全國中小學科展

最佳團隊合作獎

低鹽的韓式泡菜接菌對發酵期間之影響

本研究以大白菜為主原料,以添加市售三合一低鹽乳酸菌製作2%低鹽的韓式泡菜預作實驗,結果顯示在發酵期間0至第1週時各食化及微生物菌相變化較顯著;修改配方後再分別以1、2%低鹽接菌與自然發酵作0-5天試驗,其中,接菌發酵在第2天起即能維持酸鹼值在3.52-3.65和3.50-3.60,乳酸量在1.43-1.63和1.457-1.63%,乳酸菌數在1.01-2.06~108和1.69-2.01 ~108 CFUmL,因而足以縮短醃漬時間,並利用乳酸取代食鹽有效地減少腐敗菌生長;實驗發現大白菜利用日曬萎凋3-3.5小時,萎縮率約40%,可以取代粗鹽前漬蔬菜能保留住營養素,且不會影響發酵產品的嗜口性;同時官能品評整體性結果為接菌比自然發酵的韓式泡菜為佳,更優於二種市售商品。

風與沙的奇幻之旅-探討風、沙與障礙物之間的關係

因為風沙的關係,校園非常難打掃,我們就想藉著這項研究,找到風沙的落腳處佈下重兵,使校園打掃工作事半功倍。但考量到許多因素,我們把研究簡化成在「模擬風場」裡面,利用積木做成的障礙物和人造風,搭配上同學想到的一些簡單變因,進行實驗。希望能找出這些變因,和風沙堆積情形的關係。我們得到的結果是,掃地時要多注意建築物容易積風沙的背風面,而且越矮的障礙物,風速不強時,還有比較窄小的走廊,造成積沙的範圍都比較大,更要費心打掃。可沿著建築物背風面兩側設置90度的導風轉角,且尺寸不宜太大。

液滴碰撞-撞出能量新觀點

本研究著重在觀察水滴的碰撞,以微量滴管控制水滴質量由0.01g~0.05g漸增,以高速相機拍攝,紀錄極短時間內的碰撞過程,而後將照片分析,求出碰撞前、碰撞後動能變化,計算出動能損耗率,最後以圖表呈現數據,找出其中特別的發展趨勢。實驗結果發現:(1)水滴碰撞後融合或分開的機率受質量影響;(2)在碰撞後動能損耗率方面,主要受水滴質量、入射速度、碰撞參數對水滴粒徑比例、碰撞後融合或分開等,皆有影響,並集中在50%~80%之間;(3)水滴在碰撞後動能竟然增加了!深入研究發現可能與表面位能的釋放有關,並推導出相關公式驗證。

Cut!Cut!葉!落地生根驚人的繁殖力

自然課教到落地生根有驚人繁殖力,我們感到不可思議!決定設計實驗來研究。我們以落地生根的葉子為實驗材料,做不同型態和不同程度的切割處理,模擬葉片受傷的情況,觀察它的發芽率是否受影響。實驗結果顯示:葉緣凹陷處的小圓點就是它主要的生長點,若切除,則無法發芽;同時該處除非全割傷,才稍微降低發芽率,若割傷幾處,則沒有影響。而整片葉子小圓點都切除時,卻有意想不到的結果,會激發次生長點處發芽,即在葉緣平整處也會長出小苗來。若葉片因受損造成面積變小,則剩下之部分葉片發芽率,反而變高。另外我們發現受傷葉片發芽率與切割型態(橫切或縱切)無關,但與葉面積大小有關,若切割面積小於一定程度,會降低發芽率並且芽體較小。

自動逃生路線指引系統

本研究結合在校所學,於大樓所有通道之地板中埋設LED燈條,再藉由溫度感測器搭配微控制器進行路徑分析,判斷出哪些通道是安全的?然後點亮該通道燈條,以顯示出所有安全的路線,以指引受困民眾迅速逃離火場,並在火災發生時讓LED燈條以流水燈的形式指引受困民眾用“最少的時間”迅速找到“安全”且“最短的逃生路線”確保生命安全。本作品結合Arduino微控制器、彩色LED燈條、溫度感測器以及無線通訊模組等元件製作而成,經過測試之後證實可以運用在實際現場上協助民眾逃生。本作品不只可應用在住宅或商業大樓,也可延伸應用在大型購物中心、展覽中心、醫院或學校,有效協助火災現場民眾安全地逃生,大幅降低受困民眾走錯逃生路線的機會。

