第47屆--民國96年

我們的家附近都有一條美麗河川，為了讓河川永遠美麗，水源源源不斷，後代子孫能以美麗的河川為傲，我們長期利用的水質檢測活動，為家鄉的河川定期做健康檢查及研究，希望做為保護它的重要依據！尖石鄉有七個村莊及 28 個原住民部落，水質代表著家鄉的環境品質，環境保護工作做得好，河川水質自然變好。長期的水質檢測可以讓我們瞭解家鄉的河川及其環境變化，並隨時做好防治污染的因應措施。研究發現，水質長期偏弱酸性，主要與天氣有關，尤其冬天下雨過後酸性變強；山上的溪水水質清澈，濁度低，有時連機器都測不出濁度來（數字呈現 0.0，機器靈敏度不足），但大雨後濁度上升很多，可見水土保持要多加強；尖石山上地勢落差大、水流急，流水所測到的溶氧飽和度高，有時甚至可測到超過 100﹪的情況；夏天氣溫比水溫高，到了冬天寒流來，水溫反而比氣溫高，使溪中魚蝦得以存活。

從校外教學及學校、家庭生活環境所常見的地磚、建築物內外牆的馬賽克，正看為排列整齊的「正方格」 ，及「砌方格」等兩種形式，正方格裡頭斜眼一看則有「鼎方格」第三種形式，而正方格與鼎方格又可層層外切一個正方形 、，如何應用公式計算，很值得我們研究與探討。 四年級上過的數學第八冊－毫米與三角形，以及五年級下冊縮圖方格紙的應用，同學們在平面紙上「亂點鴛鴦譜」，隨意將兩點聯成一條直線，三條直線連成一個三角形的遊戲中，看誰畫的三角形最多，了解點、線、面彼此之間的關係。進一步探索鼎方格「連體嬰分割」公式和「亂點鴛鴦譜」的公式有何相關之處？體會「發現與創新」公式的奧秘和興趣！啟迪潛能、培養敏銳觀察與判斷、推理的能力。

高屏舊鐵橋人工溼地，是一個非常棒的休閒運動景點，這裡有專為行人及自行車規劃的步道、棒球場，使大家可以盡情的在這裡散步、慢跑、運動或是騎自行車。除此之外，另外這裡也利用原本是溪床的特性，規劃成全國最大型的人工溼地，利用濕地的淨化功能來淨化上游的家庭、農牧及工廠之廢水，並負有復育生態保育、教育等功能。我們利用文獻的研究（資料收集）、訪問濕地解說員與當地居民、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解人工溼地對當地環境的影響及水質淨化的效果。最後，我們將得到的資訊，製作成「舊鐵橋人工溼地立體模型」，當起小小解說員，希望推廣舊鐵橋人工溼地之美，幫助其他同學對於家鄉珍貴資源的認識與愛護。

在研究期間，觀察到台灣特有的山棘蟻在辨認敵我的方式與一般螞蟻不同。牠們雖然也會以氣味來辨識同窩的山棘蟻，進而接受牠們回巢，更發現牠們還會利用視覺去辨別敵我：如果入侵螞蟻的體型非常小，山棘蟻就會放過敵蟻；如果體型較大一些但仍然比山棘蟻小，牠們會馬上前去撕咬敵蟻；而跟山棘蟻體型差不多大小的，牠們會以威嚇來驅離；而體型較牠們大的，山棘蟻會趕緊逃跑。一般人對螞蟻的認知是兵蟻和工蟻最有攻擊性，但我發覺處女蟻后攻擊性比工蟻強得多；不過，山棘蟻的攻擊方式也非常特別，如果山棘蟻跟敵蟻糾纏在一起，山棘蟻會捲起來，咬住對方的觸角或六隻腳；還有牠們是少數會利用工具的螞蟻，會趁敵蟻喝水時壓住敵蟻的頭部，使之溺死；另外在此次觀察中，還發現山棘蟻會被八角和酒精的氣味殺死，而且沾上酒精痙攣死亡後，還會傳染給其他螞蟻，這也許是防止螞蟻群落擴大的好方法。

本研究以電子天平、電導度計、PH 儀、鹽分計等儀器，來研究由不同地區所取得的雨水，對於不同建材（石版、紅磚頭、大理石、瓷磚）的腐蝕程度、鐵金屬片的氧化效果，及不同金屬片在不同的食用鹽溶液、不同重量百分濃度，所組成的反應系統之金屬氧化反應及電化學性質。依據所測得的數據，得知以下的結果：各地區雨水的 PH 值以仁武地區最小並達到酸雨標準，其電導度最大，也是最容易造成建材腐蝕及金屬氧化。我們發現建材對於酸雨的抗腐蝕性依序為 瓷磚＞紅磚頭＞石版＞大理石不同食用鹽中，就金屬氧化程度而言，不同金屬中以鐵金屬最大，鋅金屬次之，鋁金屬第三，而銅金屬最小；以加速金屬氧化程度而言，高級精鹽最快，美味鹽次之，無碘鹽第三，而低鈉鹽最慢。

