全國中小學科展

最佳創意獎

一葉知秋 ─植物生長環境條件對其葉片維管束比例之影響

年輪學是研究樹木莖部年輪變化與環境條件關係的一門學問。葉片與莖相同都是植物的重要部位,莖會受到環境影響而形成年輪,那葉片是否也會因為環境的差異,而會有結構上的差異呢? 我們嘗試收集各種植物的葉片的顯微切片照片,利用影像分析軟體Image J來計算其維管束在葉片橫切面上所佔之比例,再與該植物的生長環境因子進行比較,了解其間的相關性。 研究結果顯示,年雨量與維管束所佔比例之相關係數為0.370,結果呈現為中度相關。而利用ArcGIS取得之全球圖資進行疊圖分析後發現,在相對乾燥的區域(年雨量10%者佔了76%,由此可知年雨量與植物葉片的維管束比例有著相關性。

巧取末球之因數應用

利用正因數的方式,將指定的數列取完,不能再取者敗。例如:一、單線形規則規則:在一直線上給定n個球,甲乙兩人分別先後依序由左而右拿n的正因數個球(本身除外),不能再取球者敗。二、多線形規則規則:在m直線上給定n個球,甲乙兩人分別先後依序由左而右拿第╳排n的正因數個球(本 身除外),且不許跨線,一次只能取一列中的球,不能再取球者敗。

聞「硝」色變、聞「乳」喪膽

測定市售蔬菜顯示結球作物由於使用大量農藥及化學肥料,使此類結球作物富含高量致癌前驅物質(亞硝酸),本實驗利用植生型乳酸菌進行蔬菜發酵製成泡菜,觀察種菌及自然發酵(無額外添加菌粉)的各項變化。有添加植生型乳酸菌之泡菜菌數上升速度較快,且較市售的多,pH值的變化亦顯示其速率較自然發酵來的快速,並降低污染及失敗機率,故添加植生型乳酸菌進行泡菜發酵對於泡菜製作具極大的優勢。此外由糖度對照酸度、pH值、酸度的數據顯示,其糖度的消耗與酸度的生成呈現正相關,故乳酸菌及調味料的添加對泡菜發酵具有決定性的影響。再觀察亞硝酸數字,強制接菌的泡菜,不論是否有調味或未調味都可抑制亞硝酸之生成,甚至可以分解亞硝酸或中和亞硝酸,但是在市售的韓式泡菜並無發現乳酸菌的生成亦無發現亞硝酸,推論因為含有防腐劑所致。

眼睛的守護神--淚水測試組

雙氧水或稱過氧化氫常用於殺菌、漂白或作清潔劑使用,它亦可從生物體本身產生而傷害細胞。以前研究人體發炎時,體液中會出現大量的雙氧水。淚水是濕潤眼睛的體液,它的分泌量與眼睛疲勞或是乾眼症等眼睛不適有關。我們假設淚水中雙氧水含量可作為眼睛不適的生物指標。我們發明以氧化還原呈色原理之淚水試紙偵測淚水中之雙氧水濃度。我們運用淚水測試組,比較在抽煙前後、喝酒前後與疲勞或熬夜時淚水的分泌量與雙氧水的含量。我們發現硫酸與碘化鉀淚水測試紙具有最簡便且可以定性與定量淚水中雙氧水的含量。抽煙、喝酒與眼睛疲勞時,淚水的雙氧水含量明顯增加。我們發明的淚水試紙可及早篩選出眼睛的異狀,作為預防眼睛病變之守護神。

破鏡重圓

利用傳統方法(操作電算器及利用代數)及Excel 套裝軟體,尋找1~1000所有的重圓數及攣生重圓數,結果發現了9 個二次重圓數﹑18 個三次重圓數﹑22 個四次重圓數﹑6 組攣生重圓數及2 組連續的三個重圓數。這次研究,讓我們認識到自然數的趣味及美妙之處,尋找出更多的重圓數與攣生重圓數,進而認識到掌握不同數學工具的重要性。希望以後長大之後,我們還能發現更多、更好用的方法,來探討研究重圓數與攣生重圓數,做更大、更深、更廣的研究。

薄膜組成粒子間的競力秀

洗滌用的界面活性劑分散系,沾在管口用氣吹它,會生成泡泡,沾在對稱結構的框上,會產生特定形體的薄膜,雖然泡與膜是截然不同的形態,但影響各自形態的變因,可設計為比較分散系表面張力大小的方法,並藉以探討各種分散系表面張力與濃度間的關係,本研究中發現它們的變化趨勢,與分散質的分子結構有關;市售的皂類與合成清潔劑兩大類的分散系,濃度與表面張力的變化趨勢,恰好相反。在本研究還發現一個特別的現象,同種分散系在立體框上產生薄膜,其總面積大小與表面張力大小關係,和框的形狀有關;正立方體的框,薄膜面積愈大表面力張力愈小;正三角柱的框,薄膜面積愈大表面力張力愈大。

池塘裡的不倒翁

水生植物的葉和根除了可以吸收水分和養分外還有什麼功用呢?為?麼把許多種漂浮性水生植物倒壓入水中,都可以迅速的浮上來並翻正,就像不倒翁ㄧ樣?我們對水生植物的平衡感到很新奇,於是我們設計了六項實驗來探討漂浮性水生植物的特殊構造;尤其是水芙蓉的根在水中的平衡作用,我們以剪根的方式?檢測根重改變對水芙蓉翻正有很明顯的影響,但根長改變則影響?大,顯示根的重?對穩定有重要的影響。?片提供浮?,而根的重?提供穩定作用,讓它?會在水面上?漂或可能翻覆。更有趣的是,由前五個實驗歸納出的結論,可以幫助我們再實驗六中自己設計了桌上型和水面上八種不同模式的不倒翁玩具。

客製化警示出口證

現今大樓每樓層以及每間房的出入口都會有避難逃生指示燈,本組觀察了許多地方,所表現的出入口逃生指示燈,似乎沒有太大變化,也沒有人願意把此指示燈改變更豐富化一些,而本組重新設計,不光只有燈光,應該再額外加上聲音警訊以及回饋機制,故本組決定開發此一設備,以維護真的發生在你我週遭之天災人禍時,可以因應不同的意外災害來進行避難時應有的應變措施,把傳統制式避難逃生指示燈徹底改頭換面,不僅要多樣性、還要特製化,可以提供一般住宅區或商業大樓使用,更可以推廣至工業用較易發生工安意外地方使用,而設計此一產品目的是使本產品真的可以提供給每個不同需要的人,可以立即獲得所需安全性且有保障的提供指引到下一個更安全的地點。

新面子--尿面膜

古代醫書記載:尿,性味鹹涼,入肺、肝、腎經,其功用為滋陰降火,止血消瘀;《甘草\r 子本草》也謂:潤心肺、撲損瘀血、揩灑皮膚,治皮裂,能潤澤人,故檢視尿液成分,製成”\r 尿面膜” ,測試其對皮膚保養的優劣。選擇市售口碑較佳的5 種面膜,比較其與尿面膜的效\r 果優劣,就實用性、經濟性、便利性等方面研究。

方城規則E化

研究圍棋競賽瑞士制賽程編排準則與其邏輯,將賽程編排準則電腦化。應用Excel程式函數語言建制賽程表與實際比賽賽程表做比較,結果與實際比賽賽程表相符。