全國中小學科展

第一名

休息是為了走更遠—阿拉伯芥之耐熱記憶

阿拉伯芥的長期後天耐熱性(LAT)有如人類的「學習」,如何延長其「記憶」為本研究探討的主要目標。本研究首先以改變熱處理間期之光週期來確立hsp101、hsa32在光照期變短下,LAT處理後的存活率有提高之趨勢,而西方墨點法也發現HSP101之表現量與存活率有相同的趨勢,LAT耐熱記憶的延續與否和HSP101的量息息相關。低溫實驗與光照期變短在存活率、西方墨點法的實驗結果相似,顯示低溫與光照期變短可能皆是透過使阿拉伯芥的代謝減緩,進而減少HSP101的降解,使突變株的存活率提高。未來可應用在農業生物科技,透過低溫或低光照處理來提升較不耐熱品系之花卉水果作物的耐熱性,延續其LAT的耐熱記憶,從而提升其對抗熱逆境的能力。

旋風登台,引領流「型」—探討台灣島嶼地勢對颱風流型變化之影響與模擬

為了分析颱風是否受到台灣地形影響而改變風場,本研究分析近20年間29個西行颱風,以全台20個測站風向資料,繪製流型圖,將颱風在不同位置時的環流特徵進行分類,也製作氣流裝置搭配保麗龍沙模擬各種流型。我們一共分出12種颱風流型,選擇路徑1~5號西行颱風進行流型分析,颱風離台灣較遠時(123.5∘E),有尾流區或背風渦旋產生;離台灣較近時(122∘E),不同位置有顯著的流型差異;過山後(120∘E),在其餘位置也都有地形效應;1號路徑颱風,氣流主要由南沿山往北吹;5號路徑,氣流主要由北沿山往南吹。實驗模擬,用乾式氣流場搭配保麗龍沙在直進型、螺旋型氣流場中觀察滯流區及尾流區等結構,使用熱線式風速計,並繪製等風速圖獲得與實際流型資料相似結果。

以手寫模式推演個人化字型之研究

電腦字體近來流行許多近似手寫字體的字形,像是少女體、硬筆書法體等等。這些字形都是由書法家一字字寫入電腦再編輯完成。這樣的製作方法不僅讓個人用戶無法製作自己的個人化字形,也讓專業的類手寫字體制作極為費時。結合型態學演算以及模式識別、中文字資料庫等等,我們製作了利用使用者少數部件的重組,模擬該使用者書寫其他中文字的系統。我們的系統不僅可以用在製作個人化字形,亦可以用在文化資產的保存與研究,凡如佚漏古籍之校定及重製。 我們的系統從使用者的部件擷取到字庫分析及重新組字,皆經過調校已符合中文字的特性,可利用三百個中文字部件組合出超過3500個常用中文字,涵蓋超過95%的中文字使用率。

選擇相對論-探尋零元魔力的極限

消費者面對同類性質之高低價兩商品,當低價商品從原價降至零元,而高價商品同時等量降價時,消費者對低價商品之偏好將顯著增加,此現象稱為「零元效應」,因確定性效應、損失規避及稟賦效應造成。故本研究目的驗證零元效應的強度與成因,並實驗零元效應在不同消費領域、族群是否皆成立;設計不同族群受試者、實驗情況及品項分類,進行零元效應的極限測試。實驗具兩階段,形式分實際購買實驗及選擇實驗進行,其中皆設計各種變項之實驗組,對照其差異。實驗結果使用Wilcoxon 等級和檢定,並與 Dan Ariely (2007) 實驗結果進行比較,發現其差異不大;而在零元效應的極限方面發現除「必需品」外,其他品項皆存在零元效應,且受試者性別、年齡、地區不影響零元效應之強度。

這「炭」有「種」–自製無煙速燃炭粉餅結合火種功能的可行性

本研究探討製作無煙高溫速燃炭粉餅的條件及方法,解決使用木炭遇到燃燒不易、初期冒煙、化學助燃劑影響食安等問題。 為了把木炭燃燒過程數據化、找到製炭最佳條件,我們自製【製炭爐】、【製炭完成顯示器】、【微量煙霧測量器】、【炭粉餅擠壓成型機】;設計【木炭測量流程】、【蒸氣加熱法】、【堅固度拉力測試法】。 實驗發現:700℃以上製炭、孔洞多,燃燒時較無煙、溫度高、灰份少。木炭磨成粉有速燃效果,粗粉末溫度高、細粉末維持高溫時間長。不同木材炭化磨成粉後被「均質化」,燃燒情形差異不大。添加樹薯粉可讓炭粉餅耐重2kg,但發煙值只增加3.7%。 炭粉餅能吸附3.45g酒精自燃取代火種,能維持140℃以上50分鐘,達到方便、無煙、速燃、高溫的目標!

