佳作

本研究從第 53 屆全國科展「羽置今拾」延伸，以將羽毛球收集整齊為此次研究內容與目的。此次成品應用Arduino控制板、超音波感測器與紅外線感測器進行組合，並實際製作出成品。將其過去作品改良，使連桿裝置的摩擦力變小，達成快速拋起動作，並利用馬達、凸輪與彈簧的機械結構組合，使每次撿拾羽毛球的力道相同，便於研究羽毛球的掉落與集球裝置位置。利用紅外線與超音波組合，感測羽毛球將其自動拋起，且使羽毛球能夠準確地掉入自製集球器當中，完成半自動化的撿拾裝置。

毛足大龍蝨屬於完全變態類的水中昆蟲，幼蟲三齡，卵到成蟲的發育日數約為 91.19 天。 成蟲為肉食兼腐食性，是食屍性分解者中很有效率的清道夫，主要是靠嗅覺來搜尋食物; 幼蟲是獵食性，性情兇猛俗稱水老虎(water tiger)，主要是靠視覺及觸覺來獵取食物。 雄蟲前足跗節所特化的三節有類似吸盤(附著器)的功能，附著器的構造共有四排，每排有兩顆，也有三顆，上面佈滿很密的剛毛，藉由吸盤及毛的特性使得交配順利進行，吸力約 0.266牛頓。雄雌成蟲皆會分泌的藍白色液體，為水溶性，水中的大肚魚平均約 51 分 35 秒開始受影響，平均約 18 分 32 秒赤蛙科蝌蚪開始游速變慢、身體扭曲最終到昏迷，推論此分泌物可能對於脊椎動物的神經系統(對於神經元的離子通道)有不良的影響。

本實驗的重心，是以如何讓氦氣雲朵，成功塑形並飛入雲霄，以此作為貫穿整個實驗的主幹，並在隨著實驗的主幹前進當中，挖掘、研究許多藏於其背後的科學原理。 首先，第一個為先研究，如何讓氦氣泡團獲得最佳的上升動力，揭發其與氦氣泡團總體積、總表面積、組成的單一氣泡大小、界面活性劑及添加劑等等的關係。另外也去探討這些與其結構、穩定、塑形難易的關係。 再來，考量並嘗試多種方法，讓氦氣泡團，穩定、均勻、大範圍的進行輸出。均勻、大範圍輸出後，接著在眾多的，對氦氣泡團的切割分離法中，選定了利用靜電進行切割。最後，則是研究、探討某些氦氣泡，會有先飄後降的問題。並移到戶外，進行實際總檢測。

本研究是探究「影響圓管掉落後再反彈直立的因素」，並自製設備及標準化的實驗，研究發現： 一、 適合夾放圓管的工具是「鐵製麵包夾」，圓管材質則以「PVC圓管」最佳。 二、 對7公分長的PVC圓管而言，最佳重心離地高度是2倍管徑長。 三、 1.5倍管徑長的圓管效果佳，成功率高達96.7%。 四、 夾子夾圓管右邊時，顯著降低效果；夾子夾在中間及左邊時無顯著差異。 五、 圓管傾斜角度25度時，「2倍管徑長的PVC圓管(7公分)、重心離地為2倍管徑(7公分)」的成功率為100%。 六、 四種包覆材質中，效果依序為「細鐵絲>粉彩紙捲>橡皮筋>水果網袋」。 七、 接觸面材質效果依序是「會議桌=磨石子地>玻璃=實驗木桌>空心木桌>PP地板>不鏽鋼餐桌>玻璃纖維桌」。

再生能源、仿生學是近年來主要的發展目標。為了研究高效率的發電裝置，我們希望能結合適應潮汐水流的常見鳳螺螺殼構型，設計適合水圳發電的水輪裝置。首先分析螺殼外型的結構參數，提供3D列印印製渦輪機模型。再將模型置入不同直徑的集風管中，探討不同風速、流通比及渦輪機，對渦輪機發電效率的影響。研究結果在小流通比、強風速時，會得到較大的轉速；長螺形渦輪機(渦輪機3)的轉換效率比短螺形渦輪機(渦輪機1)高。另外，在不同管徑的集風管中，適當的旁通比以及等比例長螺水輪設計，才能提供較高轉換效率。本研究希望提供最佳的水輪螺紋變化的配置參數，提供應用於水圳的小型水力發電機組。

