附錄 A
自然與生活科技學習動機問卷
親愛的同學你好：
此份問卷的目的是想瞭解同學們在自然與生活科技領域（理化科），學習理化的學習動 機。因此，請同學們謹慎地圈選出一個最適合的答案，此份問卷沒有標準答案，請按照真實 情況回答即可。你的認真分享，將有助於自然與生活科技教師教學的改進。謝謝你！
台灣師範大學化學研究所 指導教師：黃芳裕 教授 研 究 生：吳宛如 第一部份：基本資料調查表
1、就讀學校： 市（縣） 學校 2、國中 年級，班級： ，座號：
3、姓名：
4、性別：□ 男 □ 女
5、父母親的教育程度：（請寫其最高學歷及填寫代號）
父親 ， 母親 ， 選項：（1）不識字
（2）小學畢業或肄業、未上學但識字 （3）國中、高中、高職畢業或肄業 （4）專科學校、大學畢業或肄業 （5）研究所或研究所以上
6、父母親的職業：（請寫清楚其職位）
父親 ，母親 7、經濟狀況： （請填寫代號）
選項：（1）富裕（2）小康（3）普通（4）清寒
8、目前跟哪些人居住在一起？
第二部分：自然科學學習動機問卷
此份問卷是想瞭解你在自然與生活科技的上課情形。請仔細閱讀每一項敘述，並依據你 在上自然與生活科技時的情況來回答，在「答案欄」上，適當的地方圈選以表示你的看法。
A.
1、在自然與生活科技課堂中，我喜歡能引起好奇的課程，即
使它是很困難的。 ………□ □ □ □ □ 2、如果我學習的方法正確，那麼在自然與生活科技課堂中
就能學到真正的知識。………□ □ □ □ □ 3、我有信心可以學到自然與生活科技中基本的觀念。………□ □ □ □ □ 4、我對能使我滿足的自然與生活科技課程感到很有興趣。………□ □ □ □ □ 5、如果我更努力用功，那麼就能瞭解自然與生活科技的課程
內容。………□ □ □ □ □ 6、在自然與生活科技的課堂中，我比較偏好較具有挑戰性的
課程，如此才能學到新的事物。………□ □ □ □ □
非 常 符 合
有 些 符 合
普 通
有 些 不 符 合
非 常 不 符 合
B.
1、我認為學習自然與生活科技的主要目的是想得到高分。………□ □ □ □ □ 2、現今對我而言，最重要的是要提昇平均分數。………□ □ □ □ □ 3、如果可以，我希望比其他同學獲得更好的成績。………□ □ □ □ □ 4、在自然與生活科技的課堂中，我可以做得很好，因為這樣可
以向家人、朋友或其他人展示我的才能。………□ □ □ □ □ 5、最令我高興的事情是在自然與生活科技的課程中得高分，
因為可以獲得獎賞。………□ □ □ □ □ 6、我認為學習自然與生活科技主要目的是有助於未來升學。……□ □ □ □ □
C.
1、在班級中，我自認為可以把自然與生活科技的實驗做得很好。□ □ □ □ □ 2、我有信心可以瞭解老師所教導最複雜的自然與生活科技課
程。………□ □ □ □ □ 3、我有信心在自然與生活科技的家庭作業及測驗中，獲得優異
的成績。………□ □ □ □ □ 4、我確信在自然與生活科技課堂中，我可以精通所學到的技
能。………□ □ □ □ □ 5、我確定能領悟自然與生活科技課堂中所教的課程。………□ □ □ □ □ 6、我相信我可以在自然與生活科技考試時得高分。………□ □ □ □ □ 7、在自然與生活科技課程中，我經常做超過家庭作業所指定的
範圍。………□ □ □ □ □ 8、在學習自然與生活科技時，我會用舊的學習經驗來連結新的
知識。………□ □ □ □ □
D.
1、我沒有把握學會較難的自然與生活科技課程觀念。………□ □ □ □ □ 2、不管我多努力，也沒有信心學好自然與生活科技。………□ □ □ □ □ 3、當寫自然與生活科技的作業或解題時，我會盡快的猜完或抄
完，且不深入瞭解題目內容。………□ □ □ □ □ 4、在自然與生活科技課程中，所進行的活動有點難時，我不是
放棄就是只做簡單的部分。………□ □ □ □ □ 5、自然與生活科技的回家作業，我常常採用同學或參考書的解
答，而不是自己想出答案。………□ □ □ □ □
非 常 符 合
有 些 符 合
普 通
有 些 不 符 合
非 常 不 符 合
E.
1、我認為自然與生活科技中的知識是有用處的。………□ □ □ □ □ 2、我喜歡自然與生活科技所學到的東西。………□ □ □ □ □ 3、儘管學不好自然與生活科技，我也試著從中學到東西。………□ □ □ □ □ 4、我認為學習自然與生活科技的主要價值是可把所學運用在日
常生活中。………□ □ □ □ □ 5、我認為學習自然與生活科技的主要價值在於體驗科學研究的
精神。………□ □ □ □ □ 6、我認為學習自然與生活科技的主要價值是訓練思考能力。……□ □ □ □ □ 7、我認為學習自然與生活科技的主要價值是學習解決問題的方
法。………□ □ □ □ □
F.
1、在學習自然與生活科技時，若有一些觀念不清楚時，我會與
老師或同學討論來幫助理解。………□ □ □ □ □ 2、我會藉由家庭教師或上補習班上課來增進自然與生活科技的
學習。………□ □ □ □ □ 3、我會研讀相關的參考書籍，藉此幫助學習。………□ □ □ □ □ 4、在課餘時間，我通常會與其他同學討論自然與生活科技課程
的內容。………□ □ □ □ □ 5、學習自然與生活科技課程時，我會嘗試去找到可以幫助我學
習的同學。………□ □ □ □ □ 6、在自然與生活科技的學習中我會試著和同學一起努力完成課
程的作業。………□ □ □ □ □
G.
