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最佳鄉土教材獎

新型萬用太陽能環保除蟲器

本研究設計出一具有創新結構的新型萬用除蟲器,此一除蟲器設置有一可旋轉之柱狀物,柱狀物上設置有複數根鐵絲(擊殺器),當除蟲器上之吸入風扇旋轉時,設置於上之柱狀物也跟著旋轉,柱狀物上之複數根鐵絲亦被帶動旋轉,當除蟲器運作時,被除蟲器之吸入風扇吸入之害蟲,同時將被此旋轉之擊殺器擊殺,而達到消除害蟲的效果。本設計之電力來源由太陽能板提供,並配合電瓶的使用讓此除蟲器可以置於戶外智慧型運作。智慧型運作模式為配合害蟲之生物習性,當夜晚來臨及未下雨時,此智慧型除蟲器將籍由白天所收集之太陽能電力開始運作並將害蟲吸入除蟲器並以旋轉之細鐵絲將之擊殺。由於戶外果蠅等白天出沒之害蟲亦是造成農作物損失的元兇,因此本除蟲器利用果蠅等白天出沒之生物特性,利用正中午時太陽能板所產生的的多餘電力來驅動除蟲器,將被吸入除蟲器之白天出沒害蟲以擊殺器擊殺。因此本新型萬物環保除蟲器可以全方位應用於白天及夜晚出沒之害蟲防治

蓮環密碼

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構,因此只要葉面稍微傾斜,水珠就會滾離葉面,在我們生活週遭,許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料,因為我們發現在同一植株上,嫩葉的蓮花效應最佳,而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉,蓮花效應會減弱,甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因,來探討蓮花效應改變的原因,結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因;土壤過酸或過鹼,會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應;置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀,在老化或面臨環境改變時,會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此,我們推論,當環境因子改變時,植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控,藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉,則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變,真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

搖擺──魚類擺動?

本研究以魚類仿生學為基礎,研究不同配重、張力及擺動頻率對魚類運動擺動形狀的影響,結果發現以下現象: 一、不同魚體配重的方式,其擺動的波形有明顯的差異,其中屬於高速型或中快型的劍旗魚所呈現的振幅差(頭尾振幅差異)最大,因此我們推論振幅差是影響魚類泳速的原因之一。 二、張力(魚體軟硬度)的增加對中慢型泳速魚種的波形及振幅差影響較為明顯。 三、擺動的頻率變大時,對不同魚種的振幅差均有改變,其中對中慢速的魚種(吳郭魚)影響最為明顯。

細說二寮光陰的故事

在一次的城鄉交流活動,我們發現二寮景觀區是非常有價值的戶外地質教室,這裡有許多海相生物化石遺跡,其他還有波痕及犬牙交錯的沈積構造等,它們都是過去濱海環境的重要證據。在所有古生物當中,扇貝是新化丘陵的優勢種,分佈範圍遼闊,二寮地區向北延伸的扇貝密集層可以到達左鎮牛稠內及過嶺附近,向南可以到達龍崎鄉的石槽村一帶,多數密集層位在半面山的緩坡面,分佈位置不受海拔高度影響,推斷是地層不等量抬升的結果。研究中還意外發現單體珊瑚與蟹守螺共生的奇特現象,是生物生存的重要法寶之一,其他還有石膏礦物、有孔蟲及坡地災害問題等,值得大家再深入研究。