倒立水母其傘部會收縮引發水流，為水母帶來獵物。本研究除進行在林園濕地中倒立水母的數量調查外，並設計實驗，探討個體大小、光照與否、餵食豐年蝦對其收縮次數變化之影響。水母對於暗區與亮區的選擇及對三個連續性光照梯度的選擇。研究結果顯示，其個體越大，收縮次數越少；白天與用手電筒照射的狀況下，收縮次數也較多；在餵食豐年蝦的條件下，其收縮次數也有明顯的增加。水母對於亮區也有明顯的移動。田野調查中，冬季調查水母數量大約500多隻左右，但進入夏季時節數量超過1000隻，4-5月為繁殖期，大量增長。對於水母的消長狀況，需要長時間的監測，進行更多的宣導和教育，進而維持濕地生態的豐富與多元性。

校園芒果葉自2014年被檬果壯鋏普癭蚋寄生，癭蚋形成的癭室內發現寄生蜂存在，經熱帶園藝試驗所轉送鑑定為膜翅目釉小蜂科，Aprostocetus sp.，目前無文獻描述生態。寄生蜂卵及幼蟲期約18~20天，蛹期8~10天，成蟲8~10天。成蟲雌性(1.53± 0.13mm)較雄性(1.15± 0.11mm)大，雌蟲具紅棕色產卵管。秋冬時，蟲體腹背有單一條紋，雌雄位置不同；夏季時，田野及溫控實驗顯示高溫會提升寄生蜂多條紋比例。田間寄生蜂雌雄比為0.7：1，會行孤雌生殖。寄生蜂在癭蚋2及3期癭室時寄生，由葉背產卵至癭室內，外寄生且為單一寄生。被寄生癭室停止增厚且外型變大，雌雄蟲羽化通道大小不同且位置不固定。人工放蜂能減少30.93%癭蚋成蟲，為自然寄生之抑制率的1.5倍，具有生物防治潛力。

本研究主要是探討錯離子是否可以通過蛋膜及其相關的問題。我們經由蒐集現有資料後做出比較有可能的假設再進行實驗，證明不只有離子可以通過，錯離子也是可以通過蛋膜的。並藉由在課堂上學習到有關滲透和擴散的知識，加上紫外光光譜和導電度計的運用，加以得知通透速率，並進一步做更深入之研究。

三千多年前在尚未有鐵器的輔助下，臺灣史前玉匠是使用那些鑽孔材料將玉石鑽製成精美玉器的呢？研究者透過地緣關係至史前玉作坊---花蓮支亞干遺址進行田野調查，在採集部份植物與礦物後，委託切玉師傅切磨成鑽棒，再運用電動鑽具輔助，逐一進行鑽孔實驗，以了解其鑽玉效果；並透過顯微觀察了解其構造特性，以尋找史前最佳鑽孔材料。 實驗發現，貓眼閃玉、紫玉髓及臘光閃玉可鑽穿臺灣閃玉。而且貓眼閃玉的鑽孔效率明顯比紫玉髓及臘光閃玉好；貓眼玉製作成的鑽棒在鑽玉過程的耗損程度也比兩者低。 透過光學顯微鏡觀察礦物內部的結構，發現貓眼玉礦內部由交錯的結晶纖維聚合而成，是否因此分散外力，並減緩鑽棒的耗損與衝擊，值得進一步探究。

最近幾個月開始，桌上遊戲瘋迷全台灣，除了遊戲性外，還富含了許多教育意義，有語文相關如妙語說書人、數學相關如七吃九，甚至於自然科學類也有演化論遊戲等，非常多元。所以此研究將探詢哆寶這款反應類桌上遊戲中的數學相關規則。歸納統計後發現幾項有趣的結果： 1.若每張卡牌上的圖案不重複出現且任意兩張卡牌中的圖案恰有一個圖案相同。當固定每張卡牌的圖案個數與每種圖案出現次數一樣時，則卡牌中的圖案種類與卡牌總張數會相等。 2.歸納整理後發現卡牌總張數為(n-1)×n+1，其中n為每張卡牌的圖案個數。 3.最後突發奇想，試著製作簡單版之哆寶，驗證我們所得到的結果，並期望能利用哆寶帶入課程進行學習。