第59屆--民國108年

我們用簡潔的方法、巧妙借用益智遊戲的規則，解決一道月刊數學題目的一般化情形，得到豐富的成果。 「有9位足球隊員，身高兩兩不同，排成 3×3 的隊形，命橫列最高的2人舉手、縱行最高的2人舉手，兩次都有舉手的人去收拾場地。」 本作品探討上述題目隊形的一般化：隊員們分別排成任意長方形和長方體，得到下列結論： 一、將身高由低到高編號為：1、2、3、…，得到「必定收場地」的人之編號與「必不用收場地」的人之編號； 二、承一，若編號x不在必收或必不收之中，則可排出使x號學生收場地或不收場地的隊形； 三、收場地人數的最大值與最小值； 四、若人數p介於收場地人數最大值與最小值之間，均可排出恰為p人收場地的隊形。

我們的研究主要是將身邊隨處可見的蝦殼，取蝦殼中的幾丁聚醣，將幾丁聚醣與聚乙烯醇混合製成薄膜，探討薄膜不同面向的特性，發現就薄膜表面結構來看，在打過氮氣電漿後，出現-NH及-CN基，且PVA比例越高，差異越明顯。混合薄膜中幾丁聚醣比例越高，越疏水。純PVA薄膜經高溫處理後變得親水性增加，若應用於製作塑膠品，在使用後的回收程序，只要加熱即可輕易溶於水。純PVA的應變（延展性）最佳，而PVA與幾丁聚醣比例1：1混合的薄膜可承受的力最大，可運用於抗形變及耐重的材料。有薄膜的不鏽鋼表面，比單純的不鏽鋼表面有更佳的抗腐蝕性，應用於人體內做生醫用途有其潛力。藉由此薄膜的抗腐蝕性和抗張性，或許可應用於改善血管支架外膜的材料性能。

灌溉香山地區農田，流經學校圍牆旁的汀甫圳，雖為灌溉用水，但水面常有垃圾漂浮，並成為沿岸住家、工廠的排水溝，其中充滿各式汙染，引發我們想製作一台多功能水上iRobot，除了能搜集水上的垃圾外，還能監測水質。 利用超音波感測器控制船體行進路線、電動閘門控制垃圾搜集、光纖偵測油汙與混濁度、自製酸鹼探針測量pH值。已獲得污染偵測之對應物理相關數值，此汙染臨界值具穩定與再現性，並可將汙染監控成果透過藍芽傳送至電腦與手機，達到遠端監測水質與搜集垃圾的目的。 此外透過太陽能板、充電鋰電池，期待可使船體在水上運作，達到環保節能的目標，目前已於校內水池測試成功，預期可推廣至其他水域。

本研究藉由調控各項環境因子，歸納斑葉植物與環境因子間的交互作用，進而比較不同成因、屬性的斑葉植物應變相同環境因子的策略差異。研究顯示，光限制、非光限制均會讓化學性斑葉植物啟動自體調節，且在相同控制變因項中，葉綠素濃度變化量與斑紋面積比例之增減多成負相關。越高的溫度、光合有效輻射值和灌溉源pH值，以及過多藍光，會使葉綠素濃度的變化量下降；且每日八小時的光照，相對而言是最不利於斑紋成長的光期。我們也比較了面對低光環境時，兩種成因不同的斑葉植物。黃金葛與銀后粗肋草各葉區的葉綠素濃度變化，化學性斑葉──黃金葛在低光環境的葉綠素濃度變化量較正常情況為低；物理性斑葉──粗肋草則完全相反。

當自製漆包線水黽的垂直軸高度越短、垂直軸位置越靠近中心、角度越大，浮率越大；自製水黽腳越長、隻數越多，浮率越大；當自製水黽的腳平貼水面所圍出的面積越大、腳垂直上折的長度越短，浮率越大；水溶液溫度越低，浮率越大。水溶液濃度及水位高度都不影響水黽的漂浮情形；在不同水溶液當中，自製水黽在自來水、糖水及鹽水中易漂浮，在酸性的醋、鹼性的肥皂水及小蘇打水則不易漂浮。在形狀相同粗細不同的鋁框中，越粗的鋁框越不易漂浮。當粗細相同的鋁框等比例放大時，邊長5公分以內的正方形框浮率均接近1(大於0.98)，但邊長大於6公分時，浮率會突降；由相同長度摺出不同形狀(開放及封閉)的漆包線及鋁線，浮率都接近1(大於0.92)。

