第44屆--民國93年

「炰 ㄅㄨˊ 土甕ㄚ」不但樂趣多，經由「炰土甕ㄚ」燜熟的番薯、芋頭、雞蛋、叫化子雞，更是又香又甜，風味絕佳，但是建造「土窯」不是一件容易的事，本研究就是我們在屢蓋不成的情況下，激盪出改變「傳統圓塔式土窯」的構想，用科學方法來解決困難而進行的一件科學研究計畫。

台灣重金屬污染日漸嚴重，因此我們想找出簡便、快速、價格低廉的檢測方法。許多研究報告指出水黴菌對重金屬十分敏感，因此我們利用水黴菌這項特質來檢測水中或土中的重金屬濃度是否過高。首先我們測量水黴菌對不同重金屬的敏感程度，發現水黴菌對鋅離子較敏感，再來我們對鋅離子做更進一步的研究，我們發現微量的鋅離子反而是有助於生長的，但是超過1ppm 便對水黴菌的生長有害，超過150ppm 時水黴菌則完全無法生長。對於其他重金屬，我們發現當銅的濃度超過450ppm，鉛超過600ppm 皆會使水黴菌完全無法生長。我們只要將疑似受重金屬污染的水或土壤以煮沸或用火燒的方式，進行初步滅菌，並將其放入培養基中，進行水黴菌的平版培養，便能檢測其重金屬是否過量。相較於現行的檢測方式，這種方式明顯較省時、省錢，加上菌種取得容易，判別方式又簡單，且較普遍化，如此一來我們就可以有效的避免銅木瓜等的情形發生了。更進一步，我們亦希望找出能大量吸收重金屬的植物，解決台灣日漸嚴重的重金屬污染問題。

本實驗是針對具有較多廢棄部分的水果，例如西瓜、鳳梨、香蕉、哈密瓜、柳丁等，取其廢棄部分進行研究，找出家庭中隨手可得省錢又環保的洗碗方式，以取代市售洗碗精花錢又破壞地球的化學物質。經研究結果得知，西瓜與鳳梨的清潔效果最好，其次柳丁，而香蕉與哈密瓜的效果最差。當家庭使用廢棄部分的水果洗碗時，可將碗盤上的殘渣先用清水沖洗一遍，再放入果汁中用菜瓜布清洗，就會有意想不到的效果。剩餘的洗碗水可拿來當有機肥料掩埋，完全不會有化學物殘留與下水道污染的問題。省錢又能廢物利用做環保，讓大家洗得放心，吃得更安心 。

這原本是一個科學遊戲，盡量讓紙張伸展開來，卻不會弄破紙，除了發現其中有許多強韌的支撐點外，還利用許多數學規則來解開影響紙張伸展的因素，並發展出估測長度的最佳方法。從遊戲中學習數學，生動有趣。

本實驗主要探討水滴自由落體的過程，首先我們嘗試設計不同方法測量自由落體水滴速度，並試著改進設計實驗，以達較理想結果。我們發現水滴落下加速度穩定但逐漸變小，但落下距離超過一公尺後，加速度變動大，針對此點，我們進一步研究。我們以直接照相的方式，探究水滴形變，看一看形變的過程，發現有規律性，並對距離的規律性與時間的規律性做探討；發現形變果然影響加速度。我們並翻查理論資料，嘗試解釋實驗並比對異同。我們模擬水滴振動做研究，比較結果，再嘗試在水滴中加入界面活性劑降低表面張力，研究表面張力的影響。我們考慮水滴 “形變比率” = 橢圓水滴垂直長度/水平寬度，發現以形變比分析水滴確實能發現更多水滴特性，真是一有趣的發現。最後我們提出實驗改進的方向，並對實驗過程一些疑點，嘗試研究發現。

一、 我們成員中就有一件活生生的例子，就當他放學回家開門的一瞬間，卻發現凌亂不堪的房間以及被撬壞的鐵窗，他急忙地清點家中的損失，果然損失了一台剛買沒幾天的電腦以及好幾萬的金飾、現金，於是他與父母到警察局報案，但筆錄作一作後似乎沒有很大的效果，幾個月過去了，連一點回應、線索都沒有，換來的只有絕望和自認倒楣的心態，警察也不可能家家戶戶二十四小時監控著您的住家，以及用諸如此類的字眼來回應你的報案，那位員警解釋這幾年以來最頭痛的問題，只好自己好好小心來防範宵小再度光臨，於是我們創造了一套新式且安裝簡易的居家保全系統，以我們小小的心願完成人們的心安。\r 二、 近八成八人們認為目前竊盜問題嚴重，近七成二人們對於破案率不滿意：竊盜案件從民國88 年的27 萬多件，逐年提升為民國89 年的30 萬5 千多件、民國90 年的33 萬8 千多件以及去年的34 萬多件，由這些數據得知，竊盜案件越來越多，逐年增加。\r 三、 結合目前在學校所學的知識，結合心中所想像的，製作成實體具有警示、嚇阻及防範未然等功能。\r

