全國中小學科展

最佳鄉土教材獎

金門地區重要湖泊水質調查與研究

昔日,金門的水,成就了聞名中外的高粱酒,在池塘,小河,或湖中悠遊,戲水,摸魚蝦貝類是金門人兒時最美好的回憶,近年來,金門的水,是否依然甜美甘醇,望著浯江溪,山外溪、金沙溪那一幕幕不堪入目的景色,令人懷疑,它呈現的是又臭又髒的汙水,和幾株早已枯萎的雜草,以及一股嗆鼻的臭味,也許金門在變,在轉形,隨時代巨輪往前進,人們為了個人的享受而蹧蹋美好的水源;我們很想知道現今金門的水,作為飲用水,灌溉水,生活用水,而後變成的放流水,其中變化有都嚴重?希望透過實地觀察與實驗,更清楚認識金門湖泊的水質。

漆彩世界---探討不同種類漆的物理與化學變化

本研究探討不同種類漆的耐熱實驗發現,天然漆(朱合漆、無油透明漆、有油透明漆、生漆)的耐熱效果較化學漆及噴漆佳。另外,天然漆的耐酸、耐鹼、防腐蝕、抗氧化程度、保溫保冷效率都比化學漆及噴漆好。以顯微鏡微觀天然漆分子顆粒聚合體較小且分散,易散熱,燃點較高;而化學漆分子聚集成樹枝狀,噴漆分子聚集成一團,不易散熱,燃點較低,與實驗結果相符合。本研究也利用雄黃、朱砂、二氧化鈦、亞甲基藍、氯化亞鐵等調出不同顏色的漆。並計算出每層漆的厚度約40 微米。而且實際製作千層漆的藝術品。

國王的新衣-小紅姬緣椿象的研究

本實驗在以小紅姬緣椿象生活史中的觀察記錄,發現其身體各部長度與齡期的關係 、長短翅型態差異的原因及不同生殖方式為研究主軸。我們改良目測體長估計年齡的測量方式,改用電腦影像測量小紅姬緣椿象的身體各部位長度並加以比較來估計,分析實驗結果後發現小紅姬緣椿象的齡期和各部位長度皆呈現高度相關,經由計算平均值後發現各部位長度隨齡別的增加以 1.2 的比例增加。小紅姬緣椿象的成蟲型態有長翅和短翅二類,我們以五齡若蟲羽化後其成蟲的型態與數量,經長期觀察與統計後發現,長翅和短翅型態實驗比例平均為 5.53:1,但因不同季節有不同的長翅和短翅型態分布比例以適應環境,我們在小紅姬緣椿象生殖實驗中也發現長翅雌蟲的每日平均產卵量約為短翅雌蟲的 1.38 倍(3.73/2.71)。實驗觀察原本我們認為單雌生殖的卵在飼養盒中無法孵化,但是由於實驗中椿象產卵太多飼養盒不夠,我們臨時使用培養皿和保鮮膜放置卵,這個改變使得部分單雌生殖的卵孵化,我們覺得這和報紙中報導關於蟲卵在塑膠密封的彈簧床中孵化一樣(參考資料六),值得再深入研究。

泥火山的研究與探討

台灣有許多泥火山,雖然各地的噴發泥黏度不同,而造成外貌的差異,但其噴發原理是一樣的。因泥火山的價值主要在於景觀及教育方面,其吸引力往往取決於噴發規模。本實驗以自製岩板作為地表岩層,以幫浦加壓讓模型有像真實般的高壓氣體壓力,再用U 形管內裝Hg 測量其壓力,藉此探討影響泥火山噴發規模的原因。經由我們設計的實驗,得到以下結論:一. 噴發規模不是單純直接受熱效應影響的,壓力對於噴發的影響較直接受熱大。二. 由模擬實驗可知當泥漿上湧時,裂隙面積越大、上覆岩板越厚、底泥厚度越厚、黏稠度越高、含砂量增多時,噴發所需的的壓力越大。所以在有泥岩及充分地下水及適當的通道下,有無良好的儲氣構造生成高壓氣體,是造成泥火山噴發的關鍵。台灣東部泥火山噴發不若西南部壯觀,由此可見。三. 由模擬實驗得知,噴發量會隨上覆岩板厚度增加而增加,但是隨泥漿含砂量增多、裂隙面積增大及底泥層厚度增加而減少,所以在泥火山景觀區,切勿濫開鑿,以免噴發規模減小。

高山青,澗水藍

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮,並由東港大橋出海。東港溪上游(第1.2.3 取水站):pH 值最低,濁度最低,代表溪水乾淨,溶氧量高,懸浮微粒數值小;可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游(第4.5.6.7 取水站):pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等;而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區,工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素,造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游(第8.9 取水站):進入出海口,受到海水沖擊,溪流水與海水混合的結果,導致溶氧量很高,相對的懸浮微粒也會提高,海水偏鹼性,東港溪下游的pH 值偏鹼性。

