全國中小學科展

國小組

大自然烤箱

本實驗延續課堂上的實驗內容,進一步設計各種不同的裝置,利用太陽能及溫室效應的原理,做出可以加熱食物的太陽能烤箱。

黑白配-紅姬緣椿象的孤雌生殖和不同種交配

本研究是針對紅姬緣椿象(Leptocorisabdominalis)的孤雌現象及異種交配做探究。在孤雌現象方面,紅姬緣椿象不用交配也會產卵,但是孵化率不高,孤雌生殖的雌椿象產的卵和經過交配的卵外觀和顏色上有明顯的差異;雌椿象會多次產卵,產卵數會隨著產卵次數增加下降;另外,我們以小紅姬緣椿象(Leptocoris augur)作為孤雌生殖的前置實驗,發現小紅姬緣椿象卵孵化率也不高,卵的外觀也和一般椿象產的卵有差異。在異種交配的研究結果發現,紅姬緣椿象不會主動和小紅姬緣椿象交配,兩種椿象強迫交配,會產卵,孵化率也不高。本研究更發現,紅姬緣椿象的雄椿象也會產卵,但是不會孵化。

風與沙的奇幻之旅-探討風、沙與障礙物之間的關係

因為風沙的關係,校園非常難打掃,我們就想藉著這項研究,找到風沙的落腳處佈下重兵,使校園打掃工作事半功倍。但考量到許多因素,我們把研究簡化成在「模擬風場」裡面,利用積木做成的障礙物和人造風,搭配上同學想到的一些簡單變因,進行實驗。希望能找出這些變因,和風沙堆積情形的關係。我們得到的結果是,掃地時要多注意建築物容易積風沙的背風面,而且越矮的障礙物,風速不強時,還有比較窄小的走廊,造成積沙的範圍都比較大,更要費心打掃。可沿著建築物背風面兩側設置90度的導風轉角,且尺寸不宜太大。

我的萬年月曆

我們曾經看到很多種類型的萬年日曆:有放在桌上的、有掛在壁上的;有用木板做成的,也有加上積木做的。都很好看實用。我想,倘若能夠設計理想的萬年日曆,也一樣可以節省許多物力、 財力、更可一勞永逸,減少麻煩,不必年年要去找新月曆了。

甲蟲王者

本研究透過長達四年的獨角仙飼養過程,對獨角仙的卵、幼蟲、蛹、成蟲此一完全變態的過程做詳細完整的觀察紀錄,並在熟悉人工飼育之後,先比較野生與人工飼養之獨角仙幼蟲孵化率的差異,發現野生的獨角仙幼蟲孵化率較人工飼養組高出 22.8%之多;再藉由五個世代的觀察比較,嘗詴對世代遺傳的性徵做進一步的實驗研究,由於獨角仙有紅棕色與黑色之體色差異,因此實驗設計以親代紅、黑體色的配對,觀察子代紅、黑體色出現的比率,結果發現紅棕色體色出現比率為黑色的2倍,因此推測紅棕色可能為顯性基因;另外,由於一直以人工飼養的方式進行近親交配,最後也發現了近親交配對於幼蟲的孵化率由第三代的 71.4%到第五代的 35.55%有明顯降低的現象,也因此,更體會到保留更多棲地,以避免世代近親交配,是延續物種生命的重要課題。

