全國中小學科展

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第二名

我們的電腦語言

當我們寫作電腦程式時,經常發現一個現象,就是:在某個時候會須要某種功能,但是我們正在使用的那種電腦語言( ex : FORTRAN . BASIC )沒有這種功能,而另一種語言有。因此我們便想到要學習一種功能最強大的語言,要能包容其他各種語言的所有重要功能的。但是我們找不到。於是退而求其次,希望能找到一種可以定義指令的語言,這樣我們就可以定義出我們想用的功能。 FORTH可以,但它只能作整數運算,作浮點運算時必須採用模擬的方法,定義起來太複雜。 LOGO可以,但它是Interpreter ,速度太慢。我們理想中的語言要有:Compiler 的速度 FORTRAN 的運算能力 PASCAL 的結構化 BASIC 的簡單易學 LOGO 的定義指令能力當我們 找不到這樣一個語言時,我們就自己動手來創造了。

以海帶及豬皮提取物製作抗氧化保濕性化粧品之研究

台灣海帶豐富,從海帶中提取之褐藻糖膠具強抗氧化性、高溫穩定性及吸濕保濕性;從海帶中提取之褐藻酸鈉含(-COONa),(-OH)類活性基團,以0.1%褐藻糖膠、1%褐藻酸鈉、0.1%氯化鈣,以Arlacel83為分散劑,在均質機交鏈下,可製成微膠囊精油,將其置放在面膜、乳液中可增加其速效性。 褐藻糖膠之抗氧化及保濕吸濕性隨其純度之增加而增高。 膠原蛋白之乳化性為52.6%,可有效避免油水分離。 環保免洗面膜無使用不織布所造成之環境污染,其基膜平均吸水率為1.45%,加入褐藻糖膠及膠原蛋白之平均吸水率為11.68%(約為基膜8倍),再添加乳酸,其平均吸水率為22.88%(約為基膜15.78倍),可避免使用過久,造成養份被面膜反吸回來,引起臉部乾燥之缺點。 自製保濕面膜、乳液、油膏及環保免洗面膜,使學生從做中學培養出發現問題、解決問題、探究研發之科學精神,學習後充滿信心、興趣與成就感。

模「飯」生

本研究主要是研究要如何蒸出好吃的飯。一開始我們查到四種煮飯方法,但是瓦斯、電鍋煮飯的技術有點難,第一次很難成功,電子鍋煮出來的飯又沒有我們去買蒸的飯那麼粒粒分明、那麼好吃,所以我們想研究如何用最方便的方法蒸出好吃粒粒分明的飯。 研究中為了把感覺變成科學的數字,我們設計了「自製測硬度器」、「自製測黏性器」,用科學的方法來測量飯粒的硬度、黏性。 最後我們不但找到蒸出「粒粒分明的飯」最簡單的方法、利用「改變蒸的時間」就可以輕鬆調整飯的硬度;冷飯也只要短短6分鐘就可以變好吃,而且我們還利用蒸飯多餘的蒸氣幫助加熱水來煮湯,節能減碳,飯還是「蒸」的最棒!

與蜘蛛共舞─────蜘蛛絲強韌度與溫、濕度的關係

將熱帶幽靈蛛以及肩斑銀腹蛛飼養於實驗箱中,控制濕度,在不同的濕度下,取其所吐的絲,以微量天秤測量其強韌度,發現濕度越大,蜘蛛絲的強韌度越小,同種但不同個體之蜘蛛皆有相同的結果,可以以公式 1/ F = k H ± Ho 表示(F:砝碼數,k:斜率,H:濕度,Ho:常數)。另外,將熱帶幽靈蛛以及肩斑銀腹蛛飼養於實驗箱中,控制溫度,取其所吐之絲,以微量天秤測量其強韌度,發現溫度太高或太低,蜘蛛絲的強韌度皆降低,在 20℃~ 30℃時絲的強韌度最大。另於不同溫濕度下,觀察蜘蛛網,發現在適當的溫濕度下,肩斑銀腹蛛會正常結網;溫度太高或太低、及濕度太高或太低的環境中,皆只吐少量的絲。

