全國中小學科展

臺灣

超省電-多功能電子計分板

本作品的特色是以Arduino撰寫程式,透過介面電路將晶片的小電壓轉換成大電壓來控制自製的大型七段顯示器輸出,全部顯示器以掃描技術呈現,平均消耗功率約2~3W,與市場上常見的器材約20W~30W相比是一台極省電的電子計分板,計時基準時脈電路使用開發板上的16 MHz石英震盪器進行設計,實測誤差值低於1%,使用在球場上可以提升賽事品質,體育課的分組活動或校內班際球賽都能獲得如同職業賽事般的競賽氛圍。

尿之有道-小便斗噴濺物理學

本研究旨在探討男性使用直立式或懸掛式小便斗時,尿流量、身高、和斗壁距離、入射角等因素,對於尿液噴濺面積和範圍之影響。研究方法包括:以頻閃燈和慢速攝影、tracker分析與雷諾數,辨識不同流量對層流和紊流之變化量;採用小便模擬器、Vernier氣壓計和力度計,測得水流和反彈流對斗壁作用力,終以蒙地卡羅法扇形區和Image J分析兩組小便斗噴濺面積和範圍。主要研究結果包括:1.以tracker 分析獲知流量和流速關係,從雷諾數變化量驗證流量小易受紊流噴濺、流量大則易受反彈流噴濺。2.尿緩=15mL/s,距斗壁30 cm 平射,反彈流噴濺最少;4.身高>=170 cm、25mL/s,平射兩種小便斗,噴濺面積與範圍皆最小;5.以600射角和對準排水孔,噴濺面積和範圍最大;6.本研究亦討論和改進尿液噴濺的研究方法。

樂高EV3積木遠程遙控多功能陪伴寵物機

本研究主要是以樂高EV3為核心,設計「車炮合一」可遙控的移動載具發射器,並適合應用於寵物互動。我的設計最大特點是透過自製的發射機構,在零食發射系統中可發射10發以上的狗零食,玩具球發射系統最多可發射五球,這些發射的落點集中,力道不強,所以不會對寵物造成傷害,而彈跳的軌跡與次數,均能增加寵物狗的吸引力與趣味。另外機體功能的改良:履帶能適用於多種不同的室內鋪地,與寵物互動不受限制;AI功能中的超聲波智能避障距離20公分內不會碰觸到障礙物也不會對寵物有影響,範圍限制可保障機體,不會有損壞的危險。最後經過與寵物狗實測,發現小狗對本機器播出的語音會有反應,發射出的零食會啃咬,投擲出的小球也會追著玩耍。

蒙提霍爾問題中選擇期望值與多變數衍伸性操作之研究

典型蒙提霍爾問題(Monty Hall Problem)(李永乐 [1]),又以別稱「三門問題」廣為流傳,是一項源於賽局理論的機率謎題,得名於《Let's Make a Deal》節目主持人。遊戲規則表明,在三扇門後共有一件獎品,參賽者選擇一扇門後,主持人會打開另一扇無獎品門,接著參賽者有權選擇是否換門,此時若選擇換門則勝率將提高到 2/3,這對許多人而言並不直覺,這也正是這個問題的有趣之處。 本篇研究由典型蒙提霍爾問題出發,逐步將結果推廣至七變數組方程式,並進行多種開門規則、非全同機率門,與多回合換門機制、中獎個數機率分布之討論。最終推導出玩家各執行策略及與之對應之期望值和機率函數方程,除強化已知文獻結果之泛用性外,也使典型三門問題具有更大的調整自由度。

柚子對環境中孑孓的影響

本研究主要探討柚子對孑孓的影響。我們將柚子分為成熟果皮、未成熟果皮、柚花、柚葉,其中果皮分為外果皮和中果皮,柚花則分為花瓣、雄蕊、雌蕊,並依據不同濃度加入水體之中,觀察孑孓呼吸管收縮頻率、存活率、扭動次數、閉氣時間的變化,同時也測量孑孓生活水域的pH 值和溶氧量。我們發現成熟柚子外果皮會降低死存活率以及增加閉氣時間。,柚花會降低存活率及閉氣時間,以雌蕊對孑孓的影響最顯著,而柚葉對孑孓並無顯著影響。經由實驗後我們建議拿來防治孑孓的濃度為0.45%的成熟外果皮溶液。

依〝形〞組隊,優勢再現! ~ 六邊形蜂巢堆砌策略再探討

我運用學姐前三年研究的結論,採用初始配對方式,針對共有格數量、角對角數量及各類模組間最佳的組合研究:「在六邊形蜂巢中如何擺放有色六邊形,可求得外圍白色六形總數最少?」且依據模組間的相互關係值,求得K值(包圍的白色六邊形總數)計算公式。 在延伸活動中,我沿用初始配對模式,找出平面長鏈形六邊形的蜂巢堆砌模式,也求得足球這種立體六邊形組合的蜂巢堆砌模式。

n倍等角差線

本研究從分析產生n倍等角差線的聯立方程式與參數式出發,首先從觀察圖形的變化及計算,得到不同初始條件下的圖形分類,進一步探索其漸近線、輻射點的特性,並解決文獻中的稠密性猜想。 本研究再考慮n倍等角差線經旋轉、鏡射、反演後的圖形,討論封閉圈數,並求得分割區域數。並且得到當n為有理數時,能利用圖形逆推n值。

綠茶煉金術:以綠色科技打造奈米金與奈米銀

奈米科技已廣泛應用於醫療、能源和感測技術,而奈米金屬粒子更因其獨特性質備受關注。本研究探索了一種環保、無毒的方法來合成奈米銀與奈米金,減少傳統化學還原劑對環境的影響。我們首先嘗試用檸檬酸鈉來還原銀離子,合成不同尺寸的奈米銀粒子,並進一步使用綠茶萃取液取代化學還原劑,以開發更天然的合成方式。為了測試奈米銀的抗菌效果,我們將其應用於大腸桿菌與黴菌,發現奈米銀能有效抑制大腸桿菌的生長,但對黴菌的效果較弱。最後,我們利用綠茶萃取液合成奈米金,證明這種綠色方法能應用於不同金屬奈米粒子的製備。這項研究顯示,我們可以以更環保的方式合成奈米金屬粒子,未來或可應用於醫療、感測技術及其他高科技領域。

學校導覽及訊息傳送員

利用OSEP平台寫Scratch程式,完成學校導覽員的功能,以及幸福教室的心理話信箱,還有建立學生之間可以互傳訊息的語音系統。

兔紙顯維纏繞術

本研究挑戰以草食性動物的便便短纖維混合影印紙的絲狀纖維,製作永續綠色經濟紙張。首先向FaceBook兔子社群的社員請益兔子的習性、飲食習慣、生理狀態,驗證與修正自己飼養兔子的經驗,並以酸鹼中和法、吸附法和煮沸法處理兔子便便,從牠的便便中發現短纖維與回收影印紙絲狀纖維的差異,於是以紙纖維的特性補足便便短纖維的功能,分別以成分比例、打漿時間與方式、著紙1工具、壓製方式和乾紙溫度等五個實驗,製作便便紙。以拉伸測試與吸水速度探究便便短纖維和紙纖維纏繞模式,據以驗證製紙變因對纖維纏繞的影響,進而提出影響便便紙製成的因素,提出兔紙的應用與改良建議。