金門太湖之淡水蝦(擬秀麗白蝦 E. modestus)搜餌行為的研究探討

一、 秀麗白蝦 E. modestus (Heller, 1862)頭胸甲光滑,不具肝刺但具有鰓甲刺,是本屬重要分類特徵。額角超過第二觸角鱗片末端,眼窩前呈冠狀隆起。第二步足對稱,略大於第一步足,體色通常呈半透明。二、 在其生活史中,幼苗可在無鹽分之水域中完成變態、成長,屬陸封型。在台灣主要產於西部湖泊水庫中,在北部的湖泊幾相當罕見。在西部以日月潭最為大宗,環潭周圍的山產店販售之炸溪蝦,便是以這一物種為主。三、.本物種喜歡棲息於沙泥底質之湖泊,以攝食底泥中之有機碎屑及藻類為主。

讓arduino來做資源垃圾分類

隨著工商業的進步與人口的增加,物質生活不斷提高,使環境汙染問題日趨嚴重,引發世界各地漸漸開始重視環境保育並向人民推廣垃圾分類的重要性,使回收率上升。 為什麼垃圾分類這麼重要?因為現在的垃圾處理大部分採用焚化或掩埋方式,若垃圾未經分類或分類不當,焚化爐容易阻塞、故障並會縮短操作年限,如果將垃圾確實分類,不但可延長焚化爐壽命,也可減少垃圾產生量。但觀現代許多人即使有垃圾分類的觀念,卻常沒有徹底做好分類,例如:學校內紙包裝飲料盒與鋁箔包飲料盒混在一起丟在回收桶。我們觀察到大部分可回收垃圾上面均有條碼,因此本研究試著建立條碼與資源類別關係資料庫,並利用條碼來自動將垃圾做資源分類。

紙洞乾坤

這原本是一個科學遊戲,盡量讓紙張伸展開來,卻不會弄破紙,除了發現其中有許多強韌的支撐點外,還利用許多數學規則來解開影響紙張伸展的因素,並發展出估測長度的最佳方法。從遊戲中學習數學,生動有趣。

主動式自動頭燈系統電路之設計及改裝研究

在夜晚,駕駛者必須依賴汽車頭燈系統才能清楚看見前方周圍之人、事、物。所以,頭燈系統是非常重要的。駕駛者卻可能忽略了這個重要系統,而在該開啟時卻未開啟。最後拿到罰單,甚至導致車禍發生。本研究首先利用兩個光敏電阻,分別感測上方及前方之照度並轉換成數位訊號輸入 8051 單晶片,以供程式判別。其次,設計光源轉換電路並配合照度計以記錄外界光源與轉換成數位訊號之關係。最後,使用 8051 單晶片以較彈性之方式控制頭燈系統,主動式地依據外界光源以適時點亮小燈、近光燈及遠光燈。

蝶鱗的妙用

春天到了,百花盛開,我們常看到蝴蝶四處翩翩飛舞,仔細瞧瞧蝴蝶的翅膀上有著不同的形狀、斑紋及圖案,偶而觸摸到翅膀還有粉粉的感覺,經過瞭解才知道那就是鱗片。於是想深入瞭解鱗片對於蝴蝶的翅膀能產生哪些功能及妙用?先上網搜尋蝴蝶鱗片資料,發現鱗片的構造及用途,不過資料很少,所以我們利用顯微鏡拍攝鱗片的排列情形,發現蝴蝶的鱗片並不相同,有的還有光子晶體,產生不同的顏色,我們再深入探討酸鹼值對光子晶體的影響,及蝴蝶如何利用鱗片來調節溫度,逃離敵人。