國小組

本研究探討「共振擺中『介質』和『交替晃動』的關係」。實驗方法採多次試驗、實際操作與影像紀錄等方式進行。研究結果發現：(一)文獻影片中交替晃動的情況並不是最佳效果；(二)以棉線當介質時，綁點間有一個最佳距離，可以讓交替晃動情況更明顯；(三)介質張力的大小，是交替晃動效果好壞的關鍵；(四)橡皮筋介質的「交替晃動次數」最少，效果最明顯；釣魚線介質的「交替晃動次數」最多，效果最差；(五)最佳的交替晃動共振擺裝置為橡皮筋介質，最大能量轉換率是95.4%，衰退率則是12.6%。總之，要用易拉罐盪鞦韆看到明顯交替晃動的現象並不容易，在裝置設計上有其妙方；歷經了上百次的實驗後，才順利找到許多關鍵的要素，結果令人振奮不已。

本研究使用仿生機器人來觀察在不同救援環境應用時之移動速度差異，透過機械結構之連桿原理進行機器人足部設計調整，以仿生鍬形蟲六足吸管機器人進行模擬實驗測試。經由研究結果得知這類型的機器人能快速平穩行走的最佳設計條件為：六隻腳結構、腳長分別為前足4cm、中足5.5cm、後足4cm時、足底材質為魔鬼氈或菜瓜布。另外，實驗中發現了適當的載重為40g時反而讓機器人移動速度也變快，為了驗證是因為足部摩擦力增加的關係，也另以無載重足部摩擦力實驗驗證了這個推論。我們又改造測試發現機器人的中後足裝上泳足時可在水中最快速移動，綜合以上研究我們成功達到了讓仿生鍬形蟲可以「從水中到陸地」與「從陸地到水中」都能穩定快速進行救援移動的目標。

經過調查發現有幼兒的家庭，共同困擾是「玩具亂丟」，目前市面上沒有產品能解決此問題，本研究利用機器學習技術，以自動收玩具為例，研製可協助整理地面雜物的家務輔助機器人。本研究結果發現圓型內置2輪底盤有最佳室內移動效果，觸碰避障有100%避障成功率，夾具可夾取並攜帶2至14公分範圍的玩具或物品，視覺感測模組最佳安裝角度是60度，最佳辨識距離為14~16 公分，統整以上結果作為設計依據，採用邊走邊找法於不同環境實測，在界定範圍內可達到83.33% ~ 98.33% 的收玩具成功率。我們利用無線電波訊號強度設置虛擬圍牆及基地範圍，結果顯示可達 63.33% 的折返成功率及55% 的收玩具成功率，主要是無線電於室內短距離空間，無法精準定位所致，持續改進將可達更實用等級。

本研究在探討丁壩長度和高度差異產生的挑流現象，研究結果發現，丁壩的長度越長、高度越高會對河道彎道 攻擊面產生更好的保護效果，也會對非攻擊面造成更大影響，另外，我們也發現當丁壩的長度小於、等於或大於河道三分之一，會對攻擊面及非攻擊面產生不同的作用；落差工丁壩高度差距越大，對攻擊面保護效果愈顯著；反之，落差工丁壩高度差距越小，對攻擊面的保護效果越不明顯。我們還發現丁壩產生的挑流現象，會導致河流中的某些位置水流湍急及形成水位落差，因此我們在此處設置微水力發電裝置，不僅可以產生電力，提供河道旁的路燈用電，還可以有效的重複利用水資源，達到淨零碳排的永續發展目標。

