全國中小學科展

第48屆--民國97年

本土天「蝗」傳奇~台灣大蝗蟲生活史及生態習性的研究

台灣大蝗在交配時警覺性降低,♀蝗會背著♂蝗跳到遠處,但不會飛,肚子餓時會進食,\r 但♂蝗不會。交配後♀蝗會選擇土質堅實、植被稀疏、表土層水分適當、有相當溫度、地勢\r 向陽的土壤中產卵。卵隔年春天孵化,爬出土的同時也脫去一層皮。若蟲共分6 齡,齡期越\r 大,觸角節數愈多,翅芽愈大,前胸背板上後緣也越往後延伸。\r 8 月中旬成蟲開始在馬路上出現,初期♀蝗較多,9 月底野外路旁只能看到♂蝗。♂成蟲\r 較會出現在樹上或草上而♀成蟲較會出現在路上或牆上。因為台灣南部冬天氣溫帄均都達20\r ℃以上,比北部高4℃,於是休眠中的卵提早孵化,因此整年南部皆可發現台灣大蝗的蹤跡。\r 大蝗取食主要是靠嗅覺。白天牠在休息或飛行時都會有趨光性但無趨熱性,在夜晚則沒\r 有趨性。後腿除了防衛與跳躍外,還有游泳、翻身、起飛、帄衡、踢開身上的小蟲與糞便等\r 功能。

為什麼買不到活的白帶魚~浮沉水精靈告訴您!

此實驗主要是觀察壓力與空氣體積變化的關係,進而解釋為什麼白帶魚從深海\r 被撈起後,魚鰾會爆裂而亡。在實驗中,我們利用浮沉子來代表白帶魚,魚鰾就是\r 浮沉子內的空氣柱;而隨著海水不同深度的壓力變化,在實驗中改以手壓密閉寶特\r 瓶來形成。\r 我們嘗試設計出簡易、方便的浮沉子製作方法,並在空氣柱上陎標記刻度,量\r 測壓力所造成的變化。實驗結果顯示當按壓寶特瓶,使瓶內壓力變大時,會造成空\r 氣柱體積變小,使浮沉子下沉;當施力解除,壓力由大變小,空氣柱體積由小變大,\r 浮沉子就浮起。另外,由數據分析比較浮沉子下沉前和下沉瞬間水陎下的空氣柱,\r 可以發現兩者排開水的體積相近;因此能推論出從浮沉子下沉前水陎下的空氣柱,\r 預測浮沉子下沉的空氣柱高度。

銀色的紡織天才---肩斑銀腹蛛

本研究經由實際飼養、觀察、訪問專家、實驗與資料收集,以了解肩斑銀腹蛛的特徵、棲息地、結網、進食、牠的行為與對顏色的偏好。希望讓大家對肩斑銀腹蛛有更深的認識,而能尊重牠的生存權利、並認識其特徵、生態與習性,將有助於防止其侵入住家,減少困擾。

幾何高手-探討姬胡麻斑捲葉象鼻蟲之『搖籃』數學規律

本研究觀察了姬胡麻斑捲葉象鼻蟲如何的進行捲葉,包括了選葉、戳洞、切割、\r 整脈、摺尾、捲葉、產卵、抱壓、封口、重複抱壓與封口、收尾等過程,得知姬胡\r 麻斑捲葉象鼻蟲將卵產在捲葉內,幼蟲以捲葉中的葉片為食、化蛹及羽化為成蟲。\r 同時利用數學中的對稱、等距、平行等關係以及依據褶痕痕跡所連接構成的直角三\r 角形與平行四邊形型態,製作出正六邊形的平面狀與圓柱狀搖籃,更得知只要搖籃\r 內的角度改變,將會製作出各種不同的搖籃形狀,並且發現可利用摺出的正多邊形\r 圖形求得圓周率π的近似值。

點「殼」成紙~菱角殼製漿造紙可行性之研究~

本研究目的在探討利用菱角殼進行製漿造紙,並觀察其可行性,以有效利用此項農業副產品。由研究發現菱角殼內富含纖維,透過水煮的方式加入小蘇打粉可以有效的軟化纖維,用此當製紙漿之原料,再加入回收的影印紙可以成功的造紙。因菱角殼是屬於短纖維,不如樹木的纖維長,所以造出的紙張強度不如報紙所做的再生紙強。但菱角殼價錢低廉,可取代部份的植物纖維,節省造紙原料的成本。造出的紙張強度不佳,可適用於對紙力要求不高的紙類。例如做成卡片,或是填充在器具周圍的紙張。未來若再修正造紙的技術,可以改善紙張的性質,也可以朝向藝術創作的方向來發展菱角殼造紙,不僅可以有效的利用資源又可以發揚左營的黑元寶。

哪個離子跑得快?