1、我期待上自然與生活科技。………□ □ □ □ □ 2、我認為上自然與生活科技是很好玩且有趣的。………□ □ □ □ □ 3、我認為自然與生活科技是學校課程中最有趣的科目。…………□ □ □ □ □ 4、我喜歡上自然與生活科技，因為能和同學們互相討論。………□ □ □ □ □ 5、我認為上自然與生活科技能和老師得到更多的互動。…………□ □ □ □ □ 6、我學習自然與生活科技，是因為老師教學多變化。………□ □ □ □ □ 7、上自然與生活科技時，令我感到厭煩。………□ □ □ □ □
非 常 符 合
有 些 符 合
普 通
有 些 不 符 合
非 常 不 符 合
附錄 B
學習動機問卷各量表之內部一致性
表 A Pearson 相關
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A1 1.0000 0.4204** 0.4967** 0.5424** 0.3356** 0.4908**
A2 0.4204** 1.0000 0.4730** 0.4654** 0.4216** 0.3243**
A3 0.4967** 0.4730** 1.0000 0.5693** 0.3666** 0.4514**
A4 0.5424** 0.4654** 0.5693** 1.0000 0.3752** 0.4011**
A5 0.3356** 0.4216** 0.3666** 0.3752** 1.0000 0.3453**
A6 0.4908** 0.3243** 0.4514** 0.4011** 0.3453** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 B Pearson 相關
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B1 1.0000 0.5277** 0.2669** 0.3012** 0.5034** 0.2192**
B2 0.5277** 1.0000 0.4569** 0.2587** 0.4051** 0.2748**
B3 0.2669** 0.4569** 1.0000 0.3000** 0.3183** 0.3736**
B4 0.3012** 0.2587** 0.3000** 1.0000 0.5318** 0.2979**
B5 0.5034** 0.4051** 0.3183** 0.5318** 1.0000 0.4010**
B6 0.2192** 0.2748** 0.3736** 0.2979** 0.4010** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 C Pearson 相關
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C1 1.0000 0.6017** 0.6304** 0.5815** 0.5448** 0.5715** 0.3831** 0.4312**
C2 0.6017** 1.0000 0.6561** 0.5751** 0.5877** 0.4876** 0.3109** 0.4065**
C3 0.6304** 0.6561** 1.0000 0.5940** 0.6052** 0.6088** 0.4429** 0.4728**
C4 0.5815** 0.5751** 0.5940 1.0000 0.6632** 0.5529** 0.4075** 0.4066**
C5 0.5448** 0.5877** 0.6052** 0.6632** 1.0000 0.5358** 0.3570** 0.4378**
C6 0.5715** 0.4876** 0.6088** 0.5529** 0.5358** 1.0000 0.3329** 0.4193**
C7 0.3831** 0.3109** 0.4429** 0.4075** 0.3570** 0.3329** 1.0000 0.4924**
C8 0.4312** 0.4065** 0.4728** 0.4066** 0.4378** 0.4194** 0.4924** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 D Pearson 相關
D1 D2 D3 D4 D5 D1 1.0000 0.4684** 0.2903** 0.2011** 0.2665**
D2 0.4684** 1.0000 0.3994** 0.1719** 0.3074**
D3 0.2903** 0.3994** 1.0000 0.4576** 0.5136**
D4 0.2011** 0.1719** 0.4576** 1.0000 0.4129**
D5 0.2665** 0.3074** 0.5136** 0.4129** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 E Pearson 相關
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E1 1.0000 0.7120** 0.6693** 0.5942** 0.5097** 0.5368** 0.5476**
E2 0.7120** 1.0000 0.6947** 0.5350** 0.4996** 0.5088** 0.5154**
E3 0.6693** 0.6947** 1.0000 0.5778** 0.5428** 0.5583** 0.5253**
E4 0.5942** 0.5350** 0.5778** 1.0000 0.5925** 0.5195** 0.5194**
E5 0.5097** 0.5000** 0.5428** 0.5925** 1.0000 0.6264** 0.6036**
E6 0.5368** 0.5088** 0.5583** 0.5195** 0.6264** 1.0000 0.6692**
E7 0.5476** 0.5154** 0.5253** 0.5194** 0.6036** 0.6692** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 F Pearson 相關
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F1 1.0000 0.3139** 0.5019** 0.4350** 0.5896** 0.4919**
F2 0.3139** 1.0000 0.4156** 0.2652** 0.3442** 0.2474**
F3 0.5019** 0.4156** 1.0000 0.4930** 0.5180** 0.4050**
F4 0.4350** 0.2652** 0.4931** 1.0000 0.4967** 0.4251**
F5 0.5896** 0.3442** 0.5180** 0.4967** 1.0000 0.6271**
F6 0.4919** 0.2474** 0.4050** 0.4251** 0.6271** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
表 G Pearson 相關
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G1 1.0000 0.7409** 0.6484** 0.5631** 0.5471** 0.5404** 0.4740**
G2 0.7409** 1.0000 0.6637** 0.6260** 0.5763** 0.5896** 0.4448**
G3 0.6484** 0.6637** 1.0000 0.6262** 0.5601** 0.5897** 0.4431**
G4 0.5631** 0.6260** 0.6262** 1.0000 0.6486** 0.6073** 0.4196**
G5 0.5471** 0.5763** 0.5601** 0.6486** 1.0000 0.6393** 0.3855**
G6 0.5404** 0.5896** 0.5897** 0.6073** 0.6393** 1.0000 0.4006**
G7 0.4740** 0.4448** 0.4431** 0.4196** 0.3855** 0.4006** 1.0000
**在顯著水準為 0.01 時 (雙尾)，相關顯著。
附錄 C
部分科學探索課程教材
科學探索課程（Ⅰ）
課 程 順 序
日期 課程次數 學校正式課程進度 科學探索課程內容（科學原理）
93/02/27
（五）
