全國中小學科展

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第三名

做「磁」的主宰

(一)起子常因無由的帶有磁力,有使其消磁的裝置否?實驗室的磁鐵常一點磁力也沒有,能製作不用電便能使磁鐵充磁的裝置嗎? (二)鐵工廠的大型電磁鐵,能以電控制其磁力的有無,是否能夠不須電力就能控制一磁鐵磁力的有無呢?便打算製作磁鐵磁力的開關。

「滾蛟龍的反噬」─模糊方法對土石流發生之探討

台灣由於地形陡峭,地質條件脆弱,加上地處亞熱帶,每年颱風豪雨帶來豐沛的雨量,往往造成許多地區發生土石流災害,對人民的生命財產造成莫大損失。本文針對民國74~93年台灣發生的土石流事件,利用模糊原理與方法,撰寫程式進行模擬演算,發現影響土石流最主要的因子為總降雨量、地形坡度、集水區面積、開墾面積比、以及上游高程;其中又以總降雨量之影響最大。再配合模糊綜合評判法,即可設定在不同之降雨、地形條件下,模擬出發生土石流之危險等級,也可進一步反推出造成土石流發生之警戒降雨量,可作為土石流未發生前之參考依據。

銀晶體之研究

在一次偶然經驗中,我們得知:於濃度恰適的 AgNO3 溶液中,置入 Hg 數滴,可生成潔白晶亮的 Ag 晶體;但,何謂恰適的濃度呢?又,在 AgNO3溶液中添加酸、鹼;或改變如 pH 值、溫度 … … 的變因,對晶體之長成又有何影響呢?在尋遍群書,若無解答的情況下,我們想自製些簡易的實驗來追求結果。

珍奇的水生植物─槐葉蘋

近年來,我們的生物老師熱衷於水生植物的研究。去年三月初,無意間在學校水池內發現了一種像蜈蚣的植物,經查證才知道它就是槐葉蘋。好奇心讓我們踏上了這趙科學之旅。

新型位值算盤的研製

數學是學生最感頭痛的學科,教師們為了破除學生對數學科的畏懼,無不挖空心思,運用各種方法進行教學,冀望學生有朝一日能頓悟做數學的樂趣,而順利達成教學目標。在許多教學方法中,最有效也最受學生歡迎的莫過於多利用教具了。好的教具能協助效師與學生的溝通,也能使教者與學者兩方面都感到輕鬆愉快。經由教具的協助,可能使教學收到事半功倍的效果,這樣的教具當然能受到師生的歡迎,並且很樂意常加利用。相反的,如果某種教具,使用不夠方便,溝通又不容易,讓使用者覺得有了它反而是一種累贅時,這樣的教具就註定要遭到摒棄,而被塵封於倉庫裡。近幾年來,教育廳曾配發給學校許多教具,這些教具大都是方便而有效的好教具,因此很受學校的歡迎。可是其中卻有一種“位值算盤”自從配發以來就很少有人動用過。由於它的數量相當多(註一),應該是經專家認定為值得推廣的優良教具才對,然而為什麼它會被如此冷落呢?其中的因由何在?為了探究它失寵的道理,於是我們開始進行這項研究。

潮起潮落-流水「浯」情

金門,古稱「浯洲、浯島、浯江、浯海、滄浯」;位於福建省東南九龍江口,四面環海,東、南鄰接台灣海峽,西、北與大陸一水之隔。海,是一切的源頭,浪起、浪落,無論是驚濤拍岸,或是搖曳生姿,總是令人著迷,更時看到瘋狗浪捲人入海而喪失生命,更時看見人在海上衝浪充滿著刺激,享受挑戰自然的快感。而水在流動時經常會「偷」點東西,流速慢了,就將東西放下來,久而久之,自然就形成許許多多的沙灘景觀,這美麗的景觀,激發了我們探訪地形的奧妙,深入了解這美麗的「地形」。不同的實驗,不同的觀察,解開一道道的「迷」,從實驗中,又可以了解水是如何的「帶」及「放」的。站在岸邊望著澎湃洶湧的波濤自遙遠滾滾而來,而隨著這些浪潮而來的,不是那一條條的海草,也不是一粒粒的沙子,而是我們好奇的心。

露點的測定

十大建設中的南北高速公路,去年十二月完成全線通車,因當時適逢白天溫度較高,夜晚溫度激降的冬天,極易產生濃霧,因為視線不明,通車不久即發生許多次大車禍,傷亡不少人命,損失無數財物。「霧」是靠近地面的水蒸氣,過冷而凝成細微水滴,漂浮瀰漫在地面。「露」是靠近地面的水蒸氣,夜間過冷凝結成小水滴。因此測定露點就知霧產生的氣溫。

