地球科學科

在郊區或鐵路旁邊，經常可以看見疾駛而過的汽車、火車後頭揚起一陣灰塵、紙屑、輕質物體… …形成一種淤渦狀的肚觀鏡頭；於是我們進一步觀察，發現其飛揚的情形，隨著車型、車速的不同而千變萬化”那麼，當氣流經過各種不同形狀物體的表面時，是否會產生不同的現象？課餘，凝望四周工廠嬝嬝的飛煙，飄過青山、飛過綠野、越過河川 …… 突然間，我們想到是否可以藉著煙霧來做實驗。因此我們開始著手下列的研究

我們的實驗主要是研究在地震時，什麼方式可以使建築物較穩固不容易倒塌，使用頂點珠及造形棒來模擬各種形狀的鋼骨大樓，設定的鋼骨大樓形狀有三角形、正方形、長方形、正五邊形、六正五邊形、L形、T形及H形等。結果顯示大部分鋼骨大樓的形狀設定在最長的邊與地震方向平行時振動幅度比較小；鋼骨大樓的重心在高樓層時振動幅度較小。我們也利用彈簧原理、槓桿原理及磁力原理分別自行研製了彈簧、槓桿及磁力的阻尼器，實驗結果發現彈簧阻尼器在X軸的避震效果較好；槓桿阻尼器在X軸及Z軸的避震效果較好；磁力阻尼器則是在X軸(東西向)、Y軸(南北向)及Z軸(垂直上下)都有不錯的效果。三種自製阻尼器各有所長，也確實能達到減震的效果。

去年七月二十五日“賽浴瑪”颱風在高雄登陸，一星期後“薇拉”颱風在基隆登陸，使木省南北兩區，遭到了慘重的災害。據報導，“賽洛瑪” 颱風中心，挾雷霆萬鈞之勢通過高雄時，風力最大 16 級（ 10 級就能把樹連根拔起），吹襲兩小時，使當地面目全非；塌屋兩萬，沉船 18 艘，高壓輸電鐵塔倒塌 60 多座，電桿折斜七千多支，並吹毀數頁公噸重的貨櫃吊桿起重機等。當時的狀況是：八時三十分前未能感覺颱風的來襲，至八時五十分左右沿海地區，忽然被籠罩在狂颱下，九時止，市區的大樓鷹架幾乎同時被吹掉，呼嘯之聲不絕於耳，九時三分市郊的輸電鐵塔的使後繼倒塌，九時二十分，風力稍息，十五分鐘後，再度肆虐，而捲入狂風暴雨，使天地失色，人車斷絕，把百萬市民帶進白天無水，夜晚無燈之世界。嘉義地區也遭了洪水的災害。台潤每年幾乎都遭颱風的襲擊，而我們對她的知識不多，尤其是威力最大的中心附近旋渦等等。

體育課級任陳老師特別喜歡教我們跳遠，可是老師也特別辛苦了，因為在上課前，上課中，他都要鬆土，老帥是為了避免我們身體損傷，我們由衷的感謝。同時使我想到：用那一種砂土做砂坑比較鬆軟，又不必時常鬆土。當我們提出這個問題時，竟引起了同學熱烈的爭論，有人說粗砂鬆軟，有人卻說濕砂才鬆軟；有人說粗砂才鬆軟。為了止息這個爭論，在老師的指導和協助下，進行如一下研究。

我們想了解鐵皮屋溫度、室內溫度以及溫差發電之間的關係，先直接測量鐵皮溫度，得知「鐵皮面積大小不會影響表面溫度」。接著，我們釘製大小不同的模型鐵皮屋，分密閉及通風兩種條件，得知密閉比通風室溫更容易升高，室內採取通風有助於室內降溫的條件；而室內體積小，室內溫度升或降都比室內體積大的效果來得明顯。 我們又在鐵皮浪板內面加裝散熱風扇模組，實驗結果：讓風扇向地板方向吹，則有助於熱空氣與冷空氣對流，能夠降低室內溫度，使鐵皮溫度和室內溫度產生較大溫差。我們再加裝致冷晶片散熱模組連接三用電表，實驗得知鐵皮浪板表面溫度與室內溫度溫差越大，產生的電流、電壓也越大，於是再將鐵皮塗上黑色塗料以增大溫差，最後，再增加晶片散熱模組串聯，結果顯示電流、電壓均有明顯增大，我們可以利用這樣的太陽熱溫差來產生電能。

已經連續下了十幾天的雨，一直沒有看到太陽的出現，大家都覺得很煩，也有許多的疑問：「明天會是好天氣嗎？」「過年還會下雨嗎？」「氣象局的天氣預報準確嗎？」就道樣，我們請老師指導收集資料，一方面進行各項實驗；一方面觀測氣溫、氣壓、濕度的變化情形，希望對天氣變化提出一些合理的解釋。

第 37屆的科學展覽，我們曾經做了一個有關橋墩的研究。在實地觀察中，我們發現一個奇特的現象，就是在橋墩的周圍會出現一個水坑，老師告訴我們：「這是河道中的渦流所造成的」。「究竟 『 渦流 』 是如何產生的呢？」「對橋墩會有什麼影響？」我們心裡起了疑問，便在老師的帶領下展開了這個研究。

國小自然科學課程，有關天文方面之教材，其教學過程是讓兒童從實際的觀測與記錄中，根據所發現的規則性變化，歸納說明天體運行的概念。尤以月亮之觀測，自三年級起做長期的觀察記錄，兒童從記錄資料中發現月形和位置的規則性變化，可以用來預測時間，最後歸納說明月球週而復始的在太空裹，行有規則性的運動，激發兒童探究宇宙奧秘的濃厚興趣。筆者透過輔導教師研習會及教學觀摩會，發現諸多教師對於指導學生“觀測月亮”有不少困難，因此，筆者搜集有關資料，繪製成“旋轉月相盤”以供教學參考。

「雙角轉輪蟹」外殼的兩側轉輪吸引我們投入這次的研究，翻閱專家學者研究報告和瀏覽資料後，僅瞭解雙角轉輪蟹的些許奧秘，仍無法揭開所有的神秘面紗。藉由專家提供標本和帶領實地野外採集化石，觀察印證現生標本及化石外觀構造特徵差異，驚異地發現化石背甲有菱形及橢圓型兩種不同形狀。經查閱網路資料和參觀螃蟹博物館後，發覺還有外觀和其非常相似之「同科異屬」的艾氏飛輪蟹背甲兩側也有轉輪，但在化石的外觀上卻不容易區別。本研究利用背甲殼寬與殼長的比值分別雙角轉輪蟹與艾氏飛輪蟹，正確率達89%；另外，若採用分群判別的改進方法，正確率更提高為96%。期待這兩個分類方法，可以有效協助對於這二種螃蟹化石有興趣的人做出快速且正確的判別。

我家後面的小河是我常去遊玩的好地方。夏天裹玩河水是我最高興的事，早上河水比較涼，但是中午戲水又覺得神清氣爽。靠河邊低窪積水的地方，水溫暖和些，可是潺潺流動的水，很奇妙的叫人覺得涼快。因此我急著想知道為什麼水溫會有這些變化呢？