國中組

本研究主要探討淡水區沙崙海水浴場離岸流的特性與成因。透過專訪了解到2012年所發生的5位學生溺水事件中，學生落海的位置與溺水倖存者對當時海流的描述。接著從沙崙海水浴場海底等深線圖製作立體地形模型，觀察保麗龍球和紅墨水在模型中隨著水波移動與擴散的情形，再實際踏查並空拍海水浴場海水的流動狀況。我們發現：沙崙海水浴場有離岸流，這個離岸流區大約在(25°11'25.50"北 121°25'1.66"東)、(25°11'19.91"北 121°24'49.64"東)兩警戒點之間的海岸線，而其他區域也存在著迴向離岸流區的環流，因此強烈建議在沙崙海水浴場須嚴禁下水活動。沙崙海水浴場離岸流主要是由填海造陸後形成的巨大岬角地形所產生，若沒有人工的改變，原來的海流會順著海岸線進出沙崙海水浴場海灣。

利用身邊廢棄殼粉，包括蛋殼、花生殼及蝦殼，進行鐵、銅、鋅、鎳四種重金屬離子的吸附，藉由自製吸光度計、黃血鹽滴定重金屬離子形成錯合物，探討殼粉吸附重金屬離子的效果。結果發現，三種殼粉對重金屬溶液吸附能力為蝦殼粉＞蛋殼粉＞花生殼粉。蝦殼粉小晶球對硝酸銅的吸附率為220.0 mg⁄g蝦殼粉；蛋殼粉對硝酸鐵的吸附率為200.6 mg⁄g蛋殼粉；而花生殼粉對硝酸鋅的吸附率為112.5mg⁄g花生殼粉。不同殼粉對離子的吸附效果不同，蝦殼粉吸附能力為 Cu＞Ni＞Fe＞Zn。包覆殼粉的海藻酸鈉小晶球吸附重金屬優於大晶球及純殼粉。包覆0.2 g蝦殼粉的小晶球，對硝酸銅的吸附較純殼粉提升約30.1%。第1型(純蝦殼粉)及第4型(蛋殼粉：蝦殼粉=3:1)海藻酸鈉小晶球對銅離子吸附效果最佳。

在「陶哲軒教你聰明解數學」這本書以及第52屆全國中小學科學展覽會國中組數學科「游泳池追逐戰」中，曾討論了師生在泳池中及池邊的追逐，但只有假設學生沿幾種固定路線前進，未討論為什麼選擇這些路線，也未提到師生之間的策略動態變化。本研究以師生兩人都能知道對方想法為基礎，一層一層發展出新的師生策略，並引入賽局論的觀點，最後找到本問題的師生最終路徑，以及勝負決定速率n。除此之外，我們將泳池從正方形推廣到任意正多邊形，找出可能的最佳路徑。

本研究驗證多霜蠟鼠婦及光滑鼠婦的交替性轉向反應行為，並探討何種因素會影響此反應。結果顯示，兩種鼠婦皆具有交替性轉向反應，在95%信心水準下，有80%以上呈現此反應。此外，這種反應可連續發生，約87%的鼠婦在3次轉向中，至少連續2次出現交替性轉向。我們進一步探討影響轉向的因素，發現當轉向後移動距離增加，反應頻率就愈低，並且證明沿牆行走會影響轉向方向。最後藉由步態分析證明，鼠婦轉向時的步態與直線移動不同，內側的胸肢站立期比率較外側高，此與前人所提出雙側不對稱腿部運動(BALM)的解釋不同，且為支持此假說的另一項有力證據。

2021年全台瘋狂爭相目睹百年難得的天文奇觀-日環蝕，台東的池上及成功都是最佳觀測的地點，學校的社團配合大學科學教育中心所舉辦的活動，安排了觀測之旅，引發我們的研究興趣。我們為了製作太陽黑子觀測儀，從光學成像的原理，參考國內外設計案例，嘗試設計一個三角形的太陽黑子觀測儀，並利用生活科技所學的技能，一面實作與修正的把它製作出來。再利用經緯度資料與觀察時間等知道計算太陽的高度及方位，設計一個水平與垂直的機台，透過程式計算太陽方位角及高度角讓觀測儀可以對準太陽。最後利用攝影鏡頭可以記錄太陽黑子的觀測，並嘗試利用影像辨識的方法，對太陽軌跡進行追蹤：在太陽影像偏移時，自行調整角度，使太陽影像始終保持在正中間。

