全國中小學科展

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第三名

舞光拾色--多樣化的植物運動

植物能感應環境中的光,我們好奇植物對光的反應是否有多樣性。因此選兩種單子葉植物、七種雙子葉植物以自製觀察箱觀察植物生長。我們發現: 一、 植物向光及擺動現象有多樣性:向日葵幼苗居然沒有向光性,而其他六種雙子葉植物,向光性在速率與擺動行為不同。單子葉植物無擺動現象,且葉片出芽鞘後就失去向光性。 二、 向光與擺動現象受光色影響:藍光下向光速率最快,次為綠光,但紅、黃光下則無。藍、紅光下擺動較顯著。 三、 激素影響植物向光與擺動並有多樣性: IAA抑制向日葵擺動而不影響綠豆。反之,低濃度乙烯使綠豆擺動減慢卻不影響向日葵。 四、 鈣離子會影響向光與擺動:利用可抓走鈣離子之EGTA處理,發現鈣離子會影響植物向光與擺動。

螢火蟲生態研究

在夜釣的偶然機會中,發現了外形特殊,尾部會發光的昆蟲,經查証為螢火蟲幼蟲,不禁令我們回憶起童年時,於收割後的稻田中,追逐螢火蟲的種種難忘情景。 台灣地理環境特殊,其間孕育了豐富的生物資源。近年來,由於保育意識的興起,大家便對周遭的鄉土生物展開調查與研究,唯獨螢火蟲的生態研究始終乏人問津。反觀日本,對於螢火蟲的生態、習性早已於五十多年前如火如荼地進行研究,甚至在多摩動物園成立了螢火蟲館及各個保護區。 然而台灣在近年來經濟的迅速發展下,螢火蟲卻從生息地逐漸消失了蹤影,想必與周遭環境改變有關,但是究竟螢火蟲的適合生態為何?牠們族群又為何減少?又到哪裡去了呢?這些都是我們急欲探索的問題,因此褐開了研究的序幕。

窗戶怎樣開較涼爽

因班上的上段窗戶很不方便開,故常常都沒有開,有一次一位同學在外面玩熱了,進了教室便說:「上面的窗戶要打開較涼。」但有位同學接著說:「上面的窗戶太高了,開不開都沒有什麼影響。」就在那爭執不下的時候,斑長又說:「老師曾說過,熱空氣上升,上面打開容易散熱。」究竟如何呢?我們就在級任老師及主任的指導下,做了下面的研究與實驗。

破解『防眩光板』的奧秘

是常見的現象,會對生活造成不便的影響。所以本研究的主題是:探討檯燈造成反射眩光的種種現象,並研究防眩光的原理,最後再試著DIY防眩光檯燈。為達成目的,我們首先觀察檯燈上下、左右位置變化時,眩光大小、形狀、位置的變化。在初步瞭解眩光現象後,我們推測防眩光的原理可能與防眩光板的折射、反射程度有關,所以設計了照度、輝度、雷射光折射三個觀察實驗。根據觀察結果,我們發現防眩光板具有很高的反射效果,所以光線會在檯燈內不斷反射,最後被吸收,於是檯燈照射出的亮度與眩光程度都有所降低。最後我們用十二種常見的材料DIY防眩光板,並以六項評斷標準進行評分。結果證明,我們DIY的防眩光板一點也不輸一般的商品。

省電95%以上的超大型數字鐘

台南市政府每年須編列十幾萬元之經費支付市區內約十座數字鐘塔,平均每年每座耗費電費約一萬五千元電費,如果全國有一百座鐘塔,則每年至少耗掉一萬五十萬元以上之電費,‘在此能源短缺之今,實在是一件極須改進之事,基於此一事實,我們提出此一改進方案,在不影響計時顯示,教育社會大眾守時之前提,改進其最消耗能源部分之顯示板,除加強及美化顯示功能外,每台又可節省電能 95 %以上,假如全國都改用,每年至少可節省電費一百多萬!

以Hα干涉濾鏡製造人工日蝕研究日珥

自接觸天文幾年以來,對於太陽特感興趣,從前我以望遠鏡拍攝太陽頂多只能記錄到黑子、白斑之類的現象。但是,去年我在日本的天文雜誌上見到許多業餘天文學者攝下了只在日全蝕才可見到的日珥,一時倍感興趣,決定要以我現有的儀器拍到日珥,且要研究關於日珥的特性,這才不失天文攝影之意義。

養豬廢水污染終結者—功能藍菌

本實驗利用頓頂節螺藍菌(學名Arthrospira platensis)來分解或吸收養豬廢水中的有機物質及代謝剩餘物,將藍菌漸進式馴化,以「人擇」提升其對污水的耐受度,並使用未滅菌之「原廢水」來飼養,且不添加任何營養鹽。以此藍菌分解濃度20%的原廢水,進行水質檢測及菌種濃度監測。結果於第3天達到環保署豬廢水的排放標準:化學需氧量<600,懸浮固體<150,有效的分解硝酸鹽、磷酸鹽及銨根等污染物質、去除臭味。所生產的頓頂節螺藍菌(俗稱螺旋藻)還可用於養豬飼料中,以期提升肉豬的品質及免疫力。已有養豬戶在50噸的大型藍菌池中測試本實驗結果,去污效果良好且可回收藍菌做為飼料。此成本低廉且有經濟效益的廢水處理法,適用於中、小型養豬戶來處理豬廢水以降低污染源。

挑戰爺爺的戰鬥陀螺

我們參加學校的活動中,對陀螺產生了興趣。在老師的指導下,從事了各種不同的實驗。在實驗中,我們發現了不同的操縱變因,會對陀螺的轉動產生影響;也發現了,當陀螺在轉動時,會產生一股力量,使小白球、衛生紙條、煙霧等繞著陀螺運動。

背著房子走天涯-蝸牛對光、電、環境刺激的反應

本實驗旨在觀察蝸牛之本能、適應、記憶及學習等行為。首先我們建立蝸牛的實驗基模,觀察到蝸牛具有短期記憶,並測出蝸牛簡單的記憶保留量與遺忘曲線。實驗基模建立後第二天,再以光、電及振盪等環境刺激來干擾蝸牛並記錄其行為的改變。我們觀察到蝸牛具有學習行為的歷程特徵具有學習行為的歷程特徵:即是行為的獲得、消弱和自發性恢復的現象,並具有古典制約學習行為 ( classical conditioning learning)。充份顯示出蝸牛具有較高級的記憶與學習行為,應非簡單的軟體動物。此外,蝸牛對環境振盪與電壓刺激有適應性,先前得到的短期記憶雖受到短暫的干擾,但多次振盪實驗後即可恢復;且電壓大小與蝸牛記憶的干擾度成正向關係。

紀錄在岩石中的生物活動-生痕化石

(一)我們在基礎地科的課程中學到「生痕化石」為生物因生理活動留在沈積物之痕跡,例如行動時留下的爬痕、居住所鑽的洞穴或消化後之排泄物;生痕化石代表著生物之生活情況,可直接提供有利之線索,藉以研判生物之生活環境。(二)野外觀察中,我們經常可以看到砂棒(生痕化石之一種),在北濱公路自基隆至鼻頭角之問,生痕化石極為豐富,同時還有貝類化石、螃蟹化石(胡 1984 )多種沈積構造及海蝕地形等景觀,這些生痕化石可提供何種線索?(三)本實驗為採討生痕化石與生物環境之關係,除了調在生痕化石形態,並在北部三種海濱沈積環境中觀察生物活動的痕跡,以討論現代生物痕跡與鼻頭角(中新世)之生痕化石。