NO.61-06 2022 DEC | 科學研習期刊目錄 本期專題 元宇宙 元宇宙融入教學的經驗｜張玉山、俞玲琍 運用以學習者為主體的教學策略探討教育元宇宙特性｜ 蔡芸琤、謝泓儒 多．元宇宙的層次與情境｜連育仁 萌發中的元宇宙教育｜李美惠、曾裕芬、洪啟軒、盧光倩 教學現場 如何讓中學生認識元宇宙和NFT的關係？｜楊士弘 我的船舶科學旅程｜吳明德 學童數位閱讀素養之教學初探｜林秀貞、呂玉環、蘇萬生 國際化的地震資料中心｜蕭乃祺、甘志文、莊雅婷 科學新知 聖嬰與反聖嬰期間，副高對於颱風路徑的影響探討｜吳明峯、陳鴻碩、李立言、林丹宇、江佳倫、王嘉琪 後疫情數位學習共享世代——歐洲數位教育發展之脈絡與實踐｜劉彥蘭 特約專欄 培育永續發展新世代公民的閱讀、教育與行動——簡介Nature Generation與Green Earth Book Award｜劉淑雯、黃明宏 森棚教官數學題──蜂窩六邊形｜游森棚 科普活動報導 直擊Meta 總部~元宇宙高峰會上體驗最新Quest pro，一起前進元宇宙的未來！｜連育仁 總召集人的話 選舉結束了，激情期間的許多的指控或是不確定的消息，當時來不及以科學的方式來驗證或是論證，激情過後是不是應該讓它隨風而逝，或是更應該實事求是的去檢視是誰在說謊？或是我們都要定期容許這些新聞的轟炸？還是我們要持續追查讓說謊者現出原形，有些懲罰機制讓這些錯誤的新聞未來不會或不敢再出現？透過有計畫的讓公民科學參與，讓真相具體釐清，將會是個很棒的科學傳播案例。另一個想法，與其選舉期間時時待在混亂的世界，可不可能有個世界讓自己更有想像，或是有個沒有假新聞的時空或是有個世外桃源，讓我們可以暫時避難其間？阿凡達電影有一些違反科學的呈現（例如墜落期間的低重力…）可能就是這樣的時空；元宇宙能幫我們實現嗎？ 元宇宙是最近熱門的話題，有許多的想像，也有期待的商機；當然，想像也跟現有科技對接上有一定的落差。虛實互通、完全整合是元宇宙的最大目標；有沒有可能無需很多大型科技裝置的協助就可以整合？畢竟如海森堡測不準原理般的，受觀測的粒子位置的不確定性越小則動量的不確定性越大，反之亦然；在一個位置上是無法準確觀測到粒子的動量。戴著一堆設備在身上去感受會有貼近元宇宙的感覺嗎？是不是有甚麼殺手級的作為可以讓人更容易融入虛實整合？本期的專題主題是元宇宙，希望透過各篇文章的報導，讓大家在想像的空間之外有個現實的考量，知道透過具體規劃去實現未知的想像還有多大的努力空間？例如，使用AR、VR、MR就等同元宇宙嗎？還是僅僅是符合元宇宙其中一個特性--「沉浸式體驗」？那「數位分身」、去中心化的「共識性價值體系」還有哪些可以開發的或是該努力的空間呢？元宇宙融入教學相關議題也有文章討論，元宇宙相關是否列入課綱？仍需考量既有的課綱是否已經扭曲變形（差排，dislocation），或是需要先把造成晶格變形的原子移除，回歸正常晶格，再來討論要插入的原子是否會再造成dislocation？ 臺灣有很多冠軍產業，隱身在許多工業區，可以製作許多世界冠軍級的關鍵性零組件；我們的教學也是可以把許多的機械元件設計、加工教得很透徹，學生考試也得高分；但是動手機會（如實驗課）就是因為加入太多”創新”課程因而受到擠壓而變少。如果把很多最好的機械元件兜在一起，不見得可以組裝出一個最佳的機器設備；主要問題是在小確幸之外缺乏系統整機的概念，缺乏整體宏觀設計的人才，這是需要產業有心、多方嘗試、需要時間培養的。