本研究旨在加熱溫度、攪拌速度、玉米品種、用油種類均不變下，了解糖/水溶液對爆米花脆度的影響，研究發現：糖水溶液比固體糖更能讓爆米花的脆度增加、糖的顆粒大小、糖水的濃度和水溶液的溫度對爆米花脆度都有影響;其中以烘乾5分鐘後的玉米搭配濃度60％－80％的等重砂糖水是最佳條件。並提出以下建議：1.提高加熱溫度，可提高糖的溶解量增加爆米花的脆度。2.縮小水溶液濃度的級距，有助於找出爆米花脆度最高所需的濃度。3.在脆度的認定上，若能輔以更精密的器具，將可得更精確的數據。

目前市售白板與板擦，多為人工操作方式，老師教學於白板書寫完後，需由學生或教師清理白板，這種不便性影響教學情境。本裝置為一機電整合設計之設備，只要用按一下開關即可完成白板清理工作。此「自動板擦機」乃運用高職所學知識(機件原理、力學…)，團隊分工設計製造完成。觀察教師擦白板動作，完成2D平面組合圖、零件圖與3D立體圖設計，進而將零件分成一般標準件與自製零件，標準件向外面廠商購置，自製零件由學生團隊依零件圖使用學校設備加工製作，最後完成作品組裝測試。學生學習理論課程後，借由創作學習批判思考、發現問題、分析問題與解決問題之能力，進而對機械應用產生興趣，故發明創作可以提高學生內在的學習動機Czaja & Cummings(2009）。

平原菟絲子（Cuscuta campestris）處在不穩定或養份不足的環境中，吸器（haustorium）的生成個數會明顯減少，並加速開花結果的速率。不同於其他植物的早熟，平原菟絲子早熟時會產生自我寄生（self - parasitism），且結空穗機率明顯較低，顯示其對於不穩定環境的耐受度提高，並提升子代存活機率，稱之為適應性早熟（adapted prematurity）。相對於一般寄生，自我寄生吸器生成時間較一般寄生長，吸器大小並無顯著差異，然而吸器數量較少，且較為深入宿主。起初推論自我寄生為演化中的缺陷，這樣造成其無節制的寄生，對生存有害。但是經過長期的觀察之後，發現其生長狀況並無受到影響，而是週遭環境不穩定，所促使暫時分解自體本身的養分，以度過考驗。

在數學社團時，老師教我們玩一種撲克牌遊戲：「從一副撲克牌隨機抽出四張，看誰先用四張牌的點數經過加減乘除和括號運算湊出24的人贏。J代表11點，Q代表12點，K代表13點」我們玩這個遊戲玩得很高興。上數學課時，老師又在黑板上寫了4個數字1、4、7、9，要我們利用四則及括號運算將這4個數字拼湊成24，這個問題引起我們探討的興趣。我們想：是不是任意4個小於等於10的正整數，皆能利用四則運算拼湊成24？能不能找到數字間的規律性？因此，我們將所有可能的數字組合整理出來，並代入四則運算，於是完成下面的研究。

