全國中小學科展

國中組

天羅地網-揭開校園二角塵蛛之神秘面紗

有一天,老師帶領我們介紹校園裡生物,同學們發現校園內有許多蜘蛛,而且網子和網子之間不僅相連在一起,還可以分成好幾層,真好玩!就像是在住公寓一般,網子中心處有一隻背上有兩個黑角的蜘蛛。\r 這是什麼蜘蛛?我們很好奇於是大家分別去找資料想知道這背上有兩個角的蜘\r 蛛,到底是何方神聖?原來牠叫做二角塵蛛,為什麼取做二角塵蛛呢?那些樹木、花草會有牠的蹤跡?大家也不太了解?!於是我找了好朋友組成研究團隊一起和老師來認識二角塵蛛。\r

微小旋光計

許多物質有具旋光性,本研究進行物質旋光度的特性探討分析,並根據這些特性,發展出微小旋光計及其應用。物質的旋光度受溶液濃度、溫度、光程等因素所影響,本研究除探討影響物質旋光度的因素,也探討不同波長可見光對旋光度的影響。為了進行實驗測試,本研究共建立了三代的多波長旋光度自動測試儀,並發展軟體”旋光角自動測試顯示系統”,可以全自動進行不同波長下溶液旋光度的測試,自動記錄數據並顯示溶液的旋光度,讓實驗測試更快速準確。本研究並利用光學反射的原理,把整個旋光裝置微小化,並探討了微小化對溶液旋光度的影響。這個微小旋光計和特製的微小比色探棒,組合成可攜帶式比色計,可應用在快速液體分析和液體濃度判定。

空氣中的海綿寶寶-絲蘿吸水特性的研究與應用

本研究在了解絲蘿適應空中棲地的結構,從而應用於仿生織物。絲蘿葉片佈滿鱗片,鱗片的排列及其上的紋路有利毛細現象導水至中央的輸水孔,此導流性質使水分可快速傳遞並吸收。絲蘿烘乾之後,降低76%含水率,更能吸收水蒸氣,而鱗片排列略變紊亂,有助於短暫防水及橫向擴散水分。評估烘乾絲蘿作為仿生衣物的優劣,發現其吸水力僅略低於具特殊織法的排汗衫13%,但因適當的多孔排列,排水力反而較佳;鱗片為纖維質,具親水性,能吸附較多氨水及亞甲基藍,具除臭效果;排列所形成的多孔效應,使易散熱,再以凹面鏡造型,使具抗輻射能力,可使身體涼爽。棉線也是纖維質材質,但缺乏導流及抗熱效果,若能應用鱗片結構及排列,將有助天然排汗衫的研發。

中寮鄉地區龍眼的調查研究

1.每逢夏季一到,本鄉通往南投的交通,曾多久被阻塞而告中斷,苦苦延誤上學時間,同時仔細觀察和思考,究其原因,王是鄉民採收龍眼,搬運到各個集貨場出售的關係,路邊堆積龍眼數量之多,令我們不敢想像,於是,引起我們這一群同學的好奇心,而著手進行調查和研究工作。2.此際,在返校日,已是龍眼盛產季節常有同學帶來校吃,甚至送給老師品嚐,我們發現有的同學帶來是殼薄的和殼厚的,有的外形大和小的,肉多的與肉少,有的水分多而糖分卻少,內心覺得很奇怪,且每年龍眼收成季節甚短,存放不久就下市了,於是我們內心起置疑重重,突然俱增,只好商討那辦公室間我們生物老師,在老師指導下,我們使開始進行搜集研究了。

從人工受精看牡蠣生長及增殖

牡蠣又叫「蠔」或「蚵」。牡蠣柔軟,沒有煩人的骨或刺,吃起來很方便。「蚵仔煎」、「鑑邊挫」、「蚵仔麵線」的出名,莫不以牡蠣為主要號召,到底蚵又是怎樣生長來的呢?這問題一直縈繞我們腦海,為解決這問題,我們幾位志同道合的同學翻書找資料,在老師的協助下,作實驗以瞭解其生命起源,到海邊以瞭解其生長及繁殖。現在我們已窺知其中一二了。