第一次 1-1 有性生殖 1-2 無性生殖
熱情你和我
（熱漲冷縮原理）
93/03/05
（五）
第二次 1-3 生殖的基本原理 走馬燈
（熱對流原理）
93/03/12
（五）
第三次 2-1 遺傳的基本原理 叮叮咚咚音樂會
（聲音共振原理）
93/03/19
（五）
第四次 2-2 人類性狀的遺傳 2-3 性別的遺傳
製作玄機杯
（凸透鏡成像原理）
93/04/02
（五）
第五次 2-4 遺傳的改變 2-5 遺傳諮詢與生物科技
變！變！變變變！！！
（化學變化原理）
93/04/09
（五）
第六次 3-1 地層和演化的證據 3-2 生物怎樣發生演化
聰明的馬
（摩擦力原理）
93/04/16
（五）
第七次 3-3 生物的演化 刺蝟請跟我走＆旋轉紙馬
（靜電原理）
93/04/23
（五）
第八次 4-1 生物的命名和分類 4-2 原核生物界的生物
鐵達尼號的真相
（浮力原理）
93/05/14
（五）
第九次 4-3 原生生物界的生物 4-4 真菌界的生物
我的魔法杯
（酸鹼指示劑原理）
93/05/21
（五）
第十次 4-5 植物界的生物 美的冒泡
（二氧化碳原理）
93/05/28
（五）
第十一次 4-6 動物界的生物 來電盒
（電路原理）
93/06/04
（五）
第十二次 5-1 生物與環境 5-2 族群與群集
還是我最厲害
（伯努力定律）
科學探索課程（Ⅱ）
課 程 順 序
日期 課程次數 學校正式課程進度 科學探索課程內容（科學原理）
93/09/24
（五）
第一次 基本測量、物質與能 神秘的力量
（大氣壓力原理）
93/10/29
（五）
第二次 常見的力、壓力與浮力 天旋地轉
（重心原理）
93/12/31
（五）
第三次 溫度與熱、化學變化 彈力遊戲
（彈力位能轉換成動能）
我
的
魔
一、 魔法屋
同學們，你是否曾看過酒吧裡的調酒師耍酷調配色彩繽紛的雞尾酒ㄋ！
若沒看過的話，今天就讓我帶你去大開眼界吧！
二、 魔法袋
紫色葡萄皮汁液 朱蕉葉汁液 福木葉汁液 紫色甘藍菜汁液 紅鳳菜汁液 朱 槿 葉汁液
酚
酉太酚 紅 溴瑞香草藍液
鹽酸 20 ml
氫氧化鈉 20 g 試管 20 支
滴管 10 支 試管架 一個 量筒（10 ml） 一個
法
杯
三、 葵花寶典
第一重 è 利用鹽酸和氫氧化鈉配置 pH＝0∼pH＝14。
第二重 è 取鹽酸溶液 1M（pH＝0）2ml 和氫氧化鈉溶液 1M（pH＝14）2ml 及鹽酸 溶液 1M（pH＝0）1ml 加氫氧化鈉溶液 1M（pH＝14）1ml 分別加入 5 滴指示劑（紫色葡萄皮汁液、朱 槿 葉汁液、朱蕉葉汁液、福木葉汁液、
紫色甘藍菜汁液、紅鳳菜汁液、 酚 酉太、 酚 紅及溴瑞香草藍液），觀 察其顏色變化，並記錄於表格Ⅰ。
第三重 è 升級大挑戰：想想看，如何在一支試管中，利用以上不同濃度的溶液 和指試劑，調配出最多層顏色的雞尾酒呢?請把你的小撇步分享給大 家。
四、我的神奇魔法簿
1、表格Ⅰ：
鹽酸溶液 氫氧化鈉溶液 鹽酸 &
氫氧化鈉溶液
未加指示劑前的顏色 紫色葡萄皮汁液
朱槿葉汁液 朱蕉葉汁液 福木葉汁液
紫色甘藍菜汁液 紅鳳菜汁液
酚
酉太酚 紅
溴瑞香草藍液
2、同學們，當你將 1M 鹽酸溶液（pH＝0）1ml 加 1M 氫氧化鈉溶液（ pH＝14）1ml 時，是否有發現什麼現象ㄋ？Why？
---
--- 3、同學們，當你在調配色彩繽紛的雞尾酒時，所利用 pH＝0∼pH＝14 的溶液，
是否有先後順序的不同ㄋ?想想看，為什麼ㄋ？
---
---
五、參考資料：
備註（一）：認識酸鹼 1、酸的性質：
（1） 具有酸味
（2） 可使石蕊試紙由藍變紅
（3） 溶液具有導電性
※日常生活常見的酸為：醋酸、汽水、可樂、檸檬汁、鹽酸等。
2、鹼的性質：
（1） 具澀味
（2） 有滑膩感
（3） 使石蕊試紙由紅轉藍
（4） 溶液具導電性
（5） 鹼性水溶液可溶解油脂
※日常生活常見的鹼為：胃藥、氫氧化鈉、氨水、石灰等。
備註（二）：食物的酸鹼性
食物的酸鹼，並不是憑口感，而是食物經過消化吸收之後在體內吸收代謝後的結果。
一般的五穀、雜糧、豆類、蛋類與肉類等，所含的硫、磷都多過鉀、鈣、鎂，所以被稱 為酸性食物；蔬菜水果的鉀、鈣、鎂多過硫、磷，所以被稱為鹼性食物。牛奶含有豐富的磷，
但是鈣質更多，因此是鹼性食物。食鹽的成份是氯化鈉，是中性的食物，而茶、糖、油等食 物所含的礦物質含量甚微，因此可視為中性食物。至於常喝的汽水，因為在製造過程中會加 入磷，所以是酸性食物。
簡單的歸納，動物性食品中，除牛奶外，多半是酸性食品；植物性食品中，除五穀、雜 糧、豆類外，多半為鹼性食品；而鹽、油、糖、咖啡、茶等，都是中性食品。但也有少數例
食物的酸鹼究竟會對身體造成多少影響？實際上影響非常的小。因為人體的血液與體液 的酸鹼值只要有一點點改變，就會造成新陳代謝的失調與混亂。所以人體有良好的酸鹼緩衝 系統，使體液保持恆定的酸鹼值，緩衝掉食物酸鹼所帶來的影響。對健康的人而言，尿液的 酸鹼性就與食物有關：肉吃得多的，尿液通常呈酸性；吃素的人，尿液呈中性或弱鹼性的機 會較多。
站在營養保健的角度來看，食物的攝取能做到酸鹼平衡最好。雖然食物的酸鹼本身對身 體所造成的影響非常微小，但無論是吃得過酸還是過鹼，代表的都是一種營養不均衡，久了 對健康就會造成傷害的。但是把食物以「酸鹼」二分為「好壞」是一種錯誤的認知。少吃些 肉，多吃些菜是對的；如果酸性食物吃的太多，吃些鹼性食物均衡一下也是可接受的，但是 不要矯枉過正了。只要遵循著均衡飲食的原則，注意天然新鮮食物的充份攝取，在營養上，
在酸鹼上，都能得到良好的平衡。
備註（三）：酸鹼食物表
1、酸性食物：蛋、火腿、培根、雞肉、鮪魚、豬肉、鰻魚、牛肉、麵包、小麥、奶油、魚類、
五榖類、梅、李子、核桃、花生、貝類、泡菜、蔥、蒜、菇、蕈類、豌豆、扁 豆。油膩及油炸、油煎食物或經白糖、精糖、精鹽所製成者，如糖漿、果醬、
果凍、糖果、冰淇淋、飲料、巧克力、罐頭水果。
2? 焋? ? ? ? 侔廕? 壎垣? ? ? ? ? ? 噫? 壎垣? ? ? 廕? 侔壎垣? 埒喓? 氨? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 噯噫? 困嚓? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 困嚓? ? ? ?
? ? ? 倯唁? 噫? ? 噫? 廕? ? ? ? 廕? 焋? ? 浧? ? ? ? ? 檗? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? 焋? ? ? ? ? ? ? ? ? 浣? ? ? ? ?
我
的
魔 法
杯
六、挑戰大魔王
班級： 座號： 姓名：
第一招 è 藉由這麼多指示劑的幫助ㄚ！你有更加了解溶液了嗎？呵呵呵~~~~
你能舉出一些和鹽酸及氫氧化鈉同性質的東東ㄇ~~~~~
Fight
和鹽酸同性質的物質//酸性物質//
---
和氫氧化鈉同性質的物質//鹼性物質//
---
第二招 è 聰明的魔法師，你操作過這麼多種指示劑之後，是否可以告訴我，酸 的共同特性和鹼的共同特性分別有哪些ㄋ？
Fight
酸的共同特性//
---
鹼的共同特性//
---
第三招è 回想看看，當你將 1M 鹽酸溶液（pH＝0）1ml 加 1M 氫氧化鈉溶液（ pH
＝14）1ml 時，是否有發現此反應為吸熱反應或放熱反應ㄋ？Why？
Fight
--- ---
第四招 è 請舉例遇到酸性物質和鹼性物質會變色的酸鹼指示劑。
Fight
---
第五招 è 說說看你今天的收穫如何ㄚ？（請自行設計版面ㄛ！）
一、 杯中的線索
一年前，在倫敦郊區的克姆拉城堡裡住著一位花輪伯爵，在一個雷雨交加的夜 晚，花輪伯爵被人發現陳屍在城堡的密室中，他的手裡緊握著一個杯子，地上 有一攤水。伯爵夫人美環在悲痛之餘，請小偵探柯南來調查案發的真相！假設 你自己就是小偵探柯南，帶我們一起來解開花輪伯爵死亡之謎吧！
二 、百寶袋
小圖片 一張 紙杯 1 個 塑膠杯 一個 黏土 少許 剪刀 一支 刀片 一支 半圓形凸透鏡 一個 手電筒 一支 凹、凸透鏡 數片 透明果凍蠟 數個
三、 暗藏玄機的杯子
偵察路程è
指令 1：取一個塑膠杯，
在裡面底部中央貼上貼紙。
指令 2：取另一個紙杯，
在底部中央用刀片挖一個
直徑小於 1 公分的小洞。
指令 3：挖好洞後，取一長
條黏土，黏在紙杯內洞的四周。
指令 4：把半圓形凸 透鏡壓在黏土上，確實壓緊 不要有空隙！若有空隙請再 補上黏土。
指令 5：把半圓球凸透鏡 紙杯套入貼紙塑膠杯內，
上下調整距離，直到看不 見影像為止，用筆在紙杯
上做記號。
指令 6：在半圓球透鏡紙杯 外層黏上四個外凸型膠帶，
以調整（增加）兩紙杯間的 距離。
指令 7：把黏有半圓形凸透 鏡的紙杯套入有貼紙的塑膠 杯內，上下調整距離，最後 用膠帶固定兩個紙杯。
指令 8：倒水進入上層黏有
半圓球凸透鏡紙杯內，你將
會有意外的發現！想想看為
什麼ㄋ？
四、 真相大白 -- 杯中的透鏡到底有何用?