來自水下訊息-如何選擇浮標

市面上的浮標種類繁多,讓人眼花撩亂,我們將透過一連串的實驗,比較各種浮標的特性,期望能在釣魚前,讓我們更容易選擇最適用的浮標。

擋得住的魅力—看你往哪逃

所謂的阻隔點是指將圖上的點標記,而該標記可使其他點無法與之連線。我們將研究『在圖A中欲使其子圖B不存在所需的最少阻隔點數。』其中討論的圖A、圖B為完全圖Km、完全二分圖Kmn、圈圖Cm、路徑圖Pm 及其組合。 一、推導出『在圖Km、圖Cm、圖Pm、圖Kmn中使圖Kx、圖Cx、圖Px、圖Kxy 不存在』這十六種組合所需最少阻隔點數的一般式。二、『在圖Km*Pq中使圖Cx不存在』中發現,當x-m>2時,圖Km*Pq中的阻隔點數需逐層討論。當x-m≦2時,圖Km*Pq中最少阻隔點數的擺法為『使每層Km的點數小於x且任相鄰兩不同層Km上的點間最多存在一連通路徑』。 三、『在圖Kmn*Pq中使圖Cx不存在』中發現,欲使阻隔點總數最少,需將阻隔點放在Kmn的短邊且隨著n與x值不同,阻隔點的擺法有其規則。四、『在圖Pm*Pq中使圖Cx不存在』中,x=4時,可以分割方式得到阻隔點的擺法。在x=6時,改以固定q值討論橫線上的連通路徑方式討論阻隔點數。

實現高中職社區化───探討凸多邊形的最佳位置

本研究在於探討公立高中職的最佳設立點。考慮一些特殊情況,我們可以把鄉鎮市地圖近似成凸多邊形,並以學校到地圖中最遠點距離最小為原則進行研究。 我們從三角形出發,發現最佳位置與其外心有關,從而推論到頂點共圓的多邊形。在研究頂點不共圓的多邊形時,我們把多邊形以對角線拆成不同之三角形,我們經由觀察得知多邊形最佳位置必落於其分拆之三角形最佳位置上。藉由程式模擬,可求得任意多邊形之解。 我們以研究結果套用到觀音鄉及新屋鄉等真實情況下,並提供該模型可能的其他應用,如可被廣泛應用到設置通訊網路、便利店、服務站台、水庫、醫院、警局、捷運站等問題上。

截彎取直

運用平行線之概念,作出同底等高之梯形圖形,並結合了面積相等減法等量公理,導引出梯形兩對角線與兩腰所夾之面積相等,進而運用到實際生活中-土地分隔線重劃之問題解決;並進而運用相關原理去探討面積等分問題、四邊形轉換成等積三角形與多折直線還原成一條直線之研究。

果香國度

水果皮富含酯類,摩擦後會散發出令人愉悅的氣味,目前水果精油已廣泛應用在食品或香水等產品中,透過午餐廢棄水果提煉出芳香酯類添加在金門高梁酒及指甲油中成為另類商機。 本研究利用酒精溶劑來初步萃取鳳梨、檸檬、香吉士果皮中的芳香酯類,經過濾蒸餾冷凝來萃取芳香溶液,結果顯示越晚蒸餾出來的溶液,芳香味道愈濃郁,且折光甜度計測出之甜度數值也隨之降低,間接證明天然水果芳香酯類濃度愈高,甜度數值愈低。利用廣用試紙檢驗萃取蒸餾溶液酸鹼性,愈晚蒸餾出來的,試紙呈色愈偏深綠色,推論產生的芳香酯類導致溶液偏向中性。 利用水玻璃與萃取出來之檸檬或鳳梨芳香酯類互相混合後製成指甲油,不需使用任何揮發性毒性有機溶劑的環保性指甲油。

正多邊形母子面積比

此研究是針對正N邊形各邊分點與頂點連線所形成的小正N邊形和原正N邊形的面積比,因商高定理的說明圖形為起源,所以先針對正方形作研究,剛開始我們利用切割法(研究過程中有介紹)找出正方形各邊分點與頂點連線所形成的小正方形和原正方形的面積比,再依同樣的切割法對正三角形、正五邊形、正六邊形作切割找出面積比,過程中有些正N邊形可以用此切割法求出面積比,在文中我們稱此圖形為完美切割,而無法用此切割法求出面積比的正N邊形,我們利用了鋪瓷磚方法和代數法解釋了哪些正N邊形可用此切割法求面積比和無法用切割法的正N邊形面積比公式。