然而，以現在偏移集中特定產業的趨勢、畢業生流動走向，在這韋伯分布下，要實現這個理想恐怕還有得等。再則，AI的高度發展，唬爛產生器或是報告產生器多元發展，恐讓學生在書寫能力上面的發展遲滯，未來的人類會不會如漫畫家筆下的癡肥呆，剩一張嘴就可以過日子？過度依賴科學工具的發展是好還是不好？特別是教育這個議題，有賴更多元的討論。 專題主題：元宇宙 〈元宇宙融入教學的經驗〉本文為元宇宙做了定義，也對軟體操作給了介紹，透過學生回饋也讓大家反思，透過科技工具的協助，讓大家往元宇宙的目標前進靠近；元宇宙相對應尚未發生的許多道德、法律的問題，是重要議題，有待事先思考預防。〈運用以學習者為主體的教學策略探討教育元宇宙特性〉使用AR、VR、MR就等同元宇宙嗎？看看摘錄自內文的文句，這篇文章很值得您詳加閱讀的。 「如何運用「以學習者為主體的教學策略（Human Based Learning, HBL）」，重新定義「教育元宇宙（Education Metaverse）」；讓教育 4.0 能因元宇宙逐步發展的過程，帶來實現的機會，而不只是多了 VR、AR、MR 融入教學，卻沒具體轉化成以學習者為中心的學習模式。…元宇宙邁向蓬勃發展，還有許多未知的可能正在逐步實現中，但許多人卻將虛擬實境、擴增實境、混合實境與元宇宙混在一起，甚至認為只要使用到以上實境（VR, AR, MR）就等於元宇宙。」 〈多．元宇宙的層次與情境〉科技技術的進步，元宇宙的應用也有許多想像，從遊戲延伸到展場、教室、企業與醫療等場域；運用虛擬輔助實體，將實體場域裡的主要元素搬到線上，改善教學或是會議或是其他情境現場因為疫情或是距離的影響而有的問題，例如，無法身歷其境、無互動感等等。戴上頭盔將發光源直接放在眼睛數公分前以獲得虛擬實境的體驗，是否有健康上的疑慮，也有待醫學上的研究及解釋。〈萌發中的元宇宙教育〉報導臺北仁愛科技中心在元宇宙人才培育上的作為，分享教學現場是如何邁開元宇宙教育的第一步。「AR 元宇宙新藝術創作競賽」在教師研習及學生競賽上都有許多經驗可供參考；仁愛科技中心提出許多策略及教學現場可行的作為。 教學現場 〈如何讓中學生認識元宇宙和 NFT 的關係？〉作者在十二年國教科技領域綱要國中資訊科技的學習表現有 「運算思維」和「設計思考」兩個面向的教學內容上加上NFT主題，讓學生能夠額外學習NFT。「體素藝術設計：NFT 項目仿作」以及「NFT 項目的設計與規劃」兩套課程的經驗分享值得讀者參考。〈我的船舶科學旅程〉以船為實體的目標，做為競賽、營隊、工作坊或是研習，不同階段受眾都可以透過知識面及工程規劃以及參與製作的過程，有所成長。吳明德老師分享在模型船活動經驗，讓同好可以學習精進。然而教育現場長期下來的「光說不練」也在製作課程進行過程中讓老師有感；如何在現有的課綱框架中，解決實驗課實習課變少或是都沒上過的窘境，是大家該思考的，畢竟學生時間就只有那麼多。〈學童數位閱讀素養之教學初探〉本文主要在介紹111年度柯華葳線上數位閱讀專題探究競賽，特別是線上探究歷程與相對應閱讀素養指標關係表，很值得閱讀。早期數位閱讀很像姜太公釣魚，願者上鉤；疫情爆炸，改變大家的學習型態及行為，數位閱讀已成常態，數位閱讀素養的能力指標唯有透過搜尋、瀏覽、整合去實踐，如何在眾多資訊中辨別真偽也是重要課題。 