佳作

學校的科學中心前的栽培園，整年都有栽培各種植物，在苦瓜之後的短暫日曬休耕，又是輪到玉米甜的活動了。今年我們準備五個品種的玉米種子，分區播種、澆水、施肥等。 當玉米發芽長出幼苗嫩葉時，各種的蟲蟲接著來訪；覓食葉片、產生斑點、捲葉、斷葉等風波一個接一個。 在1~3個月栽培中，最熱鬧的是捲葉風波，葉子有了斑點，仔細一看是蟲蟲的卵---幼蟲，開始覓食，為了保護自己就把葉片咬斷一部份，開始吐絲捲葉；由於覓食、捲葉方式的不同，我們分辨出單帶弄蝶的幼蟲和瘤野螟的幼蟲，也因為覓食、捲葉的不同，使研究更為有趣多元。在三個月中的飼養觀察，提出了許多有趣的事件和難忘的記憶。

在我們週遭環境中常可見到許多種類的植物，然而可以叫出名字的卻少之又少，或許我們可以查閱植物百科之類的書籍，但是這類書籍通常多不在手邊，就算有了植物百科，也不易翻到顯示該種植物的正確章節。假如我們可以將想要認識的植物葉片影像取得後，透過網路將該影像傳送至植物葉片資料庫查詢，經過分析辨識，資料庫再將結果傳送回來，這樣不是比查閱植物百科方便多了嗎？本研究提出一種利用輸入葉片影像來進行植物資料庫辨識查詢的方法，藉著最佳權重組合的特徵值及兩階段處理的策略來調校系統，以達到較佳的整體辨識效能，從實驗測試的結果得知，我們的策略與方法確實有效，有82%的查詢葉片可以被精確的辨識出來，每次查詢的平均反應時間為17.22 秒。

本研究主要是觀察絲葉狸藻(Utricularia gibba)葉子特化的捕蟲囊觸發運動之影響因子，還有吸收物質的情形。結果發現此種狸藻捕蟲囊的表皮細胞主要有兩種細胞型態，分別為分布在內外表皮基部的四爪腺毛與半球型腺毛。因此，雖然其缺乏根部吸收功能，但是狸藻捕蟲囊具有輔助吸收養份的功能，水份主要由四爪腺毛基部進入至細胞內，再由內而外開啟的半球型腺毛排除。此外，我們觀察到含氮物質吸收較快，甘油與葡萄糖較慢，兩者的路徑也有差異，另外，我們也發現光照時間與照不同色光，以及在不同溫度下，對捕蟲囊的觸發運動會有不同程度的影響。若能對狸藻捕蟲囊構造更加了解，將可用於生物防治法減少孑孓病媒蚊孳生，或應用於仿生生物學開發負壓捕蟲的工具。

這次科展是觀察地板磁磚的拼貼方式而得到的靈感：是否存在一種方法可將磁磚封閉區域內的正方形數量算出？先簡化題目，從最小的封閉區域－對角線算起，發現對角線經過的格子數與長方形的長、寬和長、寬的最大公因數有關。再把封閉區域變大，為找出規律，將區域內的格子分紅、藍、黃三部份討論，並把這三部份格子數相加所得的算式，整理成簡潔公式。隨著封閉區域變大，我們用同樣方式觀察，推導出許多類似的公式，巧妙的是公式間也有規律，可彙整成一個完整公式。最後運用逆向思考推導出適合任何情況的T公式，讓研究結果從特殊化變為一般化，適用範圍更廣泛。將此公式帶入長方形的長寬以及封閉區域起點終點移動的距離，就能算出封閉區域的格子數。

近年來霾害對台灣影響嚴重，南臺灣又因各種因素而使霧霾擴散不易，影響我們的吸呼品質，因此決定了解空汙粒子的特性，以及口罩對其的防範效果。本研究中，我們利用紅外線反射偵測的空汙感測器和電阻式溫溼度感測器來探討空汙粒子的擴散運動。透過布朗運動的原理了解空汙粒子的傳播情況，並加入濕度參數來做討論，其研究結果發現若空汙粒子濃度越高，其單位空間的擴散速率越快，而所需的平衡時間越長。從實驗中，我們也證明布朗運動中的擴散係數D值不隨著初始濃度和濕度而改變，可視為一個定值。最後我們測試了不同口罩對空汙粒子的阻隔性，發現對空汙粒子的防禦力為：活性碳口罩=外科口罩=口罩中層>>布口罩>口罩內層=活性碳碳層>口罩外層。

