第45屆--民國94年

本次計畫係結合所有空調設備與一體，用於改善室內溫度與空氣品質，找出一種兼顧環保、健康與舒適的系統，進一步排除室內無形殺手（一氧化碳）的威脅，營造一個舒適、健康且環保的生活環境。常用來控制室溫的設備是冷暖氣機，但使用冷暖氣機會消耗大量能源，使用時必須緊閉門窗，如此將使室內的空氣混濁，甚至有一氧化碳中毒可能。其次用來控制室溫的是電風扇與窗戶，利用開閉窗戶引入戶外空氣來調節室內溫度，但戶外空氣並非全然適合室內，所以窗戶並非一直打開就能改善室溫，要改善室溫則須適時改變窗戶的開閉。綜合上列空調方法，我們希望減少冷暖氣機的使用，加強窗戶的功能，我們製作了本作品，本作品去除使用人力去開關窗戶的煩擾，利用人工智慧去做出正確開關窗戶的動作，調節室內氣溫，讓使用者能達到舒適安全又能省電，所以我們認為全方位省電環保健康空調系統是最佳的空調系統。全方位省電環保健康空調系統的功能如下：一、以環保概念調節室內溫度：借用室外溫度、室內溫度和使用者設定溫度去判斷窗戶的開閉來代替極端費電不環保的冷氣，使室內達到使用者設定的溫度。二、降低一氧化碳危害：當一氧化碳瀰漫在密閉的室內，在室內人們尚未中毒前，本系統會以智慧的去開啟窗戶引入空氣，解除一氧化碳中毒的危機。三、有智慧的開閉窗戶改善空氣品質：只要是外的空氣適合隨時便有智慧的引入改善空氣品質，排除人力去開關窗戶的困擾。

一、作品與教材的相關性 我們在翰林版國中數學課本第一冊第三章「數與型的規律」單元中，學習到「數型規律」，也在第三章第四節例題2 中學習到三角數，在自我評量第4 題中學習到四角數。 二、作品的研究過程與展望 本組以「數形規律性」作為數理資優班研究主題，又在美國AMC8 數學測驗書中找到有趣的「方格著色」問題，我們研究該問題的解法，發現應用了我們在課本所學到的三角數知識。我們將原題的行數延伸為2 至n 行，研究其可行解。又將著色方法改變，使著色格為四角數、五角數至多角數，並應用整數同餘觀念研究其可行解。也推廣找出二階等差數列之可行解，且整理出一些規律，並以直接證題法、矛盾證題法、數學歸納法來證明結果之正確性。還發現利用我們的研究結果可運用在密碼學上，我們將做為未來的研究方向。

本研究可以說是從「巷道來風」研究探索彰化鹿港的「九曲巷」的建築之玄機及「曲巷冬晴」的生活智慧。從發現兩邊高樓聳立，風力突然會變大，經詳細穿梭大街小巷注意觀察，發現在不同的地點，風力大小的確會有不同，對風為什麼會變大變小？是否受高樓的影響？略有所得，為了進一步解開此謎，首先從設計製作風力計開始進而設計６個實驗來驗證風撞到建築物後流動特性及各種型態的巷道會產生不同風分佈情形及風力變化情形；進而探討巷道建物高低、巷道寬窄、長短對風力強弱，風力流動情形，及巷道風通過連續彎道對風力變化的情形。同時從網站資料得知彰化鹿港的風情--「曲巷冬晴」。為了進一步瞭解「九曲巷」的生活智慧，特地到鹿港的「全盛巷」實地觀察、實測，研究--------。使大家對鹿港的特色及二百多年前防風建築科學有更進一步的認識。總而言之，在二百多年前，鹿港為了阻擋冬季強烈的海風（九降風），巷道設計採用T 型交叉方式，狹窄多折，建築房屋每建十間左右，巷道便一曲，這樣便能斷風沙，釀造春暖，連現代建築師對先民的建築科學都嘖嘖稱奇。