科學新知 氣象局掌管國內颱風、地震等重大氣象資訊的量測、模擬及資料庫；這些歷年來累積的龐大資料庫，是全球研究中，國際重要的資訊，也是未來做科學展覽的很重要來源，也是大數據時代非常重要的資料庫之一。〈國際化的地震資料中心〉本文主要在介紹氣象局於2020年開始建置的新一代符合先進國際標準的資料管理系統與服務平臺「臺灣地震與地球物理資料管理系統」（新GDMS），建置歷史及維運情形。透過建置標準化、自動化的資料典藏與服務系統為目標，提供數據具備完整性、通用性、即時性、國際性；使我國能成為國際地震資料中心之一 。〈聖嬰與反聖嬰期間，副高對於颱風路徑的影響探討〉颱風為臺灣帶來雨水，又有機會帶來災難，令人又愛又恨；氣象學家透過數據分析，探討聖嬰及反聖嬰期間，對副熱帶高壓強度以及勢力範圍產生影響，進而影響颱風的路徑；有助於氣象預報的強化。〈後疫情時數位創新時代：歐洲數位教育發展之策略研析〉主要在介紹歐盟於2018年提出的數位教育行動方案，目標於 2030 年前，提高電腦相關技能以及提升識字素養。也特別介紹歐洲數位教育夥伴平臺：European Digital Education Hub 歐盟官方的智庫、EPALE 歐洲成人學習電子平臺、以及Erasmus Mundus Association 網絡論壇平臺。 特約專欄 〈培育永續發展新世代公民的閱讀、教育與行動——簡介Nature Generation與Green Earth Book Award 〉今年是聯合國促進永續發展國際年（IYBSSD），國科會委由台師大邱美虹教授在全台各地有許多大型活動呼應這個嘉年華IYBSSD@TAIWAN。蚊子老師介紹永續主題的Nature Generation 及 Green Earth Book Award 綠色地球圖書獎、Green Earth Book Award 綠色地球圖書獎評選及五類獎項的得獎繪本介紹；透過綠色閱讀的教育與行動是環境保護與解決環境問題的有效途徑之一，也是作者拓展「閱讀、教育與行動」理念的有效作為。 〈森棚教官數學題〉巴斯卡三角形跟六邊形定理有啥關係？熟知的巴斯卡三角形還有其他的演繹形式，不可不知；快來接受挑戰吧！ 科普活動報導 〈直擊Meta 總部~元宇宙高峰會上體驗最新Quest pro,一起前進元宇宙的未來〉作者從報導的角度讓大家看到參加2022 年經濟學人元宇宙高峰會會議進行及報導元宇宙未來的發展。 總召編輯委員 - 李旺龍 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 總召集人：李旺龍 編輯委員： 物理科吳仲卿/余進忠/戴明鳳/朱慶琪 | 化學科古建國/王伯昌/林如章/周金城/黃琴扉 | 生物科王美芬/蕭世輝/張育傑/辛懷梓/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/謝隆欽/盧孟明 | 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/徐新逸 | 數學科李源順/游森棚/嚴志弘/高欣欣 | 跨領域學科李名揚/劉淑雯/吳嫻/李芝瑜 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/陳正改/劉淑雯 策劃：李耕雲 主編：吳中益 本月專題特約主編：張玉山 編輯：佟冠誼 林博雅 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