雄蟻先成之矛盾與現實

本研究主要在探討不事生產的雄蟻,為何會違反漢彌爾頓定律,而在生殖季節前就提早出\r 現。我們除了觀察雄蟻先成的時間及原因外,還要進一步討論雄蟻的地位及其對蟻巢的影響。\r 從研究結果發現,雄蟻確實是會在生殖季節先產生,且數量會在生殖季前一年的冬天達到高\r 峰。雄蟻先成的情形在山蟻亞科中最為明顯,且食物多寡、聚落大小等因素都會影響其雄蟻先\r 成;而管琉璃蟻(Ochetellus glaber)的工蟻會在沒有蟻后存在的情況下,自行產下未受精卵。\r 先成雄蟻在蟻巢中的地位僅高於工蟻,並會隨著蟻巢生存壓力的增加而逐漸下降,最後工\r 蟻甚至會透過各種弒親行為來調控雄蟻的數量進而減少蟻巢的負擔。雄蟻先形成除了能確保在\r 非生殖季時蟻巢基因的延續以外,還能提早為生殖季的來臨做準備。

傑克密碼

「神奇的傑克」是上屆全國科展第二名作品,由於考慮其內容還有充實的空間,我們便決定以更有系統的討論觀點,來完成這份作品。我們的作圖方式是以傑克中心為標準,完整討論傑克結構九種不同連法下,向傑克中心的異側做正方形時,面積發展的關係與性質。由於以推理幾何驗證面積關係的過程,必須用到複雜的輔助線、且驗證步驟冗長,所以轉而運用「解析幾何」以簡化繁瑣的驗證程序。因為解決了坐標設定的問題,才得以為傑克結構開拓更大的研究空間。我們進一步以「解析幾何」討論向傑克中心同側做正方形時,九種不同連法下,圖形或面積發展的關係與性質。我們以MB(i)、MT(i)、MC(i)、NB(i)、NT(i)、NC(i)、HB(i)、HT(i)、HC(i)表示九種不同連結情況下的第i層四邊形;A[MB(i) ]、A[MT(i) ]、A[MC(i) ]、A[NB(i) ]、A[NT(i) ]、A[NC(i) ]、A[HB(i) ]、A[HT(i) ]、A[HC(i) ]表示九種不同連結情況下的第i層四邊形面積,最後整理不同連接情況下,同一層四邊形間的各種面積關係,「從一粒沙看一世界」,窺探永恆、無盡的幾何之美。

點點圓-西姆松線研究

勾股定理中以直角三角形三邊邊長引作正方形,則兩股正方形面積和等於直角三角形斜邊正方形的面積;那一般三角形呢?有無類似情形呢? 我們找到一種方法,以西姆松線為主題作出的三角形面積和等於原三角形的面積。

潮起潮落-流水「浯」情

金門,古稱「浯洲、浯島、浯江、浯海、滄浯」;位於福建省東南九龍江口,四面環海,東、南鄰接台灣海峽,西、北與大陸一水之隔。海,是一切的源頭,浪起、浪落,無論是驚濤拍岸,或是搖曳生姿,總是令人著迷,更時看到瘋狗浪捲人入海而喪失生命,更時看見人在海上衝浪充滿著刺激,享受挑戰自然的快感。而水在流動時經常會「偷」點東西,流速慢了,就將東西放下來,久而久之,自然就形成許許多多的沙灘景觀,這美麗的景觀,激發了我們探訪地形的奧妙,深入了解這美麗的「地形」。不同的實驗,不同的觀察,解開一道道的「迷」,從實驗中,又可以了解水是如何的「帶」及「放」的。站在岸邊望著澎湃洶湧的波濤自遙遠滾滾而來,而隨著這些浪潮而來的,不是那一條條的海草,也不是一粒粒的沙子,而是我們好奇的心。

數獨酷-程式設計

藉由檢視市面上流行的數獨書籍,統計分析數獨的組成結構及其相關模式。研究探討數獨題目的數字出現個數、分布情形及其對難易程度的影響,並且引用拉丁方陣的結構特性來進行數獨規則的研究,依據所研究規則運用於數獨程式的開發,並由電腦迅速產生數獨題目,這些電腦產生的數獨題目所具有的特性,是有別於市面上流行人工設計數獨問題的。經由這個研究,將數獨程式設計的原始碼公開,以提供進一步探究更深入數獨問題的基礎。