Introduction The discovery of titania (TiO2) nanotubes suggests vast improvements over extant titania properties. Titania nanotubes are aligned in highly-ordered arrays with a large geometric surface area, making them the ideal material for many applications. However, the mechanism responsible for the growth rates of highly-ordered nanotubes with optimal adhesive properties is not fully explained or understood. Purpose of Research The aims of this project were threefold: to explore the effects of different anodizing parameters on the fabrication of titania nanotubes; to study the photocatalytic activity of the nanotubes; and to deposit gold nanoparticles into the nanotubes. Methodology Nanotube Fabrication: Titanium foil was subjected to potentiostatic anodization with the use of various fluorinebased electrolytes, anodization voltage and duration to compare the effects of different parameters. Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the nanotube diameter and length of the anodized samples. Photo-electrochemica1 Water-splitting: A PEC cell was assembled using the nanotubes as the photoanode and the samples were anodically polarized in a 1M KOH electrolyte. A potentiostat was employed to control the applied bias and to measure the photocurrent response under light irradiation. Overall photoconversion efficiency (ηc) of the samples was then calculated. Catalyst Support: A gold precursor solution was prepared with HAuC14‧3H2O. Using a novel depositionprecipitation (DP) protocol, gold nanoparticles were deposited on the nanotubes. SEM was used to scan for traces of gold and their locations. Energy-Dispersive X-ray (EDX) spectroscopy was used to confirm the identity of the gold nanoparticles. Data and Discussion Nanotube Fabrication: Preliminary studies found the glycerol/water and glycerol/formamide combinations to be the most promising. In glycerol/water-based electrolytes, higher water content corresponded to a decrease in nanotube length while higher anodization voltage resulted in a significant increase in tube diameter and length. In glycerol/formamide-based electrolytes, higher water content corresponded to a decrease in nanotube diameter while higher fluorine concentration resulted in an increase in inter-tubular spacing. The effects of various fabrication parameters were better understood, contributing to greater control over array dimensions. Photo-electrochemical Water-splitting: A higher anodizaion voltage resulted in a significant improvement in photoconversion efficiency. However, this trend was reversed in chlorine-doped samples, where a longer anodization duration corresponded with better photoconversion efficiency. Doping was found to enhance the photoresponse of the samples, with 6.32 % photoconversion efficiency obtained, suggesting new strategies for light harvesting and a step closer towards commercially-viable solar energy. Catalyst Support: Gold nanoparticles (5-10 nm) were successfully deposited onto the titania nanotube samples. Based on current literature, this was the first successful attempt at depositing gold nanoparticles into titania nanotubes. An EDX spectrum confirmed the identity of the gold nanoparticles. Compared to current catalytic converters, the gold/titania nanotube structure offered a larger catalytic surface area for reactants and the ability to function at low temperatures. Conclusion: By understanding the effects of various parameters on titania nanotube fabrication, the anodization process can be optimized to enable more precise control over array dimensions. High photocatalytic efficiency has also been achieved. In addition, doping is found to improve the photoresponse of titania nanotubes. Gold nanoparticles have been deposited, to our knowledge for the first time, onto the surface and inner walls of titania nanotubes.

每當星期假日，爸媽常常帶我們到郊外去玩，有時候看見美麗的花，忍不住想摘下來聞一聞。但是媽媽總是告誡我：「小心！有些植物為了保護自己，在某些部份會『有毒 』 喔！」 隔天，媽媽告訴我關於有毒植物的小常識，引起我對有毒植物的興趣，所以我就和一些對有興趣參與這個實驗的同學開始著手研究有毒植物！經過討論後，我們決定以馬纓丹作為實驗的主角。