艾莉的禮物

「Luhiy」在泰雅語中,代表著是土石流的意思。風災過後,我們常聚在一起討論部落裡那一區的垮路最厲害,大家討論的十分熱絡。於是,我們相約對此議題有興趣的其他夥伴,組成了一個土石流同好團體,展開了這一次的土石流成因探討的研究行動。由於學校附近大部份的土石流,可區分為二種,一種為黑色土石土壤,另一種為黃色土石土壤,所以我們的研究決定以這二種土壤為主要的研究對象,並且在災害地點取樣。而會造成山崩及土石流的原因,可能是坡度、雨量、浸水時間、粒徑排例等因素所造成的,根據這些因素進行實驗,找出要如何利用有效的護坡方法加強護坡,減低土石流失對家園及大自然造成的損失。我們的研究結果顯示:(1)坡度在35 度時土壤流失有臨界點,大於35 度土石流失會顯著的增加,小於35 度土石流失會較緩和。(2)降雨的情形造成土壤流失,會隨不同土壤表現出不同反應,這跟土壤比重及液性限度有關,黃土、黑土其臨界含水量w=28%≒液性限度31%(相當於臨界降雨密度為50 ㎜/hr)。(3)土壤流失率並不會隨浸水時間的增加而增加。(4)土壤分層與土石流失有密切的關係。( 5 ) 傳統的泰雅族護坡方法,的確有良好的護坡功效,尤其是在高坡角;「竹枝+格網法」為最理想的護坡方法。最後發現,土壤流失的臨界坡度,約為35 度角。若邊坡土層2 公尺(m)厚,連續下雨(土壤持續浸水)的時間達400 分鐘(20*20=400min=6.7hr),則會有嚴重土石流動情形。竹枝交?法+格網植被法為最佳邊坡防護方法;或者當坡度<40 度時,使用格網植被法;當坡度>40度時,採用竹枝交?法,均是較有效邊坡防護對策。

大雨智水

本研究透過自製簡易雨量筒的方式來監測區域性或局部的雨量。本研究嘗試使用不同材質來製作簡易雨量筒,其中輕黏土在多次雨水的侵蝕後會變得軟爛、不平整;而石膏在製作上因水與石膏粉的比例難掌握而失敗率較高;最後,彩色黏土不易變形、防水性佳,是最成功的雨量筒。此外,本研究也測量了學校後山的排水孔出水量,從實驗結果來看,排水孔的出水量和山坡地的坡度有密切關係;研究發現滲透率最佳的是以草本植物所覆蓋的土壤層,第二是泥濘的土壤和碎石地。最後,臺北市近年來推廣「家家戶戶設置一個雨量筒」方案,本研究發現因雨量是區域性且較難預測,設置雨量筒可增加民眾對雨量的了解,並隨時對天然災提升警覺心,務必將災害的殺傷力減到最低。

「粉」「莫」登場

本研究旨在探討粉介殼蟲的防治方法,坊間一般對於粉介殼蟲的防治大都以化學農藥噴灑撲殺,本研究目的在於利用較天然、低汙染或環保再利用等材料製成噴劑來防治粉介殼蟲對植物造成的傷害。研究結果發現使用肥皂溶液、菸草溶液可以有效消滅粉介殼蟲,而且對受害植株與土壤並不會產生影響,而咖啡渣溶液對於粉介殼蟲有忌避作用可作為防治之用。食用醋溶液、苦茶粕溶液、薄荷溶液、辣椒溶液和蒜頭溶液都無法有效防治或消滅粉介殼蟲,其中食用醋溶液和蒜頭溶液更會造成植物傷害,所以不建議使用。

烘衣何時了,紅外線知曉

本實驗利用光線在乾、濕紙張之間的透光率不同,以「紅外線來客報知器」改裝成一個偵測紙張是否已經乾了的裝置。同學期望把這個裝置放在烘衣機裡,當濕的試片被烘衣機裡的熱氣烘乾時能發出聲響,告訴我們衣服乾了,這樣可避免衣服早就乾了而我們不知道,白白浪費能源,或一直要去檢查衣物乾了沒。

水的蒸發觀察研究

我家廚子裏的菜廚子腳下放置四個瓷碗,並加水,以免螞蟻爬上沾到食物,影響衛生。過些日子,媽媽發現說: 「小利呀!瓷碗上的水又被你養的狗喝光了,真討厭。」小利回答說:這水是自然現象,不是被狗暍的。」媽不相信,我也感到很委曲,只好到學校請教老師。於是我們 做了一整年的實驗觀察、分析。