1、 小偵探柯南發現花輪伯爵手裡緊握著一個杯子，這個杯子與一般的杯子有何 不同ㄋ？
2、 手電筒原本照出來的光是什麼形狀？拿手電筒來照照透鏡--凸透鏡與果凍蠟
透鏡，你有什麼新發現ㄋ？
3、 在我們日常生活中透鏡的種類可分為哪幾種 ？ 花輪伯爵手中杯內的透鏡與在
杯子中盛水，應該屬於哪一種透鏡ㄋ？
五、 參考資料：
備註（一）：
玄機杯剖面圖如下，上紙杯的底部裝有凸透鏡一片，且杯內盛水；而下紙杯 的底部粘一張照片。備註（二）：利用鑰匙孔、玻璃片、投影片…等等滴上小水滴，或是試管裝水，
即可成為一個透鏡。
1、鑰匙孔之水滴透鏡：
將平常所用之鑰匙取下，在鑰匙孔上滴上水滴，即可形成一個透鏡。在 自然的情況下滴上水滴，加上地心引力的作用會使鑰匙孔水滴成為一個雙凸 透鏡；若取一張衛生紙，將鑰匙孔之水滴透鏡中間吸走一小部分的水，此透 鏡即成為一個凹凸透鏡。
紙杯
塑膠杯
水
凸透鏡
貼紙
凹透鏡
凸透鏡
2、玻璃片、投影片之水滴透鏡 －－ 平凸透鏡：
3、試管裝水 －－從上往下看為平凸透鏡 從側面看似雙凸透鏡
備註（三）：透鏡成像的性質（左虛右實）
透鏡
種類 字體的位置 像是正立
或倒立
像的大小
（與原物比較）
像是實像 或虛像
兩倍焦距外 倒立 縮小 實像
介於兩倍焦距與焦距之間 倒立 放大 實像
焦點上 無法成像
凸 透
鏡 焦點與鏡面之間 正立 放大 虛像
兩倍焦距外 正立 縮小 虛像
介於兩倍焦距與焦距之間 正立 縮小 虛像
凹 透
鏡 焦點與鏡面之間 正立 縮小 虛像
鑰匙孔之水滴透鏡
玻璃片、投影片之水滴透鏡
試管裝水
（1）凸透鏡（會聚光）
（2）凹透鏡（發散光）
備註（四）：解開花輪伯爵死亡之謎
當柯南知道了這個玄機杯的原理以後，對於花輪伯爵的死亡，仍然感到十分疑惑，便問美環 夫人：「這個玄機杯是哪裡來的？」美環夫人回答：「是小丸子送我的生日禮物。」
柯南：「小丸子送你的？那為何會在花輪伯爵手中呢？」「因為花輪覺得這杯子看起來很高雅，
所以就拿去盛水喝了，沒想到……」美環夫人傷心的回答著。柯南又問：「那…花輪伯爵是否 有恐懼的東西呢？」「有呀！他最怕的就是蜘蛛了。」美環夫人回答。
柯南說：「那我知道花輪伯爵的死亡之謎了，小朋友你們知道了嗎？」
「小丸子送美環夫人杯子只是好玩，是一場惡作劇。沒想到…送給美環夫人的杯子會被花輪 伯爵拿去使用，在花輪伯爵將杯子裝水以後，看到了……蜘蛛。而花輪伯爵最怕的就是蜘蛛 了，所以在看到杯子裡有蜘蛛以後，嚇得心臟病爆發……你猜對了嗎？」
2f 1f 1f 2f
2f 1f 1f 2f
六、小偵探大考驗
班級： 座號： 姓名：
第一招 è 在日常生活中，你可以找到跟花輪伯爵手中的玄機杯構造相近的物品 嗎？
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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第二招 è 想想看，日常生活中有哪些東西運用到透鏡ㄋ？它可以怎樣幫助我們 的生活呢？
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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第三招 è 柯南又碰到了一個新的案子，遇到困難重重，你要協助柯南喔！首先 要先瞭解凹、凸透鏡有什麼特性ㄋ?
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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第四招è 柯南發現在凸透鏡的下方有一些字，但是柯南看不清楚，你覺得他要 用什麼東西才可以看清楚ㄋ？
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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第五招è 如果你是一個小小發明家，你會利用透鏡發明出什麼樣的東西呢？
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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第六招 è 今天的科學活動過程你還喜歡嗎？說說看你的想法吧！（請自由設計 版面）
辛苦了喔！
神 秘 的 力 量
一、
存在的大氣壓力
同學們，請你們仔細想想看，大氣壓力在我們日常生活中是無所不在的，
但是我們往往會忽略它的存在。想不想藉由科學實驗更加認識大氣壓力的運用 ㄋ！心動不如馬上行動喔！
二、補給站
活動一：倒不出來的水
廣口瓶 1 個 護貝的相片 1 張
活動二： 神奇的蘋果氣球
氣球 1 個 橡皮筋 1 條
活動三：清水變汽水
廣口瓶 1 個 布（10×10cm） 1 塊
活動四：生氣的針筒
針筒 1 個 橡皮塞 1 個
活動五：保特瓶的秘密
保特瓶 1 個 氣球 1 個
活動六：洞洞瓶
保特瓶 1 個 圖釘 3 個
活動七：自投羅網的水
錐形瓶 2 個 酚
酉太少許 橡皮塞 1 個 三角架 1 個 陶瓷纖維網 1 個 酒精燈 1 個 燒杯（100ml） 1 個 橡皮管 1 條
活動八：大小試管 試管大小 各一個
三、神奇步道
活動一：
1、 將廣口瓶裝滿水，且將護貝相片輕輕的放在廣口瓶上（切記：護貝相片要 和瓶口密貼） 。
2、 再倒置，記得置倒的速度不要太快喔！觀察看看，與想像中有什麼不同的 地方嗎？想一想，為什麼ㄋ？
活動二：
1、 取一個氣球把它吹約 8 分大，且打節。
2、 將打節處往氣球底部壓，且抽出轉幾圈，再用橡皮筋打節。(好像一顆蘋果 喔!我們把它稱作蘋果氣球喔!)
