製作實錄

初步想法是：建築物室內裝璜中，常使用回收的木屑製作成纖維板，但是以木屑製作的纖維板最大的缺點是耐燃性低。牡犡殼主要的成分是碳酸鈣，燃燒時會產生二氧化碳及氧化鈣，因二氧化碳密度較大(是空氣的1.5倍)，容易沉降在下方，可以阻攔助燃物和燃燒物接觸。若能利用牡犡殼製作成纖維板，這種複合材料在火災發生時，是否可以延緩火勢燃燒呢？

本專題製作有2件核心的工作：(1)利用牡犡殼製作纖維板；(2)進行纖維板之防焰試驗。

【學習省思】

萬事起頭難，我們用了兩週的時間決定題目，並找好指導老師與伙伴，從10月開始，我們要就要進行專題製作，希望好的開始，就是成功的一半！

相信在未來3個月，有許多問題等待解決，也會遇到許多困難，但我們將會彼此互相學習，或是與指導老師討論，這將成為我們難能可貴的經驗。

我們使用WORD的SmartArt完成專題製作的「研究架構圖」，敘述本研究「文獻探討、研究過程、研究結果、研究結論」等4個項目。

最後我們也擬訂「主題與課程之相關性與教學單元說明」，與本專題製作相關的課程包括：「工程材料、分析化學、營建技術實習、材料試驗、電腦繪圖實習、專題製作」等。

【學習省思】

從10月開始，專題製作開始起跑了，我們也建立LINE群組，方便課餘時彼此討論。我們有3個重要問題等待解決：(1)確認木屑與牡蠣殼的來源；(2)使用什麼黏著劑，將木屑與牡蠣殼壓製成纖維板？(3)如何進行防焰性能測試？

經過討論後，我們將「研究主題概述及相關研究資料整理」，分成「牡蠣殼」、「纖維板」、「防焰性能」3個主題，分別由3位同學負責蒐集相關文獻。經過一個禮拜的努力，我們完成：(1)牡蠣殼的來源與產量；(2)牡蠣殼的主要成分；(3)牡蠣殼之再生運用；(4)纖維板的種類；(5)纖維板的性質與特性；(6)纖維板的應用；(7)室內裝修之防火建材；(8)裝修材料之防焰性實驗。

【學習省思】

本週有兩個重要的收穫，首先是指導老師介紹《國家圖書館》網站，教我們如何在「台灣博碩士論文知識系統」中，以關鍵詞蒐尋「牡蠣殼」的相關研究。原來除了到圖書館借書外，還可以到國家圖書館網站，瀏覽博碩士論文，建立我們的背景知識。

其次是指導老師教我們，引用他人文章時，如何撰寫「文內註」與「參考書目」，老師也仔細教我們APA格式。並要求我們引述書本或論文時，一定要立即註明資料來源，以免日後撰寫「參考書目」時找不到。

最後我們將前述之木屑與牡蠣殼，拿到建築科泥工實習工場，以電動搖篩機，選取通過4號篩(孔淨距4.76mm) 的牡蠣殼與木屑，作為製作纖維板的主要材料。

【學習省思】

事後我在想：為什麼要這麼辛苦的敲碎牡蠣殼？我們閱讀有關「牡蠣殼」論文中，發現許多研究生是直接上網購買現成的「牡蠣殼粉」進行研究。

不過這個經驗，對我們說是很新鮮有趣的，在夜市雖然吃過蚵仔煎，但卻沒有機會，親手接觸過這麼多牡蠣殼。

開學後花了兩個月時間，我們終於確定好「題目」，也將「試樣」準備好了，下一步我們就要開始製作牡蠣殼纖維板。

【109年2月7日更新】寒假整理複賽資料，從頭到尾檢視全部的試驗過程時，我們才想到，可以將牡蠣殼與鋼球，放入建築科泥工實習工場「洛杉磯試驗機」內，只要幾分鐘就可以將牡蠣殼磨成碎屑，不需要用鐵鎚敲成碎屑。

滴定快到終點時，直到顏色由橘紅色變紅色，且在15秒內不消失，即為滴定終點，記錄所滴定之讀數，即終體積，計算用掉滴定體積=滴定終體積-滴定初體積。重複上述步驟，求出直接滴定時，HCl標準溶液之滴定體積的平均值。

