第21屆--民國70年

我們在國中化學課本第三冊14-3中學習到各種電池，並經老師介紹知道有些電池是以稀硫酸微電池溶液，硫酸具酸性。台灣盛產國菜而大部分的果菜均具酸性，於是我們就想到利用各種果菜的含酸性溶液來製作電池的研究，我們將這些蔬菜水果製成的電池稱為「果菜電池」。以達到「就地取材」「學以致用」提高同學對化學科研究興趣，增進學習效果。

六十八年五月，隨教育部科學教育考察團赴美考察高中科學教育，在舊金山參觀一個野外研習所，可供該區中小學學生做生物與地球科學野外實習教室。返國之後，立即擬一計劃，預定將已調在兩年之久的馬武督區，做更深入的調查，以為他日設立地球科學研習所之準備。本區位於臺灣地質的西部麓山帶，由於造山運動與岩漿括動，使本區的地質、構造、地形、水系、礦物等，在長 5 公里，寬約3 公里的範圍內，有豐富的教學資料，根據三年來課餘的調查，本區的地質構造有摺曲與斷層，岩漿的噴發與侵入；岩石有沈積岩、玄武岩、變質岩；礦物有橄欖石、黃鐵礦、鋯石、磁鐵礦、獨居石等原生礦物及硬綠泥石、十字石、柘榴石、尖晶石等次生接觸變質礦物。地形上有格子狀水系、河川襲奪、河階、曲流、石灰岩地形中的石灰岩洞等。其中已襲奪成功，使河流改向者有三處，襲奪中快要完成的一處。石灰岩洞的構造，本年已帶領學生完成測繪工作，並探討其發育史，可惜因無經濟價值而被淘汰，無洗參加全國科展。有關本區的調查，三年來巳發表三篇：１.馬武督區石灰岩成因的探討 (67年)。2.鳳山溪各支流的地形及水系(68年)。3. 馬武督區的接觸變質作用（ 69 年）。本年發表兩篇，即本文關西馬武督區的火山作用及其影響，和馬武督石灰岩洞的地形調查（學生組）。

『 內錐度』是機械工程上常用的機件結構，其錐角的表示法乃用其角度的「正切值」表之，亦即Dl -DZ / L 表示之。鑑於機械製造中，對於內錐度的製作，計算與測量極感困難，而今日各式的內錐度測量方法，或須繁雜的三角函數計算，或須運用操作技巧，怠工費時而不實用，玆列現有之測量儀器分析如下: 精測規塊（ Gago block ) ：極精密，然而須繁雜運算且不適合在機械製作現場使用。指示量表(Dlal test indicatprs)：精確，然而只能測量大型內錐度，對於小型的內錐度即束手無策。槓桿量表(Dial test indicatprs)：精確，但其測量範圍僅0.5m/m且必須確實校正工作物中心。錐度樣規（ Gage ) ：只能測知配合情況，不能指示誤差量，使用完全憑經驗與感覺。分厘卡與游標卡尺 (Micrometer & Vernier ) : 由於操作時人為誤差（測定點偏差）與機械誤差（錐角偏差）極大，故幾乎無法使用。因現有測量儀器之缺點很多，故著手研究簡便的測量儀器，便利機械產品之製造與檢驗。

(一)反射投影機( ovorhead projector 簡稱 OHP)在中學是很普 及的設備，但平常使用率並不高；一方面由於使用法的書籍太少 ，主要缺乏互相研習觀摩的機會，因此常使此視聽教學媒體束之鐵櫃中，十分可惜。在國內除了彰化教育學院於四年前大力推行透明片的製作；及作者於民國六十七年出版的第一期 "中華民國物理教育期刊"發表六件配合OHP的實驗器材外，在所有的科教刊物均未見提過。鄱閱國內二十年來的科學展覽專輯，除了十七、十八、二十屆由作者發表八件有關OHP 的作品而獲獎外（均第一名），也沒有其他得獎記錄”在美日的科教期刊上，從1959 年" American Journal of Phyoics "開始發表迄今仍有四種科教期刊不斷地發表新創作，日本的"科學の實驗"則作類似的翻譯工作。在書籍方面除了 1962 年Walter Eppenstein 出版"The Overhead projector in the physics Iecture 。”一一配合OHP 的實驗器材25件外，其他書籍都著重於透明片的製作及使用法；此書在美國已絕版，幸賴同學從 Washington Univorsity Physics Librory 影印回來。(二)作者於民國六十六年初參加彰化教育學院一個透明片製作講習會後，開始對OHP 的使用發生興趣，在平常教學活動中，充份地使用 OHP，且不斷地自行研製能配合OHP 演示的教具，並且從圖書館的期刊蒐集有關資料，再從期刊上的參考文獻上蒐集更多的參考文獻，至今已有五年，有關文獻已有五年；前年參加全國科展，陳館長對科學資料的蒐集整理參加科展非常鼓勵，因此花了近兩年的時間將之整理成冊。