NO.60-06 2021 DEC | 科學研習期刊目錄 本期專題 STEAM策略下的AI與機器人教育 機器學習與學習機器學習 | 蘇文鈺 疫情下生活科技課遠端教學的實施經驗分享 | 汪殿杰 AI機器人發展與教育推動 | 社團法人臺灣玉山機器人協會 在國小校園遇見AI人工智慧 | 林育沖 教學現場 AI-STEAM教學實例 | 張玉山、翁子涵 線上方式推動科技教育 | 薛雅云 臺北市國中小學人工智慧(AI)教育的推動 | 曾振富 我的第一堂AI課 | 呂聖泰、蔡孟辰、翁子涵 搭建國小機器人課程的任意門 | 楊秀全 宅配教材之探究實作視訊教學的課程設計與實踐 | 謝甫宜、謝明澄 科學新知 岩心標本知多少？！ | 梁勝雄、范力仁 臆測生物學 | 謝甫宜、謝秉璋 特約專欄 我們只有一個地球——全球環境氣候議題教學資源介紹 | 劉淑雯、黃譯平 COVID-19創疫課程：因應線上課程的STEAM課程設計與實踐 | 周靜儀 森棚教官數學題——三歲的小畫家 | 游森棚 科普活動報導 科普旅遊實務——白冷圳 | 陳正治、蘇明俊、林芷伊 疫情下的物理探究實作競賽 | 張智淳、余進忠、蘇萬生 總召集人的話 有件事情需要我們想想，牛頓時代沒有細分的系所，大師輩出；現在領域、系、所，分了又分，許多學者論文動輒百篇，然大師依舊屈指可數。以前的醫師是把個脈可以像CSI做診斷；現在的醫師當然也是分科很細，採用許多尖端儀器協助診斷病因。是我們分工更細更多，也將有限的資源更為弱化，卻又某天驀然回首說我們要跨域，因為我們發現思路變窄，視野不廣，覺得需要有互相支持的專業；要跨域要先能夠溝通，要有共同的語言則要透過基礎科學。基礎科學是慢慢地磨，教育扎根的工作跟挖下水道一樣，看不到亮點，卻影響甚鉅；而應用科學有賴於扎實的基礎科學養成，才能有成長及開花結果的機會。大家看到光鮮亮麗的成就背後都有著長久的積累，而非像阿拉丁神燈摸一摸就可以馬上有成果有亮點的。拋開社會上的功利及收割，我們是要規劃長久的未來，偶爾解決當下的問題！ 本期專題的主題——STEAM策略下的AI與機器人教育，呼應最近的新聞——2021年有12校增設人工智慧系，以及半導體學院設立等等。值得思考的是這些新設系所學位學程算不算個領域？或是資工系、電機系、機械系裡的某個組？暑假到了，好多的AI營隊、機器人營隊等等，都打著STEAM的招牌，這好像在一個科展作品中用了雷切、3D列印、Arduino等當紅設施；我們要如何判斷這是AI？還是機械領域裡面的自動控制？我們每天一定會使用的沖水馬桶浮球自動止住出水就是自動控制。 一個機器加了感測器(感官)及致動器(肌肉)的設施，還是需要一個控制器(大腦)，控制器當然就需要透過程式來實現學習、決策、判斷及下達指令，這樣就是個閉迴路控制系統。學習使用Scratch寫程式，就會有運算思維嗎？寫了程式就必然會用到演算法嗎？如何透過工人智慧的精神去學習人工智慧？是不是應該有很細緻的規劃及引導才能竟其功。 若要問寫程式最多的系所，很多人都會回答是資工系。然而，大家看看超級電腦放在氣象局，就應該知道跟流體力學有關的科系如大氣、機械、航太、水利、造船等才是需要龐大計算資源的。 專題主題及教學現場文章中，蘇文鈺老師分享其機器學習歷程的演進，從早期AI的提出電腦跑不動到現在電腦速度夠快可以實現AI，到組織學會並開發PAIA平台，服務學生程式學習進行AI/ML的操作。汪殿杰老師透過自身實作經驗，分享如何透過Google協作平台於疫情期間的許多教學作為以及遠距授課的各種樣態、作法及解決方案，還有許多經驗數字值得讀者參考、值得讀者學習。 「市面上充斥著各式各樣的相關科普產品，大多處於AI體驗階段…」AI知識學習與STEAM有何關係？AI機器人有哪些競賽？是純粹機器人還是有人工智慧的機器人？有哪些值得反思的地方？在國小校園如何遇見AI？在國小階段就有機會體驗、操作、思考AI與生活的關係，這很值得探究及評量其成效，學習其作法；在運算思維及程式設計的基本能力建立上會遇到那些困難？林育沖校長分享其經驗。曾振富校長也為大家介紹台北市中小學AI教育的推動軌跡及教材開發。AI-STEAM教學實例一文就可以讓我們省思，S.T.E.A.M.與STEAM的差異，有AI跟無AI的STEAM有那些本質上的差異；當我們在學習過程中發現有模糊不清之處，要回歸到定義，理解基本定義，才能有足夠的判斷能力。 市面上許多的補習班及營隊透過STEAM、AI名稱招生，有必要仔細檢驗這裡面的課程內容，不然漸漸的、慢慢滴，定義好像就積非成是了。AI人工智慧的學習是需要完整的知識體系，現存許多跟自動控制有關、有智慧製造或是智慧決策等功能的組件，都可以跟人工智慧有關係，能不能以人工智慧稱呼考驗大家的智慧。因此許多市面上或是牽拖點關係的都是需要回歸定義，不然只是先導的幾個初階學習，如知識學習、名詞學習。許多自動控制的學習被誤解成是人工智慧。 教學現場以線上方式推動科技教育會面臨哪些問題？ 以學生為中心的課程設計，透過自發互動共好的理念，讓學生有主動參與學習的機會，如何讓Brainstorming 的教學方式，很有效率及有成效的進行？我的第一堂AI課剛好給大家檢視如何看懂感測元件的使用說明書以及結合程式來做判斷；如何透過演算法訓練好感測器都是需要學習的。國小機器人課程學習可以建立運算思維以及學習演算法嗎？機器人組件組裝及課程是如何連結到演算法、運算思維、以及STEAM的？想知道疫情期間如何突破線上課程的限制進行探究與實作的教學——「宅配教材X視訊教學」——謝甫宜老師團隊說給你聽。 科學新知有兩篇文章——您知道什麼是岩心標本嗎？您知道岩心標本如何解讀嗎？您知道全國最大典藏岩心標本的地方在哪裡嗎？岩心箱中的岩心排列是按照甚麼法則放置？ 中央地調所豐富的岩心收藏值得探究，且看岩心標本知多少一一道來。融合浪漫與理性、創意與邏輯、紊亂與秩序的臆測生物學，在介紹優雅的古生物意象及演化為師之餘，也介紹許多值得一讀的書籍及書中珍貴的插圖。 特約專欄中，極端氣候的出現，認識氣候變遷帶來的影響，災難防制已成顯學，劉淑雯老師為您介紹優質的教育資源。如何透過STEAM教育理念作為核心，配合創意思考及翻轉教育激發的學生思考能力，來達成有效能的學習模式，COVID-19 創疫課程讓你有感；建構符合防疫的線上課程，透過與STEAM的密切磨合耦合，吸引學生興趣，更是學生學習系統設計，開拓眼界的機會。三歲小畫家讓您對於期望值有更深入的理解，務必嘗試，必然有解。 疫情下的許多變通考驗大家的智慧，中華民國物理教育學會余進忠理事長團隊舉辦第四屆全國高中探究實作競賽，鉅細靡遺地解決繁雜問題，令人佩服，整個經驗也值得傳承學習。 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/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/陳正改/劉淑雯 策劃：曾聰邦 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

