第63屆--民國112年

本研究首先透過自行設計之數學混成學習挑戰問卷，了解臺灣學生認為數學混成學習效果的成因，並以此為基礎開發出數學混成學習智慧輔助教具。本研究開發之教具整合人工智慧聊天機器人ChatGPT與通訊軟體LINE，讓學習者在進行數學混成學習時可及時解決疑惑。最終，透過準實驗設計，驗證該教具的介入是否對於學習者在數學混成學習中有正向的幫助。結果表明將該教具導入於數學混成學習中可以有效提升學生的學習成效以及課堂的參與度。學生在課堂中學習效果不佳的原因多與遇到問題無法及時得到幫助而導致的課堂低參與度有關，此教具有助於對上述問題產生正面影響，並為混成學習提供啟示。

這次科展以國家級警報細胞簡訊為發想，研究如何降低逃生的難度，也是為了災害發生時能夠減少受災人數同時加快逃生速度，製作模型來模擬地震來襲時的應變措施，在模型上裝設警報、自動開門和緊急照明的功能，為了提高房屋倒塌後的存活時間，也設計了可輕易找到地震避難包的裝置，並自動檢查、提醒地震避難包內的物品狀況，系統以Arduino Mega 2560及ESP32為核心，並利用RS485傳輸介面接收訊號及控制各個元件做出反應。

阻轉異構現象是一個經常被忽略的手性來源，是軸(axial)受空間中的立體阻礙而緩慢旋轉，導致不同手性的構形產生。這種隨時間變化的手性對藥物格外重要，因為在生物系統中，雙分子的作用深受配體和受體影響，其手性差異可能導致截然不同的結果。因此，我們決定設計一系列實驗探討阻轉異構物，以兩種方法測量構形轉換的能量障礙。 首先，我們合成了擁有不同大小基團的吲哚衍生物，接著藉由1HNMR判斷是否有阻轉異構物產生，再以變溫NMR分析阻轉異構物，並利用公式計算軸(C-N鍵)旋轉的能量障礙。另一方面，我們透過QM Torsion Profile Calculations模擬目標物旋轉的能量變化，求出其旋轉的能量障礙理論值，最後再配合文獻中的相關數據，得到阻轉異構物之間相互轉換的週期。

實驗中蛋白打發最佳的情況，是使用電動打蛋器打發3分鐘綿密的雞蛋蛋白。打發的蛋白加鹽1克水煮後，打發的蛋白體積最大的狀況96.7±5.4ml，而且蛋白加鹽煮起來QQ的不易破掉，所以之後的實驗在打發的蛋白前都加1克的鹽。以下是每種食材產生浮沫的處理方法最佳方式為: 牛肉水煮沸後30秒，加入打發1分鐘的蛋白不攪動。 牛骨加入蛋白時機是在水煮90℃時，加入打發3分鐘的蛋白後不攪動。 豬骨水滾後60秒加入打發3分鐘的蛋白攪動30秒。 蛤蜊水煮沸後馬上加入打發3分鐘的蛋白攪動60秒，可使湯變得更清澈。 蝦頭水煮沸後30秒時加入打發5分鐘的蛋白後不攪動。 魚骨加入打發3分鐘的蛋白後攪動60秒，效果最佳。

這幾年疫情的關係，許多人在確診後味覺受到影響，深感到味覺的重要。但味覺不單是口中品嚐到的味道，而是與其他感知均有關聯。本實驗探討顏色是否會影響五年級學生運用視覺、聽覺、嗅覺、觸覺判定甜味？我們以日常生活中會看到的三原色、漸層色來調製糖水，再以無色糖水對照進行實驗，分析了解使用感知判定甜味，會使用哪些方法呢？我們邀請本校五年級的學生進行實驗，實驗後填寫問卷，共回收1277份問卷，內含有效問卷數1109份，進行問卷整理，並統計分析數據及製作圖表，希望藉此研究，讓我們更能了解各感官對甜味的關聯性，並且認識自己的味覺。

