第42屆--民國91年

一、動機：納莉颱風蝸牛現跡校園，印證「動物的身體」單元，展開探討活動。並配合「生物的生活環境」單元，更加強我們的研究興趣。二、目的：1 如何做生態觀察 2 爬行方法 3 懼光性 4 排洩物和食物的顏色相關性5 非平面爬行力 6 蝸龜賽跑 7 濕乾地傾向 8 在濕竿或乾竿爬得快9 打招呼方式三、方法：1 野外觀察 2 飼養觀察 3 採訪專家和長輩 4 查閱文獻5 實驗結果加以討論結論四、結果：1 公園越整潔越不容易找到蝸牛，令人警覺是否噴灑殺蟲劑之故。2 接觸蝸牛，事後沒清潔完全，造成手指紅腫，不可不慎。3受傷的蝸牛殼有自動修復的能力。至於圈輪數增長速度有待繼續記錄觀察。4 冬季蝸牛不易被發現。大白天比早晚難找到蝸牛。5 雨天比晴天容易發現蝸牛，但過度潮濕是蝸牛所不悅的。6 蝸牛交配時把乳白色交配器插入對方生殖孔中，後來飼養箱發現十幾顆白卵，可惜未待孵化即被不明蟲子破卵啃蝕。7 蝸牛遇強光不會馬上縮入殼中，只是轉頭而已。並不怕螢光，可爬行於螢光圈上。8 蝸牛除了吃植物和小魚，還會吃非同類小蝸牛的外殼。9 雖然排便顏色和食物相近，銼食大砂石後排出小砂礫。10 蝸牛可在榴槤和棉線上緩慢爬行。11 蝸牛喜歡潮濕卻排斥水流，夏季活動力較冬季強。12 同類蝸牛相遇時較親蜜，非同類即掉頭離開。

四年級在上實驗課時，發現檸檬會導電，課程結束後想試試其他水果是否也有相同的情況產生，於是，請老師協助開始動手做實驗。經過了幾次的實驗下來發現：一、蘋果、柳丁、檸檬、蕃茄、楊桃、接上不同的金屬片後均會產生大小不同的電壓。二、接上電池後不一定能使電壓增強，甚至可能小於電池的電壓。三、水果的狀態（汁狀、泥狀、固體）對於電壓並無規則性的影響。四、溫度對於水果電壓的影響大多是：溫度愈高，電壓愈大。經過了這次的實驗後，我們也發現了一些問題：一、什麼是電壓？二、為什麼金屬片和水果接觸後會產生電壓？三、為什麼接上電池後，有些電壓反而變小了？四、為什麼溫度愈高，電壓會愈高？以上這些問題都值得我們做更進一步的深入探討。

沙包，在去年颱風季節成為最熱門的搶手貨，民眾想以沙包作為防止水淹入建築物的第一道防線，但是取得沙包後該怎麼堆？才能最有效的防止水患呢？國中理化第一冊第 6 章中提到水越深時水壓越大，想將積水阻擋在外，需有一些技巧才能達到目的，於是設計以下的實驗嘗試將沙包以不同方式堆疊，探討其阻擋水患的效果。我們利用保力龍空盒製作成有缺口的容器，用 4號封口袋填入細沙，控制沙包的總重量一定下，改變單一沙包的重量、堆疊方式、重疊比例、水位高低等，以實驗數據找出最有效防止漏水的沙包堆法。結果我們發現沙包採雙排上下層交叉堆疊和階梯形上下層交叉堆疊時，阻擋水入侵的效果最好，尤其重疊超過 1/4 以上（甚至到 1/2），漏水量最少，可以建議民眾參考採用。

本次科展的研究主題是如何製作日晷，因為日晷是利用太陽照射晷針產生影子來判定時刻，所以我們猜想日晷和竿影的變化必定有密切的關係，於是我們先由繪製竿影圖著手，進而將竿影圖轉換成水平型日晷。竿影圖的繪製雖然可以每天直接觀測記錄，但是基於準確性及方便性，我們間接的透過太陽在天空中的位置資料來求得竿影圖，以中央氣象局網站上的「四季太陽仰角與方位角」資料為基礎進行竿影圖的繪製。我們先以手電筒照射透明天空模型來模擬太陽在天空的運行，以鐵釘代替竹竿來繪製竿影圖，接著更進一步以電腦輔助計算的方式計算出更精密的竿影圖，從竿影圖中我們發現了小時線，接著配合將鐵釘換成薄的三角形板，我們製作出了含有季線的水平型日晷，如果我們的資料更多的話，更可加上月線，而將日晷變成判別方位的日光方位指示盤。

