最佳鄉土教材獎

臺灣東部海域常有海豚造訪，賞鯨豚已成為熱門的海上知性活動；海豚擱淺時有所聞，對海豚造成生命危險。由於 clicks 是海豚用來判斷目標遠近，辨別目標大小、形狀的聲波，因此，本篇研究報告以海豚 clicks 為研究主題，探討海豚回聲定位之水下聲學。本研究首先於海洋動物園以水下收音設備記錄海豚聲音，以波形與頻譜分析其聲音特徵。研究中亦以虛像法聲波傳遞模型探討影響海豚回聲定位之因素，發現海豚與目標物之距離、以及海水深度對海豚回聲之返回時間與波形都有顯著影響。從聲波之反射與干涉之分析，我們進一步得知不同材質的物體由於其反射係數不同，因此聲波的疊加可導致回聲強度的差異，海豚藉此可以分辨兩物體材質是否相同；當海豚偵測的目標形狀不同時，物體的頂點就是聲波的散射中心，因為它們產生的回聲疊加以後的干涉圖像不同，海豚藉此可以分辨不同形狀與大小的目標物。由此研究結果可推測海豚之回聲系統不僅為一維之訊號傳遞，更有產生二維或立體圖像之能力。

蜑螺（Neritidae）是海岸潮間帶僅次於玉黍螺最為常見的軟體動物。作為觀察地點的鹽寮海岸，離花蓮市約30 分車程，屬於珊瑚礁地形。研究過程先以普查方式進行蜑螺種類與數量的調查，並記錄出現位置做成分布圖。後將蜑螺移往實驗室作覓食方式與趨性研究，並模擬環境變化以探討蜑螺生存策略。鹽寮海岸所產的蜑螺有五種，以黑圓蜑螺（Nerita ocellata）為優勢種。皆以嗅覺的方式覓食，對聲音與震動不甚敏感。具負趨光性與負趨地性，易於石頭背光面上緣發現。可接受極大鹽度範圍，屬廣鹽性生物。溫度適應範圍為21?30℃30℃，溫度過高時利用負趨地性以疊羅漢的方式向上逃避，溫度過低時以緊閉口蓋策略禦寒。絕佳的適應能力與適當的生存策略，使蜑螺成為海岸潮間帶的優勢生物。

此研究除了在了解犀角金龜的基本習性，特別針對犀角金龜的啃食特色(如何啃掉高度超過 10 公尺的椰子樹)、趨光性、及負趨光性作更整全的介紹。犀角金龜 Oryctes rhinoceros，分類上屬於金龜子科中的兜蟲亞科，體長約 3.5~4.3 公分，體表顏色為黑褐色。成蟲主要出現於夏秋兩季，分布於中南部低海拔山區，尤其以椰子主產地為最多，因為犀角金龜咬食力強盛，被視為椰子剋星，其對於椰子樹梗、菌包土等具腐質性的腐質物更是異常喜愛，其目的是藉由碎屑的保溫、保濕功能營造合適的生存環境。研究上以幼蟲為主軸，犀角金龜幼蟲不同於花金龜亞科以背部做爬行，而是蜷曲狀做蠕動運動，幼蟲主寄居在椰子朽木中，其椰子根部處常可發現龐大犀角金龜聚集。犀角金龜喜歡在熱的環境中生存，尤其溫度在２６℃－３０℃之間，喜歡濕潤的環境，充足水分但不能積水。不論幼蟲或成蟲，皆不喜歡光線明亮的地方，有負趨光性(這份報告和一般書籍所提到成蟲具趨光性有一些出入)。犀角金龜喜歡具有甜味的東西，不喜歡苦味的咖啡和精油，所以可以用這些溶液來驅趕。

本研究藉由簡易測試，了解金紙灰添入陶土和釉藥中所產生的影響，以評估金紙灰可否取代部分陶土及灰釉中的草木灰，達到廢物利用，同時降低材料成本，增加經濟效益。測試結果顯示金紙灰水溶液為鹼性，金紙灰在陶土素燒以及釉燒過程中仍可保存在試體中，並且添加金紙灰愈多，陶土坯體抗壓強度愈弱，吸水率愈高，導熱愈慢。金紙灰可用於抗壓強度需求較低的陶瓷建材中，並且有發展為耐火材料的潛力。

本研究分析布農族與邵族的杵音，發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si)，我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度)，對於杵音響度及頻率的影響，並且利用科學化分析，成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音，可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差，並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』，來計算杵音頻率的理論值，結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值，有正相關；同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音，來增加原住民音樂的多元性，達到推廣原住民文化的目標。