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。

馬祖列島的地質與地形主要是由中生代的花崗岩及花崗閃長岩等深成火成岩體所組成，馬祖列島地貌，受到地球內部結構運動，以及季風、雨水及風浪長期侵蝕，大自然在層次分明的節理，雕砌出海蝕門、海蝕柱、海蝕洞、崩石海礁等，展現出千姿萬化的壯麗景觀，留給先民無限的想像空間，鬼斧神工的大自然創作，呈現地質與地形景觀極為特殊，是上天送給馬祖特有的禮物。馬祖的地質景觀特色是我們驕傲的資源。本研究經由野外考察與實物觀察，探討並分析岩石的種類，鑑別沙粒的礦物成分，藉此了解不同地區的岩石礦物組成成分的差異關係。

學校旁要蓋社宅，大家很關心日照遮蔽將如何改變？我們發送表單問卷詢問師生，空拍校園上中下午日照遮蔽現況，整合出師生的期待—希望社宅在夏季為操場、綜合球場和靜思樓遮陽降溫，但冬季別遮擋以保有暖冬陽。我們收集資訊製作模型以模擬四季的日照遮蔽，實驗探究陰影生成和遮擋的原理，發現建物愈高、距離愈近和高度角愈小，陰影愈易遮擋；夏天影子遮蔽的範圍最廣、最短；夏季照物角４５°遮陽效果最好，冬季照物角０°或９０°較能曬到太陽；植栽或不透光建物的遮蔽，可減少輻射量及降溫；北面的建物易被南面的遮擋，最後模擬的結果是—春、夏、秋三季的操場將能在朝會獲得遮陽，但冬季操場、綜合球場和靜思樓將增加更多陰影，迎來更多嚴寒。

自然老師在力與運動的課堂上進行科學展示，在繩子上裝紙片拉一拉就往上跑，到底是什麼原因？充滿好奇的我，呼朋引伴進行實驗討論，我們改變拉繩的距離、拉繩的頻率、不同的爬繩長度、不同材質的繩子、紙盒重量不同、吸管角度不同、吸管長度不同和紙盒裝上不同粗細吸管，實驗結果都會影響繩子與吸管之間產生的摩擦力。但相同材質不同粗細的棉繩在實驗結果上沒有明顯差異性，是一種意外的發現。 原來當一位科學家不難，只要把生活中的細節都當作探索，是可以累積很特別的學習經驗，並應用在生活中就是加分，這次實驗如果可應用在疫情下往高處輸送糧食、補給品，又可以幫助更多的人。也是使我們進步的動力來源，科學始終來自於人性。

百岳玉山氣溫和平地相較如何？實際登上高山後，深刻體會到高處不勝寒。 「高山地區的氣溫，隨著地形高度的上升而下降， 高度越高，氣溫便下降愈多，平均每上升 1000 公尺，氣溫約下降 6°C。 」我們想深入研究臺灣平地與高山的實際氣溫差異是多少？以近十年臺灣13個平地與玉山氣象站做氣溫分析。 根據分析的結果，平地與玉山氣象站間，近十年每1000公尺下降平均溫度為5.00℃。一年之中，以7月（5.47℃）溫差較大，12月（4.53℃）溫差較小。不同季節氣溫遞減率由高到低依序為：夏天（5.43℃）、春天（5.05℃）、秋天（4.96℃）、冬天（4.61℃）。依北緯23.5度劃分，以北為4.81℃，以南為5.22℃。

臺灣於2015年6月15日經立法院三讀通過「溫室氣體減量及管理法」，2015年7月1日總統令公布施行，自此正式邁入減碳新時代。 本研究將以水資源節能運用發想在廁所中，通過水塔的位能差作轉化為電能，點亮廁所電燈，達到有以下特點： 一、節能，利用水塔位能差，無需消耗電能。 二、環保，無汙染、無輻射，保護生態。 三、安全，採用水塔位能差，通過低壓直流電轉化為光能。 四、簡單，機械設定的自控開關裝置可根據每次使用廁所進行開關燈。 五、便宜，安裝成本低，使用壽命長，維修方便。 利用水塔的位能差來發電、可以省電，又可以做環保，還可以節能減碳，更可以讓空氣清新，真是做了一件很好的功德。