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第一名

三色移位毛毛蟲—三色移位遊戲的探討

二色移位遊戲問題曾經多次被拿來做研究(24 屆初小全國第三名~有趣的移位遊戲、34 屆高小全國第二名~毛毛蟲變蝴蝶、1996 年我國參加加拿大國際科展~走走跳跳、39屆高中全國第二名~乾坤大挪移、41 屆國中全國第二名~解開難題的奧秘等),本研究首次將二色移位遊戲推展到三色的研究,會選定這樣的主題是看到『葛老爹的推理遊戲2』,書中提到三色移位遊戲的難題所引起,而我們的數學課本中也正學到線對稱以及兩數量的變化關係等單元,我們的研究結果發現移位遊戲的最低步數解答中,對換在進行中移動和跳動具有線對稱關係,輪換的移動和跳動次數分配也具有線對稱關係。而棋子數和移動最少步數之間的關係是極為複雜的。而這個關係的發現是經歷了約九個月的時間慢慢發展的,下表是我們發展的時間流程簡表:

小話筒的研究

國民小學自然科學實驗教材第三冊第九單元是“ 小話筒”的教材,手冊上建議教師讓學生利用搜集的材料自製。教學時,學生用過紙杯、塑膠杯、竹管子等做話筒的試驗,廳起來,有的清楚,有的效果不佳。指導教授一一師大物理研究所郭所長曾提出“究竟怎樣做話筒,效果最好? "“ 怎樣操作的結果會怎樣?" 的問題一直沒有得到答案。而在小學的教學上,這是重要的問題,因此值得我們研究,提供教學上的參考。

綠焰重生---落葉碳質燃料在熱電晶片發電應用研究

本研究收集7種落葉、混合9種及隨機取得3袋落葉,以1、2、4噸加壓成型及300℃、400℃碳化製成碳質燃料,並利用自製燃燒爐-水杯系統探討其燃燒特性。研究發現,葉脈比率較高者,粉末的大中顆粒比率、碳質/灰分比、水杯吸熱值與升溫速率等皆有隨之升高趨勢;葉質亦明顯影響碳質/灰分比與熱值,順序為:單子葉紙質>雙子葉薄革質>雙子葉厚紙質。製程方面,400℃碳化的碳質燃料其碳質/灰分比低於300℃者,但水杯吸熱值與升溫速率則明顯較優;提高成型荷重可使碳質燃料密度、碳質/灰分比、水杯吸熱值呈上升趨勢,升溫速率則呈下降趨勢,而以2噸較佳。經檢量推估,落葉碳質燃料燃燒熱值約4360~5888cal/g,與市售褐煤相近。落葉碳質燃料的最佳製程為2噸成型荷重與400℃碳化,並利用熱電晶片自製改良三代熱電小屋進行熱溫差發電,充分展現其發電潛能。

校園旁的海蟑螂

我們是濱海的學校,校園前面的排水溝直通大海,(參考照片) ,裡面住著許多的小動物,如望潮啦,看校園裡外有許多圓圓的洞穴就可知道(參見照片),海蟑螂 在此營生,有的甚至跑到校園裡來,住在樹蔭底的磚塊下(參見照片),這可說是他校沒有的奇觀,在好奇心驅使在地利之便下,參閱學校藏書,想對海蟑螂有更深的了解,但是並無詳細資料,僅光復兒童百科圖鑑書中記載海蟑螂的學名,及其體長。於是對海蟑螂進行研究,後來,雖又發現了第二十一屆科展國中組優勝作品中有海蟑螂的研究資料,但仍無法滿足吾人之求知慾,因此,仍繼續研究工作。

葉子捲曲的比較與研究

有一回,我們在學校的涼亭邊,發現榕樹叢中,有一些葉子捲了起來;把這些葉子打開之後,還發現裏面有蟲卵。同時,我們也發現水稻的葉子,缺水時,葉子也有捲曲的現象。這些現象勾起了我們的好奇心,於是展開了下列的實驗與觀察,希望能找出葉子捲曲的原因及對葉病理的影響。

