團隊合作獎

本研究旨在製作一套利用太陽能為動力的電解水製氫裝置，探討影響製氫效率的因素，並進行裝置優化。首先，為減少歐姆過電位來提高能量轉換效能，我們創造雙層圓筒式電極以最小化兩極距離，並利用較便宜的碳材來確認此電極型態確實可順利運作後，再改電極為發泡鎳，以降低活化過電位。而濃度極化所造成的過電位，則是利用離子交換膜及外接馬達抽換電解液的方式克服。常溫下，鎳為電極，當KOH濃度為35%、0.25A（1.8V），製氫的能量轉換率最佳，為271.6L/kW．hr。 透過優化裝置的設計解決了早期漏液、補水等問題，且改良後裝置採共用電解液和可調節電極數量的設計，提高實用度。最後，建立IoT系統來控制抽換電解液的間隔時間，使裝置達自動化且增加效能。

本研究探討聖嬰現象對黑潮的影響，地域聚焦於北緯20度至25度、東經120度至126度的台灣周遭海域。將流速最大軸定義為黑潮主軸，分季節討論黑潮主軸離岸距與聖嬰指數的相關程度，考慮季風、地形、渦旋等變異因素，也計算迴歸直線方程式進一步建立關聯模型；討論黑潮主軸流速和聖嬰現象的關聯，藉相關係數與外部環境因子觀察。後發現聖嬰現象與黑潮主軸離岸距、黑潮主軸流速皆有所相關，相關程度在年際變化上不甚明顯，而是因應季節與緯度變化有不同程度的相關。

本研究透過文獻的蒐集，了解風與建築物之間的關係，發現風流經建築物的過程中變化相當複雜，有多重因素會影響到風的行進。本研究以學校建築物為依據，透過自製教室模型進行水煙模擬氣流的流動，真實體會到空氣的流動，也觀察到水煙經過長廊的情形。 經實驗探究發現：長廊長度越長、寬度越窄及適當的高度，都會使觀測物移動較快，表示所受風力較大；在長廊的前、 後段位置風力都較大，推測前段靠近風扇出風口，而後段可能受到狹管（窄管）效應的影響，與實際於學校長廊上人體所感受到的是相符合的。 最後，發現在長廊後段高處是一個較佳的集風口位置，可把導風裝置設計在此處，藉由長廊聚風的效果將風導入到兩側教室內，善用大自然的風讓教室更舒適。

本校位於阿里山之下，鄰近阿里山森林鐵道，我們從小接觸森鐵旅遊，愛上森林鐵道氛圍。從網路新聞中看到有關阿里山小火車翻覆的事件層出不窮。於是利用國中自然課程中學習到有關力學能轉換和數學課程中學習到有關重心的概念。想探討阿里山小火車翻覆情況跟那些變因比較有甚麼特殊關連，因此選用車廂中重心分布情況、坡道的彎曲程度和坡道的高度來做實驗分析探討。 所以我們利用生活科技課程學習到的3D列印技術，來製作不同曲率的軌道，將不同重量的砝碼放在不同滑車的位置上，模擬出不同重量的乘客坐在不同位置的森林小火車上，當滑車行經在不同曲度的軌道時觀察記錄滑行距離和出軌的機率，藉此實驗研究探討森林小火車翻覆情況跟乘客乘坐重心分布情況、坡道的彎曲程度和坡道的高度有甚麼影響。

此研究主要探討將利樂棒填入不同之矩形及阿茲特克鑽石網格圖形，研究重點放在以二棒、三棒、四棒的單一或任取兩種元件分別探討不同比例的組合，可成功覆蓋圖形格線的情形，研究發現，不同元件可透過擺放位置及棒數計算，利用著色法、窮舉法、遞迴式及數學歸納法等不同方法，分析成功覆蓋及無解原因，加以歸納說明，並將其可擴展之矩形邊長及鑽石階數以一般式呈現。

本作品希望能協助消防員在進入未知火場前，可以協助了解情況及判斷，使用物聯網、影像辨識、自走車技術，建置一個移動式火源偵測及遠端滅火裝置，具有手動及自動控制功能。 在火災現場時，可以手機方式操作，馬達帶動機器人平台前、後、左、右移動，透過鏡頭傳回影像畫面，人員如看到有火，可按下啟動噴灑乾粉按鈕，遙控滅火。當機器切換為自動控制方式，前置鏡頭傳回的影像，當有火源時，則會自動辨識火，並啟動噴灑滅火。有自動按壓滅火器壓把的功能，是因為在滅火器握把上，設計一個按壓驅動裝置，噴灑乾粉， 此為偵測火源滅火裝置 。 本作品說明書內使用之照片，大部分為第1指導教師拍攝，部分為引用自產品網站照片。

本研究目的為在相同的等腰直角三角形密鋪而成的矩形中，若從右上角頂點分別往左與往下移動數格，及左下角頂點分別往右與往上移動數格，再分別從左下往右上連接2條直線，並將這2條直線拓寬成一個封閉區域，則此對角封閉區域T會經過幾個三角格呢？先從左下角至右上角的對角線會經過的三角格開始觀察，發現經過的三角格數量與矩形長邊、矩形長、寬邊的最大公因數有關。接著將對角線有規律的拓寬成不同的封閉區域，並將經過的三角格用相異的顏色區分，用逆向思考的方式，把矩形中的三角格總數減去2直線經過的三角格數量，順利找出計算公式。最後我們也用相似的概念順利找出另一方向對角封閉區域H的計算公式，讓整個研究更為完整。

偶然接觸Knuth 具體數學[1]、九死一生[2]與我要活下去[3]後，發現汰留問題實為約瑟夫問題的變形。而科學教育月刊的「免死金牌變因下之約瑟夫問題初探」[5]中引進「免死金牌」設定，提升約瑟夫問題的複雜度與趣味性，勾起我們的好奇心，其中的約瑟夫問題實為汰留問題，且利用遞迴關係遞迴至免死金牌持有者的編號為1號和2號。其中編號1號的規律佳，但編號2號的規律複雜。我們換個方向思考，當免死金牌持有者的編號為奇數時，依淘汰順序來討論；編號為偶數時，利用遞迴關係遞迴至奇數，找出最後存活者編號的方法與通式。進一步在汰留問題及免死金牌汰留問題，找出倒數第k位存活者的編號規則，並將問題推至兩面免死金牌也得到很好的結果。