等冪和是個古老、留有許多未解的迷人問題，過去多數使用多項式對稱、組合公式、複雜的代數方法、或以電腦輔助搜尋，求取較高冪次的理想解。本研究採用初級的數學理論、方法和公式，應用基本的集合性質、二項式公式、數學歸納法，成功獲取一系列等冪和的理想解，並證明其解的存在。研究從基本的二元集開始，探討等冪和理想解存在時的特性，然後導入定理3.1的方法建構、或運用推論5.1的方法倍數擴增，必可找到高一冪次或倍數冪次方和的解或理想解，並延伸到實數的等冪和問題求解。本研究也成功找到一系列奇數和偶數次、或無理數的等冪和理想解。研究結果預期可被應用至軟體的加密技術和相關應用，並且值得進一步探討質數的高冪次等冪和問題。

利用有機閃爍體連接電源供應器和示波器接收緲子，再連接電腦用Labview去記錄，來測量不同仰角的緲子數量分布。並用電腦程式Geant4去模擬真實探測活動以及其他條件下的實驗。

隨著3D成像的應用也越來越大眾化，我們希望沒有多視角拍攝的2D照片也能得到立體效果，於是使用深度資訊繪圖法來合成新的虛擬視角，來提供左眼以及右眼資訊，但繪製的虛擬影像會產生畫面上的瑕疵，而我們提出兩種策略:「破洞轉移」以及「背景反轉」，一來希望得以確保虛擬影像物件的邊緣的完整，二來可以使用最簡單的方式來有效填補破洞，使畫面看起來更自然，經實驗證實我們合成的虛擬影像與實際圖片做比較，的確可以獲得較高的PSNR值，並且將我們的研究成果應用在馬祖文宣品的推廣，將馬祖風景也能有立體的感知，讓人有深入其境地徹底體驗馬祖的美。

冬天能洗個舒服且讓身心放鬆的「熱水澡」是很幸福的，可是一般我們在淋浴時，都會先開啟水龍頭讓水慢慢變熱，但你是否想過，在冷水變成熱水之前的那些冷水去哪呢？好像是流進排水溝全都浪費掉了。目前很少有任何一款市售的產品能夠瞬間就加熱到適當的溫度，這也就是「即熱式電熱水器」的缺點。為了節省大自然的水資源，一個嶄新的「智慧型節水供水系統」應運而生。在此，我們建構一個以單晶片為核心的微電腦控制系統，使其能有效地控制管路中的電磁閥，再加上溫度感測裝置能讓水溫達到我們所設定的溫度之後再行出水，未達溫度的冷水也能儲存回流之後再使用，這樣不僅可以解決熱效能不彰的問題，又毋需忍受那濕冷的感覺，也不會造成水資源的浪費。

回授現象是一種特殊的物理現象，不僅出現在聲波上，也可能發生在其他現象中。本研究想針對聲音的部份進行探討，藉由生活中常見的聲響設備如音箱、麥克風、效果器及手機來進行實驗，並藉由電腦來錄音及分析，我們想要探討的變因包含有距離、角度、阻隔物、反射物、音量、阻隔板等變因，期望藉由實驗結果，分析了解回送現象背後發生的原因，並找出避免這個現象的方法及其未來的應用性。從實驗結果中，我們發現了回授現象的起源應該是空氣的擾動，而麥克風與音箱的距離會讓回授現象的頻率呈現一種特殊的規律變化，另外，聲音反射也會影響回授現象，因此我們製作了降回授裝置，能有效消除回授現象，而阻隔物也是未來可以運用的一種降回授方式。

This research project focuses on developing a web-based multi-platform solution for augmenting prognostic strategies to diagnose breast cancer (BC), from a variety of different tests, including histology, mammography, cytopathology, and fine-needle aspiration cytology, all in an automated fashion. The respective application utilizes tensor-based data representations and deep learning architectural algorithms, to produce optimized models for the prediction of novel instances against each of these medical tests. This system has been designed in a way that all of its computation can be integrated seamlessly into a clinical setting, without posing any disruption to a clinician’s productivity or workflow, but rather an enhancement of their capabilities. This software can make the diagnostic process automated, standardized, faster, and even more accurate than current benchmarks achieved by both pathologists, and radiologists, which makes it invaluable from a clinical standpoint to make well-informed diagnostic decisions with nominal resources.