聞香下馬—精油提煉與分流

利用生活可見的水電五金材料組裝設計精油蒸餾器和精油分流器,來提煉精油並運用精油於生活中,本研究所設計的「自製精油蒸餾器」在加熱出現液滴的效率方面(第一滴液滴所花時間的倒數),是「實驗室制式蒸餾器材」的四倍,並且可以在較短的時間產出量相近的精油量。透過「自製精油蒸餾器」,本研究成功提煉出四種精油,分別是柚子、檸檬、柳丁、樟樹精油,精油提煉的材料是收取菜市場榨完果汁丟棄的果皮、營養午餐食畢的果皮、以及校園中樟樹葉,可以說資源再利用,提煉出最環保的精油。本研究也嘗試將精油運用於手工精油皂,有不錯的效果,未來可嘗試運用本研究所設計的「自製精油蒸餾器」來提煉更多種類的精油,或開發精油的運用。

花蓮地區風向與風速的探討

天氣和氣候對人類的生活環境和生活品質皆有深入的影響,尤以氣溫、氣壓、風、降水為主要影饗因素。台灣地處地球上最大陸塊與最大海洋的交界處,地形狹長、高山起伏、四面環海,因此其氣候特色與其他同緯度地區並不相同。花蓮全縣,更因山多平原少,將花蓮隔成許多不同的小地形。因此在大環境下,蘊藏了各種不同的小氣候。我們長期居住於此,各種因子組成了花蓮的氣候特色,經常性地影響生活在此的居民。因此,我們想更探入了解花蓮有什麼樣的氣候特性?中央氣象局在廣佈全省的大小測站中選了幾個重要地點,每天釋放兩次探空氣球,以探測天空不同高度的氣象資料。很幸運地,花蓮氣象站即有此項設備。經過討論,我們選擇了「風」做為探討花蓮氣候特色的第一個題目。從風開始,逐步了解主宰花蓮氣候的變因與氣候組成的項別。 由高中基礎地球科學與地理課程中,我們了解了行星風系、季風、地形風形成的原因,到底它們是如何呈現在一個地區呢?本次研討我們想利用高空探測資料和地面逐日逐時資料,去探討花蓮地區一年中風的形態、變化、儘可能探尋其原因,以期了解善變的風以什麼樣的法則進行它的「變 」

海蟑螂的生態探討

奏湖是個海島,在這兒隨時的可以看到一大批為興趣、為娛樂、甚至為生活的垂釣者。釣魚是一門很大的學問,釣某種魚一定要用某一種餌料都是固定的;海邊垂釣,海蟑螂是用得最普遍的活餌之一。仔細觀察海蟑螂我們發現了很多有趣的問題,例如:(一)海蟑螂的雌雄如何辨別?(二)如何產生下一代?(三)牠們以什麼為食?(四)為什麼在堆滿垃圾的岸邊最多?( 五)為什麼太亮、太乾燥的地方很少?(六) 夏天時數量極多,冬天都跑到那裡去了?是冬眠嗎?(七)在海邊有沒有更省時省力的誘捕方法?(八)有可能在實驗室內繁殖嗎?這一連串的問題引發了我們觀察及做此實驗的興趣!

讓神明保佑“泥”!金紙灰水泥砂漿試體試驗

「讓神明保佑“泥”!金紙灰水泥砂漿試驗」是藉由簡易實驗設計,測出取代或添加不同比例金紙灰對水泥砂漿試體強度的影響,瞭解金紙灰可否取代部分水泥及細骨材,達到廢物利用,同時降低工程材料的成本增加經濟效益,以符合綠建築之永續宗旨。前期試驗證實:金紙灰水溶液為鹼性,其化學成分有:SiO2(18.08%)、Al2O3(12.23%)、Fe2O3(1.30%)、CaO(39.79%)等類似水泥的成分。研究結果顯示:添加少量(添加率10%以下)金紙灰將有助於早期強度的提升,若添加過量則產生負面影響減低強度。而本研究試體晚期強度普遍不佳,應與金紙灰過量鹼性成分和燒失量太大有關,倘若能在材料的取得技術或後處理做改進與提升,將更有助於提升金紙灰再利用的價值。

