掃描式穿隧顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope)，是在奈米尺度下觀察物體表面的一大利器。但一台精密的STM，造價動輒數百萬元新台幣，本研究嘗試利用簡單、便宜的材料，製作一台簡易的掃描式穿隧顯微鏡。眾所皆知：掃描式穿隧顯微鏡的關鍵，就是量子力學中的穿隧效應原理，及壓電材料的應用，所以這些主題都是本實驗涉及的內容。除此之外，我們也運用簡單的物理原理，取代價格高昂的儀器，例如：利用彈簧代替昂貴的避震系統等。此研究利用穿隧效應的原理，並進而利用電腦得知樣品表面的結構，以達顯微鏡觀察分析物體之功用。 ;The major purpose of our project is to assemble a simple scanning tunneling microscopy with cheap and available materials for ordinary senior high school students. For example, we use springs for damping instead of electromotive force device. Weweld all the electronic circuit boards for ourselves in order to not only lower the cost but also inspect the inner structure more clearly and precisely. After the microscopy is assembled, we will use it as an appliance to observe the samples of nano-particles. We must repeat this procedure several times so as to make sure that the images we’ve gained is true, not just some disturbances produced by the environment. Finally, the microscopy can be applied to research fields as well as academic courses.

在實際上的化學研究中，為了實用(材料，醫藥)目的，合成新化合物，並確定其原子排列結構，判斷其性質，一直是許多實驗室的研究方向之一，然而在合成化合物後，往往會助由x光照射晶體所得的繞射圖與數據，解出化合物的幾何結構(如鍵長、鍵角等)。近年來，由於電腦科技的進步，解晶體結構，已不像以往那麼需要寒繁瑣的計算。但化學家們是如何合成的新化合物養成良好晶體，以提供結構解析?因此本研究嘗試以幾種常見鹼金屬、鹼土金屬鹽類來養晶，試圖在不同方法與條件的控制下，養出具有簡單幾何外型的晶體歸納在水溶液中結晶的各階段變化況，並分析各結晶法的優劣，以提供相關研究人士參考。

本研究記錄本土種點刻三線大龍蝨(Cybistertripunctatus)生活史中各蟲期的形態特徵，並探討其生態棲位與動物行為。野外採集性別比♂:♀約1.51:1，從卵經一齡、二齡、三齡、蛹到成蟲約需71.44天。肉食性兼腐食性昆蟲，是水中的清道夫，成蟲主要是靠嗅覺採搜尋方式覓食，且雄性搜尋能力比雌性強。幼蟲口器內有麻醉功能，先採坐等策略再主動攻擊策略。成蟲會從前胸背板與頭部接縫處滲出乳藍白色液體，其對於水中脊椎動物具有傷害性，對於非脊椎動物則無影響。雌蟲偏好在水芋莖內產卵，且具分散風險的習性。成蟲是一種適應力很強(水陸空三棲)的水生昆蟲，若發現有點刻三線大龍蝨死亡的水體，其可能屬於重度汙染或表面水體有不透水物質覆蓋。另外，有鳴叫、彈跳等有趣行為。

玉是什麼樣的礦物呢？ 古代中國人把美麗的石頭稱為「玉」，這一點，從博大精深的中國字裡就可以看出玄機，如：瑪瑙、珍珠、琥珀、珊瑚等……，這些珍貴的寶石或飾物，部首都是「玉」字。印象中，玉鐲子、玉項鍊、玉戒指等,各種玉器的顏色大多是綠色，因此人們習慣把綠色石頭或礦物通稱為玉。從科學的角度來看，只有「閃玉」和「輝玉」，這兩種角閃石類和輝石類的礦物，才是所謂的「玉」，它們都是地殼變動所產生的大地結晶。有人把輝玉稱為硬玉，把閃玉稱為軟玉，其實，兩者硬度差別不大。顏色翡紅、翠綠的上等輝玉又稱為翡翠，深受國人喜愛。故宮博物院所收藏的「翠玉白菜」，就是由一大塊綠白相間的翡翠礦石雕刻而成。 台灣有產玉嗎？ 台灣東部的花蓮山區出產閃玉，又稱為台灣玉。主要產地在花蓮縣的豐田地區。根據考古學家的研究發現，遠在幾千年前，住在花蓮台東一帶的史前人類，就已經大量使用玉器，台東史前博物館裡，陳列許多出土的各類玉器。臺灣玉是由含鎂的透閃石礦物所組成，經常出現在蛇紋岩與石墨質絹雲母石英片岩的接觸帶。日治時期，日本人在豐田山區開採石綿礦，無意間發現共生的閃玉，但卻因為台灣玉不具備戰略資源價值而棄置，直到國民政府時期學者重新鑑定，驗明正身之後，才大量開採。產量曾經高達世界第一。台灣玉的顏色從黃綠色到墨綠色都有，顏色偏綠的原因，主要與其中所含的鉻元素有關。主要可以分為三大類： (1) 普通閃玉：最常見到，半透明，有玻璃光澤。 (2) 貓眼閃玉：全世界獨一無二，結晶呈長纖維狀，經過打磨、拋光之後，表面會反射出一道宛如貓眼的光彩。 (3) 蠟光閃玉：不透明至微透明，結晶顆粒很小，光線進入後產生漫射，因此有蠟狀光澤。

