第44屆--民國93年

我們都知道空氣中不是只有一種氣體，而是由許多不同的氣體混合而成。其中有一種氣體就是氧氣，氧氣約占空氣中的五分之一，其他還有氮氣、氬氣、二氧化碳等氣體。根據五年級上學期自然與生活科技第三單元－空氣與燃燒的試驗觀察，知道了燭火在空氣中會燃燒，這是因為空氣中含有氧氣，當玻璃杯蓋住燭火後，燃燒的蠟燭消耗掉杯子中的氧氣後，燭火就熄滅了，由此可知蠟燭燃燒線香、木炭燃燒都需要空氣中的氧氣。我們曾經在老師的指導下，利用雙氧水和胡蘿蔔來製造氧氣，並以點燃的線香或蠟燭來檢驗的製造的氣體可否幫助燃燒。除了胡蘿蔔之外還有哪些蔬果也可用來製造氧氣？誰製造出來的氧氣含量較多？於是我們選定了十六種蔬果，分別加上雙氧水來製造氧氣，並用排水集氣法來收集氣體，並用線香來檢驗氣體是否為氧氣，然後比一比誰含氧量較多。

行為動機：鐘鳴繚繞，弦歌不輟，探究其奧秘，發現是金屬圈形成圓駐波，不停交織而成。初試啼聲：彈性鋼弦半徑愈小的弦，剛性愈大；共振頻率愈高，波速也就隨之增大。進階認知：彈性線材依其長短、斷面形狀、材質及負荷之分佈，而有不同彈性模數。不能自拔：不同振盪模式，對彈性線材也有不同的彈性行為，進而了解金屬的機械性質。爐火純青：從實驗設計，數據分析及統計，測得環狀鋼弦用圓駐波振盪模式的彈性模數。

經由此次觀測東北海岸的風蝕遺跡，並從模擬類似風蝕岩的實驗活動中，體會到地表岩石風化成土壤要經歷很長的時間，同時也讓我們粗略了解岩石剖面所紀錄的地質事件，可利用自然所學的方法仔細去觀察與實驗，比較容易從地殼表面所透露的訊息，嘗試探究在漫長的地質年代中，地殼曾經歷過變動的史跡。也感受到海浪、潮汐、風力作用在運動的時候，似鬼斧神工般所產生的撞擊、挖蝕、磨擦的震撼力是不可忽視的。

給予金屬圓盤初速度，記錄其在空轉下之煞車過程，可得空轉角加速度，此角加速度為慣性與摩擦力共同作用產生，於本實驗中為極小定值；再進行實驗通上磁場，使金屬圓盤產生渦電流，並配合磁場方向，依安培右手開掌定則，可得和運動方向相反之阻力，產生煞車角加速度，進而使金屬圓盤停止轉動；扣除空轉下即存有之角加速度，即為渦電流效應下產生之煞車作用。由公式推導加以實驗數據的映證，可得下列結論：一、煞車力矩正比於轉速二、煞車常數Kt 與金屬圓盤材質和結構有關三、煞車力矩與電磁鐵輸入電流平方成正比四、高導磁率金屬之煞車力矩與氣隙厚度平方乘積為一定值並根據討論和結論部分，加以探究電磁煞車未來應用與發展。

對比熱大小不同的物質加熱，比熱小的物質溫度上升較快。當比較水與砂子受熱後溫度上升的難易時，除了考慮比熱大小不同外，另外，不可忽略水與砂子兩種物質的主要熱傳播方式並不同—水主要靠「對流」，而砂子主要靠「傳導」及「輻射」，水的「對流」對砂子的「傳導」要快，因此，對水加熱時，整體的溫度比砂子均勻，比砂子先達到平衡。本研究主要從水、砂子加熱過程溫度分佈情況做起，進一步利用水的「對流」傳熱較快的特性，以水與砂混合求砂子的比熱，更進而利用水與砂子的不同比例混合物(加熱後溫度較均勻)與不同溫度的水混合，檢驗砂子的比熱，並與前述結果比較。最後，對定量的水與砂分別加熱七分鐘後，停止加熱，從兩者各處的溫度變化，推測水與砂子的熱傳播的快慢。

