生活與應用科學科

本次實驗的主題是有關「寒天」性質的測定，想了解寒天是否真有─包覆油脂、幫助體\r 內環保的功效。另外同樣是海藻抽出物的「洋菜」，它的特性與寒天非常相近，二者差別又\r 在哪裡。基於此，設計了一連串實驗，探討它們的成分是否相同？不同的添加物對凝結效果\r 的影響？在不同溫度下是否能凝結？能包覆油脂？其他膠質添加物是否也有此效果？\r 實驗中發現各種膠質添加物的吸水能力不同，故以市售布丁的高度為標準，製作出高度\r 相近的凝膠凍，以利實驗進行。

在本篇研究中我們運用現有人類語音處理技術中的能量法與梅爾倒頻譜分析法，發展出了一套利用蛙聲來自動辨識其品種的系統，首先，利用能量法萃取出蛙聲中的音節，然後從音節中計算出梅爾倒頻譜參數 MFCC，利用這些音節之梅爾倒頻譜參數序列建置起台灣地區 32 種蛙類聲音的特徵資料庫。待辨識之蛙聲進入辨識系統後，也可以同樣的方法來處理，取出其各音節的梅爾倒頻譜參數序列後，再透過蛙聲辨識的方法與資料庫比對而得到辨識結果。從程式的實作與辨識能力的測試中得知，我們的方法可以在很短的時間內就獲得辨識的結果，而且可以百分之百地精確辨識出所有的測試蛙聲。

本實驗是借由「安培右手定則」、「電流的磁效應」和「螺形管線圈」，研究電磁場對蔬菜的影響。結果發現小白菜、菠菜、豌豆、四季豆均是在 N 極朝上的磁場中，生長速率較快，且與各種蔬菜的每顆蔬菜之平均質量有一致的關聯性。而各種蔬菜對盆栽的容器亦各有癖好：小白菜、豌豆和四季豆在鐵盆生長情況較好，菠菜對塑膠盆生長情況較好，莧菜則無明顯差別。各種蔬菜在低電磁場的情況下，對萌芽率和生長速率均較好；在高電磁場的情況下，萌芽率低，且生長高度差異性較大。所以不是電流愈大，生長情況就會較好。此外我們比較，在相同電流的情況下，四季豆和小白菜是在鐵盆（通電）中生長情況較好；而菠菜和豌豆則是在塑膠盆（通電）中生長情況較好，由此可知小白菜和四季豆所需的電磁場比菠菜和豌豆所需的電磁場較大。

從自然與生活科技領域課程中，我們學到了很多知識理論，其實它所包含的知識並不是遙不可及的；如果能用心觀察，我們將會發現它都應用在我們生活中。在「巧妙的用力工具」單元中，我們除了課堂上所學的基本知識外，更以小組合作學習方式，深入探究，將輪軸、齒輪等簡單機械的作用原理，應用於生活中，解決生活中所面臨的相關問題，我們以科學的方法，觀察、假設、討論、實驗、計畫、設計、資料蒐集分析、並運用電腦科技資訊等方式，不斷的嘗試錯誤，一次又一次的修正錯誤，克服困難，以科學精神完成了我們所研發的作品~獨一無二的電動擦地機。設計創作的歷程中，我們體會到團隊合作，腦力激盪的快樂，更感受到自然領域知識的奧妙。期許未來，我們將善用研發的電動擦地機，並不斷地致力於實驗改進，應用於生活中。

此研究的目的以設計學生證自動辨識及分類系統為目標。主要是利用網路攝影機拍攝學生證，將影像進行灰階及二值化處理，並以投影法確認條碼位置、骨架法進行歪斜校正，切割出條碼後，利用黑白線條的寬度進行條碼辨識，並將辨識出的學號比對註册名單以確認註冊與否，最後交由機器手臂將學生證送至不同的分類區。由實驗結果可知，本系統確實能達到自動化辨識及分類學生證的目標。

由於我們學校位在縱貫鐵路旁，每當火車經過時，靠近鐵軌的教室都會產生振動，尤其\r 三樓教室動得更是厲害。原本我們想研究這個現象，但因一直找不到可以測出教室振動大小\r 的工具，所以一度打算放棄。這時老師提出鄰近南科園區高鐵減振問題，鼓勵我們何不朝教\r 室減振方向來研究？因此我們想，已經蓋好的教室如何來減振呢？這時柏鋒看到對面教室頂\r 樓有許多水塔，就提出可不可以用水塔來減振？於是我們轉向研究水塔與振動的關係。