不定時噴發的火山泥是屏東萬丹知名地景，但對於農民來說，這些在他們土地上所噴發出來的火山泥卻是影響作物收成跟汙染環境的一大問題。大量泥漿很難清理，只能做為廢棄物被清理堆積。自然界的土壤中富含各種金屬氧化物，本篇研究推測萬丹的火山泥中含有較多鐵的成分，透過將萬丹火山泥的粉末溶入釉中做為發色劑的實驗，以窯燒後的成色與參考資料做比較，來驗證這樣的想法。實驗的結果顯示「以火山泥做為發色劑」的釉藥會產生與「以氧化鐵為發色劑」相似的青瓷效果。所以得知火山泥是能夠取代氧化鐵做為發色劑使用，而不只做為廢棄物堆積的。

本研究探究螺旋降停器的原理，以一棉線連接重錘與輕物，跨掛於橫軸上，施放前由手持輕物於一端，使重錘懸掛。當施放輕物時，觀察重錘下降到停止的過程與輕物受到重錘作用力而產生的螺旋運動。 本研究以施放角度、重錘與輕物配重比、旋轉橫軸直徑、旋轉軸材質與棉線粗細等變因，探討不同變因對重錘降停效果與輕物繞行旋轉軸的影響。研究結果發現：1.施放角度會影響重錘降停距離，90°降停距離最短，其摩擦力與繩子張力等之合力最大；2.重錘與輕物的配重比愈大，重錘降停距離愈長，輕物的旋轉速度愈快；3.旋轉橫軸直徑愈大，重鍾降停距離愈短；4.粗棉線使重錘降停距離較小，且較快停止；5.旋轉軸的表面材質愈粗糙，重錘的降停距離愈短。

本研究透過飼養觀察、形態觀察及室內實驗等方式，探討棉桿竹節蟲若蟲與成蟲的避敵行為，以及若蟲掉落後選擇停棲點、成蟲飛行時選擇落點的行為模式。 實驗研究發現，一齡至三齡若蟲的避敵策略多以快走、掉落方式表現；四齡與五齡若蟲會快走移動，隨即偽裝成樹枝不動；六齡若蟲及成蟲甚至會分泌人蔘氣味，成蟲也會以飛行方式離開。若蟲避敵掉落大多翻正1次(91%)，側翻次數則最多(73%)。 若蟲與成蟲在同亮度的環境尋找停棲點時，對於不同色塊或色柱的選擇沒有顯著差異。成蟲在空曠環境、飛行時間達4秒以上，會以C形、偶爾出現S形的飛繞尋找陰暗的落點(74.4%)，推測飛行尋找落點具「負趨光性」行為，且同一隻成蟲的飛行軌跡大致相同，應有記憶及學習能力。

本實驗以碳當量約4.3%的鑄鐵液，經球化處理，於不同等待時間下進行澆鑄，探討球化後等待時間對球墨鑄鐵球化率、石墨分佈及強硬度等機械性質之影響。 實驗過程以固定成份材質於球化桶進行球化處理後，分別等待5、10、15分鐘澆鑄至預先完成的鑄模中，待凝固冷卻後取出鑄件，並於切割及加工處理後進行各項實驗探討。 從實驗結果得知，球化反應10分鐘內澆鑄試片其球化率、強度硬度可達最佳值。極限強度達55.18kg/㎜2，為未球化試片之極限強度12.97kg/㎜2的4倍以上，等待時間超過10分鐘後強度與硬度隨著球化率有下降趨勢。但伸長率及降伏值都有倍數成長，而對硬度僅有少量提升。

巴金森氏症是好發於老年人的退化性神經疾病，在高齡化的台灣社會，是未來急需重視的老年疾病。本實驗以秀麗隱桿線蟲為實驗對象，利用6-OHDA分別引發BZ555、NL5901、DA2123與N2品系之線蟲的神經退化，探討丁香樹皮萃取物 (Syringin) 作為治療巴金森氏症候選天然藥物的可能性。實驗結果顯示，Syringin能修復退化的多巴胺神經元，降低α-突觸核蛋白聚集、ROS含量與提升存活率，且能促進細胞自噬並改善運動行為。另一方面，透過pdr-1與Sir2.1基因缺陷的線蟲探討Syringin參與的訊息傳遞路徑，我們認為Syringin透過激活Sir2.1-PINK1-Parkin通路來促進自噬，恢復退化的多巴胺神經元，保護細胞不受6-OHDA的破壞。此結果能對後續治療此疾病提供可能的替代方案，解決未來台灣高齡化社會所面臨之老年人健康問題。