全國中小學科展

第三名

蛇竭美人──馬櫻丹\n校園有毒植物的觀察與研究

每當星期假日,爸媽常常帶我們到郊外去玩,有時候看見美麗的花,忍不住想摘下來聞一聞。但是媽媽總是告誡我:「小心!有些植物為了保護自己,在某些部份會『有毒 』 喔!」 隔天,媽媽告訴我關於有毒植物的小常識,引起我對有毒植物的興趣,所以我就和一些對有興趣參與這個實驗的同學開始著手研究有毒植物!經過討論後,我們決定以馬纓丹作為實驗的主角。

環環相扣同心圓‧心心相印論骨牌

本研究根據「同心魔方陣」遊戲改編,結合骨牌重新賦予新玩法與意義。骨牌有28張共56個數字,當我們進行填數時,發現許多驚奇有趣: 1. 窮盡骨牌能圍成圖形,4×4骨牌同心圓是最小面積(需使用8張骨牌),最大面積7×7骨牌同心圓(需使用24張骨牌)。 2. 骨牌同心圓內外圓總和有特定比例關係,此可由(n × 格子數=一條外圓總和數值 × 外圓總和條數)得知,(內圓和)÷(內圓邊長)=n。 3. 骨牌同心圓有最佳填數策略。

「顧名」就能「思義」嗎?-康樂山的棘渦蛛隱帶研究

『顧名思義』這是個大家耳熟能詳的成語,但如果將『顧名思義』用在蜘蛛的『隱帶』上,好像說不太通;蜘蛛的『隱帶』,這麼明『顯』的掛在蜘蛛網上,怎麼可以說是『隱』帶呢?!我們的研究是以內湖區『康樂山』做為調查的區域,以一年期間,得到蜘蛛和隱帶在數量、種類及生長上的關係;並針對台灣特有種『棘渦蛛』隱帶的形成、特性與功能所做的研究。作品的價值在於幾乎是唯一『對區域內蜘蛛和隱帶的關係』及『棘渦蛛隱帶廣泛的功能驗證』的研究。

身首異處,記憶猶存!?

以各種不同的刺激如電、光、溫度、磁,施加於渦蟲,觀察其反應,以判定渦蟲的趨性,再使用制約的方法,使其改變原本的趨性藉此達到學習的效果,再對訓練後具有學習成果的渦蟲進行切割,探討渦蟲經斷裂生殖後所產生的子代的記憶效果。

蜂毒及解毒之研究

近來嘗聞野蜂螫人,而使人致死之報導,我們又常在野外郊遊露營而被蜜蜂螫到的機會很多;因而激發人類以台灣土法治療,即以蜂血淋巴塗於蜂螫之處。又得知注射抗組織胺(Antihistamine )可為藥方,並根據所得資料,察知蜂毒之影響是多方面的。因而希望藉生理實驗之簡易方怯,來觀察並討論蜂毒及其解毒物質對青蛙之心臟、肝臟、肺臟溶血作用和肌肉收縮之影響情形。

黑擬蛺蝶的生活紀錄

生物為適應環境求取生存,從親代遺傳許多形態、本能;黑擬蛺蝶(Precis iphita iphita)的生活史就是個很好的例子,雖然文獻報告對黑擬蛺蝶的形態與行為描述不多,但藉由野外長期實地觀察,可明顯區分環境、氣候產生變化時,黑擬蛺蝶不同蟲期的蟲體都有許多外在行為的改變,本研究旨在描述黑擬蛺蝶各種不同的行為與當時環境的狀態,並將實際觀察所得詳實記載供參考。

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。

知「朱」網, 扶桑花訊-探討朱槿的花開花閉

這個研究主要在探討朱槿花開與花閉的力量,從何而來?如何控制?從實驗中發現:離開母株的花苞,其開花幅度與重量,和留在母株上的花苞相較並無差異。由花的解剖及養分分析得知:花瓣與蕊柱,從花苞開放後便不再需要母株供應。動作的機制則由花瓣及蕊柱控制;花瓣的基部和中央比邊緣厚,當呼吸作用產生水,水分因分布不一,會產生不同的支撐力與張力,造成花開和花閉。屋瓦狀排列的花瓣,力量會彼此牽制,延遲花開花閉的時間;特化的蕊柱能儲存水分,可加速花開但延遲花閉。減緩花閉的速度有利於增加傳粉者來訪的機會,而花閉所形成的空間能保水,防止子房壁乾裂,使胚珠順利發育。蕊柱及花瓣的特殊結構則可設計為仿生的對象,應用於開關的設計。

數字天平

「數字天平」常出現數學益智題目裡,或當作數學競賽訓練題,但本研究的數字天平是採用新的條件,此題於2011年1月在某研討會被提出來,當日與會者沒有人解出,題目如下:一個天平支點的左右兩側,每隔一個單位長各設一個掛勾,今有n個砝碼,其重量分別是1,2,3,...,n 個單位重,設定條件如下: 1.n個砝碼都必須要被掛上 2.每個掛勾下最多只能掛一個砝碼, 3.不考慮掛天平本身、掛勾及掛勾下細繩的重量。在天平力矩平衡的情況下,設支點左側掛有砝碼的最長力臂為L,支點右側掛有砝碼的最長力臂為R,規定符號Wn:{1,2,3,...,n},其L+R的最小值記作R(wn)。問L+R的最小值為何。本研究得到的結論有二個部份,第一部份為: 1.R(w2)=3,R(w3)=6,R(w4)=5。 2.當n≧5,R(wn)=n。第二部份是研究重量一般化的情形,探索了任意n個相異整數重量的砝碼,得到L+R最小值大於n單位長的一些充份條件。

看誰的吸管飛最遠--簡易飛機改造

飛行是門兒很奇妙的學問,它牽涉到力、氣流、飛行器的構造等因素。在這次的科展中,我們想透過紙、吸管等簡單的器具,使飛行器飛起來,看哪種飛行器飛最遠。我們先參照對照組,改良出四種類型的飛行器,再以手試飛,計算各架飛行器的平均飛行距離、觀察飛行狀態,且由各類型飛行器中挑選一飛行距離最遠的優良飛行器並互相比較。事後大家發現,由於每個人的身高不同,加上每次用力的大小、發射的角度不一,造成變因太多,所測得的飛行距離不夠客觀。所以,我們根據虎克定理,設計了一種能控制發射力量及角度的發射器。透過客觀的發射器,我們試飛了對照組飛行器、四優良飛行器,比較其平均飛行距離與飛行速率。再者,試飛時我們發現各類型飛行器的飛行狀態皆不同,所以我們又利用錄影機、電腦動畫技術來了解、模擬各飛行器的飛行狀態。