雞蛋1、2、3

「雞蛋碰石頭」、「IQ零蛋」、「IQ笨蛋」電影廣告的牌樓高高的懸在鬧街上,在燈光的照耀下非常醒目,而廣告中的蛋更給我深刻的印象,我想起愛迪生孵蛋的「呆相」,我也想起了牛頓把表當蛋煮的趣聞。「蛋!蛋!...我每天營養的泉源,生命的活力」,我對蛋一時感到莫名的興趣,我每天吃它,但對它了解不夠,我想我若不詳加研究,豈不成了真正的「大笨蛋」,因此我有打破沙鍋「問」到底的衝動,於是我便請了幾位同學共同探討「蛋」的問題。

誰害我消化不良?─澱粉 抑制劑之研究

近年來,植物所合成的澱粉?抑制劑已被分離純化用以治療糖尿病與減肥,是種相當有用的物質。我們的實驗係利用不同植物的萃取液,來測試其所含的澱粉?抑制劑,對不同生物之澱粉?的影響。其中,花豆、黑豆、馬鈴薯萃取液抑制豬胰臟澱粉?的效果最佳;菜豆、四季豆萃取液抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳;黑豆、皇帝豆萃取液抑制黃豆澱粉?的效果最佳;不同萃取液抑制口水澱粉?的效果則差不多。另外,我們針對幾種抑制效果較顯著的萃取液,進行活性測試,其中皇帝豆的澱粉?抑制劑最耐高溫,100℃才會失去活性,其次是菜豆、四季豆,在 85℃時變性,最差的是黑豆。菜豆、四季豆兩者在偏酸性環境中的抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳,而皇帝豆、黑豆則在中性的環境中抑制黃豆澱粉?之效果最佳。由此可見,不同植物的澱粉?抑制劑的活性皆會受溫度與 pH 值的影響,其成分應為蛋白質。我們更進一步將萃取液處理黃豆種子,確實可抑制黃豆種子萌發,降低其發芽率與發芽長度。本實驗證明植物之澱粉?抑制劑可抑制多種生物的澱粉?活性,未來可應用於生物防治、人類糖尿病治療、減肥、以及抑制種子萌發或調節植物生長等方面,可謂妙用無窮啊!!

綠豆與胡瓜種子萌發時子葉呼吸活性變化的比較研究

在國中生物上冊第四章「營養」裹,曾經提到豆類植物幼苗的生長,子葉的重量隨生長口數的增加而減少,幼苗的重量則隨生長日數齡增加而增加。但是在日常裹常見的其它植物的種子,有些並不如此,譬如瓜類植物的種子萌發,’它的子葉會變綠長大行光合作用來供給幼苗的生長,這一類植物的子葉,自萌發後在外表看來,它的大小,常隨生長日數的增加,而增加到相當時間之後,才開始萎黃掉落。在上冊第六章「生物桓定性的維持」裏也提到植物種子萌發時,呼吸作用最為旺盛,這兩種不同類型的種子在萌發時,它們呼吸活性的消長是不是一樣呢?因此,我想以綠豆和胡瓜為材料,來研究這兩種不同類型的子葉的呼吸活性變化。

離家五百哩–臺灣海漂垃圾與洋流關係動態模擬之研究

本研究主要用動態模擬實驗了解海漂垃圾移動路線和分布情形,並與調查資料比對,深入了解臺灣出現大量海垃圾的地點和成因。研究結果發現,溫度、鹽度和風是造成洋流流動的因素。臺灣周邊的洋流會使垃圾在洋流會合處呈現帶狀分布。海漂垃圾會受海底地形影響,水深較淺的西部大陸棚會使垃圾移動速度變慢,堆積情形明顯。且季風對海漂垃圾的影響甚鉅,不同季節會使垃圾堆積於西部和北部,尤其秋冬時更明顯。出海口的海漂垃圾也受季風擴大堆積範圍,且颱風季節影響最大。與調查資料比對後發現,北部海岸、西南海岸為海廢熱區,花東海岸較為乾淨。未來希望再做細部模擬,得到更多海漂垃圾移動和堆積的相關資訊,以利未來進行海漂垃圾的攔截或清運。

光週期對哺乳動物生殖週期之影響

我已高三了,去年暑假在自我的複習中,複習到「植物的光週期與春化作用」時,發覺「光週期」可影響植物生長,最明顯的例子就是影響植物的開花與否,進而聯想到:「光週期」既然對植物有影響,那麼對動物是否也有影響呢?為了解答這個疑問,我找了許多書籍,可惜的是書中都僅寥寥數句,並無更詳細的介紹,因此,我設計了這個實驗來解答我心中的疑惑。