高中組

為了要了解麵包蟲食用保利龍及 PE(保鮮膜)的情形，我們自 2006 年 2 月至 6 月做了以下的實驗，將自商家買來的麵包蟲分為四組，每組 40 克，各組分別餵食老鼠飼料、PS(保利龍)、PE(保鮮膜)，以及完全不餵食的對照組，每天中午紀錄其幼蟲重量，蛻變為蛹及蛹變為成蟲的情形，另外，也檢測其消化速率、消化道的 pH ?及糞便中的內含物。結果發現餵食保利龍及 PE 的消化時間較久，腸胃道的 pH 值也與吃老鼠飼料組的略為不同，較偏鹼性；在幼蟲的總重量方面，總重減少的情形類似對照組，顯示其應該無法自保利龍及 PE 中獲得攝食能量，而且在糞便的分析中發現，吃保利龍組的糞便中已無原來的保利龍，可見麵包蟲是可以消化掉保利龍，但如何消化？轉變為何物？則需進一步探討。

想必大家的家裡面多多少少都會裝紗窗或者是紗門吧！其目的是在於防止蚊蟲進入，但是經過了這一道阻隔卻往往造成夏日涼爽的清風無法有效進入室內。本實驗的目的即在於探討是哪些可能因素造成了風在通過紗網時流速的變慢。首先在實驗一中我利用了線香來拍攝氣流通過紗網的軌跡，以推論紗網密度與紗網前後風速變化量的關係，接下來在實驗二中我測量同一高度下，紗網前後各點的平均風速，進而確定紗網網格密度、網徑大小以及通風面積比(網孔總面積/模型總截面積)均會造成風速的變化。最後經由風洞內各點的壓力分佈分析得知，風速之所以會減弱是因為紗網網格過密，形成了風阻，阻礙了風的流動，所以風在吹到紗網前，風速早就已經降下來；而經過紗網時又阻礙了一部分的風量，故在紗網後的我們才會感覺風明顯的變弱。但同一紗網對不同的入口風速造成的風速降低比例大約是相同的，不因其入口風速的快慢而改變；而且紗網網格密度越小造成風速降低比例值則越小。

近年來，由於人口增加，都市及社區擴大，以及工礦業發展結果，各種不同性質的廢棄水漫無管制地相率排入圳路、排水溝或附近河川中，廢水量急劇增加，遠超過原有埤圳及河川水量自然淨化能力，因此許多地區之灑溉水質已漸早惡劣，其危害生產與生活環境，隨污染擴散程度而日趨嚴重，甚至已達公害地步。因此，如何減少污染，以維生產及生活安全，是目前經濟建設的首急之務。

在“教學思考”一書中 ，有一個建中科展得獎作品 《 國際科展加拿大正選 》「走走跳跳 」，它的問題是從以下的“跳棋遊戲”開始的：\r 現在有五粒黑棋子及五粒白棋子一共十粒棋子，將它們放入一塊有十一個洞的木板上，五黑子置於其中 一個的五個洞中，五白子放在另一側的五個洞裡。我們想要將黑子及自子的位置互換但只能將棋子移到相鄰的洞或跳過一個棋子到另一個洞中。我能交換成功嗎？

以往師大附中的學生對黏菌的研究偏向於原生質體的培養，很少作過分類方面的研究。作者自 1994 年 7 月至 1995 年 1 月在師大附中校園尋找黏菌，已發現了 5 科 15 屬 31 個種或種以下之分類群。所找到的都是較大型的種類。針對所發現的種類與基質比較的結果顯示大部份的黏菌出現在朽木和落葉上。作者觀察到有些原生質體能形成休眠體或藉由其他的方法度過較乾燥的時期。本次調查亦證明黏菌在都市環境中並不稀少。

黃花狸藻(Utricularia aurea Lour)為狸藻科狸藻屬，是臺灣瀕臨滅絕的原生的大型沉水性食蟲植物，目前的研究顯示，在台灣僅在宜蘭雙聯埤、台北士林、汐止的新山夢湖發現其蹤跡。它不僅與其他植物一樣能行光合作用，且能利用特殊的捕蟲構造，捕捉水中如孑孓等小生物，補充在貧瘠環境中所缺乏的必需營養元素，因此也降低了附近地區的蚊蚋數量。 本研究針對黃花狸藻的形態、生活史、捕蟲行為、捕蟲囊的消化及其原生地調查進行一系列的研究。在研究生活史的過程中發現黃花狸藻的花果期為6－11 月，此時花果挺出水面，在其他的月份全株會下沉至水底，打撈不易，因此野外取材最佳時間為花果期；此外，我們以水蚤及孑孓，餵食研究其捕食機制；以剛果紅－酵母菌溶液餵食得知其四臂腺毛的消化吸收功能；並以螢光分光光度計測定在捕食水蚤及孑孓2天及4天後，捕蟲囊內總蛋白的磷酸水解?及幾丁質水解?的活性。希望能藉此研究了解黃花狸藻的完整生活史，及有關捕蟲行為的形態構造和生理變化，未來可探究在各生長階段黃花狸藻可適應的環境範圍，為其在台灣的復育，及生態多樣性的維持上盡一份心力。