3、 將蘋果氣球底部往桌子一壓，且拉拉橡皮筋，觀察看看有什麼現象發生
ㄋ？(可試著作其它造型喔! ex:風火輪…)
活動三：
1、 將廣口瓶裝滿水，蓋上布。
2、 將廣口瓶倒置，且旋轉（食指和拇指環繞瓶口即可），觀察廣口瓶內水的 變化，想想看，為什麼ㄋ？
活動四：
1、用針筒吸取 40 mL 約 85℃ 的熱水。
2、並將活塞稍微插入針筒之中，再將針筒倒置（即注射針向上）並把空氣排出 針筒外。
3、再將針筒倒置，把注射針插入軟木塞中，並用力將活塞往上拉，觀察其變化，
想想看，為什麼ㄋ？
活動五：
1、 將保特瓶用圖釘戳一個洞（戳洞位置要低，以免被漲大的氣球擋住）。
2、 將氣球放入保特瓶內，且往外翻套在瓶口上。
3、 將手壓住此小洞或不壓住此小洞，且對瓶內氣球吹氣，觀察看看有何不同 ㄋ？想想看，為什麼ㄋ？
活動六：
1、 在保特瓶瓶身垂直插 3 個圖釘（且不要拔出） ，且將保特瓶裝滿水後蓋上 蓋子後，將圖釘一一拔出，觀察其變化，想想看，為什麼ㄋ？
2、 如步驟 1，把垂直插 3 個圖釘，改成水平插入 3 個圖釘。
活動七：
1、 將裝有橡皮管的錐形瓶內裝少許的水（若水量太多要加熱很久很久喔，所 以不要加太多）。
2、 在酒精燈上加熱，等沸騰後，續等 2 分鐘(使瓶子內充滿水蒸氣)後，蓋上 橡皮塞。
3、 取下錐形瓶，且將其橡皮管放入事先裝有水的另一個錐形瓶中，觀察其變 化，想想看，為什麼ㄋ？
活動八：
1、 將大試管裝水 1/2 管。
2、 小試管套進大試管中（要和水密貼喔）。
3、 將其慢慢倒置，觀察其變化，想想看，為什麼ㄋ？
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座號： 姓名：
Mission 1
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Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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垂直插入 水平插入
Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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Mission 3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 帙? ? ? ? ?
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Fight 說說你的看法ㄅ！！！
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Mission 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 恮? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ㄋ?
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Mission 5
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附錄 D
部分實驗活動真實紀錄
活動實況
附錄 E
部分學習單評量分析：以 Perry Scheme 為分析工具 1、以第八次實驗-鐵達尼號的真相第二題分析範例
Perry Scheme 的第 1 層次
分析結果：因為未能回答本題，因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在第 1 層次。
Perry Scheme 的第 2 層次
分析結果：僅就題目作客觀描述，而不加以論斷而未解釋原因，因此以 Perry 基模的評量尺 度分析應落在第 2 層次。
Perry Scheme 的第 3 層次
分析結果：僅就直觀的方式和經驗作為回答的依據並未充分解釋，因此以 Perry 基模的評量 尺度分析應落在第 3 層次。
Perry Scheme 的第 4 層次
分析結果：能夠提出自己的合理解釋，因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在第 4 層次。
Perry Scheme 的第 5 層次
2、以第八次實驗-鐵達尼號的真相第二題分析範例
Perry Scheme 的第 1 層次
分析結果：因為答非所問，因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在第 1 層次。
Perry Scheme 的第 2 層次
因為此評量尺度沒有範例，所以未討論。
Perry Scheme 的第 3 層次
分析結果：答案正確，但只考慮一項因素，因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在第 3 層 次。
Perry Scheme 的第 4 層次
分析結果：答案品質超過一般預期（兩項∼三項），因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在 第 4 層次。
Perry Scheme 的第 5 層次
分析結果：答案品質完美（四項以上），因此以 Perry 基模的評量尺度分析應落在第 5 層次。
附錄 F
部分學習心得回饋分析範例-以 Perry Scheme 為分析工具
1、單次心得回饋分析範例：以 Perry Scheme 為分析工具
Perry Scheme 的第 1 層次
分析結果：因為僅回答實驗的趣味性，因此以 Perry 基模的評鑑尺度分析應落在第 1 層次。
Perry Scheme 的第 2 層次
分析結果：僅分享實驗心得，對於科學實驗背後的 科學原理而未解釋，因此以 Perry 基模 的評量此度分析應落在第 2 層次。
Perry Scheme 的第 3 層次
分析結果：能說出所學的內容知識，但是並未充分 解釋，因此以 Perry 基模的評量此度分 析應落在第 3 層次。
Perry Scheme 的第 4 層次
分析結果：能與日常生活或以往經驗相比較，且 分享實驗過程中的心得，因此以 Perry 基模的評量此度分析應落在第 4 層 次。
Perry Scheme 的第 5 層次
分析結果：受測者能將所學習到的科學實驗之理 論與生活實際面作結合，且能充分地 分享實驗心得，達到最完美的狀態，
因此以 Perry 基模的評量此度分析應 落在第 5 層次。
2、總心得回饋分析範例：以 Perry Scheme 為分析工具
Perry Scheme 的第 1 層次
分析結果：因為僅表面回答題目，因此以 Perry 基模的評鑑尺度分析應落在第 1 層 次。
Perry Scheme 的第 2 層次
分析結果：僅簡單分享實驗心得，因此以 Perry 基 模的評量此度分析應落在第 2 層次。
Perry Scheme 的第 3 層次
分析結果：分享實驗心得，因此以 Perry 基模的 評量此度分析應落在第 3 層次。
Perry Scheme 的第 4 層次
分析結果：除了分享實驗心得之外，還分享其內 心的想法，因此以 Perry 基模的評量 此度分析應落在第 4 層次。
Perry Scheme 的第 5 層次
分析結果：除了分享實驗心得及內心的想法之 外，還表示深深受此課程影響深遠，
因此以 Perry 基模的評量此度分析應 落在第 5 層次。
附錄 G
部分學生自評動機曲線圖
附錄 H
自然與生活科技學習問卷調查
班級： 座號： 姓名：
親愛的同學你好：
此份問卷的目的是想瞭解同學們在自然與生活科技領域的學習情形。因此，請同學們謹 慎地圈選出一個最適合的答案，並說明原因。此份問卷沒有標準答案，請按照真實情況回答 即可。謝謝你的分享喔！
