全國中小學科展

國中組

以管窺天─維管束裡的小天地

國中「自然與生活科技」課程中關於植物物質的運輸,最常使用芹菜浸泡紅墨水觀察維管束的構造,我們想了解是否有更好的實驗設計,透過容易取得的染劑,搭配不同的材料,不斷的試驗,發現西洋芹是不錯的材料,即使沒有葉子也能在短短的 15 分鐘內運輸至頂端(約 15至 20 公分),而色素溶液的濃度越高,維管束目測的效果越好,但顯微影像有顏色暈開的現象,最後以濃度 1.2%的色素溶液浸泡之西洋芹,以肉眼或顯微鏡觀察皆有良好效果;食用色素溶液對木質部有很明顯的染色作用,但對韌皮部染色效果卻不好,因此我們利用韌皮部的運輸光合作用養分的特性,改以 3%蔗糖溶液浸置西洋芹 30 分鐘,再火烤玻片標本,使糖焦化,終於使韌皮部現身。

重金屬逆境對植物生理時鐘影響機制之研究

本研究探討銅、鐵、鋅、鉛、鎳重金屬逆境對南國田字草(Marsilea crenata)之影響,針對南國田字草睡眠運動的小葉開閉合角度及所需時間進行量化與質性分析。結果顯示,重金屬離子會延遲或縮短小葉開閉合所需時間;重金屬離子影響南國田字草之小葉夾角以鐵離子最為明顯。由實驗可發現南國田字草對重金屬離子皆有吸附性,對於水域環境之重金屬清除具有重要意義。隨著種植時間增加,南國田字草小葉開閉合角度差在重金屬離子濃度100 ppm以下多有上升趨勢;在100 ppm以上則出現下降趨勢。隨著濃度增加,可發現銅、鐵、鋅、鎳離子皆會使角度差出現下降趨勢。分析植株的生長狀況,可推估南國田字草對不同重金屬離子之耐受度,並藉以判斷重金屬離子影響植物生理時鐘之機制。

旋切三角形─旋切比能說的秘密

在三角形的三邊上各取一點,將該點與對面頂點連接成三條「旋切線」,我們把由這三條旋切線所組成的三角形稱作「旋切三角形」。 研究發現旋切三角形與原三角形的面積比及截線比皆與旋切比有關。我們並探討旋切三角形與原三角形相似的「同形旋切」。此外,固定旋切比的旋切三角形與原三角形重心為同一點。我們發現四邊形中的平行四邊形也有這些特性。

迷途知返

首先,我們從研究關於邊長比為1:2 的圖形開始,因為剛起步沒有頭緒,也無從下手,於是我們展現人類本能『土法煉鋼』,搬出圓規、直尺等一堆工具,徒手繪圖(慢慢畫的方法實在有夠遜!!),以小正三角形或正方形,甚至是正多邊形去繞大正方形和其他正多邊形內部周圍,一開始很順利,但是當n 愈來愈大的時候,困擾就產生了;因此激發了我們人類潛能,改以「自轉」、「公轉」方法,並試著研究正N 邊形旋轉正M 邊形( M > N ),導出公式。最後,加上p 的改變,挫折越滾越多,正處於百思不解、困阨之際,所謂:「山不轉路轉,路不轉,路不轉人轉。」,惟有發揮人類極致的?性,再以「機率分配、樹狀圖」的觀念加持,當能迎刃而解,找出圈數與軌跡長度之規律,再逐步推廣到邊長比為1:P。

黑珍珠的奧祕-研究糖對澱粉凝膠的影響

民以食為天,有鑑於最近食安問題嚴重,連台灣人最引以為傲、享譽國際的珍珠奶茶裡添加的粉圓都避免不了在製作過程中被添加入順丁烯二酸。順丁烯二酸因為可增加食物的Q軟度,因此有不肖商人將其摻入食品,長期食用會對腎臟造成傷害。因此,我們希望可以研究出天然健康的粉圓,對現在國人的食品安全與健康飲食盡一份心力。 本研究以粉圓做研究材料,分別歸納出影響粉圓口感的因素,然後以自製的儀器藉由科學方法以客觀的量測結果探究粉圓的Q軟度。根據實驗結果顯示,黑糖的添加對粉圓的Q軟度影響甚大,並發現當樹薯粉添加入25.71%的黑糖時,粉圓在低溫下的硬化程度更不亞於市售的珍珠粉圓;而使用黑糖水烹煮的粉圓Q彈性較佳。

假錢幣快出來

這是一個強調「做中學」、「做數學」及「察覺規律」的研究課題。本研究首先是由生活中獲得研究動機,然後藉以設計出的兩個操作實驗,希望知道在不同條件下,從硬幣堆中最快找出劣幣的方法與公式。 我們用最笨的方法:兩個實驗都要從硬幣個數 n=1開始進行,再逐次加1,並操作各種可能的狀況。過程中,我們透過討論,逐漸修改操作的技巧,知道如何分堆較省時;如何記錄較便捷。在累積一定的經驗後,我們獲得了一些關鍵的數據與規律,如:等比數列、臨界點、「最少次數」以及「快速獲得臨界點的方法」...等等。最後藉由這些關鍵的數據與規律,歸納出公式,再透過「數學歸納法」加以證明成功。 獲得及證明的公式如下: 1. n枚硬幣中有一枚劣幣,已知劣幣較輕。當 n= 3k 時,利用天平,最少須量測k次,才可以找出劣品。 2. n枚硬幣中有一枚劣幣,另提供足夠數量的完好備品。利用天平量測,當 n= (3k - 1)/2 時,最少須量測k次可找出劣幣,並知其輕重。

蟻獅築巢行為初探

蟻獅是蛟蛉的幼蟲,會在沙地上築圓錐形巢穴,以捕抓螞蟻為食。我們藉由野外觀察、測量,以及在實驗室中以相同環境分別飼養、以不同深度沙地飼養,並以不同的棲地大小、縮短巢間距離等實驗來研究影響蟻獅巢穴大小的因素。

「貝」受矚目--探究貝蚤的外形特徵與行為模式

貝蚤的長短軸比值都介於1.3~1.4,外型為顯著的兩側對稱,殼紋分為三種類型:紅棕色殼紋有橘點、紅棕色殼紋無橘點以及墨綠色。移動速率與分布密度成正相關,具負趨光性;環境溫度愈高,平均速率愈大,NGDR愈小;面對刺激物採取的行動會先暫停再快速地離開。 運動行為大致分為沿壁、停止、繞圈、跳躍等機制,其中又以沿壁的個體數最多。貝蚤相遇可能停止移動;且貝蚤與水蚤同時存在時,數量並無明顯關係;貝蚤沒有趨向或背離死蝦子的行為。在酸性、高鹽份以及含重金屬離子的環境,皆會使貝蚤的活動力下降。

弧塔中的提琴手─清白招潮蟹 Uca lactea

有一次戶外教學到達雙春海濱公園,在泥灘上發現一隻隻可愛的小白蟹在洞口中進進出出,十分有趣,吸引了我的目光,便決定針對清白招潮蟹做詳細的觀察研究。

aT 十 bU 的探討

在日常生活或做題目中,常用到數字的運算,而這些數字均是以十進位法來表示,因此不禁產生了疑問?十進位法是「數」的唯一表示法嗎?我們是不是能用其他型式來表示「數」呢?