在日常生活中，所接觸的物質，就一般而論，物體經加熱以後，都會增大體積，而冷卻時卻收縮。也就是說：物體的體積增加愈多，則溫度愈高；反之，如該物體的體積增加愈少，則溫度愈低。即物體有熱脹冷縮的性質。在國中物理第十二章第一節「溫度和溫度計」中，談到：常用的水銀溫變計、酒精溫度計，都是利用此種液體熱脹性質來測量溫度的，並且以穿有細玻璃的小燒杯故在沸騰水中，以觀察不同的液體，其在加熱時的膨脹效果， (見物理第三冊，第 28 頁圖 12-l 。圖 12-2 ）。我們為了進一步瞭解，各種液體其膨脹的效果一液體的體膨脹係數的大小與其變因之間的關係。另外投計一套實驗方法，利用不同密度的液體在連通管中，測量液體的體膨脹係數。

台南市政府每年須編列十幾萬元之經費支付市區內約十座數字鐘塔，平均每年每座耗費電費約一萬五千元電費，如果全國有一百座鐘塔，則每年至少耗掉一萬五十萬元以上之電費，‘在此能源短缺之今，實在是一件極須改進之事，基於此一事實，我們提出此一改進方案，在不影響計時顯示，教育社會大眾守時之前提，改進其最消耗能源部分之顯示板，除加強及美化顯示功能外，每台又可節省電能 95 ％以上，假如全國都改用，每年至少可節省電費一百多萬！

「工欲善其事，必先利其器」，教師教學必須使用教具，尤其自然科學更需要教具來協助學生完成教學目標。在一項對低年級教師非正式的調查結果顯示：大多數的教師認為目前小學自然科學實施扔然有些問題值得商榷：(一)課程內容，在都市的兒童缺乏生物的學習環境，在鄉村的兒童缺乏理化儀器及藥品的補給；所以教具的搜集與補充感到困難。(二)政府配發的教具，未附使用說明書，教其規劃整理頗費時間。所以我們研究「教具玩具化，玩具趣味化」來解決實際的問題。

磷酸、亞磷酸、次麟酸的特殊結構以及它們Pka的不規則性在教學演練上有其重要的一方面。然而教材對於他們並沒有足夠熱力、動力。甚或物性上的數據。本實驗針對教學上的需要，利用一班實驗室就具有的設備，欉是個酸鹼的定量滴定，並利用其鹽類水溶液的緩衝效果從事滴定和溶液PH質性質的介紹，以期對同學的學習有更進一步的助益。

(一)前年五月帶小朋友參加全國性航空模型初級組競賽，當時在會場看到了高級組競賽的手擲滑翔機在空中翱翔，真是令人神往。賽後與高級組的選手們討論得知：1.手擲滑翔機在構造、製作、調整、擲飛技巧等各方面都比普通模型機難。2.目前我們的水準比國際水準還差得很遠，因此尚待研究發展的境地很多。(二)手擲滑翔機在操作方面不會發生如遙控飛機的噪音，實在是理想的休閒活動之一。的將多年來的研究資料與指導學生製作的心得提供給社會大眾做為激發航空教育的興趣。

(一)在學校「聯課活動」指導學生棋藝研究時常有學生提出「一車換馬炮，值不值得？」「象棋與數學有沒有關係？」諸問題。(二)民國五十八年夏，第二屆亞洲杯舉棋錦標賽在臺北舉行，（這是我國首次舉辦，也是首度與賽，共有中華、香港、新加坡、馬來西亞、泰國、高棉、越南、菲律賓、琉球等九隊參加。）盛況空前；此後幾屆在各地輪流舉辦的此項比賽，中華代表隊在團體及個人方面皆獲得了多次冠、亞等優異成絞，對於促進國民外交，提高文藝水準與地位，有相常的貢獻！但是自民國六十六年第六屆亞洲杯象棋賽在菲律賓、馬尼拉舉行，我國因國際局勢等因素而未參加；我有感想，因此盡力嘗試著將數學概念與方法滲入棋藝的研究中；此篇研究心得之報導，祈能拋磚引玉，引起共嗚，共同努力，俾一方面發揚此項國粹於深一層的探究中，另一方面藉此項「雅俗共賞」的藝術愛好，對一般廣泛的民眾施以基礎的數學教育，提供數學概念與方法，引起數學興趣與信心！(三)民國六十八年夏，應邋擔任第四屆全國交通杯棋藝錦標賽的棋證記錄工作，實際感覺到以一般坊間棋譜「一炮二平五」、「馬二進三」等方式記錄有所不便（尤其時間上），因此認為記錄方法或格式有簡化改進之必要，俾助於實戰資料之保存，參研或處理。