市售鮮乳新鮮度&品質安定性探索性之研究

從嬰兒哇哇落地開始,「乳」即成為最初飲入體內的天然食品,其中即含有生物學機能的成分。原來食品又可分為一次機能(營養特性),二次機能(嗜好特性),三次機能(生理特性)等三種機能。近年來從日常飲食生活吃出健康的訴求日益增高,尤其是屬三次機能的乳品食品其營養成分品質更是大眾關注的焦點。許多人常忽略了其實鮮乳保存的期限遠比其他各式各樣飲品還要來的短,他們所選擇的鮮乳其品質真的符合國家標準嗎?牛乳外包裝所標示的成分標準真的和內容物的品質一致嗎?尤其某些主品牌及副品牌價格上有明顯差異,但不知其品質差異性為何?而各種品牌鮮乳?品的差異性無論在新鮮度、純度、風味及品質安定性不知有何不同?

走訪秀姑巒溪出海口左岸-探索安山岩的祕密

去年暑假,我們到花蓮進行野外地質觀察活動,在秀姑巒溪出海口左岸的露頭發現海蝕平臺、海蝕洞及安山岩質的地質。我們觀察、測量和探討海蝕平臺及岩壁海蝕洞的特徵及成因,並探究在此地密集度極高的安山岩,其所含的斑晶是中性斜長石及深色礦物的輝石、角閃石。岩壁的海蝕洞,長又深,高度在2.65m,可見此地的年代久遠,大約為更新世時期的地層。由洞穴的形狀、深度、高度可以知道當時的地殼變動隆起,和海流、潮汐及海浪侵蝕造成的地質事件。我們也發現秀姑巒溪出海口的安山岩密集度高,又膠結的很堅固,不容易敲下來,雖然範圍不大,但是每一塊安山岩中的深色礦物,如角閃石和輝石都非常明顯,所以是一個研究安山岩的好地方。

魔法速速淨--探究水生植物淨化污水的能力

我們以常見的布袋蓮、水芙蓉、槐葉蘋、香蒲、莎草和空心菜來比較淨化鳳山溪污水的能力,發現其中漂浮型的布袋蓮效果突出,挺水型是以空心菜表現最佳;漂浮型則優於挺水型植物。如果以布袋蓮、水芙蓉、槐葉蘋、滿江紅對鳳山溪污水、拖地水和雨水等不同類型污水,觀察濁度和透視度的結果,發現鳳山溪污水以布袋蓮最好,其次是槐葉蘋;拖地水仍是布袋蓮最佳,其次是水芙蓉;雨水的淨化效果則以水芙蓉最好,槐葉蘋其次。考量自然沉澱的因素,我們以墨水來測試,發現根系短的槐葉蘋淨化效果比根部發達的布袋蓮好。如果以一定重量的布袋蓮和槐葉蘋操作實驗,發現槐葉蘋淨化效能優於布袋蓮。所以,根系短槐葉蘋的淨化能力應該受到重視。

精打細算

本研究旨在探討圓錐表面積與圓錐體積的關係,期能找到最佳圓心角,使得不浪費紙板材料(圓錐表面積)的情況下,可以得到最大的圓錐體積。本結果之應用可以提供圓錐甜筒、圓錐型帳篷、漏斗等產品製造商的參考,在節省材料以及經濟效益的考慮前提下,建議製造圓錐造型廠商可以針對不同的考量,選擇圓心角的角度介於 222 度和 294 度之間。

一『碳』究竟-探討製備廚餘電池之條件

各項液肥六週發酵後溫度、pH值變化不大,pH值不影響電壓與電流。經A菌發酵果渣、黃豆渣之電流與電壓較高,黃豆渣有異味,因此不挑選。三週發酵果渣A菌液肥添加3克幾丁聚醣有較高的電流、電壓,以之製備廚餘電池之電解液。奈米碳管複合材料與其他極板組之電壓、電流較弱,鋅-銅、石墨棒-鋅組較高;以鋅-銅(Zn-Cu)、石墨棒-鋅(C-Zn)組,經2組串聯,使LED燈泡發亮,3組串聯驅動時鐘、手錶。改良後電解液為發酵三週「果渣+鹿角萵苣」液肥,電極以備長炭-鋅(WC-Zn),1組可驅動時鐘及風扇,節省空間、備長炭可吸附異味;以石墨棒-鋅(C-Zn)、鋅-銅(Zn-Cu)為電極,2組串聯驅動時鐘及風扇。