本文透過翻書籤問題，觀察改變黑色面朝上書籤數1張及2張(含改變中間間隔白色面朝上書籤數各種類型)時，探討書籤總張數及達成翻開所需步數之間的關係，發現到初步判別方法及彼此間呈現等差數列的規律情形。

我們主要研究眼斑海兔，以建構出一套完整的海兔防禦系統。實驗方向大致上有三： （一）基本防禦機制：藉由刺激牠的各個部位來觀察牠們不同的因應方式。最後我們發現，當我們刺激牠的頭部或尾部，牠會將頭尾縮進外套膜中形成球狀。而當我們刺激其背部，牠會進行縮腮反射，若繼續刺激，牠會噴出紫紅色液體禦敵。 （二）海兔防禦的記憶行為：我們定時刺激海兔的頭部，紀錄海兔將頭完整縮進外套膜內所需的時間。最後發現，隨著刺激的次數增加，海兔將頭縮進外套膜內的時間拉長甚至不再反應，顯示海兔的防禦亦具有記憶效應。 （三）墨腺與蛋白腺的作用：我們將海兔的混合液體滴入美國螯蝦身旁的水中，並觀察牠的活動狀態與食慾狀況。

我們發現埔里地區在106年1月到3月、107年3月到4月期間，的空氣品質較差，再將埔里盆地106、107年PM2.5超標的日子，與附近魚池氣象站資料比對，發現106年超標的日子中，有90%發生逆溫的現象，於107年有83%發生逆溫的現象，比較106年的3、7月逆溫現象出現的日子，發現當逆溫現象出現的時間越久，PM2.5就越容易超標。我們利用銅管和觀察箱，模擬逆溫現象下熱對流情形，在上熱下冷時(模擬逆溫)對流不易發生，不同層的溫度分層且不易平衡，在上冷下熱時，容易產生對流，不同層的溫度會漸漸平衡，但溫差小時會使平衡時間加長。在逆溫發生的空間注入煙霧，模擬煙霧流動的情形，發現，煙霧會下沉，不會對流，而使下層空氣更混濁。

紅邊大龍蝨屬於完成變態類的水中甲蟲，幼蟲期為三齡，其幼蟲性情兇猛俗稱水老虎(water tiger)。成蟲為肉食兼腐食性，主要是靠嗅覺來搜尋食物(屍體)，且搜尋能力雄蟲＞雌蟲，是為食屍性分解者中很有效率的清道夫。活體餌料中，紅邊偏好吃食的順序分別為蝌蚪﹥大肚魚﹥翻轉螺﹥福壽螺。餌料的震動及水溫的升高皆能增加紅邊搜尋食物的速率。紅邊是陸海空三棲的水生昆蟲，對環境忍受度很高(溫度耐受度在6℃~35℃之間;鹽度耐受度在10 ppt以下;酸鹼值容忍度為pH3.0~pH11.0之間;濁度、水中溶氧量不受影響)，可當作嚴重汙染的生物指標之一。雄雌成蟲皆會分泌的乳狀淡藍色液體會導致獵物麻痺、痙攣進而游速變慢或昏迷，可能對於水中脊椎動物的神經系統有不良的影響。

我們推廣九十五年國中基測數學試題，給定三角形 ABC 與其西瓦線AD，在直線AD上取一動點P，分別討論四種函數 |PB-PC |、PB+PC、PB/PC 與PB×PC的數值變化，並求出四種函數的極大值與極小值，其中相除與相乘的難度很高。本研究特色是分別以雙曲線、橢圓、阿波羅尼奧斯圓、等腰梯形刻劃四種函數的極大（小）值，並特殊化到高、中線與角平分線。有趣的是，在三角形 ABC 的中線上滿足PB⁄PC 的極大（小）值點，是以 BC 為直徑的圓與中線的兩個交點，而角平分線上滿足 PB⁄PC 的極大（小）值點分別是內（旁）心。另外，角平分線上滿足PB×PC 的極小值點落在內心與角平分線截點的線段上。