第42屆--民國91年

本研究動機由於在五年級上學期牛頓第九冊第一單元光和顏色課程，曾做過彩虹的實驗，但我們在實驗時始終無法清楚看到彩虹，於是引起了我們對彩虹研究的興趣。研究過程分四個步驟來進行：分別是（1）利用簡易的噴霧器是否能製造彩虹？（2）不同噴水量的噴霧器在太陽光底下觀察彩虹的清晰度？（3）不同顏色的背景，哪一種背景下所看到的彩虹最清晰？（4）如何營造出在教學上最易觀察到彩虹的方法？實驗結果發現，製造出彩虹是容易的，只要具備噴霧器水量、無雲的陽光，在較暗的背景（黑色最佳）的情況下就可以很容易看到彩虹。另外便於實際教學上可以自己準備一個紙箱子，內部貼上黑色壁報紙，將箱子、觀察者與太陽方位以順時針135 度或225 度所觀看的角度最佳。

此次實驗發現蘋果能夠引發康乃馨產生睡病，以此證實蘋果具有催熟其他植物的能力，並推測是因為蘋果會釋放乙烯之故。此外，比較不同狀態蘋果催熟效果的差異，結果催熟能力：整顆蘋果＞切碎蘋果＞蘋果皮＞削皮蘋果。

1.應用開管壓力計測量反應速率\r 優點：在短時間內，可重複地做，節省時間及藥品。\r 2.應用開管壓力計驗證亨利定律\r 優點：有關亨利定律方面的實驗，高工基礎化學實驗中都沒有殊為遺憾，本實驗設計可提供理論與實際的結合。\r 3.應用開管壓力計測量液體的密度\r 優點：本實驗設計，和比重計一樣，可直接讀出密度，不必再經計算。\r 4.應用開管壓力計探討壓力與分子數關係\r 優點：利用簡單設計，即能顯示實驗結果且材料取得容易。\r 5.應用開管壓力計驗證氫比空氣擴散更快\r 優點：利用廢棄的塑膠瓶，來做多孔罐，即能由壓力計兩端的壓力差看出氫比空氣擴散更快。\r 6.應用開管壓力計測量氣體擴散速率\r 優點：設計簡便，且可精確的看出氣體擴散開始和結束，因此可準確量出擴散的時間。本實驗可取代課本利用氨和氯化氫的擴散來測量擴散速率。因氨和氯化氫都有毒，且時間掌握不易往往誤差很大。

我們要來探討水芙蓉的根，除了可以吸收水分和養分外還可以做什麼功用？我們總共做了三個實驗，第一個實驗是探討水芙蓉根的長短對植物生長有何影響、第二個實驗是探討水芙蓉根在水中的平衡作用、第三個實驗是探討水芙蓉翻過來的情形。第一個實驗我們還沒有發現什麼東西，第二個實驗我們發現水芙蓉的根除了可以吸收水分和養分，還有平衡的作用，第三個實驗我們發現水芙蓉倒放的生活還是可以活下來，但是他倒放以後的生活，它的根會跟以前還沒有倒放的根差距很大。所以水芙蓉的根對它在水中的平衡有很大的幫助。

在四上，當自然課程進行到「植物的吸收與蒸散」的課程時，從「毛細現象」的實驗中，小朋友無意間發現了許多有趣的現象，引起了再研究的興趣。尤其是對顏色水中色素的分離最感興趣。於是便利用毛細現象設計了許多不同變因的實驗。例如不同質料的紙和布、不同液體的影響、水上升高度對上升速度的影響、阻礙水上升所發生的情形、色素分離的各種狀況，最後，我們還將實驗用過的紙作了回收並製成再生紙。當所有的實驗都進行完畢，小朋友仍然意猶未盡，又設計了相關的發展活動，例如用粉筆取代紙和布、紙蓮花、製作兩色花、取花汁作色素分離和吸水路徑不同產生的色素分離狀況。經過了這一連的實驗，小朋友不但對毛細現象有了深入的了解，也對自然科學實驗充滿了高度的興趣。

