑格連線條件時， m,n 之間的關係，研究初期猜測當gcd(m ?1, n ?1) = 1時，數對(m,n)符合黑格連線條件。為達上述目的，研究中需探討棋盤中的黑格總數、連線在棋盤上重複通過的黑格數量及重複通過的次數，以及在如何的情況下可以使連線通過棋盤上所有的黑格，最後驗證研究初期之猜測成立。本研究預期推展到高維度棋盤符合黑格連線的條件。目前發現此推廣面臨高維度中點、線、面、高維度體個數及相互連接的問題，由實例進行黑格連線後，猜測結果與二維、三維相仿（各維度的格數減一之值必須兩兩互質）。另外，還有一個研究推廣的思考方向：mxn棋盤中，將連線視為繩，連線第二次經過黑格時，依序向前一條連線上方、下方通過，最後將黑格相連後，繩拉緊所能產生的繩結數。

在偶然機會發現鳥類會因為某些原因而撞擊玻璃，又知道有防止鳥兒撞擊玻璃的貼紙。因為索取雖然容易，但是往來要一些時間，所以我們想自己也設計出一種不一樣的貼紙。希望藉由實驗找到一種可以簡單繪製的貼紙，經過輾轉的實驗，從猛禽類的圖案一直到只剩松雀鷹眼睛的顏色，最後終於找到一種簡單又容易繪製的貼紙，而且還可以把貼紙的大小縮小呢。只要大小大約是原來貼紙的10分之1大小就能達到防止鳥撞擊玻璃的功效。