提升生活品質降低廢棄物是當今重要課題，本研究欲建立製作可重複使用的擴香石標準化流程，模擬精油擴散及逸散的時間關係，並探討石膏表面的量子侷限效應。 實驗發現，氨水在擴香瓶中經由瓶口逸散到塑膠管內再擴散至與鹽酸反應，並不太符合格雷姆定律，一般網路及教科書中，擴散實驗皆以棉花吸附高濃度氨水與鹽酸，擴散效應明顯且產生白煙的時間短，本實驗以石膏取代棉花，材質改變的情況下，氨水經由石膏逸散到擴香瓶中會受到量子侷限效應(QuantumConfinementEffect)的影響，而拉長逸散的時間。 實驗得出以50g石膏粉混合21ml水的比例製作出的擴香瓶，吸收氨水的容量最大，此為擴香石的最佳比例，且在溫度14－30℃的狀況下，氣體擴散效果最好，溫度越高，氣體擴散速度越快。

我們觀察到蓋斑鬥魚會攀爬到漂浮水面的葉片，這獨特行為引起我們的興趣。為探討蓋斑鬥魚攀葉行為，本研究開發「鬥魚攀葉行為AI監測系統」，可準確、穩定地收集攀葉行為歷程，並直接提供研究數據。我們探討了競爭者數量與葉片特徵對蓋斑鬥魚攀葉行為之影響。 研究結果顯示，蓋斑鬥魚間的競爭行為是影響攀葉行為的重要因素。競爭後，弱者會有兩種不同的避敵行為，一是積極攀葉，二是消極側躺在角落不動。此外，當鬥魚攀上吃水較淺的葉片上，需要以側躺姿勢攀附，但這也是一個相對安全的避敵空間。我們曾記錄到一天高達92%的攀葉時間。 本研究找到了蓋斑鬥魚攀葉行為的原因，提出競爭後的弱者避敵模式，也為動物行為監測技術提供了一個可能性。

本研究主要是利用農業廢棄物-稻殼，浸泡在檸檬酸或飽和石灰水後，所得酸或鹼液再加入明膠溶液中，可有效提升防水性。實驗結果發現：在4.0%的明膠溶液20公克中，加入甘油0.5mL、酒精1.5mL，再加入浸泡稻殼粉 3小時後的20%檸檬酸液2.0mL，所得最佳配方作為噴劑，噴灑在濾紙上並用培養皿盛裝，放在冷氣房中晾乾， 可讓水滴開始滲透的時間延長，接觸角加大，防水效果明顯提升。 最佳配方噴劑噴在水果上，可有效延長水果的保鮮期；噴在日本水彩紙上，其堅韌度、耐熱溫度皆可提升， 製成各式防水紙容器，經一天後滲水率、滲油率明顯下降。驗證本作品是具有用量省、方便用、成本低的可食性噴劑塗料，期待能取代市面上的塑膠淋膜，還給地球一個乾淨的環境。

鳥羽箭為鄒族獵人必須學習重要的狩獵技術，蘊含流體力學知識。經由耆老的指導鄒族鳥羽弓箭製作，發現鳥羽弓箭的確可以增加射程及準確率。接著進行最佳化探討，研究發現如下:(1)製弓要使用4節桂竹，(2)箭長度最佳為使用90公分箭竹，(3)最適合黏貼藍腹鷴羽毛於箭尾，(5)射擊的角度0o與45o有最遠的射程，箭尾增加射程及準確率也可於小型鳥羽箭射擊模型被證實。接著探討藍腹鷴羽毛作為箭羽的優點，經實體實驗及模擬實驗相互比對，發現藍腹鷴的羽毛具有穩定流場的功效，藉由實驗分析圖我們發現藍腹鷴鳥羽相較於其他羽毛有較高的風速，產生自較強氣流，紊流卻可減少，降低噪音。以上特點均可提高獵人狩獵成功率，同時支持原住民族科學也可以被西方科學證實。

為了探討蓋斑鬥魚的攝食偏好以及找出主導攝食行為的感官系統，我們採用了3種實驗槽，17隻蓋斑鬥魚，設計9項實驗來進行證明我們的假設。結果發現，蓋斑鬥魚偏好吃顏色鮮艷味道濃郁紅蟲 (48.3%)明顯高於顏色灰黃、味道較淡的乾燥紅蟲(22.5%)。蓋斑鬥魚無法正確分辨真假餌（1：1），假餌偏好紅色＞棕色＞白色。只要有微弱光線就能成功攝食，達78.64%。但只靠嗅覺的黑暗中只有10%成功率，而明亮環境中找到有味道水體的比例為68%。在只能依靠視覺的情況下確有更高的正確攝食率，選擇顏色鮮豔卻未無味道紅假餌有82%，且在近距離時主要依靠視覺攝食，遠距離時，則會加入嗅覺輔助。綜合以上，蓋斑鬥魚的攝食行為主導感官是以視覺為主，嗅覺為輔。