「Luhiy」在泰雅語中，代表著是土石流的意思。風災過後，我們常聚在一起討論部落裡那一區的垮路最厲害，大家討論的十分熱絡。於是，我們相約對此議題有興趣的其他夥伴，組成了一個土石流同好團體，展開了這一次的土石流成因探討的研究行動。由於學校附近大部份的土石流，可區分為二種，一種為黑色土石土壤，另一種為黃色土石土壤，所以我們的研究決定以這二種土壤為主要的研究對象，並且在災害地點取樣。而會造成山崩及土石流的原因，可能是坡度、雨量、浸水時間、粒徑排例等因素所造成的，根據這些因素進行實驗，找出要如何利用有效的護坡方法加強護坡，減低土石流失對家園及大自然造成的損失。我們的研究結果顯示：（1）坡度在35 度時土壤流失有臨界點，大於35 度土石流失會顯著的增加，小於35 度土石流失會較緩和。（2）降雨的情形造成土壤流失，會隨不同土壤表現出不同反應，這跟土壤比重及液性限度有關，黃土、黑土其臨界含水量w＝28％≒液性限度31%(相當於臨界降雨密度為50 ㎜/hr)。（3）土壤流失率並不會隨浸水時間的增加而增加。（4）土壤分層與土石流失有密切的關係。( 5 ) 傳統的泰雅族護坡方法，的確有良好的護坡功效，尤其是在高坡角；「竹枝+格網法」為最理想的護坡方法。最後發現，土壤流失的臨界坡度，約為35 度角。若邊坡土層2 公尺(m)厚，連續下雨(土壤持續浸水)的時間達400 分鐘(20*20=400min=6.7hr)，則會有嚴重土石流動情形。竹枝交?法＋格網植被法為最佳邊坡防護方法；或者當坡度＜40 度時，使用格網植被法；當坡度＞40度時，採用竹枝交?法，均是較有效邊坡防護對策。

天后宮步道位於南竿鄉馬祖村天后宮左側旁為入口，海拔約20 公尺，終年潮濕，極適合蕨類生長。經研究統計，發現此區共有8 科12 屬17 種蕨類，而以鳳尾蕨科最多，其中以日本金粉蕨、鳳尾蕨最為優勢的種類。此外天后宮步道發現具有地區特有性的蕨類--馬祖卷柏，數量不少，但集中在某些區域，可見對生長環境相當挑剔。從全區日照分佈來看，有樹蔭的中照度區域，蕨類種類最多，其次為東照區與陰暗區，西曬區蕨類種類最少。小小一段步道有如此豐富的蕨類，故選定此路段規劃為教學步道，希望藉此能喚醒人們對蕨類的重視。

空氣分流經過曲面和直面的阻礙形體時,曲面和直面的流速不同。本研究透過自己設計的測量儀器,測量計算出在微小風道中氣流的流速,並描繪出在曲直面的形體變化或有擾流板時氣流流速線的變化,另可利用觀測流速不同時壓力差異的顯示來解釋流體中漂浮的差異性。

本研究在探討不同的輔助線格式對學生寫字的工整與漂亮有無幫助，我們設計了：一直線、二直線、置中正方格、四宮格、六宮格、九宮格等六種格式，讓三十位學生寫字。邀請八位字體上有研究的教師評比，並對四位學生做訪談深入了解。結果發現：(1)『置中正方格』在老師評比分數中，幫助學生寫字得優等的最多。(2)『置中正方格』可以讓學生寫字寫得又快又漂亮，視覺最清晰，讓學生最滿意。(3)最多學生表示『置中正方格』看起來視覺最清晰。(4)最多學生表示『置中正方格』最受大家的歡迎。

為了不要讓台灣的水白白的流走，我們要把水流的動能轉變成有用的電能，為了要有效的提升水車的發電效率，我們展開了以下的各種探討，也希望這小小的研究種子，將能水流發電落實在台灣的每一個角落，我們更期盼台灣是一個處處有黃金的美麗寶島。

由於班上有一對雙胞胎以前長的很像，愈長愈大不僅身材不同，連面孔都有點兒不同，這一點引發我們的好奇心，很想知道他們二人究竟是同卵雙胞胎呢？還是異卵雙胞胎？在沒有精密科技的輔助下，有什麼樣的線索可以協助我們揭開這個秘密呢？我們從長相開始抽絲剝繭，終於發現指紋是一個簡便又有效的辨識方法，確定雙胞胎是同卵或異卵之後，許多謎團隨之明朗、無所遁形。

在此次的研究中，藉著製作動態幾何構圖(GSP)來觀察橢圓夾在兩軸間滾動、橢圓在平面上滾動、橢圓繞橢圓所形成的圖形，以期發現其中的規律及性質。