一、我們配合鄉土鄉環境教材「喝井水長大的孩子」與自然課「水的污染和防制」學習活動，而進行地下井水的探討與研究。二、花嶼目前有十八口井，多數為淺水井，水量不多，供社區全體居民飲用的水源僅一口在運作，因此我們會經常面臨用水不足的情況。三、花嶼水井僅受到井底泥土，垃圾掉落及植物枝葉的影響，外在環境沒有重大的汙染源。四、地下水井的水質，會受到土壤及地下岩層及結構材料影響；花嶼地下井水大部份呈中性至微酸性；玄武岩或水泥構造的水井，水質呈微鹼性至鹼性。五、花嶼社區的飲用水，經驗測總菌及氯鹽量比一般水質標準高出很多，其他數值皆在適飲標準之內，儲水設備必須定期清理或加強改善淨水設施。六、學校飲用水經逆滲透淨水器處理之後，水質確實達到安全飲用水標準。

連線比賽是由甲拿藍色筆，乙拿紅色筆，甲先乙後輪流在凸n邊形上的頂點連一線段，如比賽單色三角形，先連出單色三角形者為勝。我們的研究首先求出n之最小值為6，接下來找出被指定不同圖形的雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時，具有必勝策略者，得到以下結果︰甲指定的圖形 乙指定的圖形 雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時，具有必勝策略者一個藍色三角形 一個紅色三角形 甲一個藍色四邊形 一個紅色四邊形 甲一個藍色四邊形 二個紅色三角形 甲二個藍色三角形 一個紅色四邊形 乙三個藍色三角形 二個紅色四邊形 乙二個藍色四邊形 三個紅色三角形 甲一個藍色五邊形 一個紅色五邊形 甲並發現畫n條線段能產生最多的單色n邊形之潛在線數的規律性，同時歸納出必勝策略的方向。

紅花石蒜學名為LycorisradiataHerb.，馬祖人因其花形狀稱為「螃蟹花」，是本縣的縣花，四鄉五島均有分布，而紅花石蒜族群大量減少的原因，推論是受到人工造林，改變了馬祖的生態環境所迼成。而不利環境下還能生存的原因，經過氣象資分析後，明瞭紅花石蒜的休眠期(6至8月中旬)正是馬祖的乾旱期不利生長、開花期(8至10月)是颱風來臨的季節，開始大量開花繁殖、生長出葉期(11至5月)是冬天蕭瑟落葉至初春發芽的時節，讓低矮的紅花石蒜能贏得日照，然後進入下個一週期循環。環境有利於生長時，立即長出新葉生長及開花繁殖，當遇到逆境時將養份回流到地下球莖休眠度過困境，紅花石蒜演化出這種「順應環境」的機制，應驗了達爾文所說的「適者生存」的法則。

本研究在探討利用微波加熱進行菱角殼色素萃取與染布的可行性，及尋找菱角色素新的應用方式，希望能更有效利用菱角殼。研究指出溼的菱角殼的萃取率3.15%比乾殼萃取率高(1.59~1.86%)。將菱角殼的顆粒變小，能提高色素的萃取率(9.3%)。利用微波加熱法比水煮加熱法的色素萃取率高，以微波10分鐘的萃取率最高(5%)。微波加熱煮染布，以微波10分鐘的染布效果最好。色素乾燥後還原可應用在紙及手繪染布上，色素安定性測試發現色素在紙上，照紫外光組ΔE為2.42，不照光組ΔE為0.17，而手繪染布後再加明礬或是醋酸鐵媒染後，照紫外光組ΔE在-2.42~2.92，不照光組ΔE在-5.03~3.06，經15分鐘水洗測試後，染布之ΔE在-0.21~0.99之間，穩定度佳。結果顯示菱角色素適合用來當天然顏料。

觀看掃地機器人的運作後，發現其效能不彰，促使我們欲瞭解並模擬其可能的最佳行進路線。本作品將掃地機改成圓盤，假定其以彈性碰撞運動方式行走於矩形區域內，並利用對稱路徑的方式推導出圓盤在不同形狀的區域以不同角度及位置出發的覆蓋面積公式，藉此探討其行進路徑及覆蓋面積；此外，我們為避免路徑重疊而推導出對出發斜率的限制。最後，我們分析數據以瞭解實際運作的情形，從數據中發現，面積覆蓋率和出發角度並沒有絕對關係，而是與碰撞次數關係密切，這樣的結果令人有些出乎意料，卻進一步讓我們瞭解真正影響面積覆蓋率的因子。然而，我們知道面積覆蓋率與運作效能不可兼得，於是我們對這部分做了探討，試圖找出令人滿意的行進路線。