全國中小學科展

最佳鄉土教材獎

礁澳仁深-不同的水對麵包香氣及微生物生長之影響

本研究在探討不同的水處理酵母菌後,對製備麵包品質之影響,結果顯示利用28.5℃,濕度75﹪的發酵箱中進行發黴試驗,含鹽量較高的海洋深層水有延緩黴菌生長速度,但無法抑制其生長。另製成之麵包經物性測定儀及GC檢測後,17﹪海洋深層水中礦物質含量較高對酵母菌的生長有影響,在彈性表現最不佳,對麵包製作較為不利。稀釋海洋深層水5.6具有最佳的彈性、香氣、軟硬度、嗜好性及官能品評最佳,第二是蘇澳冷泉水,第三是仁澤溫泉水。食品中毒菌試驗部分,發現海洋深層水對大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)與腸炎弧菌(Vibrio paraheamolyticus)三種食物中毒菌都有抑制或降低生長速率情形,仁澤溫泉水對大腸桿菌(E.coli)及金黃色葡萄球菌(S. aureus)都有抑制的效果。

聽!瓶子在唱歌

瓶子發聲是因氣流進入瓶內後,從瓶底反射到瓶口時,卻部分被瓶口的嘴唇阻擋,跟新吹進來的氣流結合成一股更強的氣流重新灌入瓶中,這現象一直重複,最後就形成一個非常大振動的空氣柱,也就是我們聽到的聲音。吹瓶子發聲,瓶口最好置於下嘴唇下方,使瓶口的覆蓋面積達1/2,並以40°~ 50°角輕吹,不用太大力。能發出聲音的瓶子,瓶口直徑要介於1.4 ㎝ ~3.5 ㎝之間,瓶身不能太高,而且圓形瓶優於方形瓶,弧形內縮瓶也比錐形內縮瓶好發聲。規則的直統中空圓柱,空氣柱的長短和音高成反比,每個音階間的位差非常規則。600 ㏄弧形內縮圓寶特瓶類似規則的直統中空圓柱,大小適中,加入不等量的水,可以調製出各種音階吹奏樂曲,是讓瓶子唱歌理想的材料。

表面的秘密

所有的物質都跟人們一樣喜歡最安穩舒適的休息,表面張力正是水溶液中扮演使水安穩的角色,它的存在能使水面平靜盡可能不被影響。影響表面張力的因素很多,包含溫度、溶液酸鹼性、瓶子的口徑大小、添加不同物質的水溶液都是影響表面張力的原因,意味著會間接影響到整杯水溶液的平靜,故到底各個情況對表面張力的影響為何,將是我們致力想了解的目標。

「珠」絲馬跡-串珠與數學原理之探討

身邊常見美麗的串珠作品,但卻未見有關串珠的數學研究。我們進行二年時間來探討串珠。結論如下:研究一:相同大小的珠珠,以「點→線→面」的方式操作,若以某顆珠為中心點,周圍角度和是360°的有:四邊形+四邊形、六邊形+三角形,這二種串法可以形成平面。研究二:五邊形組合的「二十面十二面體」(稱為五邊形球體)只要增加四邊形或六邊形就可以擴充。而且使用六邊形較節省珠數,這也是串珠中最常見的作法。研究三:增加六邊形擴大球體時,五邊形維持12 面,六邊形以5 的倍數增加。而且串珠作品只要進行名詞轉換,也符合尤拉公式:珠珠數(稜邊數) +2 = 三角形連接處(頂點數) + 面數。研究四:沙發或盒子轉角處的串法,以畢氏定理檢驗證實為直角。

菇類傳奇-校園大型真菌的研究

本研究是調查本校校園中的大型真菌,校園中較大型或有趣的真菌,有靈芝、馬勃菌、大鮑魚菇、雞肉絲菇、黃鬼筆、鳥巢菌等等,變化多端,令人驚奇。我們記錄大型真菌子實體的生長過程,研究它們的形態特徵和內部構造,了解在分類上,孢子和構造的特點,研究大型真菌的和生長環境的關係。我們共記錄大型真菌63種,其中褶菌類(菇類)有43種,非褶菌類10種,腹菌類有4種,膠質菌有2種,子囊菌有2種,其它2種未鑑定名稱。在分類上,這些種類包括16科。

螺絲頭定位檢驗器

台灣從早期的農業社會轉型為工業社會後,螺絲產業就扮演著重要角色,為台灣賺取大量外匯並建立起「螺絲王國」美譽,至今產量依舊屢創新高。傳統產業在在3C 產業發達後已漸勢微, 但螺絲產業卻能屹立不搖, 可見該產業在台灣極具競爭優勢。螺絲工廠的螺絲製作過程中,螺絲頭部十字穴的成型,傳統的技術是靠老師傅的經驗來校正模具,耗費時間且不科學,新手更是靠摸索來達成模具的校正,本研究是藉此儀器讓模具校正時能精確找出螺絲頭部十字穴的偏心位置與偏心量, 藉此調整模具, 達到快速定位的要求, 節省工時。

