全國中小學科展

最佳鄉土教材獎

Golden House……Perhaps!

之前學到了畢達歌拉斯(Pythagoras)著名的畢氏定理,深入了解,發現他更是提出了黃金比例的人。由於我們對黃金比例的好奇,而且為了確認黃金比例是否潛藏在我們身邊,我們特地到大溪著名的武德殿與大溪橋,測量它的長與寬,最後我們發現武德殿和大溪橋拱門都存在著黃金比例,這個結果讓我們大吃一驚,因為這和我們在網路上搜尋到的資料——長寬比或高寬比為2:1,大相逕庭。最後我們小組決定,依造著黃金比例,打造出屬於我們的新天地,我們利用這個數字製作出我們的建築,將所有一切都完美化,從最基底的土地面積一直到細小的窗櫺構造,只要是能遵循著黃金比例的形狀,我們都會盡力做到,期待我們的成果吧!

抗震大作戰─建築結構耐震研究

我們的研究包括兩部份,第一部份是實地調查訪問。瞭解地震成因、傷害及現有防震方法,並調查坊間各種建築物類型,及常見私自改變建築物結構現象,做為研究的基礎。第二部份為建築物抗震實驗。研究發現:牆面挖空、頂樓加蓋、樓層挑高,建築物會在該處產生弱點,由此斷裂。柱子數量相同下,散開時支撐力較弱。不對稱建築物遇震時會不自然扭轉且易倒。隔震素材恰當,能有效提高耐震力,本實驗以滑軌、彈珠最好。樓頂加裝消能設施亦能減震,但設計極其不易。

廢淨新機—蚤、柴油

本實驗以魚罐頭工廠廢水回收再生為目的,探討工廠兩種主要廢水之特性及利用,第一種為鯖魚前處理之廢水,富含蛋白質,經曝氣24小時,做為培養圓水蚤(Moina sp.)及德國米蚤(Daphnia sp.)之餌料,其增殖最高密度分別為每公升2854隻及1030隻。第二種為鯖魚罐頭蒸煮後傾倒出之廢水,富含油脂(魚油),收集魚油轉製成生質柴油,實驗結果發現其游離脂肪酸含量為1.4%,熱卡值為高級柴油之86.5%;轉化率為91%;氣相層析質譜儀 (GC-MS)分析魚油生質柴油之酯含量為99.68%,合乎歐洲(EN)及CNS15051之最低標準96.5%;將魚油生質柴油、市售柴油及B20(20%魚油生質柴油混合80%市售柴油),直接注入三缸柴油引擎測試,引擎轉速維持在1800rpm,加入0、1、2、4、8kw負載,測試引擎運轉所排放的CO、CO2、NO、NOX、SO2、CO2/(CO+CO2)以及粒狀物質(PM)濃度,經研究結果顯示,魚油生質柴油較市售柴油之排放數值稍高,B20之排放數據接近於市售柴油。

裝『蒜』

本實驗探討大蒜各部位的抑菌及抗氧化的效果,並與薑、蔥和維他命C比較,研究發現對黴菌的抑制以蒜頭最強;大蒜葉最小;實驗發現,蒜頭抗氧化濃度22200(ppm)及蒜葉22200(ppm)的效果最好,蒜莖6660(ppm)的效果最差;在pH=11的環境下,各組抗氧化的效果都增強,而在pH=2的環境下,各組的效果則明顯減弱;溫度對抗氧化影響: 溫度上升後,對大部分實驗組影響不大;添加鹽水、蘇打水與辣椒水對蒜頭、蔥根、老薑的抗氧化效果皆有提升,添加10%米酒對蔥根的抗氧化提升12.4%,白醋對蒜頭、蔥根與老薑的抗氧化效果下降,添加10%葡萄酒對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升40.0~76.2%,10%啤酒對對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升16.7~44.8%。蒜頭和蒜莖的食品防腐效果最佳,可持續10小時不變色,蔥根和南薑二年生的效果最差,4小時就變色;蒜頭、蒜根、蒜莖和蒜葉的效果有明顯不同,而蔥根、蔥莖和蔥葉的效果也有不同,可見同一植物中,不同部位的抗腐壞效果也有所不同。本實驗成功做出蒜頭、蔥根、老薑及維他命C的抗氧化濃度檢測線,蒜頭汁的檢量線 y=0.002x-0.010;老薑汁的檢量線 y=0.008x-0.034;蔥根汁的檢量線 y=0.008x+0.028 ;維他命C的檢量線 y=0.002x-0.049 ,並以分光光度計校正碘液滴定量,減少人為實驗誤差,將老人家的智慧用科學加以驗證,證明蒜頭、蔥與薑都有良好的抗氧化效果。

生米可以製酒嗎?

