第55屆--民國104年

研究動機：溪流的水面看似整齊、規律的水紋隨著溪流前進。仔細觀察，有些河流在不同位置就出現不同的波紋。溪流的水紋是怎樣產生？為何形狀不同？水面的水紋可以探知水底下的世界嗎？ 研究結果：溪流水紋受流域之地形、流速及沖擊石頭、不同地形、水流互相沖擊影響，而形成不同形狀之水紋。在同位置，以不同的角度，看到的水紋都不同。樹、山頭、大樓等的陰影，都會影響水紋的觀測。河流上游狹窄、陡峭地形，水流速較快，水紋橫面較窄小；下游水域較寬，流速較慢，水紋橫面較寬。大量水流在較窄的木槽內，碰到木槽撞回來的水流與其他水流互相沖擊，造成極複雜的水紋。流速不同的溪流，流速越快的，出現相同的波紋、水花或小漩渦的頻率也越快。

本實驗目的在討論空氣電池中不同的組成與構造，能達到最佳的發電效能之研究。課本上提到在形成通路的電路中，電池本身提供電力讓燈泡發亮，若用其他材料做成空氣電池，是否也有普通電池的發電效能？首先，選擇不同種類的金屬片做為空氣電池的負極，究竟哪種比例與種類的金屬片能有最佳的發電效能？在找到最佳種類與比例金屬片的同時，也探討濾過膜的種類對於發電效能的影響。再者，不同酸鹼性的電解液，是否會影響發電效能？最後，我們選擇了5種自動筆芯當作電極，觀察不同的活性碳棒，對於空氣電池的發電效能是否有不同程度的效果。

由田忌賽馬的典故當例子，我們想從中研究出如何運用最佳的策略，使往後的策略存活機率最大，可應用於在參加各種比賽時的順序安排，增加其獲勝機率。 我們依照田忌賽馬設計了三種模型分別去討論： 1. 仿照田忌賽馬的故事，討論典故中採用策略與其成功的原因 2. 在田忌賽馬的架構下，給予比賽其中一匹馬增強的可能性後再進行競爭，在作品中我們稱為一次演化多次競爭的方式，進而討論使用何種增強數值的策略能夠獲得較大的得勝機率 3. 帶入生物演化的概念，使增強演化與競爭持續進行，在作品中我們稱為多次演化多次競爭的方式，討論持續的演化與競爭下，找出當中最適合的競爭策略

大自然當中，有許多的捉迷藏高手，他們透過各種的方法躲過獵食者的捕食進而生存下來，本研究發現當物種擁有與環境顏色相近的保護色以及體積較小的外型特徵時，在生物圈中，就比較不易被捕捉，且擁有較高的存活力。而當一個棲地範圍較大時，因可躲藏的地方較多且生物分布較廣、密度較低，因此生物的存活力也會大幅提升。 在食物鏈中，有些生物勢必會扮演著獵食者的角色，當獵食者對於一個環境較為熟悉或捕捉獵物技巧逐漸純熟的狀態下，相對的捕捉到獵物的機會就會提高。但即使如此，對於體型較小的獵物，相較就容易從獵食者的手中逃走，進而提昇其存活的機率。

為了達到節水之目的，我們開始進行資料收集與實際製作。首先，我們先收集出各種不同水龍頭種類的資料及研究出最佳水道開關方式，並列出其優缺點。之後，進行Arduino的基本零件認識及程式學習後，開始製作模型。過程中我們學習到各開關的特性、如何寫程式以及Arduino的線路擺設。並在製作過程中體會到團隊合作的樂趣及自行創造的成就感。最後做出可利用Arduino溫度感測器來控制伺服馬達轉動水閥開關的省水裝置。

自然狀況下之發育過程，埃及斑蚊的生命週期約為40天，而人工飼養埃及斑蚊，因幼蟲取食容易獲取更多營養以致於其成長快速，較短生活史約為29天。影響雌蚊產卵的因子可分為:(1).水的深淺：雌蚊偏愛在8cm深的水域(2).有無土的積水容器:雌蚊偏愛無土的乾淨水域(3).明暗程度:雌蚊喜愛陰暗環境下產卵。 在實驗觀察箱(90cmx30cmx42cm)中進行，但是我們發現利用淺藍色黏板及10%淺藍色糖水防蚊罐都能捕獲埃及斑蚊為數不少的數量，屬於較好的防治方法。任何一種防治方法都無法有效根除埃及斑蚊，防治埃及斑蚊應該採取綜合防治方法，例如:採用淺藍色黏板掛於埃及斑蚊常出沒的地點，且利用10%淺藍色糖水防蚊罐置於陰暗處捕獲埃及斑蚊。

本研究分兩部分:一、探討多個正立方體在改變鄰邊的連接方式所產生的立體圖形，並經由翻轉後所產生的變形效果，由2連變形方塊，只有1種連接方式及2種立體圖形，到3連變形方塊，發現總共有5種連接方式，9種立體圖形；最後發現4連變形方塊，利用GeoGebra軟體嘗試了所有可能情形，經由篩選後找出共50種連接方式，可產生共92種立體圖形。二、透過研究立體圖形性質:表面積、最大及最小接地面積、接面數、所占空間圍成立方體後的體積…等討論，啟發設計遊戲的創意，進而設計出「T-C(Transformation Cube)方塊遊戲」。此遊戲的規則類似「3D Bricks Puzzle Series」，最大的不同在於變形方塊的可翻動性及互動性。最後列出遊戲中各種變形方塊的使用時機及遊戲的致勝策略，提供玩家參考。

探討三角形、扇形、梯形面積n等分的方法，以及給定任一三角形、扇形、梯形的圖形，不需任何數據，就可以用尺規作圖的方式來解決面積任意等分的問題。

我們創造Stanley Generator，並設計實驗和製做量測治具，測量其發電效能，以實驗數據為根本。比較Stanley Generator與傳統發電機之發電效能，竟能提升24倍之多，遠遠超過之前預測的2倍，經過反覆討論與公式研究，終於找出Stanley Generator效能提升的理論依據。

本作品「微笑空調」應用於大型餐飲空間，當空間內顧客少時，只將顧客餐桌位置上方的空調孔開啟，並以空氣門形成風柵，利用Ariduino程式設計控制空調孔與空氣門的開閉，達到最少空氣門與空調孔的開啟。將冷氣侷限在顧客餐桌周圍，降低冷氣的使用量，達到節能減碳的效果。 採購成本在初期因為加裝空氣門而提高，但經過時間與成本效益的估算，每天可節省536元的電費，使店家降低營運成本，提高服務品質，吸引更多的消費者，達到老闆省錢及顧客舒適雙贏的局面。 未來可以將本作品「微笑空調」加裝在任何的用餐環境，廣泛運用此產品的彈性空間設計，依照場所性質不同，決定適用的機型也依照進出門的高度衡量，配選最適當的空氣門機型，決定風量及風速。