田忌賽馬問題的研究與推廣

本篇作品主要研究在兩個人或多個人在n場對戰中(例如賽馬),其中一個人的實力處於劣勢,而處於劣勢的那個人,得到勝利的策略方法數有多少種。 如「田忌賽馬」原文中,田忌和齊王各有三匹馬,我們的目的在於找出一個演算的方法,可以求出當田忌和齊王各有n 匹馬時,田忌的致勝策略數。為了解決問題,我們利用排容原理先處理「超算方法數」及「修正係數」兩部分,最後才得到獲勝策略總數。又主要問題點在「超算方法數」,我們發現關於超算方法數的一種遞迴關係,並由此得到一般式的結論,且透過了數學歸納法證明之。除了解決原先問題外,我們更推廣此問題至其他條件或規則,例如雙方條件一樣、差 等級、限定條件或多方對戰等,並得到一些結果。

藻生「電」子,百年好「荷」

從台灣東北角海岸中採取日本石花菜等13種大型海藻,萃取其濾液做為染料敏化太陽能電池(DSSC)的染料來源,結果顯示,紅藻萃取液的太陽能光電轉換效率較綠藻為高,其中又以日本石花菜最高,在490 nm可達65.8%,綠藻則多在30~40%。產生電壓方面,則是以孔石蓴(綠藻)與蜈蚣藻(紅藻)萃取液DSSC效果最好,可達標準太陽能板(產生電壓1.33V)的24.6~25.4%。產生電流方面,日本石花菜DSSC在490 nm下可產生0.91uA/cm2。放置五天後,所有各組的電壓都下降,最好的蜈蚣藻也下降了50%以上。與商用太陽能板比較,石花菜DSSC產生電壓約為3.5%(24.63 uV/cm2) ,本研究的結果顯示,大型海藻萃取液中的不同葉綠素異構物可以做為DSSC的良好染料來源。

「糟」材「金」寶-金門高粱酒糟堆肥化之研究

高粱酒糟為金門高粱酒生產過程中產生的副產物,其年產量約為86,400噸,以工業有機廢棄物委外處理,僅少部份提供金門農家作為餵食牲畜的飼料原料及堆肥參配料使用。但是,透過田間訪查後發現,農家將酒糟堆肥的過程並沒有標準化,而且對於其效力也不清楚。 為了釐清高粱酒糟作為肥料之原理及其效力,本研究實驗發現:(一) 原酸性酒糟在堆肥化的過程中會發生溫度和酸鹼度的變化,利於微生物對酒糟進行分解作用。另外,堆肥中加入鹼性資材蚵殼粉可快速提高核心溫度並增加高溫期的維持時間,促進堆肥化作用。(二) 酒糟堆肥化的過程中,碳氮比逐漸下降,降低至理想的碳氮比,顯示堆肥化效果良好,有機質明顯被分解,利於植物的生長,提供酒糟能為有效肥料的依據之一。(三) 將腐熟堆肥實際施用於農田,結果顯示加入枯草桿菌的組別小白菜生長情形明顯優於其他各組,推論枯草桿菌可協助酒糟分解,利於小白菜生長。 堆肥化是廢棄物資源化處理的理想方案之一,本研究證明酒糟堆肥化確實可行,且其成本較使用化學肥料更低廉,未來若能將酒糟堆肥加以施用推廣,不僅能減少廢棄物-酒糟對環境的汙染,更能將其製成優良肥料外銷,為金門帶來可觀的經濟價值,讓酒糟堆肥再利用能夠兼顧農業應用以及環境保護,幫助金門的生態環境永續發展!

八卦池傳奇----池型與水流的相關性研究

本研究以自己設計的「壓克力池型模型」,其直徑均為50 cm 的(1)圓型池(2)16 邊形\r 池(3)12 邊形池(4)8 邊形池(5)6 邊形池以及(6)對角線長50 cm 的4 邊形池等六種不\r 同的池型,利用相同的水流速率,來量測(1)規格物體~「浮體物」以保麗龍球(直徑14.68 mm\r 0.05 克)代之、「沉體物」以玻璃珠(直徑14.76 mm 4.0 克)代之;(2)不規則物~「浮體物」\r 0.3 克的落葉、「沉體物」以小土石(14.61mm×15.77mm×10.38mm,1.3 克)代之。\r 當放流水入各種不同池型時,因池形狀的不同,則產生的水流漩渦,研究其帶動「浮體\r 物」、「沉體物」等「雜質」流動效果,藉以驗證養?魚場的「八卦池」傳奇之說。