台灣有許多泥火山，雖然各地的噴發泥黏度不同，而造成外貌的差異，但其噴發原理是一樣的。因泥火山的價值主要在於景觀及教育方面，其吸引力往往取決於噴發規模。本實驗以自製岩板作為地表岩層，以幫浦加壓讓模型有像真實般的高壓氣體壓力，再用U 形管內裝Hg 測量其壓力，藉此探討影響泥火山噴發規模的原因。經由我們設計的實驗，得到以下結論：一. 噴發規模不是單純直接受熱效應影響的，壓力對於噴發的影響較直接受熱大。二. 由模擬實驗可知當泥漿上湧時，裂隙面積越大、上覆岩板越厚、底泥厚度越厚、黏稠度越高、含砂量增多時，噴發所需的的壓力越大。所以在有泥岩及充分地下水及適當的通道下，有無良好的儲氣構造生成高壓氣體，是造成泥火山噴發的關鍵。台灣東部泥火山噴發不若西南部壯觀，由此可見。三. 由模擬實驗得知，噴發量會隨上覆岩板厚度增加而增加，但是隨泥漿含砂量增多、裂隙面積增大及底泥層厚度增加而減少，所以在泥火山景觀區，切勿濫開鑿，以免噴發規模減小。

在遞迴式an+2＝|an+1|－an中簡單的代入幾個值，發現有九個一循環的現象。在一番巧思之下，我們先證明：函數f1(x)分別為1及-1、f2(x)＝x，且fn+2(x)＝|fn+1(x)|－fn(x), ?n?N， f5(x)與f6(x)圖形對稱於x＝1/2，進一步證得遞迴式循環，再將初始值伸縮至a1, a2為任意實數值。解法固然令人拍案叫絕，但令我們深深著迷，決定投入大量心血在此研究的原因，乃是遞迴式an+2＝β|an+1|-an，當0＜β＜1時，點(an, an+1)構成遞迴圖形的種種現象。 我們大量使用了函數及圖形分析的方法，定義函數fβ(cosθ, sinθ)＝(sinθ, β|sinθ|-cosθ)，發現f (n)β皆為 ?連續函數；?一對一；?(cosθ, sinθ)逆時針旋轉時f (n)β(cosθ, sinθ)同樣逆時針旋轉。藉由上述的性質推得遞迴圖形?在角度上稠密；?形狀與初始值無關；?初始值的改變產生相似的遞迴圖形。 在研究過程中，發現β＝0.86的遞迴圖形有別於其他β值，有待未來，我們四人能一窺遞迴圖形的終極密碼。

在偶然的機會中，觀察到輻射計轉動的方向與我們預測的方向相反，本以為輻射計上的亮面所受到的推力該大於黑色面，但事實卻相反，因此引起我們對它作更深入探討之興趣。

本研究利用高中三年所學之熱重分析(1)、排乙二醇速率(2)、酸鹼滴定(3)及等壓差(4)四種方法推求蛋殼中CaCO3(s)含量。熱重分析試驗是以質量守恆及嘗試錯誤法之概念推得所求，試驗結果，一般蛋殼粉體中CaCO3(s)含量為90.8％，土雞蛋殼粉體為93.9％；排乙二醇速率試驗是利用非勻相反應中，相同接觸面積下，排乙二醇速率與市售CaCO3(s)及蛋殼粉體中CaCO3(s)含量成正比的關係推得所求，所得結果，一般蛋殼粉體中CaCO3(s)含量為87.3％，土雞蛋殼粉體為\r 89.4％；酸鹼滴定試驗是以逆滴定的方式進行，試驗結果，一般蛋殼粉體中 CaCO3(s)含量為88.7％，土雞蛋殼粉體為91.4％；等壓差試驗是於相同壓差下，比較市售CaCO3(s)及蛋殼粉體所取克數，結果顯示，一般蛋殼粉體中CaCO3(s)含量為87.8％，土雞蛋殼粉體為90.4％。本研究於試驗結束後，以文獻(5)提及之蛋殼粉體中CaCO3(s)含量92.0～95.8％為標準值進行試驗誤差分析。本團隊於此研究最大之收穫，即是將高中三年所學，學以致用，並得到從做中學的寶貴經驗。