全國中小學科展

第三名

老菌新希望──談以Pseudomonasmendocina菌株降解污染

本研究發現採自中石化安順廠之污染土壤、乾淨土壤以及製備土\r 壤中有微生物的生長;由文獻資料得知Pseudomonas mendocina\r NSYSU(簡稱P. mendocina)即來自中石化土壤,具有降解五氯酚的能\r 力,於是利用此菌進行PCDD/Fs 降解試驗,結果顯示約21 天PCDD/Fs\r 即有明顯降解,並分析出降解OCDF 的反應級數較OCDD 為小。同\r 時觀察到P. mendocina 在汞污染之戴奧辛土壤中,可達50 ppm 之高\r 汞耐受度,並進一步降解戴奧辛化合物。\r 我更以標準品成功地發現P. mendocina 對於戴奧辛類化合物有更\r 明顯之降解效果,約12 天即有樣品幾乎完全降解,且降解最明顯的\r 2,3',4,4',5,5'-HxCB 反應級數約屬0 級,即以一穩定的速率進行降解。\r 由研究結果,明顯看出P. mendocina 菌株雖是為人熟知的菌屬,\r 但我們卻賦予牠新的功能與希望,為人們開發出以生物復育改善污染\r 環境的一種新方法。

從人工受精看牡蠣生長及增殖

牡蠣又叫「蠔」或「蚵」。牡蠣柔軟,沒有煩人的骨或刺,吃起來很方便。「蚵仔煎」、「鑑邊挫」、「蚵仔麵線」的出名,莫不以牡蠣為主要號召,到底蚵又是怎樣生長來的呢?這問題一直縈繞我們腦海,為解決這問題,我們幾位志同道合的同學翻書找資料,在老師的協助下,作實驗以瞭解其生命起源,到海邊以瞭解其生長及繁殖。現在我們已窺知其中一二了。

熱力四射

有一次到壯圍海邊的親戚家作客,媽媽說這個親戚搬到這一個家(漂亮的農舍),大概只有不到兩年的時間,所以想去參觀其建築方式作為我們自己蓋房子的參考,可是一到這個親戚的家時,所見到的景物與我的想像有相當大的出入,家中的鐵製品尤其是屋外的鏽蝕的相當嚴重。因此我有一個疑問,海邊到底是何種物質使得鐵會快速氧化。碰巧天冷時又看到同學拿出熱包,主要的成分為碳粉、鐵粉與食鹽,令我想知道鐵生鏽、熱與海風與使鐵製品的快速生鏽有何關係?於是我去找學校的自然與生活科技老師,自然與生活科技老師說,可能是鐵的氧化產生鐵離子或亞鐵離子,而鐵離子或亞鐵離子與氯離子產生化學反應形成所謂”錯離子”,於是我要了解是否其它物質也有相同的效果,鐵粉與碳粉及鹽類的用量關係是否也會影響鐵氧化放熱的因素。而員山鄉是個以農立鄉的小鄉村,廢稻草的問題始終是大家的痛,如何提供廢稻草一個新的生命,如果利用乾餾的廢稻草來取代碳粉,而且有更高的成效,就能為廢稻草找到生命中可能的第二春,基於以上數點觀點,我們設計了以下實驗,來探討我們所欲滿足的疑點。

替代「能力分班」的能力分排科學教學法

作者認為:教學時,應該在「常態分班」及「五育並重」之原則下,時時顧慮兒童的「個別差異」,因此以數學科為中心,研究適合「個別差異」的「能力分排教學法」。

等差變數多項式之定理的推廣與應用

在去年,我曾以「有關整變數多項式之定理」為題(現更名為「等差變數多項式之定理」)參加第十八屆全國中小學科學展覽倖獲全國高中學生組第一名,後來幾經研究又得到了一些結果,並在其推廣探討中,又獲得更進一步的發現。在「有關整變數多項式定理」一文中,我所探討的皆限制於單變數多項式,舉凡一切的性質、定理等均建立在單一變數多項式函數之上。因是,我們便有了疑問,是否這種關係也存在於二變數、三變數 .... ,甚至多變數多項式之中呢?這是個很有趣的.猜測。因此,下面我們先回憶一下以前的資料,作全盤的了解,再繼續探討剛才所提出的新猜測。