基礎化工這一門學科對於高職化工科學生而言是一門重要的科目,但其中不乏充滿深奧且抽象的理論。在電化學這一章的內容中主要敘述著電與化學之間的關係,並介紹電解質溶液的特性以及將電極浸入電解質溶液中所產生的一些現象。在電化學這一章節之中除了介紹電解質溶液的特性外,並結合物理及化學的知識,對溶液的導電性及離子遷移速率等作一番闡述。本實驗設計主要引用課堂中及基礎化工書本內所學習過物理及化學的知識,利用惠斯登電橋(Wheastonebridge)的原理架構為基礎設計出導電度計,利用此導電度計測量不同種類電解質、不同濃度的溶液及不同狀態的溶液,藉以了解各種狀態下的離子運動。

食飲“涼”方?#--研究傳統降火氣食品是否具有抗發炎效果

在炎炎夏日總希望來點可以「降火氣」的食品,依據古籍記載某些中藥材具有降火氣的效應,而中醫所謂的降火氣與西醫的抗發炎反應密切相關。本實驗利用巨噬細胞株受到LPS(Lipopolysaccharide,革蘭氏陰性菌細胞壁表面所含有的脂多醣體)刺激後,會分泌發炎介質的現象,再分別加入各項傳統認為可降火氣(以菊花、薏仁、仙草作為樣品)或上火氣(選用龍眼作為樣品)的中藥食材,來評估中藥材對巨噬細胞分泌發炎介質能力的影響。經由實驗,我們發現市售的『降火氣』中藥食材,在適當的濃度下,確實具有降低IL-6、TNF-α分泌量的能力,但濃度過高時卻會造成細胞凋亡。另外,我們將樣品萃取方式分為「水萃」及「冷凍乾燥」兩個部分,發現傳統以水熬煮的方式比冷凍乾燥取得的樣品有更好的降低IL-6、TNF-α分泌量的能力。我們期望以此一系列的實驗,來建立篩選『降火氣』食材的抗發炎效用的研究模式,並在後續實驗中可用以篩選出更多具抗發炎效應的中藥材。

過橋問題

過橋問題是近代討論的一個數學問題,最早出現在1981年的益智遊戲書(參考資料一),它引起一些數學家的興趣,但他們的研究主要是2人同時過橋的部分,對於3人及多人同時過橋的研究,討論的比較少,故我希望從數學的角度入手,探討一次3人、4人過橋問題提出數學模式和最佳過橋方法。

翹首振翼-再次得力

傳統的薄翼迷你偵察機為了兼顧質量輕及升力大,因此薄型機翼都使用低展弦比機翼,但此偵察機因旋轉力矩小,飛行時不穩定。第一代的風洞,我們改良出了小面積、高展弦比且升力大的機翼,雖升阻比逼近但升力仍無法超越原先偵察機,因此進行第二代改良。第二代採改良式的風洞,獲得更穩定氣流,改良式測試架,可測出拍動式單組及雙組機翼。骨架及形狀對於升、阻力有很大影響,漸縮比0.5的機翼有較好的升、阻力。由測試中發現上反角變大,雖升力下降,但阻力也大幅減小。然後加入振動機翼,並使用兩副機翼,結果升力大幅提昇,且遠遠超越第一代機翼,若改良成雙翅振動的偵察機,將擁有更卓越的機密性,對於軍事的搜索或人質的救援,必定有更佳的效果。

哥哥爸爸真偉大,只要我長大?終結香附子

“香附子“是會以木子繁殖的雜草,木子可深藏在地底下長達七年,度過惡劣的環境後再次生長。現最有效的防治辦法為深掘拔除、單株注射除草藥劑以毒殺全株。初步研究以覆蓋、酸與鹼性溶液澆灌、同時栽種競爭生長作物,實驗其對香附子的木子生長的影響。結果為:片狀瓦楞紙覆蓋、2%檸檬酸澆灌、1%肥皂水澆灌皆可有效抑制生長。得到初步成果後,我們進一步參考觀賞草種的適應範圍(pH5.5~7.0),使用固定pH值(4.5、植範圍。依據兩項實驗觀察,推測香附子適合生長在pH5.5~6.5間的介質條件,而在使用適應條件外的酸、鹼溶液澆灌時,多次的隔日施用可有使葉片黃化的植株生長抑制作用。