第50屆--民國99年

智慧方塊是一個常見益智拼圖遊戲(如【圖一】)，如果經過旋轉或翻轉之後，其解視為相同，我們可以使用一套系統的方法儘可能找出它的解，其方法依序是： 一、 尋找單邊組合：其可能性共有449種可能(《附錄一、單邊組合一覽表》)。 二、 決定第?邊：將第?邊的圖形分成兩大類：(一)方塊I在邊上、(二)方塊I在內部。 三、 完成四接邊：利用Microsoft Excel電子試算表，透過「頭尾接邊」與「方格坐標化」的方法，判別四接邊的可能性。 四、 填入內部圖形：再利用Excel電子試算表，透過「方格數字化」的原理，幫我們判別「有可能」將剩餘方塊填入的情況，之後再以人工方式檢查解的可能性。以下是我們找到解的情況： 一、 由於我們決定的第?邊具有方向性，可能的重複解只有22個，我們需將之扣除。 二、 相同的四接邊，部份有第二個解，但不曾出現有第三解的情況。 三、 扣除重複解並算入第二解之後，我們一共找到390個解。 四、 在390個解中，方塊I在邊上的有380個(佔97.6%)，方塊I在內部的只有10個(佔2.4%)。

本研究經實驗橙五線陸生渦蟲（Bipalium aurantiacus）發現，其廣頭部有不同的彎曲方式，分別為波浪形、左右形及上下形。在探測獵物時，其廣頭部使用波浪形彎曲；探測獵物味道、攻擊時，使用左右形；探測環境光度時，則使用上下形。在探測時，不同彎曲方式接近不同感應物的頻率並不相同。此外，廣頭部在探測時會有擴大的情形，進一步推測感覺神經分布情形，並運用生物檢測（Bioassay）驗證。經觀察不同種廣頭地科陸生渦蟲，發現廣頭部彎曲情形無太大差異，且無廣頭部之陸生渦蟲廣頭部敏感度會下降，由此知廣頭部對陸生渦蟲的重要性。前人對渦蟲的研究，多針對水生渦蟲，對陸生渦蟲的著墨較少，且僅是初步研究，經本研究，將對橙五線陸生渦蟲的廣頭部有更進一步了解。

我們從小喜歡觀察動物，尤其喜歡鳥類。在校園中常聽見鳥類的叫聲，就想隨著叫聲找到牠的身影，所以我們就決定一起觀察記錄校園鳥類。在我們觀察記錄的這段時間校園中共出現過28種鳥，分屬於18科。我們的觀察記錄經過統計、分析後，讓我們了解校園鳥類概況、校園鳥類行為、鳥類與棲地的關係以及鳥類與植物的關係。另外，對校園的稀客—領角鴞，我們有更深入的觀察，並製作巢箱，希望提供他繁殖的場地。我們的觀察記錄是希望能將校園鳥類的特色讓更多同學知道，進而喜歡牠、保護牠。

國語課本中提到「老忠實噴泉是很會逗人神經緊張的……」，不得不讓人聯想到台東在地的資源－溫泉，知本溫泉若能出現一個類似的噴泉，是不是也可招攬個多的遊客（88風災之後遊客減少），因此我們想要探究利用地熱所造成的噴泉是如何形成的，所以我們利用環保器材模擬老忠實噴泉的效果來一探究竟。研究結果發現進水管長度越長、噴水管長度越短的條件下，噴發水柱高度最高。其次空心銅管匝數12圈時噴發水柱高度最高，其次是16圈，最低是8圈；而較粗之空心管所噴發水柱高度最低。進水口越短噴發頻率越高，反之噴水口越短噴發頻率越低。空心銅管越粗，噴發的頻率越低；空心銅管匝數越多，噴發的頻率越低。水溫高低會影響噴發頻率。

為求在一般實驗室中能以簡單的方式建立並探討螢光發光的原理，添加不同金屬離子當催化劑，發現部分B族過渡金屬離子能啟動整個機制而發光。在我們的實驗過程中發現過渡金屬離子與雙氧水其條件缺一不可。 過渡金屬離子能協助反應物中的“鄰苯二甲酸甲酯”與H2O2產生的O2反應形成一種高能量的過渡狀態，而這種高能量的過渡狀態再將能量轉給染料發光。“ 另外我們也以鄰苯二甲酸甲酯為主體，改變碳鏈以及與醯胺類的化合物作為比較，發現醯胺類的化合物並不會發光，而酯類的碳鏈愈長其發光亮度的最高值則會降低。另外討論了官能基在苯環上不同的位置，進而提供了在反應機制上一個較合理的解釋。

