全國中小學科展

第三名

父親的童年──迴力螺的探討

父親經常在飯後和我們聊天,有一次,他提到他的童年往事,他說那時候,大家都很窮,父母根本沒有錢給小孩子買玩具,平常,小孩子的玩具都是自己動手做的,就像一個瓶蓋加上一條線,可以玩上一天。 當然,好奇的我立即要求父親教我做,只見父親拿起鐵槌將瓶蓋捶平,成了一塊圓鐵片,然後,在鐵片中央挖兩個小孔,並將線穿入二個小孔後打結,最後,將線繞一繞,再用力一拉一放,這個圓鐵片就轉了起來,我很好奇,它為什麼會轉?它叫什麼名字?當時,父親也說不上來,於是,我到學校請教老師,老師說它為何會轉,我們可以進行實驗,研究看看,探尋其中的奧祕,至於它叫什麼名字,老師也不知道,在本文中暫且先稱呼這個圓鐵片為「迴力螺」。

齊次對稱不等式的一個定理

沙瀑我愛羅的流沙忍術

本研究利用壓克力盒、沙子、小保麗龍球等簡易材料,自製多種不同排列的孔洞模式來尋找最佳的顆粒流化現象,發現影響顆粒流化有三種主因: 1.孔洞大小:直徑2mm,孔與孔之間的距離為2公分為最佳,面積越大則孔數越多, 孔數=(長/2)+1*(寬/2)+1。 2.顆粒:必須使用完全乾燥的沙子(顆粒大小為0.2~0.5mm之間)或小保麗龍球,顆粒高度5~25公分,無法使用綠豆、鹽、糖、麵粉等物品來代替。 3.氣流強度:氣壓大小需適中,太大會造成顆粒激烈翻騰或噴發,太小顆粒會不動或只微微震動。 最後利用分層彩沙與彩色小保麗龍球來探討流化軌跡與流化程度,藉由色層的移動,成功觀察顆粒流化軌跡的變化。

平面圖形重心問題之探討

課本上提到三角形的重心是三邊中線的交點,使我們好奇的想到四邊形的重心在那裏呢?五邊形、六邊形呢?甚至扇形、拋物線圖形呢?因而引起我們研究的動機。

八中里的居民住得安全嗎?

我們八中里的居民住的大多數是平房,巷道也非常狹小,離基隆河又很近。每當夏天大雨或颱風侵襲後,住在近基隆河的人都會提心吊贍,深怕自己的家園又遭大水侵襲。甚至去年( 83 年)社區的一次大火,幾乎把大家都燒怕了。 八十三年颱風過後,九月份召開里民大會時,有人提出: 『 我們的住家會再淹水嗎?若再淹水,我們該怎麼辦? 』 當時誰也不敢確定會不會再淹水。問題到現在也沒有辦法解決,阿公說: 『 在我的腦海中,小時候的八中里也常淹水,但居民不多,河床也沒有像現在這麼深,雖有洪水但影響較小』目前居民多,為何現在還會淹水呢? 甚至火車、貨櫃車的噪音也常年圍繞著八中里的居民,我深深懷疑這樣的生活品質。年輕一代多數己搬往他處,難怪本校學生數會越來越少(由二十四班降為六班,共 176 人)。 這些問題是如何發生?水流特性如何?是地質與地形的因素嗎?是人為因素或其他原因?火災會再發生嗎?我們的環境、居住品質如何?這些問題在我的腦海中不知已盤旋了多久,在爸爸、里長、本班小朋友、社區的居民、自來水公司新山淨水場陳慶文先生及環保局林家名、黃立鈞先生的協助下,我們展開了以下的研究活動。

金生金適─結合奈米金粒與DNA適體的金黃色葡萄球菌快速檢測系統

金黃色葡萄球菌是生活中常見的病原菌之一,因其抗藥性日益嚴重,是大家所熟知的超級細菌。 目前醫院對此菌的檢測方式,從培養到獲得結果大約需要兩天,對許多感染此菌的重症患者是無法接受的醫療時間延誤。 有鑑於此,本研究利用創新的適體、光電及奈米技術發展一個可以快速偵檢金黃色葡萄球菌的系統。 適體為具有與抗體同樣分子辨識功能的寡核酸。我們利用DNA 適體篩選技術,獲得能夠專一地辨識金黃色葡萄球菌的適體序列,進一步發展高敏感度細菌檢測系統,並測得靈敏度近個位數的金黃色葡萄球菌。本研究亦結合奈米金與共振光散射原理,以簡便的二極體雷射與偵測裝置,可快速判定檢測樣品中是否有金黃色葡萄球菌,大大縮短檢驗所需的時間。

貼近與貼近之間─菟絲子生長解密

本研究欲探討菟絲子是否有寄生之外的營養來源。我們藉由切斷其寄生來源,形成菟絲子斷莖,進而探討不同條件下的生長情形:在適當光照與水分下,菟絲子斷莖可延長莖枝並獨立存活約一個月,種於礦物質土壤中顏色由淡黃轉為青綠,種於0.05%花寶五號培養基中分枝變多,0.1%組莖枝延長加快,可見菟絲子斷莖不需經過寄主可直接吸收水及無機鹽。此外,菟絲子斷莖在光照下存活率較高,使我們進而探討其是否行光合作用:經萃取野地菟絲子發現其含有少量葉綠素;連續光照可促使菟絲子斷莖葉綠素含量增加;同時我們也收集到菟絲子光合作用產生的氣體;最後以PCR 與電泳分析,找到光合作用必備酵素rubisco 的基因rbcS。以上均顯示菟絲子可在無寄主情況下行光合作用。

向日葵的觀察研究

我家的花園裹種有很多種的花,其中幾棵高高的開著像太陽一樣的花朵常向著太陽開著轉動著,因為覺得很有趣便去請教老師,老師說,那是向日葵,利用課餘的時間老師指導我們做下面各種觀察和實驗,並從工作中去找答案。

都市鬧區交通管制系統改善實例

(1) 都市鬧區交通擁塞的主因在於各路口之交通燈不能相配合,而造成不流暢現象,終惡性循環之後,軍輛愈多愈擁擠情況愈嚴重,以致執法的交通警察,都無可奈何,影響所及造成大家浪費時間,油量及空氣污染,此實為一嚴重之社會問題。(2) 台北市中山北路、林森北路之區域為最嚴重,以致許多司機在一上下班時間不敢載客前往此一區域,因為一陷入該地區,常 30~ 60 分鐘,才能「逃出」,情況之嚴重,由此可見,我們曾一利用畢業旅行期間訪問台北幾使司機的意見,他們一致認為,造成擁塞最火的原因,在於交通號認不能相互配合!(3) 經我們深入研究後,發現造成擁塞的幾點原因為:(一)路口與路口的交通管制號誌無法做有系統之控制。(二)管制號誌在尖蜂時間,無法做靈活的調變。(三)當有警察做交通指揮後,交通將益形擁擠,其主要是縱衡交通流量轉換太慢,而造成不流暢。

「點鐵成金」真的那麼容易嗎?

一天,我們在圖書館看了一本中國少年兒童百科全書,裡面有一則實驗─如果把鐵釘放入硫酸銅溶液中,鐵釘就會變成金金亮亮的金釘。我們覺得非常神奇,“點鐵成金”竟然如此容易!我們這種年齡的小少女最愛金金亮亮的小東西了,所以就決定做實驗試試看。