全國中小學科展

第60屆--民國109年

香氛介入對中學生課業壓力與身心健康之影響

本研究旨在探討不同背景變項國中生在課業壓力與身心健康之差異與相關情形,並探討香氛介入對中學生課業壓力及身心健康之影響。研究以經信效度分析之自編量表(課業壓力量表信度為 .82,身心健康量表為 .87)進行問卷調查。以方便抽樣方式選取北部中學生為研究對象。採不記名方式進行前測及後測,期間以擴香方式施行為期數天之香氛介入。研究結果顯示:女性國中生課業壓力及身心健康的得分在統計上顯著高於男性,不同年級之間則未達顯著差異。國中生課業壓力與身心健康得分呈正相關,即課業壓力越大,身心健康情形越差。香氛介入對國中生課業壓力與身心健康並無顯著作用,但對高中生之個人壓力有顯著降低之效果。

〝得來塑〞 --- 海洋微塑粒清除系統之設計

聚乙烯(HDPE與PE)最能被油品吸附,矽油最高吸附PE(68.2%),葵花油吸附HDPE(50.0%),若要使用塑膠,應以聚乙烯成分優先。考量流速與吸附率的迴流吸附係數RAC(Reflux adsorption coefficient),靜態吸附塑膠使用矽油最好,迴流吸附則使用針車油最好。迴流裝置對塑膠回收率:第一次為 86.7%,第二次為 95.8%,第三次迴流為吸附56%,因此利用吸油法吸收塑膠不適合三次以上迴流。廢棄暖暖包因含活性碳,所以使用廢棄暖暖包來固化油品最佳。體積比例為廢油:暖暖包=1:2時,具有不漏油且量最少的經濟效果,固化時間需4~5天即可將廢鐵粉交鋼鐵廠進行後續處理。

以智慧物聯網建構暗棋對弈機器人系統

智慧物聯 (AIoT) 在生活中逐漸普遍,應用在機器人、智慧家電、語音助理…等各種用 途上。本研究將以 AIoT 概念開發暗棋機器人,可讓任何程式開發者,透過開放的 http 協議 要求雲端應用程式介面(API),開發各種形式的暗棋對弈程式或機器人。暗棋對弈系統基礎架 構運作,是具有雲端連線的 IPCAM 及機器手臂的機器人,系統向 IPCAM 要求暗棋的盤面影 像,再透過卷積神經網路 (CNN) 辨識暗棋盤面,將棋譜提供給對弈人工智慧運算下一步的 棋步,提供給機器手臂做出翻棋、移動、吃子的動作。此一設計方便的大量收集棋譜資料庫, 作為未來暗棋對弈深度強化學習的資料樣本,AI 棋力將可提高,搭配機器手臂作下棋動作, CNN 辨識盤面,以 AIoT 概念架構,可望讓對弈機器人大眾化,逐漸普遍於各個地方。

正N邊形等距異色之頂點最少塗色數探討

本科展作品在研究正N邊形的頂點塗色,定義相鄰兩頂點的距離為1,先設定距離m,規定若兩頂點相距m則塗不同色,求塗完N個頂點的最少色數。當只設定1個m時,我們研究出最少色數只有2與3兩種,並清楚區分出對應條件。而設定兩個m時,我們研究出最少色數有2 , 3 , 4 , 5等四種,同樣清楚區分出對應條件。最後推廣到設定k個m時,我們證出最少色數的絕對下界為2,絕對上界為2k+1。並以N、m的奇偶性細分各情況來做出更精密的上界估計。

圓圓不絕

一、本研究探討在一個基圓註一的圓周上任取一點當作圓心,以不同半徑畫出旋轉圓註二,旋轉不同角度,旋轉角度θ註三=360°÷n,nϵN,且n≧3,探討旋轉圓之間的交點數、交點連線所產生的圖形及規律。 二、我們發現旋轉圓產生的交點數、交點連線所產生正多邊形數與旋轉圓的半徑R有關,詳見本作品說明書第23頁之研究結果一。 三、將和基圓圓心等距的交點連接起來會產生正多邊形,正多邊形的外接圓半徑公式有著對稱的關係。 四、利用簡單的道具可分別以平面和立體呈現圓與圓之間交點的情形,如下圖:

魚水相逢,金光燦爛-以光照探討觀察者眼中魚類腹色的變化

本研究在探討黃色腹色對金線魚生存、繁殖以及不同海洋環境下觀察者眼中不同腹色的影響。 我們針對金線魚金黃色部位進行顯微鏡、螢光光譜觀察,發現金線魚金黃色部位是表皮分泌出的螢光物質,非色素細胞。在照射藍光後會產生螢光,與黃色腹部的魚類不同,此為本研究貢獻。 我們用不同色光測量不同腹色的亮度,並計算出「魚腹亮度/背景亮度=亮度比值」來判斷消滅色的效果,再與棲息深度進行比較,符合比率達76%,我們認為「魚腹顏色與棲息深度有關係」,此模擬方法為本研究特色。 市場上金線魚金黃腹色是季節性的,以不同光源及入射角實驗後發現,太陽仰角影響金線魚的腹色亮度,90度時亮度比值最亮,我們認為金線魚金黃腹色與繁殖期有關。

塵埃落定

細懸浮微粒對健康的傷害眾所周知,各種形形色色的空氣清淨機應運而生,其中一般家庭用的空氣清淨機以濾網式過濾為最大宗,不管是單層濾網還是複合材質濾網,普遍都存在濾網過濾效能不佳的問題,本研究透過對各種空氣污染防制設備的研究,研發出一套新型的空氣清淨裝置,透過這套設備能夠有效的提高濾網使用效能,並對各種細懸浮微粒更有效的攔截。同時我們對這套設備進行優化讓它能夠進行遠端遙控與監測,更加方便使用者進行空氣品質管理。

「坐」不兩立

一群人依序入座在r列c行的座位中,每個人都盡可能地不坐在其他人的旁邊。我們定義在某一入座順序中,入座時的座位,相鄰座位都還沒有人入座,此時我們稱這個座位為滿意座位,否則就稱非滿意座位。明顯地,滿意座位不能與其他的滿意座位相鄰。而滿意座位分布狀況就是圖論中的極大獨立點集問題。 我們先以Excel VBA程式進行模擬,對座位排列進行確認及優化,再利用程式模擬的結果及根據極大獨立集定義,探討極大獨立集的基數狀況。當矩形的列數和極大獨立集基數固定時,我們運用極大獨立集零件拼接的變化求出極大獨立集的排列數。此外,當極大獨立集基數固定時,極大獨立集圖形藉由獨立點移動而擴大的規則,我們意外發現其狀況與費氏數列有關。

別「具」煋「腸」─自製分光光度計檢測生食中大腸桿菌數

本實驗利用自製分光光度計來進行日常生食大腸桿菌之檢測,我們透過自製儀器所感測出的電壓值,與市售3M試片進行對照,已建立檢驗流程與標準,在自製儀器吸光值0.3~0.7區間,能有效推得生食中大腸桿菌可能之含量,且與衛服部食藥署檢驗大腸桿菌的方法相比,檢測速度大幅提升,等待時間從24~48小時縮短至20分鐘。本儀器的未來發展性是期望透過快速且準確檢驗微生物的原理,推廣到飲水機水質檢測以及洗碗機洗淨效能檢測等。

擺脫佩爾方程之另解圖形數

多重角數之間的關係,在眾多文獻中已然有了答案,但尋求答案的過程多半利用繁雜的遞迴關係式或者利用「佩爾方程式」。然而無論任何一種,皆非高中課程所能涉及,如何突破此一關卡,利用高中所學觀察多角數之間的關係,是本研究的主要目的。 意外的是,我們發現利用矩陣解決多角數關係的不定方程,除了可以擺脫文獻中使用佩爾方程式通解的方法,而且我們所需的條件更簡便容易,不需要利用多個初始條件,僅高中所學的矩陣知識,我們可以順利的利用多重角數的一組顯然解(s,t)=(1,1),以及基本矩陣,找到一條簡便、且令人容易理解與計算的道路。