物理LAI探討:波動

國中物理第十五章波動,有關同相與反相,干涉與節點等部份,用傳統教學法學生不易吸收,做實驗又缺乏適當器材 ─ 繩波波速太快,水波觀審困難,且共同的最大缺點就是不能讓波停下來!在市面上更缺乏合適的錄影帶 …… 於是設計了以下兩個程式以輔助教學:(一)同相與反相。(二)合成波與節點。

漫步在蜘蛛網

在本文中我們以同心圓和直線構成蜘蛛網,並對每一個蜘蛛網定義出蜘蛛數;則若在此蜘蛛網中加入缺口後,會影響蜘蛛數的大小。探討蜘蛛網上的缺口該如何配置,才能夠得到蜘蛛數的極值(最大值及最小值)。首先由一直線或圓該如何分配缺口,蜘蛛數將有極值,再深入探討許多條直線或圓上的情況,進而推展到許多同心圓及通過圓心的許多條放射線的缺口該如何分配,蜘蛛數才會有極值發生。像科學家的研究,藉由特殊化簡單的情況,進而推廣至較為複雜一般化的結果。在得到初步的結果之後,我們再將研究的目標轉到三個不同方向:將蜘蛛數的規則放到其他圖形中(正多邊形、星型);設計出新採地雷遊戲;總缺口數為定值的策略設計。

以銅為鏡可以正硝酸

找出由銅與硝酸產生之NO2、NO 的量,因NO 一碰到氧氣會馬上反應成NO2,所以要測定得在真空中進行,最簡單的方法就是使用可以直接對氣體做定量分析的儀器,但由於儀器過於昂貴,且在高中實驗室裡若想從氣體去定量氣體產物的量幾乎是不可能的,否則就得忍受極大的誤差,於是我們尋求簡單、易懂、可信度頗高的方法來測定NO2、NO 的量,試圖觀察硝酸濃度和溫度與其產物之間的關係。同時以金屬鋅作為一個反應的對照。選擇鋅片是因為書中所提及的鋅與硝酸反應過程,總是只有銨根單一種產物,於是摻雜幾許懷疑的成分,以鋅做了實驗。結果意外發現反應之下也會產生NO2及NO。

應用聲紋分析原理於建築物隱藏管路探測之研究

本研究以混凝土試體代替實際之牆壁,採用電腦軟體為研究工具測試後取得錄音檔,進行聲紋分析以輸出頻譜圖。我們由頻譜的特徵將麥克風可測量之頻率範圍分成低頻和高頻二個頻段,從中選出一組特徵頻率後加以分析比較,以找出可判別管徑和材質的差異。本研究所提出的方法,可以有效應用在判別建築物中隱藏管路之探測上,主要研究成果以下三點。一、在管徑方面:PVC管各試體頻譜圖的低頻部份出現明顯的規律性。在低頻部份,其特徵頻率隨著管徑的增加而有下降之趨勢,且均低某基準值(300Hz);在高頻部份數據受鐵錘影響,故無明顯差異。二、在材質方面:鐵管試體之圖形和數據在「低頻」部份明顯較高,PVC管試體之數據均較低;在高頻部份數據受鐵錘影響,故無明顯差異。三、在隱藏管路判別方面:可以利用「低頻」的位置當成主要的判別依據。如果試體的「低頻」特徵頻率能高於背景雜訊,將可以判定為內含管路。

水中的小不點兒~揭開草履蟲的秘密~

每逢假日,經常隨爸爸到田野採集實驗材料,爸爸常用燒杯從水溝中取水觀察,看了很久,總是嘆氣的說,又沒有了,有一天,我們在東門城郊賞鳥時,到浯江溪上游的水溝中,爸爸說有了,終於找到他所要的對象─草履蟲,就近一看,只見燒杯的水面上除了一個個小白點外,其餘的什麼也沒有。後來跟爸爸到實驗室用顯微鏡觀察,才發覺這些小不點的長像,以及他在水中自由自在的悠游,實往可愛極了。後來,我又發現這些小不點的更多有趣的行為,於是在爸爸的引導下,做了一連串的實驗來探討草履蟲的許多祕密。