本研究主要利用Pulse Sensor脈搏心率心跳感測器，偵測人體心跳，並將數值資料透過Wi-Fi傳輸，回傳至電腦程式做解讀與判斷，即時判斷出受測者的當下的心跳狀況。而我們自行撰寫設定與顯示介面之程式，可顯示心跳相關數據，亦可即時繪出心電圖(需有線連接電腦)，當無線遠端監測時，只要連接到網頁就可以即時掌握穿戴者的脈搏現況。當電腦程式判斷出心跳不正常時，可發出緊急通知至手機(社群軟體)，通知管理者與照護者做出必要措施。

本研究探討正n邊形各邊邊長延伸經過p次交點所形成的p階n角星多邊形之角度及邊長，我們求出p階角星頂角的公式，證明：「n > 2(p+1)時，就存在p階角星」，並和正n邊形內部連線問題做比對，提出兩者的對應關係。對於多角星的邊長與各角星頂角的連線線段，我們使用三角函數列式求長度及使用電腦軟體EXCEL輔助計算討論。在這樣的觀察中，發現「正n邊形邊長在特定的狀況下會等於p階角星的邊長」等一些有趣的性質，而這些幾何特性的證明也能夠呼應它複雜的代數算式成立，除此之外，多角星的角度與角星頂點連線上計算都和原正n邊形的角度、邊長有一致性的關係，因此本研究把正n邊形視為一個0階角星。

現今的大型活動，如校慶活動、新北耶誕城等，缺乏互動性與參與感，其中原因大多是群眾埋沒於手機的社交軟體所導致。而本研究將利用其便利與群眾互動特性，使用問卷抽查法探討大眾對於活動的觀點，應用網路爬蟲技術抓取貼文，設計一套能提高互動性的平臺，使用者只需在Instagram、Twitter等社交軟體中發布文章，系統會即時推播至活動中的大螢幕上，並且使用LineBot結合圖像辨識自動且快速審核貼文，另方面以後臺系統，方便活動單位常駐貼文輪播活動訊息、廣告與管理。綜上所述，本研究結果確實有效地提升活動互動性及樂趣，以時下流行的各種社交軟體，配合研究平台為各類大型活動量身打造，也能夠運用於政令宣導或文宣廣告等用途上，大幅提升活動的互動性與參與感。

本作品是以學校實習課所學 物聯網為基礎,,可使用手機APP連接WIFI控制鐵捲門,以及接上極限開關,使當鐵捲門到頂時,鐵捲門會停下,也使用了光遮斷器,當鐵捲門到最底時,讓鐵捲門遮住光遮斷器,使它停下不會繼續運作,更重要的是可以隨時透過網路來監控鐵捲門是否已經為關閉的狀態。

● 研究動機：黃疸為常見肝臟疾病表徵，對於偏鄉缺乏醫療的環境，民眾與醫師需有方便的篩檢設備。 ● 研究目的：利用眼部照片以多元迴歸方程式、深度學習，建構眼白顏色與黃疸程度的預測模型。 ● 研究設備及器材：與中國醫藥大學合作，取得354張眼部照片與膽紅素值，利用Python撰寫程式進行人工智慧運算，及利用Excel 的迴歸工具進行多元迴歸方程式推導。 ● 研究過程：以程式擷取眼白像素，進行多元迴歸分析並推導出預測方程式，同時進行深度學習，計算預測率，並以APP成現。 ● 研究結果：多元迴歸分析得預測率約為45.5%~57.8%，深度學習則可高達88.9%~99%。 ● 結論：我們成功以深度學習根據眼部照片預測黃疸的嚴重程度。