雖然現今科技一日千里，但是仍有需要改善的地方。例如捲筒衛生紙，別以為是一條長長的紙捲在一個其貌不揚的紙筒上就很方便使用。當需要扯斷廁紙時，人們必然用雙手才能做到。所以對於手部肢障的人來說，這個動作便變得困難了。因此，我們因應日常使用雙手扯斷廁紙的原理，運用手邊所能獲得的資源，從各項實驗活動的進行中，製作出一個能協助手部肢體障礙人士使用的自動給紙器。將生活中常見的現象做科學化的實驗和解釋，讓師生們不但可以得到解決問題的能力，更能將團隊合作的精神發揮到極致。本次的研究活動為發現日常生活周遭問題、找出解決方法。希望能藉由探究的活動，嫻熟科學探討的方法，並經由實作過程獲得科學知識和技能，進而結合科技來解決生活中的問題。

原本去年只是為了清除水族箱中常見的絲狀藻，卻無意間發現它豐富的光合作用色素，今年正好廢物利用，針對絲狀藻與綠藻，設計了水藻減碳機。為了提高減碳的效率，針對水藻種類、數量、水流循環型態、光照強度等變項探討後發現： 1.由變項間的交互作用，推論出水藻減碳的經驗公式 2.根據經驗公式，依最佳組合，設計出節能的水藻減碳機 3.再充分利用太陽能，改良為天然、環保(無碳)的水藻減碳機 最後經由實測發現，水藻減碳機不僅可以提高減碳的速度達8.37倍，過程中還能達到完全零碳的目標。小兵立大功，把CO2完全清除了！

約在5000年以前美索不達米亞地方，有一群巴比倫尼亞的牧羊人過著逐草而居的游牧生活。他們在牧羊的流浪生活中，每天觀察閃爍在夜空中的星星，久而久之，就從星星的動態中看出了很有規則的時刻與季節的變化。 他們將較亮的星星互相連接，並從連接而成的形狀去聯想各種動物、用具或甚至他們所信仰的神像等，並為它們取名，於是創造了所謂的星座。 在三維的宇宙中，處於同一星座的恆星，在多數情況都是沒有甚麼關係的，它們只是剛好在同一視線，而其實它們之間可能相距很遠──「如果我們身處銀河中另一太陽系，我們看到的星空將會完全不同。」 為了實現這個假設，我們透過國小高年級的課程中所運用的星座盤為起點，試著利用數學的理論，以數學軟體Geogebra做出一個立體星座盤的基礎模型。我們依下列的過程完成我們的科展： 1. 以向量來表示平面的點坐標。 2. 建立一個動態的平面直角坐標軸。 3. 利用動態的平面坐標進行作圖。 4. 將平面直角坐標系推廣，建立空間中的直角坐標軸。 5. 利用投影的原理，建立以螢幕的呈現為主的動態三維直角坐標。 6. 利用搜集到的資訊，建立立體的星座模型。 7. 利用圓的參數式，做出一個天球。

本實驗旨在研究座椅的各種角度與人因工程學的相配合，以找出最適合青少年(15~18歲)族群的工作座椅角度。 在實驗中，本科學實驗小組先行採樣製作座椅的數據，將由量測得來的數據加以統計以取得平均值，依此作為本實驗中製作座椅的依據。分別為椅背與椅面相距90°、93°、96°、99°、102°、105°、108°、111°八個角度，以及椅面水平仰角0°、1°、2°、3°、4°、5° 六個角度，各別以3°為一單位、1°為一單位做微調。 統整數據後，我們量化出椅背與椅面之間最適合的角度，而將此角度延用至下階段以找出椅面最舒適的角度，最後以科學實證的方法來進行討論與分析。

影響颱風雨量之因素在侵台颱風路徑預報專家系統中已有詳細的分類，卻未有颱風降雨型態的研究。為探討莫拉克如此驚人雨量的原因，我們自歷史颱風資料庫選出與莫拉克路徑相似的颱風，用各種統計法分析這些颱風之兩種降雨型態，由兩種降雨型態的差異探討颱風降雨因素之間的相關。將分析結果與各項氣象資料統整，找出由綜觀環境到颱風內部結構等和莫拉克相近之颱風，分別和莫拉克作比較來探討影響雨量之因素。由以上分析過程我們找出莫拉克的降雨型態及超大雨量與下列因素有關：暴風環流通過臺灣時間、西南氣流效應、颱風路徑及綜觀天氣條件。這些因素中，最顯著的因果關係為暴風環流通過臺灣時間越長，則颱風擺盪越明顯，強烈季風槽長時間供應水氣，於是中尺度對流不斷發展使測站累計接受降雨時間長，導致中南雨區百分比越大，造成莫拉克颱風全臺累計雨量創三十年來的最高記錄。