台灣師範大學化學研究所 指導教師：黃芳裕 教授 研 究 生：吳宛如
一、透過『科學探索課程』，對於我目前學習自然與生活科技課程
是有幫助的。………□ □ □ □ □
為什麼ㄋ？
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---
二、透過『科學探索課程』，我以後願意參加相關的科學活動（非
競賽性質）。 ………□ □ □ □ □
為什麼ㄋ？
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三、透過『科學探索課程』，對於我以後所參加的科學活動（非競
賽性質）將有所幫助。………□ □ □ □ □
為什麼ㄋ？
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---
四、透過『科學探索課程』，我以後願意參加校內外科學展覽（科
展）或相關的科學競賽。………□ □ □ □ □
為什麼ㄋ？
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五、透過『科學探索課程』，對於我以後所參加的科學展覽或科學
競賽將有所幫助。 ………□ □ □ □ □
為什麼ㄋ？
---
---
非 常 同 意
同 意
沒 意 見
不 同 意
非 常 不 同 意
附錄 I
課堂觀察記錄表
科學探索實驗-【 】之觀察記錄（）
活動日期 活動時間 分鐘
活動地點 觀察員
一、從活動觀察當中，請您就以下問題，圈選出您最認同的部分或用筆寫下您最真切的感受：
觀察項目 非常同意 同意 普通 不同意 非常不同意
1、能夠符合教學目標 5 4 3 2 1
2、學生非常有興趣參與 5 4 3 2 1
3、師生的互動非常良好 5 4 3 2 1
4、同儕之間的互動非常良好 5 4 3 2 1
5、能夠引發學生主動探索的能力 5 4 3 2 1
6、學生都能動手操作實驗 5 4 3 2 1
二、您覺得這個科學探索實驗課有哪裡需要改進呢？
--- --- ---
三、從這次的科學探索實驗中，您發現學生的整體表現如何呢？
--- --- ---
四、您覺得這個科學活動能增進學生哪些科學能力呢？請您就以下問題，圈選出您認同部分。
圈選 分段能力指標 圈選 分段能力指標
1-4-1-1 學生能由不同的角度或方法 做觀察。
4-4-1-2 學生能領悟科學探索實驗課中 所教的課程內容。
1-4-2-1 當學生學習科學探索實驗課 時，所學到的觀念與以前所瞭解的觀念 有差別時，會努力弄懂。
5-4-1-2 學生發現科學探索實驗課的學 習單寫錯時，會努力瞭解寫錯的原因。
1-4-4-2 學生可以由實驗的結果，獲得 科學實驗的論點。
5-4-1-3 學生期待上科學探索實驗課，
因為上科學探索實驗課很好玩且有趣。
1-4-5-5 學生在討論學習單時，能傾聽 別人的答案，並能提出意見或建議。
6-4-2-1 在學習科學探索實驗課時，學 生會用舊的學習經驗來連結新的知識。
1-4-5-6 學生在科學探索實驗課餘，會 藉由參考書籍、善用網路資源與同學互 相交流，來幫助學習。
6-4-4-1 學生寫學習單時，會自己想出 答案。
2-4-1-1 學生有信心在科學探索實驗 課中，可以精通所學到的技能。
6-4-5-2 學生在科學探索實驗課中，會 互相討論來幫助理解。
2-4-1-2 學生有信心可以把實驗做得 很好。
7-4-0-1 學生喜歡上科學探索實驗課。
3-4-0-1 學生在科學探索實驗課中可 以體驗科學研究的精神。
7-4-0-3 學生可以把科學探索實驗課所 學到的運用到日常生活中。
3-4-0-5 學生會用理解的方式來學習 科學實驗探索課程。
8-4-0-6 學生喜歡科學探索實驗課所學 到的東西。
附錄 J 學生科展作品
（此作品為台北市第 38 屆中小學科學展覽國中組生活及應用科學科-特優）
廚餘來電了！
壹、 研究動機
暑假到日本旅遊時，無意中看到用水果發電的時鐘，覺得很特別，所以開學後和理化老 師及同學討論，發現除了水果以外還有許多物質可以發電，而且地球可用資源愈來愈少，再 加上去年十二月台北市推行一連串的環保活動，包含廚餘、廢電池等回收，另外大家都知道 電池使用完後大都會造成嚴重的環境汙染。因此，我們想知道這些不起眼的廚餘是否可產生 能量以製成再生電池，代替一般的乾電池，以減少環境的污染。
貳、 研究目的
一、在不同的廚餘種類中，找出最適合製作再生電池的材料 二、找出鳳梨廚餘水發酵作用的最佳時段
三、在廚餘水中加入不同添加物以達到凝膠的效果方便製成再生電池，並測試保存期限 四、比較不同的再生電池，其電力持續時間
五、探討並改良再生電池的構造
六、探討加入去極劑（二氧化錳）是否可延長再生電池使用時間
參、 研究設備及器材
一、器材：水桶 10L、三用電錶、廚餘桶、量筒、漏斗、燒杯（50、250、1000ml）、溫度 計、玻棒、刮杓、菜刀、附鱷魚夾電線、鋅銅片、實驗衣、砂紙、口罩、寶特瓶、
試管刷、秤、報紙、秤量紙、酒精燈、陶瓷纖維網、三腳架、打火機、電子秤、自 製時鐘、培養皿
二、藥品：咖啡粉（除臭）、高分子聚合物（聚丙烯酸鈉 sodium polyacrylate）、洋菜粉、
酵母粉、澱粉、海采粉、太白粉、二氧化錳、工業酒精 三、廚餘：剩肉、剩菜、剩飯、鳳梨皮
肆、 研究過程
一、在不同的廚餘種類中，找出最適合製作再生電池的材料
（一）收集廚餘：向全八年級分別收集肉、菜、飯類的廚餘，並向水果攤要鳳梨皮。
（照片一）
（二）分開清洗各類廚餘，並切小塊。（照片一）
（三）將各類廚餘再分成二類，一類是加酵母粉溶液作為實驗組，另一類則不加酵 母粉溶液作為對照組。每類秤 3Kg，並放入 10L 的水桶中靜置。（照片一）
（四）將酵母粉和水以 1：100 的比例配置 250ml，倒入各類廚餘水桶當作實驗組。
（五）完成上述步驟後，每三天收集各類的廚餘水（照片二），並記錄廚餘水的水量、
溫度、電壓、電流和 pH 值。
照片一 處理各類廚餘的過程
照片二 每三天收集一次各類的廚餘水
二、找出鳳梨廚餘水發酵作用的最佳時段
（一）收集鳳梨皮並切塊，分成實驗組、對照組兩桶（各 3 ㎏）。
（二）其中一桶加入 250ml 的酵母粉溶液（酵母粉：水＝1：100）作為實驗組。
（三）另一桶不做任何處理，作為對照組。
（四）每隔三天各收集實驗組、對照組一次，並紀錄鳳梨廚餘水的水量、電流、電 壓、pH 值的大小。
三、在廚餘水中加入不同添加物以達到凝膠的效果方便製成再生電池，並測試保存期限
（一）先收集已靜置發酵 9 天的鳳梨廚餘水，並分裝成 50ml 的鳳梨廚餘水數杯。
（二）在各杯中依序加入澱粉量為 1g、2g、3g… .（以 1g 的變化量增加）並各加熱 5 分鐘（照片三），靜置冷卻（照片四）後測其電流（照片六）及 pH 值（照 片七）的大小。
（三）添加物換成洋菜粉、高分子聚合物、太白粉、海采粉，皆按照上述步驟（一）、
（二）重複進行。
（四）將各添加物與鳳梨廚餘水依最佳比例製成再生電池（照片五）。
（五）將各類的再生電池分別保留一杯，並且放置一星期，每天觀測並紀錄其變化
（照片八）。
照片三 利用酒精加熱 照片四 靜置冷卻 照片五 再生電池
照片六 測電流 照片七 測 pH 值 照片八 測試再生電池的保存期限
四、比較不同的再生電池，其電力持續時間
（一）收集已靜置發酵 9 天的鳳梨廚餘水，依上述過程三的方法製成各類再生電池。
（二）將各類再生電池串聯三個分別接上自製時鐘，紀錄時鐘持續運轉的時間。
（照片九、照片十、照片十一）
照片九 內含太白粉的再生電池 照片十 內含洋菜粉的再生電池 照片十一 內含高分子的再生電池
五、探討並改良再生電池的構造
（一）參考市售乾電池的內部構造。
（二）為考慮攜帶方便及資源再利用，決定使用底片盒作為再生電池的外殼。
六、探討加入去極劑（二氧化錳）是否可延長再生電池使用時間
