全國中小學科展

第一名

台灣的水生高等維管束植物

民國七十二年,我在墾丁國家公園南仁山做蝶類生態調查,發視南仁湖及附近沼澤的水生植物,生態奇妙,引起我無限的好奇。後來在陽明山發現一個景色優美的小池,池中植物瑰麗的色彩,多變的葉形,一窺奧妙的念頭油然而生,但不見有人對此特殊植物群做詳細研究,而引發我的研究動機。

以水波槽探討都卜勒效應

火車錯車時,常聽到來車的汽笛聲音靠近而顯得較高,相遇時即急速下降,遠離時頻率已變低。根據教科書解釋,當聲源靠近時,都卜勒效應的視頻 f 為 f = f0 (V+v) / (V-v) 其中 V :聲速,v:聽者速度,u:波源速度,f0:實際聲頻,因此視頻變高;當聲源遠離時,視頻f為 f = f0(V-v) /(V+u) 因此視頻變低。上述解釋說明:靠近時視頻為一定值的較高頻,遠離時為一定值的較低頻。然而實情卻是:相遇時聲音由高降低做連續的變化。何以會有這樣的差異? 由此推測:除了波源速度、觀測者速度會影響都卜勒效應的視頻外,一定尚有變因會對其產生影響!這些變因為何?

白肚魚肚裡的蟲蟲危機

本實驗從95 年7 月進行至97 年3 月,發現白帶魚(Trichiurus\r lepturus)的線蟲感染全年皆會發生,感染率高達98%。寄生在白帶魚\r 腹腔中的線蟲大部分為海獸胃線蟲(Anisakis simplex)第三期幼\r 蟲,在白帶魚的胃中也發現宮脂線蟲(Hysterothylacium sp.)的\r 成蟲。我也發現了一種線蟲的特殊感染方式:成熟的雌蟲在消化管壁\r 中死亡,其體內的受精卵孵化出的細小幼蟲再鑽入腹腔。海獸胃線蟲\r 第三期幼蟲的生命力極強,離開宿主體內後仍可在海水或生理食鹽水\r 中存活二十天到三個月;在pH 2 至pH 13 的環境下皆可存活一個月\r 以上。用一般常用的調味料沾醬浸泡三小時,並無法殺死牠們。牠們\r 也能耐低溫,在4℃下可存活三個月;體壁厚度約二公分的白帶魚須\r 在-20℃冰凍超過十小時,海獸胃線蟲第三期幼蟲才會死亡。

水中的芭蕾舞者

有一次我們上自然課上到「顯微鏡」這課,老師借我們一整組顯微鏡,老師上完整課後,還有剩餘的二節課,老師說:「下禮拜的課你們自已去找東酉來看。」那天剛好是禮拜六,禮拜天我們家回鄉下,我看到果園裡有一攤攤的「綠水」,我就想這些水裡頭會不會有生物,於是我們撈了些綠水回家。我們把這些綠水放到顯微鏡下,哇!哇!哇!那是什麼啊!!!粉美呦!?

香辛料防腐性之檢討

據文獻上(1)(2)指出,古時候,香辛料( SPices )常被視為高貴的藥劑,或用作驅除惡魔,或作為媚藥。對常食肉類者而言,香辛料不但能消除肉類的腥味,也可利用其防腐件長久保存食物。香辛料具有不同的香辛藥效成份,有良好之防腐殺菌作用,諸如蒜頭( garlic )在其麟莖中含有 Allin ( S 一 allyl 一cysteine sulfoxide )之結晶成分,再分解成 All-icin ( CH2: CHCH2S )2O,此化學結構中,氧原子與半胱按酸( cysteine )相接合,而抑制半胱胺釀轉變為胱按酸( cy-stine )且失去-SH基。半胱胺酸係微生物生長繁殖的刺激劑,亦為微生物生理氧化作用的必需品之一;Allicin 既能破壞半胱胺酸,因而能抑制微生物的生長,而呈殺菌作用,且大蒜中所含有之Allin 能調整腸內寄生菌,其有除毒作用,消除腸內腐敗物,有抗癌之效。有鑑於此,本實驗爰從日常所使用之香辛料,以不同條件,進行檢討其具有抑菌作用之安定性。