挖山洞真好玩

上自然科學第六單元:玩泥沙時,陳老師帶我們班上同學到榕樹下的沙坑“玩泥沙”同學們!有的堆山;有的蓋房子;有的挖河流;也有的挖山洞..., 大家玩得好高興。忽然有位同學說:「我們的山洞怎麼都會倒塌下來呢?老師看了看說:「想想辦法吧!」陳子敬同學說:「拿水桶提水,倒入沙中,再挖挖看。」我們的山洞果然挖通了,可是還容易倒塌,又不堅固,怎麼辦呢?」有位同學就用小鏟子挖了些泥土加入沙中,再挖挖看。ㄨㄚ一ㄨㄚ一挖成的山洞好堅固呀!我們就請問陳老師:「把泥土加入沙中,再加水混合後,怎麼會更堅固呢?」老師就指導我們做下面挖山洞的遊戲。從遊戲中,我們找到了許多有趣的答案。

逆向第一型轉形生長因子( Antisense TGF -α )基因的表現對人類肺癌細胞生長的影響

癌症的形成與細胞的不正常增殖相關,正常細胞因為細胞的增殖受到嚴密控制,所以不至於發生細胞無限制增殖的情況。以皮膚為例,即使一個細胞變成兩個,但依照程式,其中一個不久即會死滅。癌細胞則沒有此種程式,它們會成等比級數增殖下去,因此,病理學上把癌症定義為「失去自律性的增殖」。將正常細胞用培養皿培養時,若培養皿表面覆蓋一層細胞,增殖即會終止。又細胞互相接觸時,就會改變方向而排列在一定方向(接觸阻止現象),這是因為細胞膜經常做為控制增殖或運動的感應器,完成其正常任務的關係。但癌細胞則沒有此種控制功能,所以將無休止的增殖,甚至跨上鄰接的細胞,一再重疊。 而調控細胞增生現象的基因,根據目前所知已有上皮生長因子群( epidermal growth factor family ; EGF family )等,而第一型轉形生長因子( transforoing growth factor -α; TGF -α )即為其成員之一,此基因存在於正常細胞與轉形細胞( transforoed cell )中,具多重之功能,包括胚胎細胞遷移( migration )、細胞增殖 ( proliferation )、細胞分化( differentiation )及細胞外間質的形成等,是肺癌細胞株維持生長的一個極重要生長因子。人類的 TGF -α 基因位於第二對染色體的短臂上,基因全長約 100Kb 包含六個 exons 。而 TGF-α 基因轉錄之 mRNA 大小約4.8kb ;人類和 mouse 、 rat 之 TGF -α 膠基酸序列相同度( homology )達 90 %。 本實驗以人類扁平細胞癌細胞株( squamous cell carcinoma ce11 line ) H226 、及 H226 腦轉移細胞株 H226Br 為材料取 RNA 進行反轉錄聚合酵素連鎖反應( RT-PCR ) 所得 TGF-α cDNA 涇淘選純化( elution )後,再經載入質體,篩選純系(clone )做大量的複製,最後以限制酵素將 TGF-α 基因從質體中切出,構築反向( anti- sense ) TGF-α質體,因反向 TGF-α 基因能中和正常的 TGF-α基因,使其不能表現。希望將來能夠感染( transfect )至人類肺癌細胞株使降低其生長速率,讓基因治療研究有更進一步發展。

唧唧復唧唧—蟋蟀的聲音分析與聲音行為探討

蟋蟀可以藉聲音來區別同種、宣示地盤及吸引異性以完成交配行為等,聲音與行為的關係密不可分。我們以數近,但脈衝數及唧聲長度不同,推測雌蟋蟀應是以此時間特性(如脈衝數、唧聲長度)辨別同種。另一方面,以黑蟋蟀作為研究對象,觀察並繪製出其聲音行為模式,研究結位錄音筆及電腦軟體分析並比較台灣北部4種常見蟋蟀的聲音,結果發現此4種蟋蟀的聲音頻率接果顯示雄蟋蟀以呼喚聲吸引雌蟋蟀,再轉發求偶聲並進行交配行為。而此行為模式可用來作為之後干擾實驗的對照,以便以各種干擾物干擾,研究蟋蟀的生殖行為受到何種感官影響。結果發現蟋蟀的生殖行為主要受到雄蟋蟀的聲音支配,而雄蟋蟀則以嗅覺辨別雌蟋蟀位置,決定下一步行動,與視覺較無關係。