（一）先收集已靜置發酵 9 天的鳳梨廚餘水，並分裝至底片盒中。（每盒約 30ml）
（二）將其中三個底片盒分別加入適量的高分子聚合物及二氧化錳以做為實驗組，
另外三個底片盒只加入適量的高分子聚合物當作對照組。
（三）將實驗組及對照組分別接上自製的時鐘，並紀錄時鐘可運轉的時間。
（照片十二、照片十三）
（四）將高分子聚合物換成洋菜粉並重複步驟（一）∼（三）。
照片十二 實驗組（含二氧化錳） 照片十三 對照組（不含二氧化錳）
伍、 研究結果
一、在不同的廚餘種類中，找出最適合製作再生電池的材料
（一）各類廚餘水測量數據：
表一 各類廚餘水在夏季測得的數據
廚餘水(ml) 溫度(℃) 電流(mA) 電壓(V) pH 值 類別 放置
天數 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 第 3 天 39 45 26 26 2.5 2 0.4 0.4 4.5 4.4 第 6 天 35 30 27 27 5 3 0.5 0.3 4.5 4.4 第 9 天 48 65 29 29 3.5 2 0.7 0.6 4.1 4.2 第 12 天 26 40 27 26 5 2.5 0.5 0.6 3.8 4.3
肉類
第 15 天 -40 23 27 27 2 1 0.4 0.5 4 4.5 第 3 天 242 120 26 26 2 1 0.5 0.5 4.1 5 第 6 天 167 95 27 28 6 4 0.5 0.5 4.2 4.6 第 9 天 103 76 28 29 4.5 3.5 0.5 0.5 3.5 4.6 第 12 天 77 52 27 26 6 3.5 0.4 0.5 3.4 5.2
菜類
第 15 天 63 46 27 26 5 4 0.5 0.4 3.4 5 第 3 天 -243 0 26 27
第 6 天 -216 0 26 26 第 9 天 -213 0 28 28 第 12 天 -250 0 28 27
飯類
第 15 天 -250 0 27 27
第 3 天 303 245 26 27 9 9 0.9 0.9 3 3.2 第 6 天 130 144 27 26 9 8 0.9 0.9 3 3.3 第 9 天 333 350 29 29 10 9 1 1 3.1 3.3 第 12 天 140 155 27 27 8 7 1 0.9 3.2 3.3
鳳梨類
第 15 天 115 135 27 26 7 7 0.9 1 3 3.5
※實驗組的水量已扣除酵母粉溶液的 250ml
表二 各類廚餘水在冬季測得的數據
廚餘水（ml） 溫度（℃） 電流（mA） 電壓（V） pH 值 類別 放置
天數 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 第 3 天 19 25 13 13 2.8 2.2 0.4 0.4 4.4 4.5 第 6 天 32 23 16 16 6 4 0.4 0.3 4.5 4.4 第 9 天 24 53 22 22 3.1 2 0.6 0.6 3.9 4.1 第 12 天 22 35 18 18 5.2 2.7 0.5 0.6 3.9 4.2
肉類
第 15 天 -62 17 19 19 3.1 2.2 0.4 0.5 4.1 4.4 第 3 天 15 12 13 13 2 1 0.5 0.5 4.1 5 第 6 天 25 22 16 17 6 4 0.5 0.5 4.2 4.6 第 9 天 70 52 22 22 4.5 3.5 0.5 0.5 3.5 4.6 第 12 天 40 35 17 18 6 3.5 0.4 0.5 3.4 5.2
菜類
第 15 天 35 25 19 19 5 4 0.4 0.4 3.4 5 第 3 天 -250 0 13 13
第 6 天 -250 0 16 15 第 9 天 -250 0 22 22 第 12 天 -250 0 18 18
飯類
第 15 天 -250 0 20 19
第 3 天 221 123 14 13 4 3 0.9 0.9 3.6 3.4 第 6 天 95 89 16 16 4 3.5 0.9 0.9 3.6 4.0 第 9 天 210 130 21 22 6 4 0.9 0.9 3.4 3.5 第 12 天 55 55 16 18 4.5 4 0.9 0.9 3.5 3.6
鳳梨類
第 15 天 33 68 20 20 4 3.5 0.9 1 3.4 3.5
（二）由表一、表二及平時實驗觀察整理出各類廚餘的優缺點，如表三。
表三 各類廚餘優缺點
廚餘種類 優點 缺點
肉類 1.太多油滲入，影響電流不穩定
2.產生的廚餘水臭味重
菜類
1.廚餘水多（比飯、肉類多） 1.臭味重
2.雜質很多（不易過濾）
3.電流、電壓量不高
4.易孳生蛆（懷疑是菜類本身未洗乾淨）
5.產生的廚餘水呈黏稠狀不好過濾 飯類 1.味道不是很臭
2.雜質不多
1.廚餘水量太少（飯會吸水）
鳳梨類
1.電流量較大
2.易脫水，廚餘水量多 3.來源易取得
1.因易脫水，故發酵期短，約二星期左右
※由表三明顯發現，鳳梨類的優點多於其他三類，故我們採用鳳梨為廚餘水的來源。
二、找出鳳梨廚餘水發酵作用的最佳時段
（一）鳳梨廚餘水各項測量數據（表四）：
廚餘水（ml） 溫度 （℃） 電流（mA） pH 值 加酵母 無酵母 加酵母 無酵母 加酵母 無酵母 加酵母 無酵母 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 第 3 天 127 105 27 27 5.75 4 3.15 3.57 第 6 天 215 210 20 20 6.5 4.25 3.13 3.44 第 9 天 275 321 23 23 8 5 3.11 3.31 第 12 天 60 133 23 24 6.75 4.5 3.14 3.44 第 15 天 84 121 25 24 6.5 4.25 3.15 3.59 第 18 天 80 113 29 28.5 6.25 4.25 3.16 3.65 第 21 天 74 90 28 27.5 5.5 4.2 3.5 3.54 第 24 天 50 63 27 26 5 4.3 3.54 3.55 第 27 天 30 45 28 27 5 4.3 3.58 3.59
收集天數 測量值
項目
圖一 有無酵母菌對廚餘水 量的影響
圖二 有無酵母菌對鳳梨廚 餘水溫度的影響
圖三 有無酵母菌對鳳梨廚 餘電流的影響
圖四 有無酵母菌對鳳梨廚 餘水 pH 值的影響
pH值變化
3 3.2 3.4 3.6 3.8 4
第３天 第６天 第９天 第１２天 第１５天 第１８天 第２１天 第２４天 第２７天
時間
加酵母 無酵母
廚餘水變化
0 100 200 300 400
第３天 第６天 第９天 第１２天 第１５天 第１８天 第２１天 第２４天 第２７天
時間 ｍｌ
加酵母 無酵母
電流變化
0 2 4 6 8 10
第３天 第６天 第９天 第１２天 第１５天 第１８天 第２１天 第２４天 第２７天
時間 ｍＡ
加酵母 無酵母
溫度變化
0 5 10 15 20 25 30 35
第３天 第６天 第９天 第１２天 第１５天 第１８天 第２１天 第２４天 第２７天
時間
℃
加酵母 無酵母
※ 1. 由圖一可知：鳳梨廚餘有加酵母粉溶液時出水量高於未加酵母粉溶液時。
※ 2. 由圖二可知：溫度對鳳梨廚餘的發酵作用影響不大。
※ 3. 由圖三可知：鳳梨廚餘有加酵母粉溶液時，電流較大。
※ 4. 由圖四可知：鳳梨廚餘有加酵母粉溶液時，pH 值較小。
※ 5. 在測量鳳梨廚餘水的電流時發現，因極板容易在水狀電解液中晃動，不易固 定造成電流不穩定。故設法將鳳梨廚餘水仿照乾電池加入添加物改良成凝膠 狀。
三、在廚餘水中加入不同添加物以達到凝膠的效果方便製成再生電池，並測試保存期限
