國中組

在我們日常生活中，隨時隨地都與科學接觸；而學習科學的過程，必須建立在觀察與實驗上；若僅僅限於閱讀課本與聽取講演是不夠的。而一般人常認為要觀察輿實驗需有專門的儀器與設備，若沒有此等設備，就無法做實驗了。常我們學完物理第三冊第十二章熱的傳播之後，我們知道在日常生活中和熱有關的地方實在太多了，何不利用日常生活容易取得的物品來做實驗呢？以達到「廢物利用」的目的，同時亦可達到「生活即教育」的目標，不要將實驗僅限於實驗室的儀器與設備。

我們自製「氣壓式的可回收水流裝置」以節水的方式來探討『水車扇葉和水流速』的關係得知不管水流速大小，8 支的扇葉水車設計轉數均較低扇葉的為佳。在設計可實際帶動發電機轉動的水車模型中，我們以作圖及計算在水流速度為 118cm/s下，水車的最適力柄大小為 27.3cm 長。實地以自製設計的『水車及發電機組做葫蘆墩圳的水力發電』測量時，我們所設計的水車其發電情形也令人滿意。所以，我們證明了：『只要流動中的水均可以設計合適的水車帶動發電機來發電』。在能源短缺的今天，妥善運用這種「取之不盡、用之不竭」的大自然力量是最值得推廣的水力發電方式。

正如大家所知：「鴿子棋」又稱「對頂棋」，是一種規則簡單，清晰易懂的遊戲，其玩法複雜且富挑戰性，便想要將其致勝的方法完全找出，可是過程中在網路上發現名為鴿子棋的遊戲可以直接在線上與電腦比賽，由此可見其致勝的方法一定被研究出來了，於是想到改變遊戲規則－最多走3 步來研究，發現找到的一些致勝點在鴿子棋規則下是不適用的，且在網站中並未發現有類似的遊戲，也就是說這算是新的遊戲。經歸納後發現：設「a1,a2 ,a3 ,…,an」為一組棋盤m×n 的間隔，若a1, a2 , a3 ,…,an 中有大於3 的數字，先將其減去4 的倍數，得到新數據「b1, b2 , b3 ,…,br」，其中1≦b1, b2 , b3 ,…,br≦3，而當r為偶數時，若「間隔」可拆成x組棋盤8x2的致勝點，則「a1,a2 ,a3 ,…,an」為一組mxn棋盤的致勝點；當r為奇數時，若若「間隔」可拆成1組棋盤8x3及y組棋盤8x2的致勝點，則「a1,a2 ,a3 ,…,an」為一組棋盤mxn的致勝點。另外，我們也歸納出快速檢驗致勝點的方法：若有一組間隔，其\r 中有數字大於或等於4，則先將該數字減去4 的倍數後，而能將該組數據拆成若干組「1,1」、「2,2」、「3,3」或「1,2,3」的組合，而沒有剩下任何數字時，則此數據即為致勝\r 點。還有，在整個研究中我們也探討其致勝的規律、原因及致勝移子的技巧等相關性質；雙方棋子在「布局」及「對弈」的過程式相當複雜及有趣的，若能利用本研究結果，不但方法容易、步驟簡便、且不易出錯，更能達到省時間與高效率!使我們充分體會「從遊戲中學數學」的樂趣。

笛卡爾結合幾何與代數，讓我們了解直角座標的美，體認代數與幾何有著密不可分的關係，因此本研究中結合數列和平面圖形－正方形、六邊形、三角形，按著左轉或右轉的規則行走舞動的軌跡，交織出多種複雜卻具有規律的有趣圖形。我們利用方格紙及GSP軟體繪製出這有的像風車、有的像烏龜的圖形並進行歸納、推測與證明。研究結果顯示：轉彎時的角度和方向是影響圖形的變化最關鍵的因素；利用外角和與對稱等相關性質可證明舞步圖形是封閉圖形與否。舞步數列的循環次數與舞步軌跡所圍成的面積、周長、重疊線段的長度在研究中也都可得出個別之通式。

由我們的實驗及研究發現，水結冰時的放熱方式是漩渦式的流動，且其強度和溫度有關。我們以染色水結冰，透過染色物的集中方式發現此結論。因容器中各部分水結冰的時間不同，當色素粒子結冰後即難以再流動，而尚未結冰的色素粒子則繼續流動，可捕捉到水結冰時水流的影像。而不同的受冷方式，可輕易控制某些非水分子的集中位置，甚至可造出令人驚嘆的美麗形狀。另外將有色冰柱解剖，竟發現正中心顏色較淺，好像颱風眼喔！粒沙見世界，也許颱風的形成、或大如銀河系的形成也和受冷放熱的漩渦式流動有關呢！

「滲透作用」是專指水分子通過半透膜的作用，水從水分子濃度高的區域自由通過 半透膜到達水分子低濃度區域，此現象與擴散作用相同，本實驗研究主題有(一)就電解質 與非電解質，探究影響滲透速率的變因。(二)討論在「強電解質離子溶液」中的離子數、 離子所帶電荷數、離子水合程度與滲透作用的關係。(三) 滲透作用在日常生活的應用。

塑膠注射筒是現今醫學界利用非常普遍的注射工具，原先的玻璃注射筒由於再次使用，恐會有傳染疾病的顧慮，現已幾乎被塑膠注射筒所取代。塑膠注射筒的價格便宜且樣式多，可以組合成密閉系統，因此亦偶見於理化實驗中。

風吹砂的砂粒中含有大量的碳酸鈣，當帶有酸性的雨水和濱海植物根部釋出\r 的物質溶於水中，就會侵蝕碳酸鈣，並沈澱於顆粒的細縫中，形成灰白色、半透\r 明和黃褐色的細小顆粒，將風吹砂顆粒膠結起來，這些細小顆粒就是膠結的介\r 質。碳酸鈣含量越多，介質與顆粒間的接觸面積越大，膠結就越緊密。\r 而風吹砂顆粒膠結時形成的分層，是由規律的季風帶來砂粒並膠結，其中一\r 次風吹就會造成一次膠結，若過程中有間斷，會因分界處較脆弱而形成分層。

我們研究出Wiimote的感測原理與影響IR發射筆的發光強度的因素及不同材質的反光特性，進而研發出~電子黑板--反光筆頭，達到在臨時組合屋教室裡能順利在黑板啟動電子白板的功能並提升學習樂趣等目的。同時，運用Wiimote的感測原理及所學和研究結果，我們舉一反三欲罷不能，研發出簡單實用的～眨眼滑鼠。

本研究是探討如何使事先未裝水的虹吸管，能在沒有加裝額外能源下順利發生，並高流量抽水，原理是利用水壓壓縮管內空氣，接著利用暴衝現象使虹吸現象發生來抽水。研究一：以手按住玻璃管上端，並將管子插入水中，接著放開按住的管口，則管內的水柱有爆衝現象，口徑2.00cm較0.20cm的暴衝高度增加50％。研究二：發現虹吸管的彎道部分：圓弧型優於直角型、口徑小於1.10cm等均明顯有利於暴衝後順利抽水。研究三：發現外管愈抽水愈快。研究四：發現管子下方若製作成漏斗型，利用流體力學連續方程式的觀念，暴衝高度可增加116%。最後研發兩款新式虹吸管，提升使用的便利性及安全性。研究可用於水族箱換水、汽機車緊急抽油、夜市之可食性油桶之抽油及不同密度油料層之取用等。