由於鹽水濃度擴散速率遠小於溫度擴散速率，導致了濃度極不均勻的現象，稱之為鹽手指（ salt-finger）。本研究首要在設計出觀測及量測鹽手指現象的實驗裝置且分析鹽手指下降的現象，進而探討在系統不同溫度、不同溫差及不同濃度下，鹽手指下降速率的關係。結果我們在經過不斷的改良及克服困難下，終於設計出實驗裝置而可看到及量測鹽手指的現象，並經由拍攝整個鹽手指形成過程，分析出鹽手指的下降過程的現象，進而探討鹽手指在沒有溫差、有溫差及不同濃度變因下與下降平均速率的關係，此處沒有溫差、有溫差指得是產生鹽手指的液滴與容器內裝有的溶液同溫與有溫差的意思。我們的結果如下：（一） 發現鹽手指在沒有溫差時，系統中溫度對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（二） 發現鹽手指在有溫差時，系統中溫差對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（三） 發現鹽手指的下降平均速率與濃度四次方有關係。本研究可應用在晶體結晶時的均勻析出。

在一次到關西湖肚參觀四寮溪生態保育護溪工程時，發現河床上散布奇異的角礫岩，蒐集相關資料，經討論過後，決定對此地進行調查。實地考察記錄當地地形特徵，並採集岩石等標本，於實驗室中切割磨製成薄片，在偏光顯微鏡下觀察礦物，發現 Suevite 中含有 Planar Deformation Feature、Planar Fracture、Diaplecticglass、Melt Rock 及疑似 Coesite、Stishovite 等巨大能量撞擊所產生的構造。將所得結果與參考資料進行比對，配合當地實地考察所發現的地形及地質特徵，幾經討論後發現，種種現象均顯示當地某座山山頂曾經遭到巨大能量撞擊，極有可能為隕石。

熱帶太平洋地區是聖嬰現象最明顯地區，我們查詢美國NOAA的氣候預報中心資料庫，參考Treberth教授於1997年的定義，利用Nino3、4區，確定聖嬰、反聖嬰與正常期發生時間。西北太平洋是全球颱風最活躍的地區之ㄧ，我們從日本氣象廳網站，下載西北太平洋颱風發生時間、路徑、強度。我們想探討聖嬰與西北太平洋颱風之間的關係─包含西北太平洋〈北緯30度~EQ、東經100度~東經180度〉颱風發生頻率、颱風生成位置、強颱發生頻率、侵臺強颱發生頻率、侵臺強颱為單一測站帶來最高雨量與聖嬰關連性。本研究結果顯示聖嬰現象發生時，西北太平洋6月~11月颱風月頻率較1951~2005年氣候平均值低，颱風生成位置有偏東趨勢，西北太平洋強颱月頻率會增加；侵臺所有颱風月頻率為正常期最多，侵臺強颱頻率無明顯變化，侵臺單次強颱為單一測站帶來最高雨量，比反聖嬰期多。

本實驗探討植物藍染之建藍發色、染色過程與染後處理三部分。建藍發色：不同 pH 值之木灰水、不同染液體積、還原劑量及溫度比較，發現 pH13 以上染液發色效果最佳，pH12 以下無法發色；不同染液體積和還原劑量，因外在因素無還原藍色；溫度的比較因實驗環境溫度相差不大，無明顯差異。染色過程：染色時間和次數、布質、染後氧化時間不同比較，得知染色次數多及時間長顏色越深；布質比較，含棉量越高染色力越好；紙類以宣紙染色力最好；細棉布 10 分鐘後氧化完全，不再有染液漂洗出。染後處理：不同環境放置、清潔劑之清洗比較，放置牛皮紙袋中效果最好；而用洗衣精清洗後的布無明顯褪色。為了驗證此實驗中染出的顏色是否準確，故最後又做了色階為標準。

紙張的計算，所使用的機器，不是電機電子線路、昂貴伺服馬達控制、就是使用複雜的凸輪機構，我們讀機械科，依目前我們所學科目是的無法勝任。純粹用氣壓控制非常少見，氣油壓學是高一開的課程，我們已通過氣壓丙級證照，老師說氣壓控制功能可以是變化莫測、無限寬廣的，我們經由老師同意，以機械科現有設備，開啟了這一個不知過程有多麼遙遠的研究－氣壓計算答案卡機。