佳作

本實驗利用模擬重力場裝置探討天體在重力場中運動的情形，利用攝影紀錄及tracker程式獲取運動軌跡數據，實驗結果歸納出四種軌道類型，分別為：進動型軌道、非進動型軌道、飛出重力場軌道、快速墜毀軌道。 進動型軌道是物體在繞行重力場時，其橢圓軌道的長軸方位因摩擦力作用，隨著時間持續轉動，造成軌道的變異性大；非進動型軌道為軌道橢圓演化過程中產生一段穩定的區間，區間內的運動軌道接近正圓；飛出重力場軌道的運動過程中總力學能＞0，故物體脫離重力場；快速墜毀軌道因切線速度快速被摩擦力抵消，故受重力牽引而墜毀。 我們再進一步假設繞行天體的亮度，計算四種軌道的光變曲線，期望能與真實觀測資料比對應用，藉由光變曲線歸納軌道類型。

本研究在探討臺灣欒樹種子成熟程度對紅姬緣椿象族群成長的影響，以及紅姬緣椿象刺吸成熟種子的洞數對種子發芽率的影響。在研究裡我們發現當臺灣欒樹種子越成熟，紅姬緣椿象族群成長就越明顯；種子成熟的數量越多，紅姬緣椿象族群中的若蟲大量產生，並發育為更多成蟲；我們更發現臺灣欒樹成熟種子因為紅姬緣椿象刺吸的作用，會讓臺灣欒樹成熟種子的發芽率產生變化。因此，臺灣欒樹的成熟種子會促進紅姬緣椿象族群成長，紅姬緣椿象刺吸臺灣欒樹成熟種子的作用也會提高種子的發芽率，所以兩者之間存在互利共生的關係。

園遊會後發現零錢數量太多，難以在短時間內統計金額，所以製作硬幣分類裝置來解決這個問題。此裝置參考網路youtube影片，發現影片中並無說明硬幣軌道最佳角度、硬幣重量是否影響滑落狀況，以及除了瓦楞紙板外是否有其他材質能讓硬幣滑行更快，因此我們以影片中的裝置為雛形，從中改良細部結構並探討軌道角度對硬幣掉落的影響、硬幣重量對硬幣滑落的影響、以及瓦楞紙板、PP板及L夾塑膠片對硬幣滑行的影響。此裝置能正確分類硬幣，我們研究出此裝置硬幣軌道最佳角度為20度、硬幣掉落成功與否與其重量無關、使用L夾塑膠片硬幣滑落速度最快等結論。

為增加數學課程的互動性，我們設計了一台可遙控的「方程式」繪圖車，可以依所輸入的座標來移動，精準的繪出所有的二次函數和其他圖形。 這台繪圖車裝備兩顆步進馬達，透過Arduino微控制器，指揮繪圖車的行進路徑。如果把所有圖形都看成是平面上點的連結，我們的構想是將座標系套用在平面上，而繪圖車在座標系裡從點到點之間行進的過程中，車上的筆就可以描出不同的圖形。我們自己寫了一個App，讓使用者可以用手機與繪圖車連線，增加了無線控制的方便性。此一裝置，可讓教學者只需拿起手機，就可以輕鬆又準確的呈現各種二次函數圖形，而學習者也可以藉由操控繪圖車，更清楚掌握數學函數的原理。此種繪圖車的原理，可以廣泛應用到各種圖形的輸出與展示。

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。

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。

從焊接練習及數位邏輯實習課程中的學習經驗，應用在專題製作的作品製作上，引發了對於焊接操作的一連串問題，更深刻感受其操作的不方便性，乃試圖尋求解決之道，企求獲得改善，使焊接操作變得更為方便。研究結果及結論為：一、針對焊接操作速度及焊點品質上，除注重焊接技巧所歸納要項外，於焊接操作時，應注意焊錫加入與其碰觸位置，以避免對焊接操作速度及焊點品質造成影響。二、焊接操作時，宜注意電烙鐵焊接工作溫度的掌控及與被焊元件碰觸時間的長短。三、研究製作之焊接輔助進錫裝置作品，確實達到輔助焊接工作順利進行，並改善焊接操作時，焊錫接觸位置不穩定的情況；操作簡單，具便利性，因具備獨創性且實現性高，已經提出發明專利申請。

我們想研究三宅一生服裝設計是怎麼做出來的，一開始我們先摺奇美博物館提供的摺紙範例做研究，發現此服裝設計是由數個相似圖形拼組、層疊做出來的，我們將此圖形稱為「基本圖形」，我們改變基本圖形的角度與邊長，繪製成平面圖，再將圖形剪下按照摺痕摺疊，結果發現當∠2＋∠3＝ 360°/n時，可以摺出美麗的正n邊形，控制∠1與∠2、∠3與∠4、AD¯與BC¯之間的關係，可以變化摺出飛鏢型、靠邊型、內部型、全等型四種不同的正n邊形，當∠2＋∠3 ≠360°/n時，若設定∠B =∠1 =∠2 =36°時，可以摺出等分圓周的正五角星，而只要圖形摺疊後中間有洞或剛好沒洞，基本圖形都可以往上層疊，摺出螺旋狀的美麗圖形。

進步的文明與較長的壽命所衍生出的問題中，癌症可說是難以避免的病症，除了西方醫學的化學療法及放射療法之外，已有數千年歷史的中草藥方也逐漸成為常用的輔助療法，為了探討這些藥方是否能抑制癌細胞生長，我們對於五種中藥複方進行萃取，透過管柱層析及單方的毒性測試，配合高效液相層析儀質譜連用及文獻查詢，一步步分離複方龐大的混和物，並嘗試尋找有效成分。利用Flow cytometry分析藥物對細胞週期造成的影響，以及是否造成細胞凋亡，並使用western blot觀察cyclin,CDK2,caspase等等蛋白質的含量變化，希望能驗證中藥能確實對於癌症的治療方面有所幫助。

公廁裡的垃圾桶常有衛生紙滿出來，甚至掉到地上很不衛生，其實稍微擠壓一下就好了，但一般人都覺得噁心而不會這麼做，且在COVID-19疫情期間，如何避免接觸是重要的課題，因此我們想設計一款能夠解決這個問題的垃圾桶。 垃圾壓的愈密實垃圾桶就可以裝愈多，依此，我們改造回收飲料杯，並設計出彈簧伸縮壓縮垃圾桶。實驗發現垃圾桶要頂天立地夠穩夠重，壓縮裝置才會自動擠壓垃圾。經多次改造，這款壓縮垃圾桶，在每次關上蓋子時壓縮裝置會擠壓垃圾，並且隨著垃圾頂到時，壓縮裝置會慢慢縮回增加垃圾桶容量，且清理垃圾後，壓縮裝置會自動恢復。與未改造的原始垃圾桶比較，可多裝155%的衛生紙糰，這款壓縮垃圾桶將可解決公廁髒亂現象。