為什麼咖啡會有酸的味道呢？經查資料後發現咖啡中含有一種抗氧化性強的物質～綠原酸，這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集與文獻探討，深入的認識咖啡豆及其成份，瞭解綠原酸的特性及萃取、檢測方法。接著透過操縱萃取方式、溶劑、不同乙醇濃度及反應時間等變因，以實驗證明不同烘焙程度的咖啡豆的綠原酸是否有差異？接續又進行綠原酸的抗氧化測定，以及探討綠原酸在日常生活中的應用。由研究結果我們推論抗氧化能力較佳為輕烘焙咖啡。

本年生物科參展作品共七十二年，包括泛太平洋地區參展一件。國內作品研究主題較往年更為深入，而研究範圍更為廣泛，一般而言，國中組的作品，研究水準大輻提昇，許多均已超過高中的水準，是比往年進步最多的一組。 初小組作品非常生活化，多採用鄉土教材做實驗，並能採用較自然之方式做生物防治，配合生活中發生之時事主題，如地震等做研究。作品之呈現與解說比往年更生動活潑，學生表達能力提昇，令人欣慰。高小組的老師參予較多，研究中捉刀代打情況比往年增加，某些作品之主題與研究內容不吻合，或所標示之研究題目未能充份掌握住研究的重要內容，殊為可惜。 國中組的平均水準提高最多，同學與指導老師的努力令人敬佩，進步最大之處，是其研究跨越純自然觀察，而設計不同變因以證實假設的實驗比以往深入，紀錄完整，善用電腦做資訊之記錄、搜尋、與分析，值得嘉許。 高中組方面所呈現的城鄉研究差距方面特別明顯，一般而言，研究之創意比較往年反而略為退步，作品用有些題材或使用材料有虐待動物，不尊重生命，及傳染性病媒未能控制的缺點，未來選材對象應考慮改進。 整體性的進步，增加了評審在最後評選上取捨的困難，基於名額限制，難免有遺珠憾。 學生對傳染性病原體的傳播途徑不清楚時，指導老師應協助防止防範有感染危險之驗。

在電子學實習以及基本電學的實習課程中，常常會有同學無法完成課本上的工作內容，在仔細觀察後，發現大部分同學都是因為對儀器的不熟析，才會遇到困難，其中又以示波器的各種問題最為普遍，雖然老師都有一項一項講解儀器上各個旋鈕以及按鈕的使用方式，但同學都沒有注意聽，因為大家都覺得這部份的課程很無聊，卻都沒有想到這對接下來的課程有著極大的影響。購買一台示波器的費用頗高，一般學生當然不會為了練習而買示波器，學生對儀器的使用方法一知半解，在實習工作的過程中會量測到錯誤的數值，或記錄下錯誤的波形，如果能夠讓學生回家之後也可以練習，勢必可以提高大家對於儀器使用的熟練度。

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。

校園中常見的螞蟻只有幾種，以小黑蟻(簡稱小黑)、熱帶大頭家蟻（簡稱大頭）和黑頭慌蟻（簡稱小慌）最多。小黑行動力最快，愛吃肉，喜獨自搬運食物，較具有方向感；小慌體型最嬌小，偏愛甜食；大頭個子大、最團結，各種食物都喜愛。三種螞蟻都會先搬位點低、距離近的食物。三種螞蟻都喜歡走進紅色和粉紅色的通道去覓食。小黑和大頭都能舉起 5 倍體重的食物，也能獨自拖得動 50 倍體重以下的食物。將蟻后從蟻群中移開，會引起蟻群的慌亂，再次將蟻后放入時，蟻群也會先小心的檢查蟻后，才安心。不同族群之間的溝通行為主要是攻擊的準備動作。從走迷宮的實驗結果得知，螞蟻也有記憶學習的能力。外來威脅干擾族群時，螞蟻大多會逃出洞穴，而小黑似乎很怕黑影。