將各項數據代入公式，計算可得每0.1克牡蠣殼含有0.0929克碳酸鈣，推算高溫燒灼時可產生0.0409克的二氧化碳，即牡蠣殼的二氧化碳含量為40.9%。

【學習省思】

本實驗講究數據精準，藉此我學到做事情不可馬虎的態度。團隊間的默契很重要，平常自己做實驗時，常會漏東漏西，然而3個人一起做時，不僅效率變好，而且還可以馬上找出問題並討論如何解決。同學們一起分工合作，過程很歡樂，讓此實驗進行得非常順利。

接著將牡蠣殼放到金屬網中，再秤牡蠣殼在水中的重量，利用阿基米得浮力公式，可求得沉體的體積。牡蠣殼比重=牡蠣殼重量/(牡蠣殼重量-牡蠣殼在水中重量)。今天我們進行2次牡蠣殼比重試驗，最後得到牡蠣殼比重為2.41g/cm³。

【學習省思】

很高興參加專題製作，提前先學習牡蠣殼比重試驗，我也在參與的過程中，認識很多不一樣的試驗器材，在老師的帶領下順利完成，比別人多了一個學習機會，讓我非常開心且收穫滿滿。

老師說三年級「材料試驗」，將教我們：「水泥比重試驗、水泥標準稠度試驗、水泥凝結時間試驗、粗粒料篩分析試驗、粗粒料比重試驗、粗粒料單位重試驗、粗粒料磨損率試驗、混凝土抗壓試驗、混凝土配比設計」，相信三年級的「材料試驗」課程一定更加有趣。

設計圖繪好，經指導老師同意後，我們在建築科木工實習工場，使用圓鋸機鋸切所需之木板，塗上南寶樹脂黏合後，最後使用釘槍固定，我們總共製作了6個木製模型，至此製作纖維板的準備工作均已完成。

【學習省思】

距離上次接觸木工實習，已是一年級的事，對女生而言，操作圓鋸機還是有些害怕，不過經過一番熟悉後，總算克服恐懼。紥起衣服、束起頭髮、捲起袖子，開啟圓鋸機電源。

我們首先確認畫好的尺寸，擔心如果畫錯線，木製模型將無法組合。使用釘槍固定模型時，我覺得非常新鮮，在製作過程中，又學到一項實用的工作技能。我們享受學習新事物的樂趣。

經過測試，我們與指導老師討論後，決定製作纖維板的黏著劑為「50%木屑+50%樹脂」。其中樹脂比例為主劑45%，硬化劑45%、清水10%。本專題共製作6塊「HDF纖維板」，木屑與牡蠣殼比例分別為：A-0%/100%，B-20%/80%，C-40%/60%，D-60%/40%，E-80%/20%，F-100%/0%。

【學習省思】

在製作過程中，我們發現因為木材會吸水，所以在添加黏著劑時，黏著劑很容易被木材吸收，於是我們嘗試在加入黏著劑前，先加入適量的水，讓木屑先吸收。

與大家一起進行專題製作的過程中，我非常喜歡與同學聚在一起解決問題，可以傾聽每個人的看法，也在瞭解別人的想法後，反過來思考與自己意見的不同點。當我們遇到無法解決或者疑惑的問題時，會尋求指導老師的協助，每次指導老師都很熱心的為我們解答，讓我們成長了許多。

壓製完成之纖維板A(牡蠣殼100%)重量為291.6g，密度為1.44g/cm³；纖維板F(木屑100%)，重量為183.6g，密度為0.91g/cm³，均屬於高密度纖維板（Height Density Fiberboard）。

【學習省思】

有了上週製作纖維板圓餅的經驗，今天我們在壓製纖維板時更加上手，讓我們最為緊張的，是完成拌合後，等待風乾的那段時間，在壓製纖維板時，我們確認四個角落角都有壓緊，避免風乾後發生蜂窩現象，也互相提醒，不要將不同比例之纖維板搞混。在過程中，我們不斷的互相提醒，深怕一個步驟做錯了，就無法挽回，大家全神貫注，直到壓製完成纖維板。