日常生活中有許多活動會產生熱能，這些熱大多直接散失掉，沒有被完全利用，例如：烹煮食物、烤肉等產生的熱。本研究在探討如何回收這些廢熱，以致冷晶片為工具進行溫差發電，並結合3D列印與雷射切割技術，自製發電箱與電器用品進行實際的生活運用。致冷晶片是利用熱端和冷端的溫度差來發電，針對熱端，探討了不同熱源的回收以及保溫的方式，包括材質和裝置；針對冷端，探討了散熱的方式和裝置。並依據不同廢熱的特性，研發出四種廢熱溫差發電裝置，包含太陽熱、熱湯熱、蒸汽熱、火源熱(以石頭蓄熱)等。最後更研發出整合型廢熱發電箱以驅動自製的電器用品，包括風扇、夜燈、攪拌器、食物解凍器，並可對手機充電，使廢熱不再廢而無用。

一般社會大眾若是論及「陣頭囝仔」，常常習慣和問題青少年連結，「逞凶鬥狠」、「街頭滋事」、「輟學鬼混」等負面刻板印象一一浮現；然而位居臺中的九天民俗技藝團，卻將逐漸被污名化的廟會文化陣頭轉型為專業表演藝術團體，團內的青少年學員不打架、不鬧事，一律被強力推回正規的教育體制就學，並透過技藝學習和嚴格紀律，恪求導正其偏差行為與價值觀。因此，本研究以九天民俗技藝團的十位學員為樣本，運用採訪、觀察和問卷調查等方法，並與彰化縣政府委辦預防中輟發生的國中合作式中途班——晨陽學園及向日葵學園進行對照分析，試圖探究九天的教導模式在迷途青少年身上發揮哪些正向感化的作用，以達到撕下並翻轉「陣頭囝仔＝壞囝仔」的貶義標籤。

本研究在得知學校建物耐震補強事由展開了探究。透過資料蒐集了解學校建物較常見的補強工法有擴柱、增設RC翼牆及剪力牆補強。 經實驗探究發現不同耐震補強方式都能改善建物的穩固性，通常補強樓層越多，耐震效果就越好。研究中補強效果較佳的方式是翼牆補強，其次是剪力牆補強與斜支撐補強方式。另外，發現擴柱和增設剪力牆補強方式，補強3層和補強4層效果差異不大，未來設計如有特殊考量，可在安全無虞下減少最高樓層的補強。也發現斜支撐補強可增加建物的穩固性，其中以W字形及具彈簧的V字形結構補強效果較佳。 最後提出建議：對於學校建物的長方形結構，當地震振動方向與建物短邊同方向時會影響劇烈，應該特別注意建物短邊結構的補強。

本篇為研究影響水塔阻尼器減振效能之因素，受△f、阻尼大小及水體晃動程度的影響。以自製建物及水塔、彈射平台與地震晃動平台進行實驗，後者平台以電鑽為動力來源，由調光器調整電流而可調頻，連接連桿與電鑽的鐵片長度可調幅。實驗得知，水體與建築物△f在臨界值(調諧)範圍內，水體會因共振效應而有效吸收大樓能量，若水塔底部改為曲面，亦能使水體更易晃動而有效吸收大樓晃動能量；另一影響因素為阻尼大小，網子、內部粗糙度、浮球及隔板開啟狀態均造成阻尼提升。隔板開啟狀態越高，水體自然頻率越低，反之亦然，而加入隔板亦可提升阻尼、降低延遲震盪時間；也許可用隔板開啟狀態調整水體頻率使得設計水塔阻尼器變得更易調整水體自然頻率。

本研究利用校內落葉堆肥中的紫花馬櫻丹萃取精油，為保存其精油成分我們採減壓濃縮蒸餾法，以相對低溫的條件下探討9種不同變因中，此法的最佳條件並測其抑菌能力。結果顯示(1)葉片或花瓣需要烘乾，以35°C烘乾18小時，續以35°C的水浸泡23小時，並以50°C蒸餾，以50毫升浸泡液 第一滴蒸餾液滴出後蒐集20分鐘萃取效果最佳；(2)花瓣與葉片萃取精油皆有效果；(3)以水浸泡比以油浸泡萃取效果佳。抑菌實驗結果顯示，萃取之精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌皆有抑菌效果。萃取的馬櫻丹精油經IR鑑定與天然羅勒和薰衣草精油圖譜極相似；GC-MS鑑定得知主要成分為冰片、莰烯、肟類，抑菌與防蟲成分。未來可將其利用在校園與社區創造特色伴手禮與生物防治產品。