長久以來植物生理學家探討高大樹木如何將水分運送到頂端，其中最主要的理論包括根壓，毛細作用，蒸散作用以及內聚力理論。1914 年H. H. Dixon 所提出的理論結合了蒸散作用與水的內聚力，其理論主張水在木質部內移動的驅動力是來自葉片蒸散所產生的張力和負壓。水如一層薄膜覆蓋在葉肉細胞的表面，當水分因蒸散作用而散逸至大氣中時，水膜即退到相鄰細胞的細胞壁間，這個現象造成顯微的曲線表面，因而產生葉肉細胞內的負壓，將木質部的水分向上拉升。 由於在高中物理中，我們學到有關表面張力計算的技巧，因此在閱讀有關植物生理學中上述的理論時，我們發現作者引用的為一「球狀曲面」的表面張力公式，並且書中對於水膜凹陷產生負壓處是在海綿組織細胞的表面。我們以為負壓產生的位置主要是在維管束鞘表面，且水面的凹陷形狀應為「圓柱曲面」，在本實驗中我們以高中物理表面張力計算的技巧重新導出適合圓柱曲面，水膜形狀下的負壓大小，設計一個模擬實驗印證公式的正確性後，我們以一個豆科植物的電子顯微照片為實例，估計此一水分輸送的合理高度，發現所能輸送的高度約為3.7 公尺高！

當豬不再吃餿水、廚餘堆肥化垃圾為資源來談廚餘堆肥化之必要性，就不難理解為什麼要鼓勵學校針對營養午餐所產生的廚餘進行資源回收，通常中等及初等學校是資源回收工作最徹底的單位，但是並不包含有機資源回收，根據本小組調查台中市 33 所國中、60 所國小，其營養午餐的廚餘均無資源回收，探究其窒礙難行之原因，不外乎空間問題、衛生問題、費用問題及處理方法問題，因此本研究小組針對以上問題進行實驗。實驗結果發現，校園廚餘堆肥並不適用田間或農畜牧業之好氧處理方式，亦不適用家庭廚餘桶的厭氧處理方式，最適用以二階段式好氧、厭氧處理方式，廚餘先以好氧方式堆肥約 7 至 9 天，再進行密封厭氧處理約 15 天，即可將廚餘分解成過半熟肥狀態，而後混入土壤中約 10 天，讓土壤中的天然微生物更進一步分解廚餘，廚餘堆肥品即可被植物所利用，若在廚餘混合物中添加食醋或有機土，更可有效縮短廚餘堆肥時間，只需 24 天左右即可完成堆肥工作，若是在廚餘混合物中，同時添加食醋及有機土，應該會有更好的效果，當廚餘堆肥時間縮短，則廚餘堆肥空間即可縮小，當採用二階段式廚餘堆肥，就不會有環境衛生問題，但是有幾點必須注意，在第一階段好氧處理時，其透氣孔必須放置適量的活性碳吸附可能產生的異味，在第二階段厭氧處理時，必須定時排除液肥（滲出水），稀釋約 100 倍後才能施肥。

校園中常見的螞蟻只有幾種，以小黑蟻(簡稱小黑)、熱帶大頭家蟻（簡稱大頭）和黑頭慌蟻（簡稱小慌）最多。小黑行動力最快，愛吃肉，喜獨自搬運食物，較具有方向感；小慌體型最嬌小，偏愛甜食；大頭個子大、最團結，各種食物都喜愛。三種螞蟻都會先搬位點低、距離近的食物。三種螞蟻都喜歡走進紅色和粉紅色的通道去覓食。小黑和大頭都能舉起 5 倍體重的食物，也能獨自拖得動 50 倍體重以下的食物。將蟻后從蟻群中移開，會引起蟻群的慌亂，再次將蟻后放入時，蟻群也會先小心的檢查蟻后，才安心。不同族群之間的溝通行為主要是攻擊的準備動作。從走迷宮的實驗結果得知，螞蟻也有記憶學習的能力。外來威脅干擾族群時，螞蟻大多會逃出洞穴，而小黑似乎很怕黑影。

大學宿舍普遍空間不足，通常四至五人擠一間，每人都擁有電腦桌、書桌、書櫥、衣櫥甚至化妝台，再加上床和椅子，實在很擁擠；如果能改善多好！

我們想要了解昆蟲在一般情形、食物引誘、驚嚇及遭遇其他昆蟲時的足步運動。經過實際觀察螻蛄、蟑螂、蟋蟀和獨角仙的步行，發現並證實了昆蟲最常使用的步足運動是三足式步行法，並且推翻昆蟲在使用三足式步行法運動時，是從後腳開始運動的理論。我們發現昆蟲在步行時，不一定是從後腳開始運動，而且常常是從前腳或中間的腳開始運動。在實驗中我們也發現斷腳昆蟲也有其特定的步行模式。