“釀甘藷酒”這個實驗真的非常的簡單，只要把“酒釀”丟進甘藷中讓它“發酵”就可以了。不過，釀酒的過程中，還是會遇到一些小問題，可是我們都很聰明，都懂得運用以前所學過的化學實驗方法解決在釀酒過程中的一些問題。我們對鄉土的特產「甘藷」有一種非常特別的感情，它的品種有很多，最常見的有甘藷台農57 號(黃色肉)、甘藷台農66 號(橙色肉)、甘藷台農71 號(葉用甘藷)、及紫心甘藷（俗稱芋仔甘藷，但是它並不是芋頭和甘藷的雜交種，只不過是紫色的甘藷罷了！）我們還親手種了甘藷盆栽，看著甘藷一天一天的成長，讓我想起這七、八個月來……..鹽水浴法和甘藷天然指示劑是我們自己發明的實驗方法(沒有人用過的呦！)。鹽水浴法是由於我們進行蒸餾時，覺得非常的耗時，可是我們都不知道要怎樣解決，結果有一天，我們忽然想到，在自然科(南一版)第五冊“水的變化”中，學過在冰水中加鹽溫度會下降，那麼如果在沸水中加鹽溫度是否會也會改變，所以做了個實驗，發現溫度真的會上升，就解決了這個問題，非常的高興。紫甘藷天然指示劑是為了觀察紫心甘藷在不同的酸鹼度的溶液中是否會產生不同的顏色，因而意外發現，紫心甘藷顏色變化多端，簡直跟彩虹沒什麼兩樣，真的使我們感到非常的興奮！釀造酒過程中，很容易變酸，只要加入鹼性物質的東西就可以降低酸度，例如：碳酸鈣、烘焙用蘇打粉、媽媽吃的鈣片等……用心觀察、提出問題、蒐集資料、提出假設、實驗證明是我們解決問題的過程，在每一步驟的探索中我們都獲益許多，我們原本以為只要做實驗就可以了，結果我們練就一身的魔法，解決許多疑難。

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料，自製折射儀及光衰減吸收儀來「定量銅離子的濃度」。自製兩極分流電解槽讓「硫酸銅增濃再回收利用」。改進現有實驗內容，設計掌上型鋅銅電池及小型電解電鍍裝置，能「節省大量的藥品」及「接近零廢液污染」，符合『節約又環保』的目的。

每次上課時，最討厭的上課情況就是有人吵鬧，而讓老師和學生無法專心講課和聽課，而吵鬧的人更是無法原諒。希望能藉由此作品來改善上課的品質。

在上學期高二數學第三冊中提到球面幾何性質與圓周的幾何性質可以類比， 如圓幕定理與球幕定理、過圓或球外一點求切線段長的公式等， 之前也學過空間的圖形如四面體(三角錐)、球等； 因此我們想： 三角錐的幾何性質與三角形的幾何性質應該也可以類比才對。讀了老師提供的波利亞(G.Polya )著的《數學與猜想》(Mathematics and Plausible Reasoning )一書，裡面說道：在平面上， 至少要三條直線才能圍成有限的圖形－－三角形； 而在空間中， 至少要四個平面才能圍成有限的區域－－三角錐。就兩者以數目最少的簡單分界為元素所圍成這一點來說， 三角形與平面的關係同三角錐與空間的關係是一樣的。使我們更加確定自己的推論，由此展開了漫長的研究路程。

我們在上課的討論過程中，發掘了幾個課本中沒提到的問題，雖然百科全書上可以查詢到相關資訊，但仍覺得不真實！於是我們在討論中設計實驗，但在實驗過程當中，卻又不斷的發現問題。這些不斷的發現，讓我們興奮不已，但卻也在一些小細節的疏忽上，而讓我們重做部份實驗。經過一而再、再而三的小心求證，終於讓我們瞭解幾個事實：（一）加熱的水重量比冷水輕，這也就是水沸騰時會有對流現象的原因。（二）水在沸騰及結冰的時候，溫度都不會隨著時間而有變化。（三）水溶液的濃度會影響它的沸點和冰點。（四）不同來源的水因含有的物質濃度不同，所以會有不同的沸點和冰點。

利用上層具有重量的兩粗糙面之間的摩擦現象，來模擬地殼板塊間所能累積的最高能量。藉由改變上層的質量，來模擬不同厚度的地殼所釋放的相對能量大小。實驗結果顯示：當上層下滑物體的質量較重時，對介面所能承受的最大飽和位能的影響，其質量因素較介面粗糙度因素為重要。增加上層滑落體的質量，會使得最大重力位能飽和值上升。介面所能累積的能量也就以較大比例上升，發生地層崩潰時，所釋放的能量也較大。無論滑落體的表面粗糙度如何，實驗裝置所能承受的最大重力位能均達到一定值後即呈飽和。此定值與下滑物體的質量有關，但我們發現這最大重力位能飽和值並非與質量成正比關係。若將此結論推論到地層板塊上，則指出地層所能承受的能量應與地層厚度有關，越厚的地層其崩潰時所釋放出的能量也就越大，地震強度也應越強。但地震波傳到地面時被減弱的程度也應越大。介面粗糙度增加到一定程度以後，對增加所能承受的重力位能即無幫助。探討其主要原因，應該是與介面間的真正接觸面積有關。若介面間存在微粒介質，當微粒小於各表面粗糙度時，能量較容易釋放。此結論可對應到地震初期經地殼相互摩擦在介面產生微粒後，後續的地震後期瞬間所釋放的能量會小於初期所釋放者。