第51屆--民國100年

本研究針對東北角鼻頭港海域中主要的珊瑚品種──萼柱珊瑚（Stylophora pistillata）進行實地觀察、實驗研究，藉以探究其與共生藻(zooxanthellae)之關係。透過複式顯微鏡觀察共生藻和珊瑚蟲。使用細胞計數器計算共生藻數量，再除以珊瑚分枝面積可得共生藻密度。影響珊瑚白化最劇烈的因子是海水溫度的極端高低溫變化。因此，測量棲地水溫為本研究監測對象。實驗驗證：短時間內水溫劇烈降低或稍長時間溫度穩定上升超出珊瑚適應範圍，共生藻密度隨之減少，造成白化。實驗綜合浮潛觀察，發現鼻頭海域的萼柱珊瑚在2010年7~8月可見白化的現象。

本實驗探討水滴滴落水面反彈的運動情形。我們利用高速攝影機拍攝、觀察水滴滴落水面過程的變化，並改變落下水滴的高度、質量、壓克力水箱的水深，討論不同條件對反彈之分離珠數的影響，以及各分離水珠和落下水滴的能量關係。同時分析水滴撞擊出的凹洞大小，並嘗試以高中課程所學及現有的理論解釋其運動情形。在本實驗中，我們發現：落下水滴位能、水深介於某一範圍時，可出現最多的分離水珠。

這個研究起源於一個平分圓的問題：平面上有2n+1個點，任三點不共線、任四點不共圓(這個情況下的點稱為正常位置上的點)，任取三點可決定一圓，若圓內外都各有n-1個點，則此圓為一個平分圓。在[1]論文The Number of Halving Circles中，Federico Ardila教授證明了平分圓的個數為一定值n2。以此為基礎，我們探討了平分圓分割平面的區塊數、交點數、圓弧段數，發現雖然在正常位置的條件下這些個數會不定，但只要再多一項限制──若任三個平分圓共點，其所共的點必為原來2n+1個點中的一個(我們稱滿足這樣條件的點在「絕對正常位置」上)，這些個數均為定值。以下為本研究的結果：一、平面上任意2n+1個絕對正常位置上的點構成的平分圓，所分割的區塊數(N[2n+1])、交點數(N﹛2n+1﹜)、圓弧段數(N(2n+1))均為定值

本研究起於網路教學網站（NLVM的Tessellations），在七個兩兩交集的圈內填入指定的14個數字，使每個圈內的三個數字和均相等，我們稱之為數字邏輯圈。從基本的四~七圈我們一併探究其中奧秘，得知當數組呈現等差數列時，圈數和介在【3n+[(5k-3)/2]xd～3n+[(7k-3)/2]xd】間，且有規律的以公差為間隔出現，且排出的數組及排出的組數前後均具對稱性，更可運用此公式自由設定圈數和，求出可行的數組；或給定內外圈的數組，經雙向脈絡圖輕鬆解題。 以原數組為基模，可經由平移或轉化為正負數、等差數列、小數及分數的過程，形成更多的數組，其組數及對應的位置均相同，可謂變化萬千；再搭配不同的提示位置，將解題的難易度分級，利用各類題本×提示個數×提示位置×提示盤轉動之加乘效果呈現出眾多的題目製成數字邏輯推理盤，以為此研究之具體成果。

本研究詳細觀察榕樹氣生根不同環境下外部形態及內部構造變化、進一步測量不同部位吸水量，最後並探討濕度對氣生根生長的影響。研究發現氣生根下端新生部分呈黃白色，根尖具有根冠保護，溼度高時亦可長出根毛。往上表層漸木質化呈細長深褐色，接觸、斷裂、分支可使其增粗呈灰白色，型態已極似莖。氣生根木質部具6~8個輻射角，但中央一直具有髓，其與皮層、中柱內等薄壁細胞常含有葉綠體，明顯與多數雙子葉植物根中央為木質部有所不同。氣生根吸水主要供應本身生長，平均每週相對吸水量下段(0~5cm)約為0.125ml、上段(20~25cm)為0.104ml。在較高的相對溼度（>95%）下，會誘導氣生根長出根毛並加速伸長，每週可伸長達1.58cm。