本研究以b04課程中的巴斯卡三角形為研究對象，將原先巴斯卡以「1」為首、「+」為運算符號的規律三角形，改為以「-1」及「ω 」為首、「×」為運算符號，分別就其產生的新三角形作探討，發現其中似乎隱藏著原先三角形所沒有的規律性。為了更瞭解這種規律，藉由電腦軟體繪出其圖形，圖形顯示出如碎形般的複製關係，不論放大或縮小，其中的遞迴關係並未改變，頗令人好奇，因此著手研究。研究過程中對於圖形的規律性採用先臆測、接著歸納、最後給予證明的方式呈現。得到以下的結論：一、分別以數列呈現新三角形圖形的規律性。二、分別將新三角形中每一列中的某數字（如-1、ω 或ω 2 ）的個數予以通式表之。三、分別推算出新三角形第n 列第j 行的數是「1」或「?1」及「1」或「ω 」或「ω 2 」。四、相同的模式，在特定的圖形範圍中，不斷重複出現。許多研究將巴斯卡三角形中的所有數，以某數為模的餘數紀錄下，去探討其餘數在新產生的巴斯卡三角形中的分布情形；而在碎形的研究中，大部份著重如何畫出碎形。本研究著重圖形其規律性的探討，提供上述研究不同角度的詮釋與探討。 This research subject is based on Pascal’ s triangle in senior high school curriculum. The regular triangle begins with「1」and use「+」as operation. Let 「1」 be replaced with「-1」and「ω 」, the operation sign「+」be changed into「×」. I do research on the new triangle and discover the seemingly hidden regularity which doesn’t exist in the original one. To understand more about this regularity, I draw figures through the computer. The figures show the relationship of reproduction as fractal. Whether the figure is enlarged or minimized, it’s surprising curious the recursive relationship doesn’t change, so we begin to work on research. In the process of the research, we make careful observations, assumptions and deductions about the regularity of the figure. Finally, we come to some conclusions by means of giving proofs:（1）Present the regularity of the new triangle figure with progression.（2） Present such numbers as「-1」, 「ω 」, 「ω 2 」 in each row of the new triangle with formulas separately. （3）Figure out the number in the row n and in the column j of the new triangle is「1」or「-1」,and「1」or「ω 」or「ω 2 」. （4）The same model appears again and again in the specific range of figure. Many researches record Pascal’s triangle modulo certain number to explore the distribution of remainders in the new triangle. In the research of fractal, how to draw fractal is mostly focused on. The exploration of this research emphasizes the regularity of figure, offering the interpretation and exploration of researches above from different angles.

Astrocytes provide energy to neuron mainly with lactate, which is transported through monocarboxylate transporters (MCTs). Among 14 isoforms of MCTs reported in mammals, only MCT1, 2 and 4 are expressed in brain and the three isoforms are found to differentially expressed in neuron and astrocyte, respectively. Based on these, “astrocyte-neuron lactate shuttle” has been proposed. However, no in vivo evidence was available so far to support this hypothesis. In the present study, zebrafish was used as a model to provide in vivo molecular physiological evidence for the involvements of MCTs in the development and functioning of central nervous system (CNS). Full-length cDNAs of the zebrafish MCT1-4 were cloned from zebrafish. Based on RT-PCR results, zMCT1 and zGLUT4 expressed in brain were chosen for further experiment. Morpholino knockdown experiments provided for the 1st time the in vivo evidence to indicate that the zMCT1 and zMCT4 may be involved in energy translocation and functioning of the developing CNS. 於前人預備實驗中，發現斑馬魚胚胎時期肝醣訊號會於腦部與中樞神經系統區位出現。因此，醣類的分布與在細胞間的傳遞應可視為腦部發育的重要指標。我們以基因體資料庫為工具，研究斑馬魚腦部相關基因異構型分布。目前，我們選殖到數個葡萄糖運輸 (GLUT)、鈉離子/葡萄糖協同運輸(SGLT)與單羧基運輸(MCT)通道在斑馬魚腦部表現，其表現是否與胚胎初期中樞神經系統的發育相關仍未知。經過初步基因分析後，我們決定以MCT 中第一和四異構型作為研究對象，並用Anti-Hu，與PCNA 做神經觀測，將施打反股寡核?酸進行突變操作的斑馬魚，與對照組進行免疫染色分析，以螢光顯微鏡觀察發現：抑制MCT 表現，確實影響胚胎時期中樞神經細胞發育及鰓部細胞分裂；亦可能造成畸形出現。