豆在土中戲–土耕豆芽的可行性與方法流程設計

本研究主要探討土耕豆芽的可行性,並研究其種植流程與器材,希望能推廣給民眾在家種出高品質安全豆芽。為了要準確測量,我們使用「自製脆度計」、「自製土壤濕度計」、「流水附著力測量法」、「紅墨水法」、「糖度計」對豆芽進行研究。 研究結果發現,土耕式豆芽不僅脆度、甜度比水耕式高,更可以省去每日換水2次的步驟,只要放著等收成就好。有利於土耕豆芽的條件如下:(1)土壤覆蓋2公分;(2)綠豆浸種1天;(3)土壤的土水比為1:3;(4)不同環境溫度對應不同生長天數;(5)土耕豆芽器內部要透氣;(6)可添加碎蛋殼增加脆度。 最後利用這些條件打造出低成本的「土耕豆芽器」,不僅種出甜又脆的豆芽,也能快速幫豆芽去頭去尾,輕鬆獲得「銀芽」!

泥岩坡地地貌與滲水衝頂現象之探討

本研究針對台南草山、牛埔與高雄田寮等三處月世界,透過野外調查與空拍露頭,分析南部月世界地形的特性。實驗發現有日曬作用的剝蝕率是無日曬的三倍,也發現了酸液會對泥岩產生極嚴重的剝蝕作用,推測如果繼續空氣汙染,所產生的酸雨會加速對泥岩特殊地貌的破壞。 實驗以千分表與電子顯微鏡可觀察到滲水衝頂的現象,也推想高速公路-中寮隧道北口外的路面災害,是跟泥岩滲水衝頂現象有關,該區域因斷層的推擠使泥岩區產生的裂縫,與夾層砂岩間的縫隙,都是提供了極佳的滲水路徑,也發現震動是會加速泥岩的滲水速率,因此高速公路每天大量車輛經過所產生的震動與該區域的裂縫,都會加速泥岩滲水衝頂的產生,這也是該區域災害的形成原因之一。

大「腳」流星,趕盡殺「孑」 -探討中華粗仰椿(Enithares sinica (Stål, 1854))的生態習性與動物行為

中華粗仰椿(Enithares sinica (Stål, 1854))屬於漸進變態的水棲昆蟲,從卵到成蟲約2個月,需蛻皮5次。雄蟲的後足腿節基部各有一突刺,雌蟲則無此構造,雄、雌體長相當。屬於肉食性,偏好在水中上層活動,在50隻孑孓裡,華椿成蟲一天平均吃食孑孓46隻,且雌蟲食量大於雄蟲,建議可當生物防治孑孓的物種。可藉由視覺(光影變化)、振動(腹部尾端有4根明顯的感覺毛)來偵測獵物存在的位置,但嗅覺相對不明顯。滑動一次後足前進的距離約為體長的21.68倍。攻擊獵物模式為:偵測→趨向→鎖定→攻擊,華椿處理一隻孑孓的時間約8分30秒。華椿偵測到獵物的距離為7.79cm; 有效把握攻擊距離為3.10cm。攻擊獵物的時間約0.084秒,在同樣有蛹及孑孓的環境下,捕食蚊子蛹的機率比起孑孓還要高。

香氛介入對中學生課業壓力與身心健康之影響

本研究旨在探討不同背景變項國中生在課業壓力與身心健康之差異與相關情形,並探討香氛介入對中學生課業壓力及身心健康之影響。研究以經信效度分析之自編量表(課業壓力量表信度為 .82,身心健康量表為 .87)進行問卷調查。以方便抽樣方式選取北部中學生為研究對象。採不記名方式進行前測及後測,期間以擴香方式施行為期數天之香氛介入。研究結果顯示:女性國中生課業壓力及身心健康的得分在統計上顯著高於男性,不同年級之間則未達顯著差異。國中生課業壓力與身心健康得分呈正相關,即課業壓力越大,身心健康情形越差。香氛介入對國中生課業壓力與身心健康並無顯著作用,但對高中生之個人壓力有顯著降低之效果。

呷二氧化碳ㄟ電池

本研究探討二氧化碳可以取代氧氣,當作空氣電池運作的氣體,並透過碳粉改質增加吸附二氧化碳的效果,提高發電效能,以研發鋁/二氧化碳電池。設計封裝灌氣的電池盒,測試在不同氣體環境中的發電效能;以蛋塔型電池比較不同碳粉的發電效能與其二氧化碳吸附力的關係;用微波膨脹脫層法和植物色素、化學吸附劑進行碳粉改質。研究發現在少量氧氣時,CO2可以做為空氣電池運作的氣體;備長炭、活性碳適用以化學吸附劑改質,石墨導電性佳,微波脫層後吸附CO2效果和導電性都更加提升,是做電池的好材料。最後研發平板型抽取式鋁/ CO2電池盒,在持續提供二氧化碳下,可驅動小型馬達,且能讓LED燈發亮達12小時。二氧化碳電池可同時將二氧化碳吸附與發電。