全國中小學科展

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高級中等學校組

校園雲端PM2.5監測系統開發及環境綠帶對於PM2.5之影響分析

本研究為研究校園中綠帶對於PM2.5改善的程度,透過自行開發的PM2.5檢測器架設在校園各個不同的位置,經由雲端收集資料與鄰近大發工業區的PM2.5數值比較來探討綠帶的厚度是否會影響空氣品質,並且配合當時的風向,來驗證校園樹木的種植可以改善PM2.5數值。

人行道透水磚以碎玻璃與環氧樹脂取代水泥系材料之可行性研究

現因都市化影響大多使用不透水鋪面,該鋪面會使降雨無法滲入土壤,積水問題不斷發生。透水磚即是透水性鋪面的一種,其鋪面可達保水、透水之效用,亦可降低都市河川洪患。 本研究以碎玻璃作為粒料,以環氧樹脂添加玻璃粉作為黏結料,經各項實驗後獲得之透水磚其合理透水係數介1..405x10-2~3.021x10-2cm/sec,孔隙率介於6%~30%,抗壓強度介於53.2~129.6kgf/cm2。在實地測試,在每平方公分一小時可以流過1700cc,遠大於豪大雨的500cc,可減少地表逕流量,使災害降低。 本組所研究高透水性之透水磚具美觀且能讓整體環境增加透水率,在暴雨時也不會使人行道積水,同時達到雨水回收及基地保水之功效,也可讓國內外的廢玻璃達到有效的利用。

以形態特徵探討台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之親緣關係研究

本研究針對台灣特有種之安蛛科(Anapidae)微安蛛屬之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)進行親緣關係研究。目前微安蛛屬僅1屬1種,體長約0.8mm,是台灣已知最小的蜘蛛。利用東亞地區安蛛科類群共7屬12種,以28個形態特徵進行支序分析,研究結果支持東亞安蛛科為單系群,並首次提出東亞安蛛科之親緣關係樹,分析結果顯示微安蛛屬之姊妹群為三個屬:Comaroma、Conculus 和Sinanapis。研究也發現世界現存的Minanapis為多系群,中國的M. menglunensis (Lin & Li, 2012 )可能為未知的新屬。另外我們也在宜蘭冬山發現Pseudanapis aloha,為台灣的新記錄種。

阿嬤的寶盒

臺灣用藥人口比率逐年攀升,所以設計一款因為在這高齡化的20世紀,你我身邊有許許多多的人需長期服藥,又隨著老人癡呆症的增加,常會發生疏忽或忘記是否服藥狀況。阿嬤藥盒的主要特點在於它可以在正確時間提醒使用者的用藥,以防那些注意力與記憶力欠缺的人,因不正確服藥造成身體傷害。 本作品擁有三大特點,第一、有最方便置入藥物的方法,增強讓使用者使用願意;第二、在該服藥時有聲音提醒與記憶功能,使病人可以正確用藥;第三、有彈性便利的攜帶模式,讓外出用藥也不用擔心;以上特點能全方位讓病人輕鬆正確用藥。 未來本作品再結合APP,還能有手機連接提醒,當忘記吃藥時會發送信息提醒家人,更能全面防堵病人錯誤用藥。

物聯網(IoT)教室投影機網路控制App程式

現在的教學模式漸漸走向數位化,老師在課堂上時常需要使用投影機輔助教學,使用投影機時,常常要使用遙控器來開關,但萬一沒有遙控器或是遙控器故障,會相當麻煩,所以我們開發了一個不需遙控器就能輕鬆開關投影機的程式──iProject。 現在很注重環保議題,使用塑膠外殼的遙控器,是間接傷害地球的行為,因為製造塑膠會排放二氧化碳,造成全球暖化加速。此程式具有環保、操作簡單及可攜性高等優點,只要輸入投影機的IP位址,就能控制想要開關的投影機,不需要遙控器與電池,除了達到節能減碳愛地球的功效,也不會有想要開啟投影機時,卻不知道遙控器放在哪裡的問題。

水中黑洞-絲葉狸藻捕蟲囊之探討

本研究主要是觀察絲葉狸藻(Utricularia gibba)葉子特化的捕蟲囊觸發運動之影響因子,還有吸收物質的情形。結果發現此種狸藻捕蟲囊的表皮細胞主要有兩種細胞型態,分別為分布在內外表皮基部的四爪腺毛與半球型腺毛。因此,雖然其缺乏根部吸收功能,但是狸藻捕蟲囊具有輔助吸收養份的功能,水份主要由四爪腺毛基部進入至細胞內,再由內而外開啟的半球型腺毛排除。此外,我們觀察到含氮物質吸收較快,甘油與葡萄糖較慢,兩者的路徑也有差異,另外,我們也發現光照時間與照不同色光,以及在不同溫度下,對捕蟲囊的觸發運動會有不同程度的影響。若能對狸藻捕蟲囊構造更加了解,將可用於生物防治法減少孑孓病媒蚊孳生,或應用於仿生生物學開發負壓捕蟲的工具。

莫忘初衷–競賽圖中的環形多邊形之個數探討

莫忘初衷–競賽圖中的環形多邊形之個數探討」是一件在圖論領域中嶄新的作品。研究過程中,首先使用了不等式求出極值所在;再利用組合學作為研究工具;更自行定義了名詞,讓推導過程更順暢;最後也成功得出了許多結論和公式。研究中使用了許多高中生便能理解的方法,解開了一道看似複雜的題目。為再次驗證研究的正確性,更親手使用C語言,設計、撰寫了一套程式,用深度優先搜索(Depth First Search)求出任意競賽圖中環形多邊形的個數,而經過無數次重複驗證後,更再次證明研究最後得出的結論和公式的無誤。

指點迷「經」—論述金門青少年對生理期的認知

生理期開始到年期結束之中,有很多女性會面對自己不同的困擾,而男性們對於女性的生理期更是充滿了許多的疑惑與誤解。本實驗利用問卷的形式調查金近四百人,去針對金門縣青少年階段的迷思概念討論,分成三大類:1女性生理期過程中的各種食物對生理的影響與真實情況的差距、2男性對於女性生理期的認知與真實情況的差距、3同時比對男性與女性雙方對於女性生理期的認知相似程度。 而在整個實驗後期,利用問卷內有問到是否為金門人以及身高體重的數據,特別比對金門在地人的身高與台灣成年男女的平均身高差,發現到「金門人比較矮」這些外地居民或是長輩耆老們的既定印象被解開了!並不是金門人比較矮,正確的說法是:金門的男生比較矮。

英文單字接龍之演算法探討

透過在程式上的設計,來探討不同方法之間玩英文單字接龍的差異及各方法的優缺點,並試圖尋找最長的連接路徑。

電來水走──探討電場作用時水珠的電濕潤現象

本研究透過自製電路板及實驗裝置,結合程式碼控制電場,探討不同電濕潤的裝置、水量及電場與水珠運動速度的關係,並探究使水珠運動速率最大化的條件。 研究發現水珠運動方向與所加電場方向相同,且增強電場、增加水量、減小電極間距、降低疏水材料的表面粗糙程度、先行分離水珠內部正負離子以及在3200μm以下增加電極寬度,皆使水珠運動速率變快。 透過探討影響水珠移動速率的變因,可提升電濕潤顯示器單位時間內的幀數(張數),亦即流暢度,並期盼將此研究結果應用於各式表面的自我清潔系統中。