以米或飯為原料,接種米麴菌與酒精酵母,經發酵後可產生出酒精,再經蒸餾可得米酒。本研究在分析以生米或飯為原料,製造出的酒量、酒精度、酒品質風味差異性,分析水中礦物質、細菌數對酒品質的影響,並選擇出最好的生產條件,經分析討論後以飯製麴,加冷開水發酵製成的米酒品質、酒蒸餾量最多最好。

「堆」出生機-落葉變黃金

落葉幾乎是大部分學校都難以處理的問題,馬祖地區除了落葉外,還有酒廠製酒的廢料-高粱酒粕與廚餘,在強調環保的21世紀,如果能將垃圾變成有價值的黃金,是每個人夢寐以求的努力方向,運用科學實驗方法找出製作落葉堆肥的便利方法,讓地球環境更美好。

綠與黑-從高雄市行人號誌換裝之評估談起

本研究就全台現有的行人號誌「小綠人」作討論,適逢高雄市針對節能減碳、都市美觀作換裝測試「小黑人」,身為高雄市民且為學生的我們亦將此設計加入研究範圍,希望找出最佳方式。經收集資料及訪問交通局後,在舊有的「綠」、換裝測試的「黑」與新提出的「單體式小綠人」三者,就五方面作探討:一、 交通安全方面:經市場調查及資料顯示,「小綠人」與「小黑人」各有缺失。二、 設施成本方面:「小黑人」就材料成本與經濟狀況考慮,並無設置急迫性。三、 節能減碳方面:「單體式小綠人」較「小黑人」節能減少11%、較「小綠人」,節能減少34%。四、 環境保護方面:兩組燈面減為一組燈面後,回收廢棄物減少50%。五、 都市美化方面:減少燈面提升都市景觀。

打著燈籠等情人-大場雌光螢

大場雌光螢為昆蟲,雌雄外觀差異大,雌蟲為淺黃蠕蟲,2cm。雄蟲有前後翅,黑色,1cm。幼蟲 0.4cm,吃馬陸為生。我們從今年 3 月 2 日~6 月 2 日,在馬祖東莒地區,針對牠的出現數量、交尾、產卵、發光等行為,進行田野調查與飼養觀察。雌蟲的求偶行為在天氣濕度 90 時,出現數量最多。雌蟲在求偶時,尾部翹起發光吸引雄蟲;交尾時,雄蟲在雌蟲上方採『ㄑ』字形交尾。交尾後,雌蟲產下 20~30 顆 0.1cm 鵝黃橢圓形卵。雌蟲的發光方式在交尾前、後十分不同。求偶時只有尾部發光,光點強烈明顯;交配產卵後,全身發環狀光芒,具保護警示作用。大場雌光螢似新星般閃亮,這次科展是初步研究,未來會進一步持續研究,為馬祖復育雌光螢的工作進一份心力。

不要再幫我換顏色--就是要紫

茄子和紫色高麗菜都具有花青素,但紫色高麗菜烹煮過依然可以保有紫色,可是茄子卻會褐變,使得茄子無法當做指示劑,因此我們進行一連串實驗尋找影響茄子褐變的原因及所在部位,以及影響茄子酵素褐變的活化溫度和各種抑制茄子酵素褐變的調味料及最佳的烹煮方式。結果發現:水溫在60~80℃、油溫在80~90℃時,最會引起茄子褐變;而影響茄子褐變的酵素存在於果肉,且較成熟的部位酵素含量較多;高濃度的酸性、鹼性溶液和維生素C 會破壞酵素,使茄皮的花青素保留。

結石的剋星??-傳統民俗偏方對草酸鈣溶解度的影響

腎結石有草酸鈣結石、磷酸鈣結石、尿酸(尿酸鹽)結石、磷酸銨鎂結石、胱氨酸結石及嘌呤結石等多種,國人結石患者以草酸鈣結石佔80%以上為最多。因而,有許多民間偏方盛傳可溶解結石。本研究探討這些偏方對草酸鈣溶解度的影響;收集的偏方包含常見的中草藥方、水果醋和檸檬汁、木耳、磁化水和傳統藏藥火硝(硝酸鉀)等。草酸鈣溶解後產生鈣離子,採滴定方法,以乙二胺四醋酸二鈉 (EDTA-2Na) 檢測解離的鈣離子濃度。研究結果顯示,這些偏方對草酸鈣都有不同程度的溶解度,傳統藏藥火硝最高;磁化水的溶解度也佳;木耳釋放出的物質極可能和鈣結合;其他偏方則和本身酸鹼值有關,溶解度隨酸值增高而增加。