作者從事國中物理教學多年，學生對熱學所發生之疑難甚多，但國中物理課本及一般補充教材等對熱學方面的實驗探討並不多，作者希望藉此研究、新設計一些這方面的實驗裝置，或作者過去曾設計的熱學實驗裝置，再研究改進，使其更精良，更能提高學生學習熱學的興趣，或能將一種實驗裝置，達到多用途實驗的目的，以增進教學上的效果。

國小自然第八冊（舊教材），第六單元，「森林資源」中，提到森林可以調節氣候，在新教材自然科學第七冊，第一單元「光合作用」等，其目標，都是要小朋友認識植物呼吸作用及它的功能。者到小朋友們做水草呼吸和光合作用的實驗，那種滿足的表現，真羨煞人了；可是，身為人師者，卻不因此而滿足，我得進一步瞭解「水草等植物靠什麼來冒出氣泡？」，這一聯想，激起了對植物行光合作用，呼吸作用及蒸散作用的器官一氣孔( stomata ) ，作進一步的觀察和研究。但是，由於植物的種類繁多，不知如何尋找合適的研究對象，又本校位於海邊，植物分佈更少；遂按旱生，水生，塭生等類取樣選取；旱生採常綠的「榕樹」，落葉的「欖仁樹」，及平行葉脈的「瓊麻」；水生植物以「布袋蓮」為代表，塩生植物則以「馬鞍藤」來研究。

在昆蟲世界中，鍬形蟲是最為奇特雄偉的昆蟲，形像就似一部裝甲車，其頭部長著一雙十分有力的大夾子，令人看了甚至還會懼怕他。小時候爬山時無意問在山區裹發現此種昆蟲，看到他的形體與動作感到十分有趣，於是便將鍬形蟲帶回家飼養，由於在觀玩之中培養了濃厚的興趣，而想要進一步了解他的生態，便在小學二年級著手研究，至今已有八年了，在此次科展中就將這多年來新發現的一些資料加以整理，並以科學化的設計作各種探討與實驗。

每當課文上到蕨類的生活史時，老師會將蕨類的孢子體及配子體的標本給我們看，然後告訴我們下次做這個實驗時，每個人都要帶材料來，以加深我們對蕨頰生態環境的認識。可是實際上同學們帶來的配子體很少（有的受居住地方的限制，或氣候、或其它因素），如此情況下，要看到實驗課本上所說的藏卵器是瓶形構造，有膨大的基部，埋在配子體內，僅頸部露出，基部內有卵；假根附近有圓拱形的藏精器，其內有多鞭毛之精子能游泳，要看到游動的精子那簡直是可遇不可求”每當這個實驗做下來，大家都覺得很洩氣。尋找方法，若能自己動手由孢子在實驗室內開始培養因此，我們就在。不僅可解決材料的來源，更可徹底了解蕨類的生長過程。所以我們就開始尋找資料，計劃做這們實驗。

站在本校的任何角落，遠眺或近看都可看到白茫茫一片的芒花，滿山遍野都有它的存在。生長在山區的我們，從小到現在，天天都看到它，也討厭它。因為開山整地時，要費時費力砍除它，學校上體育課時，同學們常要竄進芒草叢中，找尋滾進去的球。有一次陳淑娟同學在找球的時候，問高老師說：「芒草為什麼那麼多呢？」問出了同學們從小就積在心中的疑問，也引起了大家對芒草的特別注意及探討芒草的興趣。

1.物理課本教我們如何製造使用微量天平，當我們辛辛苦苦製造完成以後，卻只能稱稱頭髮，實在有些大材小用，沒有實際的貢獻。2.化學課本教我們如何去測定氣體的分子量，可是測量的結果誤差太大。3.如果能用微最天平去測定氣體的分子量，相信一定比較準確。雖然測定氣值分子量還有其他很多精密的儀器，但是我們的目的是在藉微量天平的研究，進而對槓桿原理。浮體原理。波以耳定律。查理定律。密度定義。亞佛加厥學說。大氣壓力原理等相關理論，得以實際的觀察。操作和運用，建立我們的物理學基礎。

基於自然課本第七冊（五十七年編輯）第四單元鐵釘生銹的實驗，發現隔絕空氣及水分的鐵釘不易生銹，而澆一些水浸入水中及有充分空氣的鐵釘很容易生銹，而醋酸、氨水、靈水等皆是其有不同性質之溶液，於是就引起我們一種好奇天真的想法：若把鐵釘放入各種不同性質的溶液中，鐵釘會不會生銹？若會生銹其程度如何？或有其他特別變化嗎？等一連串的問題，促使我們請老師指導我們做研究工作。

釣魚的時候看到浮標在淡水中與海水中浮出水面的部分長短不一樣，在淡水中浮出較短而在海水中浮出較長，這是什麼原因呢？海水中所含的食鹽是不是可以利用浮標浮出水面的長短來測量它的濃度呢？我們為了要探求問題的答案，於是我們製作各種形狀的浮標並作下列的實驗。

有一天，上數學課的時候，老師發給我們一張圖如圖(一)，讓我們欣賞，並且說了一個有趣的故事。有一天活潑的小明，從家裹走到學他走 3號道路，因為沿途可以看到很多有趣的事物。例如他走到池塘邊，可看到水裏的魚兒游來游去；再往前走到公園例如他走到可欣賞美好的風景。然後經過冰淇淋店，可看到各式各樣的冰淇淋廣告，最後才走到學校。可是當小明走進校門時，忽然想起忘記帶直尺和細繩，所以就想走近路回家，現在圖上標有三條道路1.、2.、3.，你們想一想，他應該走哪一條道路回家，才是最近的？有些同學說走1.號道路，有些說走 2. 號道路，更有些同學說走3.號道路最近。後來老師指導我們，把準備好的直尺和細繩拿出來實際測量，結果大家異口同聲說：「走 2. 號道路最近的。」老師笑著說：「你們很聰明，大家都答對了。所以大家要知道：把每一個地方看做一點，那麼，兩點之間的距離是直線段最短。」這時，我忽然想起一個問題說：「老師，從我家到學校不是直線段道路，要經過幾個十字路口．轉幾個彎如圖二，那麼，我該怎麼走才是最近的路？

人類是自然的寵兒，理應主動地接近自然，了解自然。宇宙是自然的全部，包含了天和地，內中還不知道有多少學問，等待看人類去發現，了解和運用，天上的星星雖然只是自然的一部份，但是我們又知道多少呢？尤其是我們這些國中學生，白天看不見星星，晚上又被強烈的電燈遮蔽了星星的面目，深夜嗎？我們要睡了，因為怕明天上學會遲到啊！所以我們想做一們白天也可以看星星的機器，來滿足我們和以後的學弟學妹們的求知慾。我們把構想說給老師聽，經老師們的同意後，就著手做了這一台自學機。