佳作

本研究源於第57屆全國科學展覽作品《黃金變黑金—碳化稻殼對農作的效益》，改良燒製方式後發現，自組裝「火箭爐」產生「煙囪效應」的悶燒方式，可成功克服之前耗時、費力、及產量低的問題，並在3小時內將10公斤的稻殼，以350℃-450℃、550℃-650℃、700℃-800℃燒製出不同的炭化稻殼。 研究中將炭化稻殼進行特性試驗分析，結果顯示炭化稻殼的電導度及pH值均高於稻殼。將炭化稻殼混合於土壤中改善土壤的性質，確實可改善土壤的氮磷鉀含量、電導度及pH值。將炭化稻殼與紅土的混加比例做植栽試驗，發現以1：3的效果最佳、炭化稻殼與沖積土以1：2比例種植的成果最佳，種植出來的蔬菜是所有混土中成長最好的；分析種植後的土壤，發現炭化稻殼可以改善紅土缺鉀及pH值偏酸的問題。

睡蓮乾燥之研究，目的乃利用熱風烤箱及微波爐 DIY 乾燥睡蓮花茶及壓花，探討乾燥之可行性，藉由乾燥品質、乾燥方法、乾燥溫度、乾燥時間等分析，以簡單且經濟的方法製作睡蓮花為日常飲品與壓花花材。依國家乾製品標準、市售睡蓮花茶成品與比較前人研究為依據，以乾燥原理為基礎，探討乾燥過程對乾製品品質的影響，尋求簡單快速之乾燥程序以提升乾製品品質，以期成果可提供學術及業者參考使用。經試驗結果，以製作花茶為目的者，採挺出水面花苞未開放者為主，含水率測定操作以強制通風烤箱 105℃乾燥-8 小時為基準，乾燥程度以貯放含水率 6.62~13.64%乾基含水率為標準，利用微波-強火乾燥只需 108~112 秒。以壓花為目的者，以含水率 6.62％乾基含水率為標準，微波-強火乾燥花瓣只需求面 94~99 秒、花蕊 88~91 秒可完成，壓花花材成品以塑膠膜抑制回潮並遮光保存。睡蓮乾燥製成花茶、壓製乾燥花材，配合壓花藝術，本研究成果可提供簡單快速之實用參考操作。

本實驗主要在研究等間隔的方格導線(以下均稱為”網格電路”)之電流、電場及電位的性質，進而擴展到平面導體，並驗證克西荷夫定律。首先，以23×23 規格的鐵絲網網格通以直流電探討電流-符合「結點定律」，電壓-符合「迴路定律」。其次，由其電場分布圖修正邊界的問題。最後，測出平面導體的電位分布圖，比對網格電路電位分佈圖之相關性非常相符合，由此推論平面導體的電場分布情況。

二氧化碳劇增引起的氣候變遷，已對許多陸生動植物的生存造成嚴重的影響，而廣大水\r 域生態系的變化也已開始受到注意。針對此生態系的主要生產者──浮游藻類，我們分別探\r 討了二氧化碳濃度對其生長、光合作用速率及水中pH 值之影響。實驗以透光度推算藻類生\r 長重量、以產氧量評估光合作用速率，並每天測量水中pH 值之變化。研究結果顯示二氧化\r 碳濃度升高只在短期（兩週）內對浮游藻類的生長及光合作用速率有所助益。然而當pH 值\r 持續下降使水溶液過酸時，即可能抑制藻類的生長，光合作用速率也相對降低，最後導致浮\r 游藻類的死亡。如果人類再不控制二氧化碳排放，屆時水中酸度下降到某種程度，即可能會\r 對水域生態產生極大的破壞！

由在五邊形上跳舞這個看似公平的遊戲中，找尋其不公平性，與背後的數學意義，並找出其必勝策略，再由原始遊戲推廣至1~n搶m，找出必勝法則。直覺上，只要想遍整個可能發生的進退，便可走出必勝的一步﹝當其存在時﹞，即是不公平的所在。就此，我們可將其適當轉換成數學之語言符號，進而以數學歸納法證明，必勝法則之存在性。但根據不同的n，或說是某些特殊的n，該法則可能退化較為簡單﹝規律﹞之形式。

