全國中小學科展

第23屆--民國72年

表面張力之研究及油膜實驗設計改進

在日常生活我們常可看到一些和表面張力有關的一些現象。如:荷葉的水珠成球形,刮鬍刀片小心放在水面上,不會下沈。一顆豆大的鉀粒會在水面起火燃燒,且在水面急速的移動。以上所述這些現象都在在顯示液值表面有所謂「表面張力」存在。然其大小受到某些因素影響。在國中第三冊物理第十四章曾指出,雜質及溫度會使液體表面張力降低。然而對於所有液體是否都是如此呢?實在是殊堪玩味。

巴斯卡三角形的推廣求任何自然數的n次方

本學期,在一個偶然的機會裏,閒逛書局時,看到一本書名畔“楊輝三角”的書,隨便閱覽了一下,也看不出所以然來,只覺得有一堆數字,恰好堆積成一個三角形,似乎蠻有趣的,而且其中第一階為 11 ,第二階為 121(恰為 11*2次 ) ,第三階為 1331 (又恰為 11*3次)…… 直到第五階( l , 5 , 10 , 10 , 5 , l )才不等於 11*5次,但是如果經過加法所運用的十進位以後,第五階即變為( l , 6 , 1 , 0 , 5 , l )即又可等於 11*5次了,其餘各階類推都如此,心想,這是否有種微妙的關係存在呢?如果我們把第-階變成其他任何自然數時,是否也有這種關係存在呢?基於好奇心的驅使,且在老師的指導下,總算研究出一些新方法及數字遊戲,一般人只要熟練九九乘法表,及加法運算,就可以利用此種方法,將任何自然數的n次方皆求出來了,以下即是我們的研究過程,供 大家參考。

變因控制--蠟燭的毛細現象和燃燒關係

上自然科學課時,大家都專心仔細地做悶熄蠟燭實驗,突然那個頑皮的「博士博」羅揚明也拿著一支特別的蠟燭讓我們悶熄。我們很好奇,就悶悶看,哇!悶熄的時間怎麼那樣短!噫!燭芯也特別長!好奇怪喔!哼!看羅揚明得意的樣子,心裹真不是滋味,我們便拿著蠟燭問老師,於是開始研習控制變因的遊戲!

CAI中文作業系統

CAI ( Computer Assisted Instruction )即電腦輔助教學在歐美先進國家巳實施多年,績效彰著。目前國內的一些教育研究機構亦已開始起步著手研究,預計在不久的將來,在全國的各級中學全面實施,而民間的電腦公司及相關企業也有鑑於 CAI將是使微電腦推廣到每一家庭的利器,某於軟體市場的看好,又有助於硬體之促銷,莫不投入大量之人力、財力專注於此一方面之研究,然而各機構至目前所發展出來的成統,仍極為有限,還有待進一步的努力。CAI 的研究工作大致可分為三個方面。第一,硬體之研究,即發發展出一具專為CAI使用的電腦(在美國 已有若干機種,但均為迷你以上電腦,價格昂貴,購置困難,維修不易,更重要的是,它不是中文系統)。目前國內若想在微電腦上研究設計專為 CAI 使用之中文系統機型,恐怕尚不符經濟效益,事實上也還沒有任何機構,在這一方面投資。第二,課程體( Courseware )之研究及編寫,這是 CAI 長久而持續要做的工作,目前公私研究單位均積極在進行。第三,作業系統之研究,即在現有之一般功能微電腦上,以軟體之披巧,使之能為 CAI 所用,它不但要能把-個特定的教學單元課程饅轉化為程式,以利電腦之執行及表現,更重要的是,它要能把任何一個依規定設計出的教學單元課程體,迅速而有效的轉化成電腦程式,別忘了一件事:我們需要以中文表現”本 CAI 作業系統,即是一個十分完善的中文作業系統。

揭開蚊子自我控制繁殖的秘密

英國縱濟學家馬爾薩斯,於1798 年發表「人口論 」( Essay on Population )說明人口的增加呈幾何級數,而食物的增加僅是算術級數而巳,因而人口的增加總有超過糧食所能供應的時候,到那時,即為人口的極限。以有限的資源,供給無限的人口,小是餓死就是發生戰爭。故近數十年來,人類已逐漸重視人口的控制,節制生育,以緩和人口膨脹的壓力和能源枯竭的危機。自然界的生物雖然由於生存競爭,以自然淘汰、優勝劣敗方式,維持種族的繁殖。但他們同種族之間也以許多不同的方式自我控制群體的數量,包括生理和行為約方式。例如: 1932 年,紐約水族館管理員布里德( C . M . Breder )和同事們做了一項卡白斯魚( Cuppies ) 的實驗,母魚為維持同一缸的群體數,竟把初生的小魚吃掉。其他缸內的魚,也自幼維持一雄兩雌的比例。蚊子的幼蟲在以往的文獻,若生活空間過度的擁擠或太過空曠,會自我控制群體數。因此,我們想以實臉,揭開蚊子自我控制群體數的秘密。

電解及化學電池實驗方法之改進

這幾年來一直從事國中化學科科學工作,每年少年科學研習都指導學生有關電解質方面的實驗,因此提出課本中幾個問題加以改進設計。

旋轉月相盤之試作

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。

新社河階群的地形特徵及與大溪河階群之比較研究

林朝棨教授所細著的「台灣省通志地理篇」中對新社河階群有概括性的敘述,將之分為 LH 面:水井子台地, LT1面:七分階地,LT2:十分、上位金星面、公荖坪階地,LT3面:仙塘坪、下位金星面階地,LT4面:大南階地,LT5:水底寮階地,FT1 面:永居湖(月湖)、南眉階地,FT2面:下水底寮階地,FT3面:土牛階地。古兆禎( 1963 )在「台灣西北台地空照地質學的研究」中認為木河階群有六個紅土台地(LHS1~6 ) ,三個非紅土台地( NHS1~3 ) , 並假設有一條新社斷層通過河階群西部,造成水井子與大南面間陡流的斷崖,但是否為斷崖,還需找尋地形上的證據。本研究乃針對研究區內下列各點試加探討。(一)新社河階群的範圍如何,有何重要的地質構造背景?(二)新社河階群可分那幾階,各階界限如何劃分,海拔高度、比高及面積如伺?(三)由剖面圖觀之,各階地坡度有何差異?(四)各階地土壤粒度如何?屬何類型土壤?粒度大小和階面位置高低、上游或下游,同一剖面土層的深淺關係如何?(五)各階地剖面構成的物質如何?依此分類,各階坎應屬何種河階?(六)將新社河階群的諸地形特徵與大溪河階群做一比較,有何基本的異同點?如何造成的?

奇妙的水波

在物理課,我們學到了波的各種現象,由於我們希望能有更深一層的暸解,更清楚的觀念,而引起了我們對這些問題探討的興趣。

以自製稜鏡探討溶液的吸收光譜

在高中化學上冊中,有一可見光譜的圖片,期為白光通過三稜鏡發生色散而成的。我不禁想到:若稜鏡改用三片薄玻璃,內裝不同溶液,不知其光譜是否有所改變,乃印啓我們探討溶液濃度、顏色、酸鹼度、及溫度四項便因對光譜的色散折射角及吸收色光的影響。