目前市售白板與板擦，多為人工操作方式，老師教學於白板書寫完後，需由學生或教師清理白板，這種不便性影響教學情境。本裝置為一機電整合設計之設備，只要用按一下開關即可完成白板清理工作。此「自動板擦機」乃運用高職所學知識(機件原理、力學…)，團隊分工設計製造完成。觀察教師擦白板動作，完成2D平面組合圖、零件圖與3D立體圖設計，進而將零件分成一般標準件與自製零件，標準件向外面廠商購置，自製零件由學生團隊依零件圖使用學校設備加工製作，最後完成作品組裝測試。學生學習理論課程後，借由創作學習批判思考、發現問題、分析問題與解決問題之能力，進而對機械應用產生興趣，故發明創作可以提高學生內在的學習動機Czaja & Cummings(2009）。

本研究是以牛糞中的可溶性磷酸鹽吸附水中及土壤中的重金屬離子，減少Cu2+及Ni2+的溶出。成分分析發現發酵後的牛糞磷酸鹽的含量相當高，依理論可和重金屬離子產生沈澱。透過實驗，我們發現若將牛糞置於Cu2+、Ni2+水溶液，能有效穩定Cu2+、Ni2離子，在進一步模擬土壤淋融的實驗中，超過99%的金屬離子被固定於土壤，因而在應用上，可預防重金屬污染地下水源。而已穩定的重金屬離子牛糞可以取出，製作成活性碳觸媒，在應用上可將亞甲基藍溶液及染料工場實際的廢水脫色，證實可達到將重金屬回收再利用的目的。

從圓柱積木中取5～11片積木也能堆疊，起初參考陳鼎文和王俞臻（民98）篩選12片積木洞數組合的規則，找到篩選5～11片積木洞數組合的規則；但是積木數或總洞數改變時都要重新篩選，且檢驗積木洞數組合能不能堆疊時需花很多時間試驗積木的形狀。後來發現第k片積木堆疊時置放的木棒數 的規則，用這個規則從5片積木4根木棒的篩選資料，能以積木數不變而木棒數加1、積木數和木棒數同時加1、積木數加1而木棒數不變等方法陸續推演出5～12片積木堆疊可能的 組合；在Excel中用 的規則和圓柱積木的洞數能篩選掉大部分不可堆疊的 組合。最後用自行設計的堆疊工具可同時完成積木形狀的挑選與積木的排列，改進了以積木洞數規則篩選的缺點。

我們嘗試自製燈泡，實驗中以筆芯代替鎢絲，當加大電位差（電壓）時，觀察到筆芯開始發亮，接著漸漸變細，然後斷裂，此現象和燈泡中的鎢絲相似。從筆芯的導電性實驗中，發現筆芯的H愈高，黏土含量越高，導電度愈低；B愈高，石墨量愈多，導電性愈高 。筆芯的長度越短，直徑越粗，電阻越小。為了讓筆芯發光，我們增強電壓，由實驗結果顯示，通電的電壓至少要10.5伏特、電流3安培以上，才足以使筆芯發光。如果筆芯在二氧化碳的環境下，可延長發光時間，但對於照度則沒有幫助。以鋰電池串接時，0.9mm直徑筆芯實驗效果最佳，可以發光170秒，照度達1023Lux；以鉛蓄電池為電源時，在照度、發光時間都有明顯提升， 0.5mm直徑筆芯發光時間達660秒以上，照度為20830Lux。

帶電粒子在均勻磁場中的移動，會受到磁力的交互作用，藉以改變電解質的濃度、磁場強度以及電解液中的電流強度，溶液中的帶電粒子便會產生不同的移動速度，經由簡單的實驗設備，讓溶液中的電子受磁力作用進而偏轉，再去藉由所量測的時間以及圓周運動的圓周長藉以推算出電解質在磁場中的移動速率，推論出，當離子的移動速度越大以及外加的磁場越強，溶液中帶電粒子本身的因磁力所造成的向心力也就越大。且電解質溶液導電後，在不同濃度時測量其電壓及電流來討論電阻值與不同濃度間的變化關係。