黃斑粗喙椿象是半翅目昆蟲，牠是「肉食性」椿象，主要以鱗翅目的幼蟲為主食，我們所要研究的是以紋白蝶的幼蟲來飼養黃斑粗喙椿象，觀察黃斑粗喙椿象的一生。種植小白菜，小白菜的主要蟲害是紋白蝶的幼蟲，利用椿象是紋白蝶的天敵關係，釋放黃斑粗喙椿象防治紋白蝶，進行生物防治法的研究，以減少小白菜噴灑農藥。

從圓形錢幣旋轉中發現旋轉體會出現1.公轉、2.水平式自轉、3垂直面自轉…等三種旋轉方式。發現影響錢幣翻轉及重物在頂端平衡的因素有敲打的位置、敲打的力量、加重物的重量、離心力…等。錢幣的旋轉可以發現使用十元硬幣、敲打位置在半徑一半的中間位置，錢幣與彈射棒的夾角0度會有最佳的旋轉效果。利用前述發現可輕鬆製作七彩旋轉錢幣與旋轉錢幣發射器。

觀看掃地機器人的運作後，發現其效能不彰，促使我們欲瞭解並模擬其可能的最佳行進路線。本作品將掃地機改成圓盤，假定其以彈性碰撞運動方式行走於矩形區域內，並利用對稱路徑的方式推導出圓盤在不同形狀的區域以不同角度及位置出發的覆蓋面積公式，藉此探討其行進路徑及覆蓋面積；此外，我們為避免路徑重疊而推導出對出發斜率的限制。最後，我們分析數據以瞭解實際運作的情形，從數據中發現，面積覆蓋率和出發角度並沒有絕對關係，而是與碰撞次數關係密切，這樣的結果令人有些出乎意料，卻進一步讓我們瞭解真正影響面積覆蓋率的因子。然而，我們知道面積覆蓋率與運作效能不可兼得，於是我們對這部分做了探討，試圖找出令人滿意的行進路線。

一、『馬步解』定義：向右二格、再向上一格稱為『馬步2』，推廣至向右n 格、再向上一\r 格稱為『馬步n』。\r 二、先逐一嘗試n×n 方陣中馬步解成立與不成立之各種情形，並整理列表。\r 三、利用嘗試結果研究出馬步解的例外規則。\r 四、根據鑲嵌解概念推得『環面解』，再進一步推得『甜甜?解』。\r 五、利用馬步解的特性，得到兩個重要性質：\r （一）『加法對應性質』。 （二）『乘法對應性質』。\r 六、利用『遞降法』，算出乘法對應。\r 七、根據『費馬平方和定理』，推得4m+1 型質數階方陣加法對應重覆之運算。\r 八、利用『削邊法』得到偶方陣的類馬步解，完成所有具有馬步規律解的尋找。\r 九、以往對於n 后問題的研究著重於解題邏輯思考，或是比較程式演算法的優劣。本研究\r 則是針對相同斜率規律格子點的解，探討其規則以及推廣。更重要的是對於經典的『八\r 皇后問題』的解，也可利用甜甜?解的概念加以精簡。

本研究自行開發的水耕蔬菜養殖機，自動監控植物生長環境，透過自動加換水與營養液等方式做出相對回應，讓使用者只需負責採收與觀察。為達成此目的，我們使用Arduino UNO板作為控制面板，在室溫下以影響水質主要的三個變因做為監測對象：導電度計(EC)、酸鹼值計(pH)、溶氧量計(DO)，並自製水位計，自動控制植物最佳生長環境。本研究水耕蔬菜較市售蔬菜小，但硝酸鹽含量低，較無病蟲災害，機器自動種植能使蔬菜生長更為迅速且無須施用農藥。此外，我們調整機台空間配置，並美化機器整體外觀，使機器可架設在一般室內空間。最後，我們估算自製水耕蔬菜機的成本，期望在實際應用上能擴大規模，使單次種植棵數增加，降低成本、節省人力資源。