黑豆奶優酪乳抗氧化性之研究

本實驗研究的目的分為兩部份:一部份是探討雙叉桿菌在豆奶與牛奶發酵基質中的生長情形包括生長菌數測定、pH 值與可滴定酸度(%)之測定、耐酸性試驗、耐膽鹽性試驗,比較雙叉桿菌(Bifidobacterium longum B6 及15708)在四種發酵基質(【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】、【黑豆奶(100%)】、【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】、【牛奶(100%)】)中的生長情形,評估雙叉桿菌是否適合以黑豆奶為發酵基質來製作出接受度高的黑豆奶優酪乳;另一部份則是探討雙叉桿菌在以豆奶與牛奶為發酵基質的優酪乳其發酵前與發酵後之抗氧化活性,包括還原力之測定、清除DPPH 自由基能力之測定、螯合銅離子能力之測定,探討含有不同濃度雙叉桿菌菌體(活菌)與豆奶所提供的抗氧化活性,是否會因發酵作用而有差異。結果顯示:(一) 生長菌數測定:B. longum B6,15708 兩株菌在四種培養基中的生長順序如下:【牛奶(100%)】>【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】>【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】>【黑豆奶(100%)】。在【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】優酪乳中生長情形比在【黑豆奶(100%)】生長情形佳。(二) pH 值、可滴定酸度(%)之測定:兩株菌種在四種發酵基質中產酸情形相類似,【黑豆奶(100%)】的pH 值很明顯高於【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】、【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】、【牛奶(100%)】等三種優酪乳,且差異顯著。兩株菌種在四種發酵基質中的最終發酵可滴定酸度大小順序為:【牛奶(100%)】>【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】>【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】>【黑豆奶(100%)】。(三) 耐酸性試驗:【黑豆奶(100%)】優酪乳於pH2.0 環境下,不論是B. longum B6 或15708 皆不能生長,耐酸性很低,可是只要在豆奶中添加少量(1%)的葡萄糖,皆能明顯提高兩株菌種對酸的耐受性與在【牛奶(100%)】的耐受性一樣好。(四) 耐膽鹽性試驗:兩株菌種B. longum B6、1570 對膽鹽之耐受性均很高為72.52%~92.62%,尤其以B. longum 1570 在【黑豆奶(100%)】基質對膽鹽之耐受性最高為92.62%。(五) 還原力之測定:在稀釋10 倍的四種基質中,不論發酵前或發酵後的還原力皆以【黑豆奶(100%)】為最高,【牛奶(100%)】為最低,實驗數據顯示發酵後的還原力比未發酵前的還原力增加不多,由此可推論雙叉桿菌菌體所貢獻的還原力不及豆奶、牛奶所貢獻的還原力多。(六) 清除α,α-Diphenyl-β-picrylhydrazyl ( DPPH‧ )自由基能力之測定:在濃度稀釋10 倍時,含有B. longum B6,15708 菌的四種優酪乳對DPPH‧自由基清除率大小順序為【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】>【黑豆奶(100%)】>【黑豆奶(50%)+牛奶(50%)】>【牛奶(100%)】。(七) 螯合銅離子能力之測定:不論接種何種菌,【黑豆奶(100%)+1%葡萄糖】的銅離子螯合率比【黑豆奶(100%)】其銅離子螯合率高很多,接近2 倍之多,顯示只要在豆奶中添加少量的葡萄糖即可提高優酪乳的銅離子螯合能力。

氣體擴散實驗的進一步探討:自然擴散 v . s 通孔擴散

在國中理化課本第一冊,實驗 6 - 3 :「氣體的擴散」一節中,陳述了氨與氯化氫兩種氣體的自然擴散現象,由於擴散速率不同,故其反應後之產物氯化銨比較靠近氯化氫一邊,但經過多次,多組的實驗所得結果不盡相同,即氯化銨所產生的位置,有的很靠近氯化氫這一端,有的卻較靠近玻璃管中央,其原因如何?是否與實驗所用玻璃管徑有關?長短有關?甚至於是否與鹽酸或氨水的濃度或使用量有關?為了了解這些問題,我們作了以下的實驗。