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最佳鄉土教材獎

馬祖的夏日精靈-紅花石蒜的求生策略

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。

再現菱色

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。

平步蜻雲

本研究以改善竹蜻蜓翼面為目的,藉由不同翼面變因,我們發現竹蜻蜓翼面長度與桿軸長成1:1比例較佳,轉軸寬與葉面長呈1:10較佳。而且竹蜻蜓翼面寬度要寬、傾斜角度要小、翼型要頭尾皆窄。我們發現改良後之竹蜻蜓比起原本的對照組,能飛地更高、更久、更穩定。對於白努力原理的意義,我們了解得更深入了。

大城『陷』--大城鄉地層下陷原因與模擬初探

報紙報導:大城鄉地層下陷速率快,是由於抽地下水。為了解大城鄉地層下陷的現象與地下水的關係,我們設計實驗和模型了解地下水的形成,及地層下陷原因和災害的研究。實驗證明地下水的形成原因及地層下陷後可能造成的傷害。透過模型更明瞭地下水與地質結構的關聯。利用網路資料,將歷年下限量統計分析。另實地探訪監測站、老舊房屋、新建築地基、路基、橋面的差異;以自製的測量地下水面高度的檢測筆,檢測地下水面下降的現象。依研究提出結論:(一)地下水有補償、流動及負載的特性。(二)實驗、訪查、統計與模型設計可驗證地下水與地層下陷的關聯。(三)抽地下水的傷害包括:地面下降、鹽化、房屋下陷、海水倒灌、積水不退等。

圓盤在彈性碰撞下覆蓋面積之探討

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。

探討如何自製便宜的耐強酸鹼實驗桌面

多數學生於實驗過程難免因不小心,而將試劑滴落於實驗桌面上,致造成桌面的損傷,尤其強酸、強鹼。目前大部分的學校為避免維修的困擾,通常選擇購買動輒超過十萬的耐強酸、鹼進口實驗桌面。這回本校即將購進的實驗桌桌面材料,廠商特別送來樣品,老師指導我們負責檢驗其抗酸鹼強度的效果,而引發我們想進一步探討如何自製經濟實用的耐強酸、鹼實驗桌面。

椰子樹下的小霸王

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。

圓來如此---千變萬化橢圓切割器

當一圓以圓心為原點作出座標軸,其兩軸長度是相同的,若兩軸長度不同時就會產生橢圓,而且因為長短軸的不同長度就會有不同的橢圓產生。在橢圓的畫法研究上,使用動態幾何繪圖軟體來模擬機構設計,並做可行性機構研究,最後以 SOLID WORKS 軟體完成機構零件設計與模擬。零件經機械加工,組合後試用,再針對試用上的缺點改善,最後完成本創作進行畫橢圓,也可以切割出任意橢圓的功能。成品完成後,將機構反置,以鉛筆繪製圖形,可以得到擺線的圖形。擺線圖形的基圓直徑與滾圓直徑大小會影響擺線外型,因此文中亦探討本作品各控制點位置對所繪出擺線曲線之影響。

揭開達文西「蜜」碼

從偶然巧遇養蜂達人,便一腳踏入蜜蜂的神秘國度,探索了採蜜的過程、瞭解蜂蜜的種類與特性、養蜂人家的辛勞等,想不到蜂蜜也有CNS 國家認證的一套標準喔!藉由一系列抽絲剝繭的實驗,我們瞭解為什麼有這麼多不肖商人要製造假蜜牟利,也學到可以從蜂蜜的外觀、透明度、香味、成分標籤、結晶的細膩度、酸鹼度、葡萄糖比例、花粉數量、泡沫的多寡與持久度等等指標來辨識蜂蜜的真假。入寶山,我們收穫滿滿。利用簡單的電路設計出好玩的自動辨蜜機,再也不擔心買到不好的蜂蜜了。

實驗探討影響水中倒影的變因

物體在水中的倒影是光經水面反射後所形成的虛像,水面平靜無波時,倒影的長度等於物長,水面有微波時,水中倒影的長度會隨著水波的振幅改變。實驗觀察和數學推導倒影的位置,知:物長愈大倒影長度愈大,觀察者所在位置愈高,倒影長度愈短;人和物的距離愈遠,倒影長度愈大,波動振幅愈大,倒影長度愈大;物體底部的倒影明亮清晰,頂部暗淡稀疏。水波的振幅大小會影響倒影的數目以及倒影的亮度。用簡單的三角函數,可以算出不同的振幅下倒影的數目。