全國中小學科展

最佳鄉土教材獎

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。

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。

打出不同聲音-竹鐘Kakeng的秘密

從三年級開始就加入了阿美族「旮亙」樂隊,表演用的樂器主要有三種:排笛、竹鼓和竹鐘。我們一直對這些阿美族傳統樂器的發聲原理很好奇,特別是外觀看起來大小、高度一樣竹鐘(Kakeng),為什麼可以打出不同的聲音(音調)呢?在進行科學實驗之前,我們先訪談旮亙指導老師,了解竹鐘的由來和演變歷史,再從訪談裡,還有練習竹鐘的經驗中想出要研究的問題。因此,我們決定探討竹鐘本身的特性(如高度、管口大小、深度)、演奏方式的差別(拍打力量大小、正拍或旁敲)是否會影響它打出的音調,以及探討竹鐘的聲音能傳播的距離有多遠。結果發現竹鐘的音調與竹管內部深度最有關係,拍打力量大小應該不會影響音調,側拍的方式無法拍出穩定且不同的音調。最後,我們還使用玻璃製品組成一組竹鐘。

一本萬「曆」--農曆19年7閏之探討

本研究主要探討農曆閏年規則是否會造成19歳生日時公曆與農曆重合,並進一步探討是否有其它歳數生日時會重合,另一方面則探討閏年的周期及閏月的規侓,並比較各種曆法,如陰曆、陽曆、陰陽合曆閏年方法。

「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。

添加天然抗氧化劑-香草貢丸之研發

本研究目的在研發添加食肉品加工上常用的5種天然抗氧化劑辛香料,百味胡椒、肉荳蔻、迷迭香、鼠尾草及百里香,分別以原料肉之0.3%添加於貢丸中,藉以開發出具本土特色風味及高附加價值之新口味產品,且為添加具安全性的天然抗氧化劑食品,以提供消費者多樣而健康的選擇。品評試驗結果顯示百味胡椒和鼠尾草在色澤得分方面顯著高於對照組(P<0.05)。鼠尾草在風味得分方面顯著高於對照組(P<0.05),百味胡椒和肉荳蔻與對照組差異不大,百里香風味則顯著較低(P<0.05),迷迭香風味亦有較低之趨勢,但不顯著(P>0.05)。鼠尾草在總接受性得分方面最高,顯著高於對照組(P<0.05),百味胡椒及肉荳蔻總接受性比對照組稍佳,但差異不大且不顯著(P>0.05)。百里香總接受性最低,顯著低於對照組(P<0.05),迷迭香總接受性亦較低,雖不顯著,但接近顯著(P<0.07)。鼠尾草貢丸在色澤、多汁性、風味和總接受性得分均顯著高於對照組(P<0.05),可開發為新口味產品。

別小看這「一尺之差」—海岸沙崙與水文環保

宜蘭自古就有「龜蛇把海口」之說,而海岸沙崙正是這得天獨厚的環境產物之一。近來沿海地區的地層下陷、地下水鹽化和海嘯避難等問題一直被大家所關切,而海岸沙丘也正與這些問題息息相關。本研究藉實地踏察與既有資料以探究海岸沙崙的成因與特徵,並嘗試引用高中物理與地球科學課本所介紹的基本流體力學和地球物理原理,併合「簡易地電阻率測勘」及「監測井水位資料」進行交叉分析,以探求沙崙下的水體分布概貌(藉電阻率ρ與地層水鹽度S‰推估)。結果發現:南北縱走的海岸沙崙,高度大多超過10m,在地面上能對沿海達成防風、防鹽,甚至緩衝海嘯之效;而地面下則能把持部份淡水(水位在海平面上方1-2m)形成壓力以抑制地下鹹水上揚。故而,請別小看「一尺之差」─每一寸地下水、每一尺沙崙在水文環保上都具有其正面意義,我們不應該恣意破壞。

大安水蓑衣花粉粒的發育

一、本次活動觀察大安水蓑衣大安族群與清水族群的小孢子發育,發現:(一)兩族群小孢子發育,都有不同步的情形,大安族群中有23%花藥中小孢子發育不同步,清水族群有8%花藥中小孢子發育不同步。(二)兩族群的成熟花粉粒都有不正常的花粉粒,大安族群產生成熟花粉粒中有40%不正常花粉粒,清水族群產生成熟花粉粒中有55%不正常花粉粒。(三)結合上述觀察結果計算一個花藥在開裂時,大安族群釋出成熟且正常的花粉粒機率為46%,清水族群釋出成熟且正常的花粉粒機率為41%。二、根據本活動觀察,我們推論:(一) 大安水蓑衣有性生殖障礙發生在授粉之前。(二) 大安水蓑衣小孢子發育在小孢子四分體期(II)是花粉粒敗育(不稔性)發生的關鍵時期。

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。

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。