高級中等學校組

此研究利用複數、向量及三角形的重心公式，去找出多邊形的重心性質與計算公式，並探討以任意三角形三邊作出之各種相似多邊形，連接對應頂點或重心後，所構成之三角形的重心與原三角形重心的關係；再討論以此任意三角形三邊作出之正 邊形，連接相近的頂點（異於原三角形）與兩正 邊形的邊構成之三角形，其邊上依固定比例作出的點相連後的三角形之重心以及其重心相連三角形之重心，兩者與原三角形重心的關係；最後再用不同的切三塊方式，處理連接各區塊重心所得的三角形，其重心相連三角形之重心與原三角形重心的關係。

本研究首先透過自行設計之數學混成學習挑戰問卷，了解臺灣學生認為數學混成學習效果的成因，並以此為基礎開發出數學混成學習智慧輔助教具。本研究開發之教具整合人工智慧聊天機器人ChatGPT與通訊軟體LINE，讓學習者在進行數學混成學習時可及時解決疑惑。最終，透過準實驗設計，驗證該教具的介入是否對於學習者在數學混成學習中有正向的幫助。結果表明將該教具導入於數學混成學習中可以有效提升學生的學習成效以及課堂的參與度。學生在課堂中學習效果不佳的原因多與遇到問題無法及時得到幫助而導致的課堂低參與度有關，此教具有助於對上述問題產生正面影響，並為混成學習提供啟示。

台灣是個四面環海國家，土地面積為3.6萬平方公里，人口約2千3百萬人，2019 年人口成長率為 0.2%，根據內政部資料得知，人口老化指數，由107年1月106.35，到108年2月113.93%，人口結構觀察，高齡者(65歲以上)比率逐年上升，台灣老人占總人口12.83%，逼近 14%高齡社會。 而老年人的食、衣、住、行，更需我們多花一份心思去關心，其中尤以「行」最為我們關切，根據內政部資料統計及新聞報導，台灣失智人口在 2017年底已超過27萬人，65歲以上老人每13名就有一名失智，衛福部的調查顯示表示，2031 年失智人口將增加到 46 萬人，2061 年將超過85萬人，等於未 來 40年內，台灣平均每40分鐘新增1名患者，每天增加38人罹病，此問題乃是我們關切之重要因素。

本實驗使用超聲波洗淨機為主體，將鋁箔紙放入腔內振盪，引起腔內液體產生空蝕現象並損壞鋁箔紙。我們使用分析軟體研究不同液體條件對鋁箔破壞的影響，以找出最佳清洗效果。 研究結果顯示，黏度越大的液體造成的破壞面積較小。這結果可以從Brabec和Mornstein（2007）的實驗中解釋，因為黏度增加會使空蝕閾值提高，也就是發生空蝕現象的條件變得更苛刻。溫度低下破壞程度較嚴重。 通過實驗和壓力感測器，我們發現超聲波在洗淨槽中以駐波形式產生空蝕現象，且破壞最嚴重的地方位於壓力變化最大的節點處。然而，由於超聲波洗淨機不是封閉系統且邊界條件複雜，無法精確推測表面情況。因此，我們希望透過建立數學模型來完善實驗。

陽光晒到皮膚，人體感覺到刺痛來避免過強紫外線。但為何感覺到刺痛呢?過去對光的生體受器著重於眼睛錐及桿狀細胞(Opsin 1/2)，但它們在背根神經元 (DRG，神經末端主體細胞)的表現並不多。TRP channels表現在皮膚及神經。TRPV1是痛覺受器，引起鈣離子通透，Dr. Julius因它得到2021諾貝爾獎。TRPV1/A1受溫度、酸度等活化，但DRG的TRPV1/A1，是否會因紫外線(UVB)照射而影響，並導致鈣通透並不了解。我以不同強度UVB照射人類角質細胞或大鼠DRG，以螢光顯微鏡及流氏細胞儀測量TRP蛋白質表現，以實時影像來作動態鈣離子分析。結果顯示UVB增加DRG的TPRA1/V1表現。且UVB顯著增加角質細胞的TRPA1/V1表現，有劑量相關效後，惟UVB照射對鈣通透影響不大。結論是，UVB照射增加角質細胞及DRG的TRPA1/V1表現，可能與光照引起之麻痛有關。

