第63屆--民國112年

研究者身為高中生，平常看到同儕在讀書時會聽音樂，我自身有時候也會有這個習慣，但常聽師長叮嚀我們，讀書不要聽音樂，因此透過此次研究來瞭解高中生聽音樂對於學習專注度之影響，並探討學習成效是否有相關性。根據蒐集了190份網路問卷發現，大部分的高中生都有讀書聽音樂的習慣，但他們知道自己的問題點，像是算數學或默背課文時，就有許多學生是不聽音樂的。此次研究另針對30位高中生來進行腦波分析實驗，根據研究結果顯示，大部分的高中生，不論在讀書時聽哪一種類型的音樂，其專注度及學習成效皆有明顯提高。其中，又以古典音樂對於學習專注度及成效最明顯。因此，高中生邊讀書邊聽音樂不是一種壞習慣，反有助於高中生提振學習專注度及成效。

跳豆為輕殼與重球組合而成，輕推能重複翻滾。本實驗分析其運動過程與模式。實驗中可發現跳豆不斷重複「殼平行斜面」與「殼翻轉」的運動模式。隨跳豆長度增加，「殼平行斜面」的鋼珠加速區變長，但翻轉時間也變長，導致飽和速度明顯較低，在有限斜坡長度下有最佳跳豆長度。本研究利用移動和轉動方程式得到翻轉期間鋼珠理論加速度，搭配實驗數據得出速度理論值與速度實驗值有相似的趨勢。隨著跳豆寬度越寬，跳豆翻轉期間鋼珠速度對時間由「V」型轉變成「W」型，出現二次加速段，且在有限斜坡距離下，跳豆有理想寬度。可翻滾的情況中，內球質量越小越快達飽和且加速減速變化量值較大。

學校五年級上學期的種植實驗中發現校園植物區的土壤太硬，因而思考加入廚房廢渣加以改善，但常見的廚房廢渣除了種植外，在驅蟲、吸濕、吸油也有效果，本研究選擇咖啡渣 、茶葉渣、蛋殼、甘蔗渣進行實驗。 研究結果發現：在種植方面，蛋殼與培養土比例2：8最佳，甘蔗渣與培養土比例3：7最差；而咖啡渣與培養土比例3：7及甘蔗渣與培養土比例2：8時，莖的生長長度最長；茶葉渣未觀察到因比例不同而不同的現象。廚房廢渣在驅蟲能力方面，咖啡渣最佳；吸濕能力方面，甘蔗渣最佳；吸油特性方面，甘蔗渣最佳。蛋殼除了在種植方面有耀眼成績外，在研究的另三項表現都最差。 經本研究探討這四種廢渣後，我們發現廚房廢渣一點也不廢，全是寶啊！

三年級的時候學到植物時，知道花朵會分泌花蜜吸引昆蟲來授粉，但鮮少人知道其實有些植物不只有花朵會分泌花蜜，其他構造也有可能會分泌蜜露，我們稱之為花外蜜腺，在偶然機會下，意外發現非洲鳳仙花具有花外蜜腺，因為好奇所以開始研究並觀察非洲鳳仙花花外蜜腺的著生位置、外觀，觀察發現花外蜜腺蜜露都出現在葉柄葉緣處1-2對，昆蟲以螞蟻會到訪採蜜居多，還發現泌蜜狀況與天氣有相關聯性，最後更利用本氏液檢測發現花外蜜腺蜜露與非洲鳳仙花花蜜間含糖濃度的差異非常大，花外蜜腺蜜露非常甜，想必如此甜才能夠吸引螞蟻來趕走蚜蟲保護非洲鳳仙花，而這也就是非洲鳳仙花有花外蜜腺的目的。

空氣的流動會形成風，藉由起風板前進產生的上升氣流，可推動由保麗龍薄片製作的氣流飛機向前飛行。本研究旨在探討影響氣流飛機飛行速度的因素，分別以手持和類風洞裝置來進行實驗，結果我們發現，氣流飛機在起風板上的最佳飛行速度並非單一速度，而是一個區間。不同起風板角度間有共同的安全飛行區間，若飛行速度控制在共同安全區間內，氣流飛機可在所有的起風板角度上安全飛行。另外，氣流飛機在起風板不同位置也會影響飛行的速度，下半部速度最快，正上方成功率最高，本研究建議將氣流飛機操縱在上半部，結合速度和成功率。起風板兩側折角能修正氣流飛機的偏移，讓飛機回正。若將起風板兩側向上折起30度，則可讓氣流飛機飛得更快且更穩定。

CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/CRISPR associated protein9)是合成生物學中重要技術，需引導RNA辨認特定的PAM序列-NGG引導合成轉錄因子啟動或抑制下游基因。然而這個特定的PAM序列卻會因此限制了crispr技術可篩選的基因位點，造成限制。因此我們研發出crisprTFv2，以NAG為例突破PNGG的限制，並透過定序得知更改後的PAM相互作用區序列為何，最後再挑選crisprTFv2可能辨認的其他PAM序列，未來再將此技術應用於探討參與DNA損傷修復的基因組合。

學校興建校舍，挖出兵道署的遺構，我們從挖出來的泥砂中看見許多貝類的遺骸。我們很好奇，到底這些洞穴裡除了遺構外，還藏著什麼秘密？所以在老師的指導下，採集坑洞裡的泥砂，觀察、實驗並認識泥砂的性質；再與附近學校地區的泥砂進行比較，發現可能屬於同一個時期的海相堆積。從遺構區發現的生物遺骸多屬於雙殼綱和現在河流出海口的生物遺骸很相似，因此推測學校以前和海岸邊的環境相似，屬於砂質基底的淺海環境。 最後透過測量學校附近道路的高低差，發現學校屬於東高西低的地形，從這些種種的證據中，我們想學校不只有深埋在地底下豐富的古蹟文化歷史，其實從探索泥砂、生物遺骸等海相沉積，更見證了台南四百多年來海岸線的演變。

2019年COVID-19肆虐全球，老年人社交及運動頻率下滑。2023年本縣邁入超高齡社會，「下流老人」成社會隱憂！老人如何積極面對老化帶來生理、心理及社交變化呢？即便疫情也能有正常體能活動呢？本研究探討嘗試結合Google teachable machine及OpenPose的AI姿態辨識功能，透過Python編寫智能人機互動軟體，提高老人運動效率。除了生理積極抗老化，也希望心理、社交層面予以滿足。故，研究中結合華德福教育優律思美運動，藉由舞蹈、詩歌及優美旋律引導老人心靈、提升動機。最後以自覺量表來記錄運動強度，期望能建立正面積極的老化社會，AI智能將像天使銀翼讓奶奶能夠再次翱翔。

生活中，常常會遇到身障者坐著輪椅十分不便，並非每一個樓梯旁都有無障礙坡道。本次研究主要為發想新型輪椅輪胎，利用彈簧製作輪軸避震器將輪子內部結構進行改裝，使其能夠適應高低差地形，藉由避震器受力產生壓縮變形的特性，使輪胎在碰到樓梯等障礙物時能夠產生形變，以致於輪椅乘坐者能夠用更省力且有效率的方式爬上樓梯，這次研究會針對新型輪胎在爬上樓梯時的穩定度表現以及動力傳遞上進行檢測。實驗發現新型輪胎雖然在平地行走時整體動力傳遞效率較傳統輪胎來的差，但在克服地形障礙時不論穩定度與安全性皆較傳統輪胎來的佳。並期待能夠應用在輪椅上，使身障者不必倚靠無障礙坡道即可輕易克服階梯障礙，省去尋找與移動上的麻煩。

本研究源於 2022 年數學雜誌《Crux Mathematicorum》的一道四邊形動態幾何問題，我們先將此問題設定為三角形，利用綜合幾何方法給出了兩種構圖條件下的三角形外心軌跡皆為圓弧，並且發現兩種圓弧的變換關係，也給出豐富有趣的性質。值得一提的是，分別對三角形的三個頂點輪換進行第一種構圖得出三個圓弧，這些圓弧恰可組合成三角形的九點圓，這是有趣的發現！回到原始問題的四邊形，我們構造了兩個三角形，透過巧妙轉換頂角與直徑圓變換而給出外心軌跡所在圓弧的兩個定點而解決此問題。最後推廣至鄰邊連線時，我們用雙射對應觀點簡潔刻劃了軌跡圓弧。重要的是，本研究處理四邊形的手法與三角形的是一致的，意味著證明手法具有推廣性。