可計數的撲滿

從讀幼稚園的時候開始,爸媽就鼓勵我們兄妹要養成儲蓄的好習慣,我們也深知,「節約儲蓄」是一種美德,因此我們每天都把父母所給我們的零用錢省下來投進了父母為我們買的大撲滿裏,日子久了,我們的撲滿也越來越重,但是我們卻沒法知道到底已經存了多少錢?是妹妹多呢?還是我的多?我一直有個願望,想用我自己存的錢,買一輛迷你腳踏車,我曾經不止一次的到自行車行去打聽過,價錢很貴,要兩仟六佰多元,我的錢夠嗎?實在無法知道,除非剖開我那隻「大肥豬」,否則「莫法度」,因此我對我的「金庫」產生了強烈的不滿,妹妹也有同感,兩人經過了一陣商量,有一共同的結論一它有相當大的缺點,我們要設法改良它,一一使它能夠時時刻刻的告訴我們,我們的「財富」已經累積有多少了?

果樹的勁敵——箍蟲

民國六十一年秋末,本校的科學研習員到蕭振興先生家做客,我們爬到後山坡,看到了好多的荔枝果樹,有五年生、十年生,其至二十多年生的,參差不齊,有的果樹是碧綠蒼翠而茂盛,但是其中有些果樹不知什麼緣故枯黃死了,為害不輕,真令人惋惜,因此促使我們研究的興趣。

多用日晷儀

利用地面竿影的移動設計日略,使學生實際觀測,對地球的自轉、公轉與時刻之相互關係,有更完整的觀念,深入之了解,有興趣於觀察自然現象的奇觀,探求宇宙的奧秘,提高科學教育之效能。但是一般日晷只能觀測時刻,又如觀測太陽的高度(仰角),需另行觀測;擬知世界重要都市時刻又需查閱世界地圖或時刻換算,不勝其煩。為了同時達到這些多功用目標,且富有啓發性,構思新穎,有效的日晷儀,對科學教育之推行,必有所裨益,才有本設計。

研究氣孔開閉的新技術及其應用

在顯微鏡下觀察生物體表的維細構造,其獨特精美之紋路實具巧奪天工之效,而其在生理機制上又常扮演著極其重要的角色。諸如:光合作用、蒸散作用、呼吸作用等均與氣孔具有密切的關係,當外界環境因子感變時,部分生理機能發生變化,就能控制氣孔的開閉。部分亦可藉經由汗腺調節以維持生物體的恒定。若欲了解生物體的維繫構造是否會受環境因子的影響,實須建立一套良好的觀察系統,本實驗及針對此目的,建立一套快速、便捷的新技術來研究氣孔的開閉,並應用至其他生物材料上。本技術所需之設備一般中小學校皆具備,加以此技術知簡便、快捷,中、小學生都能親自操作,故特別推薦給各級學校生物教學之用,以期對科學教育的推展有所貢獻。

蚌.我.魚.生

2007年3月起,我們甫市場上賣的蚌開始,以野外調查棲地環境為基礎佈置飼養觀察環境,探究高體??與圓蚌之間的共生關係與繁殖習性。在魚方面的發現有:1.雌魚正確產卵位置是在出水孔。2.產在圓蚌時有例外的特殊位置-背角縫隙。3.誘使雌魚產卵的必要條件是視覺與水流。4.高體?的魚卵在外型、數量、卵膜與孵化時間等特徵與發育過程上與其他魚卵不同。在蚌方面:1.繁殖時分泌黏液絲且有特殊功能。2.引發鉤介?蟲夾合主要是觸覺。3.鉤介?蟲在低溫、中性、低鹽度的水質存活時間較長。4.鉤介?蟲短期(約2週)寄生在魚身上,變態後脫落,屬不完全變態。5.?蟲寄生數最多的位置在魚的胸鰭。6.鉤介?蟲可以寄生在其他魚種上。7.魚鰭的鰭條粗細與寄生數量有關係。高體??與蚌的互利共生(+/+)關係則包含有??魚卵產在蚌中的片利共生(+/0)與鉤介?蟲對魚體的寄生行為(+/-)。