本研究以寵物智能自動餵食器相關產品為基礎進行改良，運用影像辨識技術來判斷其健康狀況，目的為改善動物福祉、解決動物與醫護人員之間無法溝通的問題，進而建立一套動物陪伴型照護系統。有效利用這套即時照護系統，可更好地關注動物的情緒健康，及時發現潛在的問題並提供適當的醫療幫助，確實避免飼主因繁忙、對寵物關注度下降而導致動物鬱鬱寡歡等情況發生，具有重要意義。

台灣手搖飲料從 1990 年代發展，至今已超過 30 年。2010 年代更由台灣流行至東亞、歐洲、美國及中東各國。 在這飲料店滿街都是的時代，幾乎人人都喝過飲料，飲料剛出爐的時候，為了第一時間讓飲料降溫且快速交到客人手中，通常大多數的飲店家都會加入冰塊。但有些不肖業者會為了減少成本而使用沒有經過消毒的不衛生冰塊，我們覺得如果在飲品裡加入這些來路不明的冰塊會不衛生，而冷凍製冰機所製造出來的冰塊雖然衛生，可是沒有達到完全節能減碳的效果，而受到溫度的影響在杯中融化的冰塊，融於飲品中的冰塊會影響飲品的口感且越喝越淡，為了避免這些問題，我們測試了多種的研究方法，最後選擇用大氣壓力瞬間洩壓產生壓差達到瞬間降溫的效果。

本實驗使用微波輔助水熱法製備鐵鈷合金。先以不同比例製備鐵鈷合金觸媒並測量其催化效能，比較它們的粒徑、活性後，取最適比例探討合成溫度對催化效能之影響。最後嘗試利用氮摻雜的方式提升效能。經由XRD分析可知合成的鐵鈷合金為CoFe2O4、FeCo2O4屬於尖晶石結構。在SEM-EDS分析後可知，使用鐵：鈷為1：2的比例，其合金粒徑最小。在合成溫度的實驗中，經由XRD、SEM-EDS分析後，發現使用120°C、140 °C作為合成溫度，樣品無法完全形成鐵鈷合金。由極化曲線得知，使用鐵：鈷為1：2的比例，合成溫度為160°C製備的觸媒，其觸媒活性最好。其最大高率可達36 mW/cm2。鐵鈷合金氮摻雜還原出的氮不多，且形成的碳氮氧化合物覆蓋活性位點，使效能不升反降，因此須再調整合成參數。

本實驗利用椰子殼、甘蔗渣和茶葉渣等廢棄物，高溫鍛燒製成不同碳源。與傳統活性碳相比，這些碳源具有更多的表面官能基和中型孔洞，是超級電容的理想材料。我們在製造超級電容時，以氮摻雜的活性碳和特殊膠黏合，並添加不同種類和濃度的電解質（如H2SO4、KI、KNO3、KOH）進行實驗，測試其有充電和無充電狀態下的電容值變化。我們成功找出最佳超級電容製造條件，即椰子殼鍛燒於600℃、以H2SO4作為電解質，其充電後的最高電容值達200mF/cm2，且在7天內保持穩定，未出現衰退現象。透過CV圖可證實，此碳材的反應是完全可逆的，非常符合超級電容的性質。這些廢棄物的轉化為高功能性、高附加價值的優秀電子產品，不僅輕巧且便於攜帶，更具有高穩定性，完全符合綠色化學的精神。

本研究以數值模擬討論大腸桿菌在自行設計之有濃度梯度的Y形通道內的運動情形。在自然界中，大腸桿菌會判斷周圍營養物質的多寡並隨機旋轉，最終大致朝向營養物質濃度較高的地方移動。本實驗設想大腸桿菌在現實中可能會有的運動情形設計演算法，用程式進行模擬，分析大腸桿菌在此環境內的各種表現，並首次建立對比的實驗以驗證理論計算。 本模擬透過改變自行設計之Y形通道中的通道寬度、濃度梯度及通道傾斜角等變數，進行程式模擬後，觀察這些變數對大腸桿菌運動的影響，將數據點擬合成函數，輔以直觀分析後，分析方程式中各個特徵常數及函數本身具有的物理意義，以及在我們意料之外的特殊發現。最後進行實驗嘗試歸納出對於本研究模擬條件的理解。