黑紋塘水螟蛾〈Elophila nigrablis〉是陸生昆蟲，缺乏在水裡生存的呼吸器官，在幼蟲期卻以水生植物為食草如滿江紅、青萍，槐葉蘋及水蘊草。喜歡棲息在緩水域的環境，水流緩慢對築巢及覓食有極大幫助。為克服取食上的障礙，而發展出築巢的能力。巢內寬敞，有前後出口，幼蟲可在裡面轉身調頭。幼蟲期可換2~3 次巢。雌雄蛾分辨在於前翅黑點。交配前，腹部末端有翹高現象。母蛾以仰式躺在水面產卵，卵約20~40 個，呈卵形、透明。約2~3 天孵化。一齡幼蟲體長約0.15cm，體節有13 節，8對腳、9 對氣孔。孵化後第3 天已有築巢能力。夜間覓食行為頻繁，是夜行性昆蟲。終齡幼蟲體長可達1.2cm，體寬0.25cm。幼蟲期約35 天，食草總量〈槐葉蘋〉約112.9 片。蛹期，體長縮短，為減少晃動，巢會黏在葉片或飼養箱壁。巢的前後出口有類似白色黏液封住，增加蛹期安全性。化蛹地點在空氣與水面的交界點，巢離開水面會乾枯，浸入水中無法由氣孔呼吸而死亡。幼蟲會吃滿江紅和青萍的根部，致植物枯死，對其生存有極大危害；在取食槐葉蘋只吃葉不吃根，其繁殖速度快，不會威脅槐葉蘋的生存；在取食水蘊草，幼蟲潛入水中咬取，其留在水中的部分會繼續生長，對生存也不會造成威脅。

近十幾年因為工業化後，河川及海洋常遭受工廠排放的廢水所污染，因此本實驗擬將奈米光觸媒照射紫外光後會產生氫氧自由基(OH‧)攻擊（氧化）有機物的特性應用於染整業廢水之脫色及曠化處理上。研究中採用染整業者常用的黑色偶氮性染料(Reactive Black 5)作為模擬染整業的廢水；光觸媒反應器中的奈米二氧化鈦(TiO2)光觸媒則採用台灣光觸媒公司所生產的光觸媒水溶液；照光方面則選用波長最接近可見光的UV-A(365nm)的燈管來模擬太陽光。實驗結果顯示在酸性環境下的處理效果較中性及鹼性佳，在pH=3 時，總有機碳（TOC）移除率可達到80%，且色度移除率接近100%。

媽媽常說：春天後母面，要我多穿一件外套；爺爺常常抱著一本農民曆，用裡頭的節氣預測來當作種田的準則；我們每天出門前依靠氣象預報來決定穿多少衣服，要不要帶傘。透過四下自然課─「認識氣象」單元探討各項氣象預報的機會，讓我們想到這些從古到今人類對氣象預報的智慧是不是準確呢？習作裡的許多疑問是不是可以獲得解答呢？就這樣我們開始了深具挑戰性的觀測之旅。在一年365 天中犧牲了許多下課和假日時間辛苦的觀測後，加上抽絲剝繭的分析整理，我們終於嚐到收穫的樂趣─〈一〉我們發現現代氣象預報並不是百分之百的準確，但卻有相當程度的參考價值──氣溫預報準確率是79%，有80%的降雨機率預報和實際觀測差距在10%以內，只有天氣狀況的預報較不準確，準確率是28%；在科技尚未發達的時代，祖先們的氣象智慧，不論是節氣或是諺語都有相當的準確度──有75%的節氣預測和78%的諺語預測驗證結果是準確的。若能將現代氣象預報與節氣、諺語的預測相結合，一定可以讓天氣預測既長遠又精準，帶給我們生活上更大的便利。〈二〉一天中的最高溫最常出現在12：30，其次才是14：10，且最高溫也會出現在其他各時段，推翻了以前書上和老師告訴我們的「下午2：00 最高溫的說法」。〈三〉經過長期觀察記錄，我們才發現各種天氣型態的雲並沒有一定的特徵，自然習作要我們各觀察一種天氣型態的雲一次後，就要我們發現雲和天氣型態的關係，並不恰當。〈四〉我們家鄉的雨量從92 年4 月20 至93 年4 月19 日一年只有864.8mm，六月的雨量最多，十一和十二月最少，全年雨量大都集中在五月到八月這段期間；氣溫七月最高，一月最低，全年氣溫曲線有著規律的變化。

在此實驗中，驗證了蜜蜂的肩片與發聲無關；蜜蜂主要發聲是由翅膀所出。但剪去雙翅的蜜蜂也能藉由胸部振動發聲，驗證了蜜蜂不只有一個發聲點。為了分析蜜蜂頻率，利用簡易的頻譜分析儀器，結合麥克風、電腦、Voicesync程式、Shimmer Curve 程式，就能分析聲音波形、頻率等。用此儀器做各溫度下蜜蜂之振頻比較，得知蜜蜂在各溫度的頻率有所不同。繼續用此儀器分析野生蜂（東方蜂）以及養殖蜂（義大利蜂）頻率，發現東方蜂頻率與養殖蜂頻率亦有些許差異。量測蜜蜂雙翅不斷鼓動（飛行）發聲，發現兩種蜜蜂飛行時較平時蜜蜂頻率高兩倍。在拔除雙翅的發聲分析，發現聲音有明顯的不同，頻率高更多，但並不是一直有聲音出現，有聲音時蜜蜂身體振動強烈。