在鄉土教學課時，利用各種空罐所做的高蹺，與數學課所學的各種空心柱很類似，因而引起大家研究各種不同形狀空心柱的興趣，期能深入探討：一、不同形狀的空心柱與其〝承受荷重能力〞的關係？二、如何增強空心柱的〝承受荷重能力〞？經以粉彩紙製作正三邊形、正方形、正六邊形及圓形的中空柱體，並比較其在各種不同條件下的〝承受荷重能力〞，發現：一、在相同條件下，以圓柱的〝承受荷重能力〞最大。二、使用〝加強肋〞可以增加〝承受荷重能力〞。根據實驗結果，中空圓柱體具有〝以最少材料承受最大負荷及容易製造的特性〞，此外，利用〝加強肋〞亦可以增加結構強度及較實心柱體大幅節省材料，故常被應用在日常用品及工業產品的製作。

我們從一個鬆垮掉的麵包盒中發現它是由四片卡榫而組成的。再和市面上的其他的紙盒拿來做比較，看看哪一種結構比較好？哪一種的載重量更好？首先，我們剔除掉有貼膠帶、加釘子的紙盒，只選擇沒有膠帶、釘子的紙盒。我們將紙張卡榫結構先縮小比例，再利用木板來做出10cm×10cm 的空心木框，再將紙張固定在木板上放上砝碼，觀察能承受多少重量。因為結果不好所以又改用燈泡的通路來發現紙張是否因為載重而下降到1 公分，來得到正確的重量。又將底部卡榫轉換到側面來重新實驗，看看是不是會變好一點？又探討在紙張中心點位置的卡榫是不是最好的？最後我們自己研究發明出新的而且載重很好的卡榫結構。實驗之後我們得到了下面幾件事情：（1）卡榫結構一定要卡在中心點的位置。（2）卡榫的變化是由互相壓緊再到互相支撐，最後變成「點」的支撐。（3）經調查後發現「紙盒用過就丟掉」實在是太浪費了，所以我們也提出一個小小的建議，希望人人都能接受。（4）卡榫頭部如果能再”加長、加勾”後會增強紙盒的載重量。（5）發現紙張使用的百分率越高，載重效果會越好。（6）B 型紙盒側面增加為雙 S 卡榫時載重是最好的。（7）紙盒加一層防油紙，就能更增加使用的壽命實驗了一年總算完成了，真的很辛苦很累，但是更感謝許多協助過我們的老師、同學，讓我們學到了很多東西、尤其是課本沒教的知識更加寶貴，希望我們的辛苦是值得的。

去年九月二十四日是個風和日麗的好天氣，學校舉辦了校外教學，到了科博館之後，我們這一組最感興趣莫過於「空氣魔術師」了，那是一台會吹風的機器，你要把放在一邊的皮球拿起來，並放在出風口上，接著球就會漂浮在空中。回家之後，一次偶然機會，打開電視恰巧看到Ｄiscovery頻道正在播映一位新加坡籍建築工程師的研究，內容大約是工程師正在蓋高樓，但大樓卻莫名倒塌了，他非常沮喪，直到他妻子問他你為什麼不去找出原因，他恍然大悟，開始研究大樓倒塌的原因，原來是風所造成的，為什麼他所設計的大樓無法承受強大的颶風呢？看完之後我們就想到何不用依據這個主題來做實驗呢？在我們得到老師的協助之後，就開始了這次的實驗。

決定製作攀岩岩石後，我們先觀察岩石的結構是由沙粒凝結的，因此再找出保力膠作為黏結劑。從測試保力膠和硬化劑（「反應起始劑」，市面上大多稱為「硬化劑」，因此以下簡稱為「硬化劑」）的比例後，我們實驗了保力膠對強酸強鹼的抗腐蝕性及加保力膠後能否增加承載力。經過證實和我們的推測符合後，我們開始製作攀岩岩石，且做了攀岩岩牆的施工設計，希望能藉此研究，做出便宜又實用的攀岩岩壁，提供給學校同學作為健身與娛樂的設施，並且能推廣至都會型的學校，增加學校運動與遊戲的空間。