「風火輪」是1980年代以前兒童的童玩，將酒瓶蓋打扁穿線的風火輪，是小朋友們很喜歡玩的玩具，在玩的過程中容易發生危險幾乎已被遺忘。本實驗是利用簡單便宜的扳手與節拍器取代昂貴的馬達，釐清隱藏在風火輪中的物理。實驗結果得知『扳手往後、繩子被拉緊』時所產生的”波”，原來是繩子「自然頻率」和風火輪「轉動頻率」相同或接近時，所產生的共振現象。因繩子「自然頻率」和所受張力及繩長有關，故左右繩的共振振幅不一定一樣。轉動風火輪圈數為50圈時，繩子發生共振的時間維持較長、共振時的振幅較大。而繩長40cm時，繩子則不易發生共振現象。因風火輪在實驗過程中其位置會改變，在適當條件下，繩兩端都會產生一個完整的共振波。

本研究從理想城鎮(Ideal City)街道開始，討論平面上相異n 點到某一點的最短距離和。經研究後發現：當n 為偶數時，則到相異n 點的最短距離和所形成的區域可能是一個點、一個線段或是一個矩形；當n 為奇數時，則相異n 點的最短距離和所形成的區域將會退化成一個點。此外，本研究將理想城鎮的街道換成正三角形的街道幾何平面，同樣是討論平面上相異n 點到某一點的最短距離和。經研究後發現：當n 為偶數時，則相異n 點的最短距離和所形成的區域可能為一個點、一個線段、一個四邊形、一個五邊形及一個六邊形；當n 為奇數時，相異n 點的最短距離和所形成的區域則可能為點、三角形的情況。假使考量各點重要性的比重，分別加權後再求最小點。研究發現無論在理想城鎮或正三角形幾何平面上，皆可將各點視為多個權數相同之點重疊於此點上，便可利用先前的方式求得最小點區域。透過這次的研究，可以利用n 個相異點到某一點的最短距離和實際應用在貨物運送的問題或是消防設施配置等問題。The present study was intended to start with the Ideal City and proceed to discuss the sum of the shortest distance between a point and n different points on a plane. After the discussion, it was found that if n is even, the formed region could be a point, a line segment, or a rectangle. If n is odd, then the formed region must be a mere point. Further, the current study transformed the Ideal City into the geometric plane of an equilateral triangle. Similar to the previous discussion, if n is even, the formed region could be a point, a line segment, a quadrangle, a pentagon, or a hexagon. On the other hand, if n is odd, then the formed region could be a point, or a triangle. The result of this study, which investigated the sum of the shortest distance of a certain point to n different points can be applied to the real life situation, such as transporting goods or distributing fire control facilities.

一、本年度數學科參展作品共五十七件，比往年略增，特別是國中組。許多作品，尤其國中、高中組多為學生自己討論出來的題目，而且作品品質顯著提昇，特別是國中組。 二、國小初小組部分作品顯示教師指導的比例偏高，題材跟往年略有重疊，惟學生對作品很有表達能力及成就感，初小教師應可加強輔導學生選題及相關資訊之搜尋，培養正確的參展態度及研究興趣。另外國小部分作品以實驗的方式呈現，但學生無法辨識數學實驗與自然科學實驗研究活動的特質，指導教師應該正確輔導。 三、國小高小組部分近年水準均佳，尤其或第一、二的兩件作品，顯示參展學生具超人一等的數學能力及空間想像力，值得培養繼續鼓勵，應為可造之才。 四、整體作品今年趨向於幾何與離散數學題材，似與參加國際數學競賽活動有關。取材適合學生本身能力，得獎作品探討細緻，部分作品已達國際科展選拔之水準，值得佳許。 五、部分作品屬長時間持續性的研究成果逐年增進作品內容，值得鼓勵。