最佳鄉土教材獎

本研究的目的是要分析高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態，並描述當時的運動狀態和發現有益與有意義的結果。分析後的結果發現，高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態是屬於非線性的情況，因此，嘗試以非線性振動理論來描述當時的運動狀態。初步結果顯示，以KBM非線性振動理論來描述當時的運動狀態，可發現共振對列車行駛安全性有影響。

槭樹翅果的長、寬、重皆呈常態分布。果實展弦比可分成最常見三群，分別為2.75～3.00、3.00～3.25、3.25～3.50。利用Tracker軟體追蹤果實掉落軌跡，槭樹翅果飛行有一定的規律性，且各型態翅果飛行皆具有相似性。翅果的落下過程可依速度分為自由落體期、減速期、緩飛期，翅果先加速落下後開始減速，最後維持穩定速度（0.44m/s±0.94）落下，而達到緩降效果。翅果上的肋痕會造成流速差使壓力不同，產生旋轉力而使翅果開始旋轉。旋轉時，轉動動能增加，移動動能減少，會造成翅果減速，而達到緩飛的效果。翅果除了自轉，也會繞著翅果外的一個軸公轉，公轉半徑約為翅長一倍到兩倍。緩飛期的公轉較明顯。

因為在桌球課堂中，發現同學們準備的不同桌球拍影響了球的彈跳軌跡，因而引起我們想要一探究竟的好奇心。在考量經費有限及架設的需求，動手自行設計發球機，運用實驗室器材設計固定板及自由釋放裝置以利穩定發射。並藉由改變兩側輪胎轉速差來製造穩定直球及旋球。透過噴覆石墨噴漆使乒乓球及拍顆粒面具有導電性，進行錄音取得接觸時間，同時搭配慢動作錄影分析速度來分析不同長短拍面對球的彈跳影響。發現，高速球之下各拍面與球的接觸時間有明顯差異，且其下方的海綿厚度影響頗大。斜向入射時，反彈後角度較入射前減少，且長顆粒拍面的反射軌跡改變最大。更在右旋球垂直向下時，展現出馬格努斯效應。讓我們對於各種拍面有了基本認知。

現今大型水庫難以建置，地下水庫成為重要選項。本研究由學校測站分析，得知地下水溫穩定，推論彰雲沿海養殖業為降低寒害損失，抽地下水保溫，造成水位大幅變動。由彰雲高鐵沿線水位分析，發現自2010年封井後水位有明顯回升。本研究亦設計自由與受壓含水層儲水係數試驗，以彈珠及砂礫模擬含水層，量測儲水係數與沉陷量。研究發現自由含水層儲水係數與粒徑呈正向線性關係，且其儲水係數高於受壓含水層千倍之多。自由含水層中取水不產生沉陷，但受壓含水層荷重愈大，儲水係數愈小，沉陷量愈大，易地層下陷。歸納地下水庫建置，應以粒徑大之自由含水層或淺層受壓含水層為佳，以提高儲水係數、增加出水量及降低沉陷量的危害，同時亦應劃設保護區嚴管。

正六面體的展開圖，幾乎每個五年級的同學都會一、二個，而知道11個正六面體展開 圖的同學就不多了。這個科學研究使用列舉法找出所有的六連正方形，然後判別哪些是正 六面體的展開圖；另外我們用紙板製作正六面體，巧妙地切開它的七個邊，也得到了11個 正六面體的展開圖。值得一提的：我們將六連正方形切割、旋轉90度分成三類；利用正六 面體的三組對面的排列位置，找出判別六連正方形中哪些是正六面體的展開圖的方法。