（一）在 50ml 鳳梨廚餘水中添加澱粉後電流的變化 表五 在鳳梨廚餘水中加入不同質量的澱粉其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
澱粉(g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 電流(mA) 4 5.5 5.5 6 6 6 6.5 6 6 5.5 5.5 pH 值 3.50 3.51 3.51 3.53 3.53 3.54 3.54 3.57 3.58 3.60 3.61
0 1 2 3 4 5 6 7
0g 1g 2g 3g 4g 5g 6g 7g 8g 9g 10g 重量
電流(mA) pH值
圖五 50ml 鳳梨廚餘水 加澱粉後電流與 pH 值的變化
（二）在 50ml 鳳梨廚餘水中添加洋菜粉的電流變化 表六 在鳳梨廚餘水中加入不同質量洋菜粉其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6 7 8
洋菜粉(g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 電流(mA) 4 5 6 5.5 5.5 5.5 5 5 5 pH 值 3.50 3.53 3.54 3.56 3.60 3.60 3.61 3.63 3.64
0 1 2 3 4 5 6 7
0g 1g 2g 3g 4g 5g 6g 7g 8g 重量
電流(mA) pH值
（三）在 50ml 鳳梨廚餘水中添加高分子聚合物的電流變化 表七 在鳳梨廚餘水中加入不同質量高分子聚合物其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
高分子(g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 電流(mA) 4 4.5 5 5.5 6 6.5 6.5 7 6 6 6
pH 值 3.50 3.60 3.64 3.69 3.72 3.74 3.73 3.76 3.78 3.82 3.85
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0g 1g 2g 3g 4g 5g 6g 7g 8g 9g 10g 重量
電流(mA) pH值
圖六 50ml 鳳梨廚餘水 加洋菜粉後電流 與 pH 值的變化
圖七 50ml 鳳梨廚餘水 加高分子聚合物 後電流與 pH 值
（四）在 50ml 鳳梨廚餘水中添加太白粉的電流變化 表八 在鳳梨廚餘水中加入不同質量太白粉其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 太白粉(g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 電流(mA) 4 4.5 4.5 5 5 5.5 5 5 5 5 5
pH 值 3.50 3.50 3.51 3.51 3.52 3.52 3.52 3.50 3.51 3.52 3.53
0 1 2 3 4 5 6
0g 1g 2g 3g 4g 5g 6g 7g 8g 9g 10g 重量
電流(mA) pH值
（五）在 50ml 鳳梨廚餘水中添加海采粉的電流變化 表九 在鳳梨廚餘水中加入不同質量海采粉其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4
海采粉（g） 0 1 2 3 4 電流(mA) 4 4 4.5 5 4 pH 值 3.50 3.55 3.62 3.62 3.67
0 1 2 3 4 5 6
0g 1g 2g 3g 4g
重量
電流(mA) pH值
※1.綜合圖五∼圖九可發現：各類再生電池的 pH 值會隨添加物質量的增加而微幅上升，
可能是受凝膠狀態的影響。
圖八 50ml 鳳梨廚餘水 加太白粉後電流 與 pH 值的變化
圖九 50ml 鳳梨廚餘水 加 入 海 采 粉 後 電 流與 pH 值的變化
（六）在 50ml 鳳梨廚餘水中洋菜粉和澱粉混合後的電流變化 表十 在鳳梨廚餘水中以不同質量洋菜粉和澱粉混合其電流變化
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6
比例 0 1A1S 1A2S 1A3S 1A4S 1A5S 1A6S 電流(mA) 4 5 5 4.5 4.5 4.5 4.5
pH 值 3.50 3.53 3.55 3.59 3.60 3.64 3.75
0 1 2 3 4 5 6
0 1A1S 1A2S 1A3S 1A4S 1A5S 1A6S A:洋菜粉 S:澱粉
電流(mA) pH值
※1A 為 1g 的洋菜粉，1S 為 1g 的澱粉，其餘類推。
表十一 在 50ml 鳳梨廚餘水中洋菜粉和澱粉混合後的電流變化
0 1 2 3 4 5 6
0 2A1S 2A2S 2A3S 2A4S 2A5S 2A6S A:洋菜粉 S:澱粉
電流(mA) pH值
※綜合圖十及圖十一可發現：若混合添加物再生電池的電流增加效果不佳，因此建 議只加入一種添加物即可。
編號
項目 對照組 1 2 3 4 5 6
比例 0 2A1S 2A2S 2A3S 2A4S 2A5S 2A6S 電流(mA) 4 4.5 5 5 5 5 5
pH 值 3.50 3.63 3.63 3.63 3.65 3.66 3.65
圖十 50ml 鳳梨廚餘水 加 入 洋 菜 粉 和 澱 粉後的電流及 pH 值的變化
圖十一 50ml 鳳梨廚餘水加入
洋 菜 粉 和 澱 粉 後 的電流及 pH 值的變
化
（七）測量加入不同添加物的再生電池保存期限 表十二 不同添加物的再生電池其發霉情形
澱粉 太白粉 海采粉 洋菜粉 高分子聚合物 第一天
第二天
第三天 +
第四天 ++ +
第五天 +++ ++ + +
第六天 ++++ +++ ++ +
第七天 +++++ ++++ ++ ++ +
註:(＋)代表發霉，且(＋)愈多發霉愈明顯
※ 由表十二可知，不同添加物的再生電池其保存期限的時間長短為 高分子聚合物＞洋菜粉＞海采粉＞太白粉＞澱粉
照片十四 各類再生電池放置七天後的發霉情形
天數
發霉情形 種類
七 天 後
四、比較不同的再生電池，其電力持續時間
（一）表十三 紀錄不同種類的再生電池，可使時鐘運轉的時間
添加物的種類 澱粉 6g 洋菜粉 2g 高分子聚合物 7g 太白粉 5g 海采粉 3g
原始電流（mA） 4 4 4 4 4
加入後電流（mA） 6.5 6 7 5.5 5
時鐘運轉時間（hr） 96 257.5 336 84.5 46.35
圖十三 不同種類的再生電池運轉時間
※ 1.綜合圖五∼圖九可知，不同添加物其所能增加的電流大小為：高分子聚合物＞
澱粉＞洋菜粉＞太白粉＞海采粉，添加物以高分子聚合物所能增加的電流最 大，且實驗過程中其電流亦最穩定。
※ 2.綜合圖五∼圖九可知，pH 值與電流大小較無關連，可能受凝膠狀態的影響。
※ 3.澱粉的電流增加量雖大於洋菜粉，但澱粉加熱溶解過程中，不易均勻，所以可 能影響電池的使用時間。
0 50 100 150 200 250 300 350
時 間
（hr）
澱粉 洋菜粉 高分子 聚合物
太白粉 海采粉
添 加 物
五、探討並改良再生電池的構造
（一）乾電池的內部構造
圖十四 乾電池內部構造
（二）自製再生電池的改良過程：
照片十五 照片十六 照片十七 六、探討加入去極劑（二氧化錳）後是否可延長再生電池的使用時間
表十四 再生電池中加入去極劑後，時鐘運轉時間的變化
添加物 高分子聚合物 洋菜粉
處理方式 不加入二氧化錳 加入二氧化錳 不加入二氧化錳 加入二氧化錳
電流（mA） 7 7 6 6
時間（hr） 336 405 260.5 312
（一）由表十四可知，再生電池的添加物以加入高分子聚合物，其使用時間仍優於 洋菜粉。
（二）加入二氧化錳做為去極劑，可有效延長再生電池的使用時間。