四角拼圖是由九張一樣大小的正方形卡片所組成的拼圖，每張正方形的四邊有不同圖案的半邊， 可與其他卡片的另半邊接成一張完整的圖片， 最後拼出3 ×3 的拼圖。卡片上的圖片種類可重複，四張半邊的圖案排列方式也不盡相同，故一副拼圖可能有一種以上解。我們設計了以下三大類拼圖：一、 3 × 3 的拼圖有兩種圖案， 每張卡片含二種圖案的同半邊。二、 3 × 3 的拼圖有三種圖案， 每張卡片含三種圖案的同半邊。三、 3 × 3 的拼圖有四種圖案， 每張卡片含四種圖案的同半邊。在此研究中，由調整卡片中的圖片多寡和其排列的方式，探討這些因素對拼圖解的影響（ 多寡、特性）。同時也從原始的拼圖方式， 研發更有條理與完整性的拼圖方法。

棒球投手的變化球有伯努利定律的曲球、下墜球、上飄球和卡門渦列的蝴蝶球，其差異就在轉與不轉；若轉的話，會因轉的方向不同而得不同的飛行效果。據了解，棒球曲球是繞著垂直於前進方向的軸旋轉，美式橄欖球繞著前進方向旋轉，全都像陀螺般旋轉，這三者旋轉作用是否相同？為何要旋轉？不轉會怎樣？旋轉球類與陀螺有何關連？為何陀螺旋轉後會站立不倒？有何特質？有沒有其他類似的現象？都很有趣，值得探討。

一、我們配合鄉土鄉環境教材「喝井水長大的孩子」與自然課「水的污染和防制」學習活動，而進行地下井水的探討與研究。二、花嶼目前有十八口井，多數為淺水井，水量不多，供社區全體居民飲用的水源僅一口在運作，因此我們會經常面臨用水不足的情況。三、花嶼水井僅受到井底泥土，垃圾掉落及植物枝葉的影響，外在環境沒有重大的汙染源。四、地下水井的水質，會受到土壤及地下岩層及結構材料影響；花嶼地下井水大部份呈中性至微酸性；玄武岩或水泥構造的水井，水質呈微鹼性至鹼性。五、花嶼社區的飲用水，經驗測總菌及氯鹽量比一般水質標準高出很多，其他數值皆在適飲標準之內，儲水設備必須定期清理或加強改善淨水設施。六、學校飲用水經逆滲透淨水器處理之後，水質確實達到安全飲用水標準。

為了將去年我們所獨創的「一滴溶液的化學顯微電解實驗」能延續到其他的化學實驗上，今年我們更是創新突破了很多困難的關卡，在傳統實驗對照下，由第一代實驗到第五代的減量設計，現在已能成功的運用【報廢的光碟片】、【報廢的電腦】、【報廢滑鼠內的感光二極體元件及電品體】來自製設計出『兩極反應物各一滴容易做自動偵測反應的紀錄』；更企圖一併可在學校大力推動電腦融入教學的設備下，能『透過顯微鏡加裝的ＣＣＤ電子螢幕目視觀看』、『聯結電視螢幕立即播放』或『拍成電子影片檔由電腦播放』，已和現在政府大力推動的奈米科學教育接軌，並真正達到顯微化學環保實驗的終極目標。

台灣素有「蕨類王國」之稱，台灣產的蕨類約有六百餘種，其中特有種約六十種，不僅資源豐富，單位面積的蕨類種數更是世界之冠。此外，蕨類也是高中生物教材中非常有用且有趣的相關教學資源。旗尾山擁有豐富的動植物資源，可是我們對這個環境中的蕨類植物族群，卻瞭解很少，因此，我們覺得有必要也很有興趣針對旗尾山的蕨類資源進行調查研究。