本研究主要在認識火炎山地形和月世界地形的異同處，並了解不同顆粒大小的沉積物受水流作用產生的搬運、沉積作用的變化情形，進而模擬及探討二種地形可能的形成過程。 透過野外實地觀察，知道造成兩種不同地形顯著差別的主因在於它們岩性的顆粒度不同；水流作用實驗結果發現：顆粒大者不易被搬運，而顆粒小的，不但容易被沖刷，也會被搬運到較遠的地方沉積。 模擬地形形成過程發現，二者的透水性有明顯的不同，礫岩透水性良好，水大多往礫石層滲透下去，表層的礫石易因礫石間的泥沙被沖蝕而崩落，形成近乎垂直的岩壁；而泥岩透水性不佳，所以水多形成逕流，沿著地表表面沖刷，加上細粒的泥很容易被搬運，於是形成月世界地形。

本研究將探討不同波長的光線在水中的吸收現象。因為不同波長的光在水中行走後強度會有不同程度的衰減。為了要模擬不同深度的水深，本研究使用兩片相互平行的平面鏡放入裝滿水的玻璃缸兩側，讓藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中進行多重反射。最後再量測藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中行走的距離與最後出射光的強度。經實驗結果發現藍、綠、紅雷射光在水中走固定距離之後，藍光的衰減最少，紅光衰減最大。此外，這套實驗裝置還可以擴大應用來量測稀薄液體的濃度，使用多次的反射來增加光行走的距離，可增加稀薄溶質吸收光線的能力。實驗結果顯示使用此多次反射吸收裝置可以量出0.05 wt%糖、0.05 wt%鹽以及0.00004 wt%亞甲藍的濃度。

本研究希望透過對菱角澱粉性質的探究，了解菱角澱粉利用的可行性，並尋找菱角澱粉加工利用的機會。由實驗發現萃取菱角澱粉時，乾燥方式會影響粉末顆粒大小，其中以日晒法所得到的粉末最細，而左營菱角澱粉的色澤偏紅褐色，且在黏度比越南菱角高，但是若在菱角澱粉糊內加入不同的添加物或改變溶液酸鹼值都會影響澱粉的糊化溫度和離水程度，其中以添加沙拉油或溶液pH值為5的時候澱粉糊的黏度最高，而添加鹽的菱角澱粉糊黏度最低；而加入pH值較低的醋最能降低菱角澱粉糊的離水現象。另外透過實驗及官能品評結果發現菱角澱粉適合用來油炸及當果凍粉使用。我們的研究結果可做為未來學校本位課程中發展菱角特色料理時的參考，也可提供給業者進行菱角創意料理的研發。

土壤微生物是地球上生態系中不可或缺的分解者，更是推動各種元素循環之基層生物。為了永續經營大自然的理念，以及更了解我們人類所依附的土壤，本研究主要目的是調查校園中相鄰兩區域土壤中微生物相的相似程度，並探討微生物數量變化與環境理化因子(溫度、pH值與雨量)的關聯性，找出優勢菌種並進行DNA定序。本研究結果發現土壤中同時存在有益植物生長及有害人體的微生物。此外，經由微生物數量變化與環境理化因子圖表製作與分析，發現土壤微生物的數量多寡和土壤環境溫度、pH值及含水量多寡相關。若持續調查土壤微生物相，未來將可應用於農作物的栽培，使其更能順應季節的變化以及減少病蟲害。

本研究設計一具可變動扇葉角度的水車，目的在探討水車扇葉的角度以及水圳場址與水車運轉速度的關係，我們以校園旁的水圳來測試水車，水圳水流速度約40 cm/s，流量約242 L/s，水車半徑60 cm，重量87.4 kg，扇葉寬度30 cm，深度25 cm，負載為200 W的發電機。研究結果：一、以水圳的自然流速很難轉動水車，需用鐵板擋住水車兩側，使水流集中在中間的扇葉，才能轉動水車。二、擋水鐵板與圳岸的角度呈45度時，可有效防止水草卡住水車。三、扇葉的角度呈45度時水車運轉速度最高。四、擋水鐵板改以全罩式擋住水流，水流速度和水位差增加，發電機轉速可達600 rpm，產生13.7伏特電壓。本研究顯示扇葉的角度45度以及水圳裝擋水鐵板，可提高水車運轉速度，使發電機發電。