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最佳鄉土教材獎

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。

滄海桑田一瞬間

自從我們戶外教學結束以後,對那藏在土裡有著神秘氣息的化石深深著迷,一回到學校便展開一連串深入化石的調查,為了更深層的了解化石,我們便決定到化石保存較多的苗栗白沙屯挖採,一路由海邊爬到山上,並且五十公尺設置一點,紀錄他的高度、方位、角度,順便帶了挖掘器具將化石挖掘出來,並從化石圖鑑找出它們的名稱。接著在藉著水道模擬,推算出當時的流速,可以判斷當時的水流緩慢,沉積顆粒較小,加上沒有大海浪的侵蝕,所以化石保存完整。最後藉由FLASH動畫製作,將整個海岸的變遷,完整的呈現出來。

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。

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。

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。

「酒酒」好釀暖人心-從釀造葡萄酒探討發酵變化

為了瞭解釀酒過程中影響發酵的因素,我除了在自然科學課本中學習,再閱讀了相關書籍後,藉由在釀酒的時候加入糖和酒麴,來瞭解糖跟麴的作用;在裝瓶發酵的過程中將發酵環境分為室內、防潮箱、冰箱及長時間燈照等四種不同方式,來觀察濕度和溫度對發酵的影響。我每天做溫濕度的測試及記錄,並用肉眼觀察氣泡變化,評估改變哪一種因素可以得到最好的釀製效果,且以蒸餾的方式測量出酒精濃度進行驗證。除此之外,我也觀察到冰箱和長時間燈照這組實驗不只有改變了溫度這個條件,也同時改變了發酵過程中的亮度,所以亮度是否會影響發酵的結果?我又查了書本和問了專家學者,才知道應該是溫度的影響比較大。自然科學真的有太多的奧秘,這個實驗引發了我對大自然更多的好奇心,也希望未來能對影響發酵的原因能做更多的研究。

蝶影舞春風-黃鉤粉蝶

台灣目前並未分佈的『黃鉤粉蝶』是研究主題的主角----我們尋找黃鉤粉蝶及其他種類蝴蝶在馬祖--南竿地區的棲息地點,並且從卵開始,學習飼養黃鉤粉蝶的幼蟲,佈置適合牠的居處環境,學習辨別牠和其他常見粉蝶不同的地方,同時知道怎樣辨識黃鉤粉蝶雌、雄的方法,及牠們的生活習性,了解目前黃鉤粉蝶為什麼會出現在馬祖,以及牠所遭受到的生存危機。除此之外,研究過程中發現到一些馬祖地區的特別種蝴蝶,我們進行拍照、比對,得以對蝴蝶有進一步的認識。

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。

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。

一池水知多少?辛普森法則之運用

農曆年前石門水庫的水位急速的下降, 導致民生及工業用水不足, 而有限制用水的政策,更別說是供給農業使用的農業用水,農夫們因用水不夠而休耕,像這種情形每逢乾旱季節時就時常的發生, 是不是我們石門水庫的水裝的不夠多? 而我們又要如何知道石門水庫的蓄水量? 適逢數學課學到體積、面積與容積的算法, 於是我們就想利用這種算法來思考, 如何測量石門水庫的蓄水量?在思考的過程中經由資料蒐集與分析, 幾經討論乃決定使用辛普森法則運用於容積的計算, 但水庫的容積是如此的龐大, 欲解此難題, 有組員提出何不以學校內生態池為實驗標的, 因此, 本實驗以生態池為標的, 希望借此方法能推及各種不規則形狀的水池、湖泊、水庫? ? 等等的容積計算, 同時在操弄過程中能了解水池、湖泊、水庫所具有的蓄水與防洪功能, 又借由電腦強大的運算功能處理繁雜的測量數據, 更能精準算出結果。