第44屆--民國93年

黃斑粗喙椿象是半翅目昆蟲，牠是「肉食性」椿象，主要以鱗翅目的幼蟲為主食，我們所要研究的是以紋白蝶的幼蟲來飼養黃斑粗喙椿象，觀察黃斑粗喙椿象的一生。種植小白菜，小白菜的主要蟲害是紋白蝶的幼蟲，利用椿象是紋白蝶的天敵關係，釋放黃斑粗喙椿象防治紋白蝶，進行生物防治法的研究，以減少小白菜噴灑農藥。

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。

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。

「儼然有發現新大陸的感覺！」這句話代表我們從此次研究與製作的結果中獲得的最佳感言。本項研究的動機和目的在於以數位邏輯的理論基礎和設計方式作為根據，將順序邏輯設計的概念以正反器的型態應用在機械氣壓控制迴路的設計上，並試著找出在機械與電機電子整合的模式下，是否真能符合其兩者共通的特性存在，也進一步分析和探求其可行性與否。而研究的過程或方式，從擬定工作項目、工作期程與進度及工作流程後，繼而展開迴路設計與規劃、連接實驗迴路測試和偵錯，由於研究和實驗製作的迴路項目很多，屆時必將無法於現場實體展示，因此，在完成前述所有迴路的設計與規劃、測試和偵錯，便開始組合單元項目迴路與標示牌製作、錄影拍攝和轉檔編修，並藉以網頁編輯的方式來呈現成果。結果發現，以機械氣壓組成正反器型態之迴路設計確是可以被應用的不錯方式，亦驗證在機械與電機電子整合的模式下，真具有兩者共通的特性存在，又在討論中，闡述分析在一般氣壓控制迴路的設計中常用於機械氣壓(純氣)的設計方法，並與我們研究製作的方式作比較和探討。最後在結論裡，我們咸認應可提供日後在這方面的學習者有一個新的思考方向和學習，亦能作為在教學上的參考，也寄予未來的發展前景是寬廣且令人期待的。

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。

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。

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。

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。

「大雨大雨一直下???? 」想要讓天空中的水掉下來(降水)，可不容易！首先，一定要使空氣中的水氣達到飽和。但不是飽和的水氣，就會凝結而降水，往往還需要空氣中的小微粒(例如：灰塵、煙、花粉?)附著，才能形成小水滴或冰晶，而這些小微粒就是我們所要研究的對象~凝結核(condensationnuclei)。凝結核的種類非常多，我們可運用人工的方式，將凝結核散佈在空氣中，除了讓小水滴附著外，也可降低溫度，增加凝結的效果，達到降水(圖A)的目的，這就叫做「人造雨」(rainmaking)。期望我們的實驗能找到最佳造雨的條件，除了解決缺水的問題，還能兼顧自然環境的保護。此外，古代人們擺設香案，祭天求雨，其實是以燒出來的煙飄到空中，做為凝結核，達到下雨的目的，這是有科學根據，與神蹟無關喔！