一個小時脫模後，終於看見壓製完成的纖維板，表面平整，緊實堅硬，沒有孔洞，讓我們非常開心，總算鬆了一口氣，預訂下週進行纖維板的防焰測試。

今天的防焰測試過程是：將纖維板放在鐵架上固定，以液化石油氣（LPG)進行燃燒，火焰與纖維板垂直距離為3cm，燃燒時間為60秒，60秒後關閉火源，觀察自點火時間終了起，試樣火焰繼續燃燒之「餘焰時間」，並做成紀錄。

【學習省思】

今天的防焰測試，是非常重要的關鍵，若「試驗結果」與「研究假設」不相同，將功虧一簣。當我們親眼看見實驗結果：「纖維板內牡蠣殼含量愈多，碳化面積愈小、餘焰時間愈短」，真的非常開心，指導老師也相當興奮，對於一同付出心力的我們，真的感到非常安慰。

實驗告一段落後，我們開始記錄今天的觀察結果，彷彿在寫故事一般，記錄著研究的點點滴滴。在過程中，我們正視問題、解決問題，最後滿載而歸。

今天(12月23日)下午，我們在化工科試驗室進行第二次防焰測試，因試驗具有危險性，兩位指導老師全程陪伴。本次防焰測試，有3個重點工作：(1)使用碼錶紀錄每塊纖維板的「餘焰時間」；(2)使用手機錄製測試影片，觀察纖維板燃燒情形；(3)使用紅外線測溫儀，紀錄纖維板燃燒之最高溫度。

【學習省思】

今天我們模擬火災受熱情形，將纖維板，以液化石油氣進行燃燒，加熱時間為60秒，觀察自點火時間終了起，試樣火焰繼續燃燒之「餘焰時間」，並做成紀錄。

因本校化工科實驗室未具備專業之「燃燒試驗箱」，係在開放空間內進行，為考量實驗室安全，將燃燒時間設定為60秒，60秒後關閉火源，未計算試樣完全熔融所需之時間。

本研究係依據《消防法施行細則》第7條第4項規定所訂定之：「防焰性能試驗基準」。

(一)點火時間：自火源點火接觸試樣起，至停止接觸之時間。本研究定義為60秒。

(二)餘焰時間：自點火時間終了起，試樣之火焰繼續燃燒之時間。本研究做了詳細紀錄，最短為2.19秒，最長超過60秒。

(三)餘燃時間：自點火時間終了起，至試樣停止燃燒之時間。

【學習省思】

今天使用掃描器，將12塊纖維板，掃描成jpg圖檔。我在思考一個問題，每塊纖維板受燃面積為15cm*15cm=225cm²，點火時間設定為60秒。若將點火時間設定為30秒，碳化面積可能較小，不容易觀察纖維板的防焰性能；若將防點火時間設定為120秒，恐怕每塊纖維板均已全部碳化，無法觀察纖維板的防焰性能，整個試驗，就必須全部重做。所以我們將點火時間設定為60秒，十分恰當。

利用顯微鏡影像觀察，纖維板受熱碳化後，纖維板內部將產生鍵結，堆疊成細緻的結晶，纖維板碳化後的結晶體，較碳化前更為細緻緊實。

【學習省思】

以顯微鏡觀察不同牡蠣殼比例纖維板，可以看得比肉眼看更清楚，因此可以藉由此實驗來檢討製作纖維板時，牡蠣殼與木屑是否有混和均勻，也可以藉由觀察不同牡蠣殼比例纖維板未碳化面及碳化面，證實在纖維板中加入牡蠣殼，是否有助於延緩火勢。

今天我們使用手機顯微鏡，觀察纖維板的「碳化面」與「未碳化面」組織，放大倍率只有60倍。若能使用專業之電子顯微鏡，放大倍率為1500倍，相信觀察結果，一定更為真實與細緻。

每次實驗都讓我學習到很多，進行實驗需要認真細心觀察，讓我變得更加專注，也讓我學習到凡事都應有「實事求證」的態度。

纖維板內「牡蠣殼含量」逐漸增加，「碳化面積」、「碳化距離」，逐漸減少。纖維板E(牡蠣殼20%)，「碳化距離」為17.17cm，「碳化面積」為112.01 cm²；纖維板A(牡蠣殼100%)，「碳化距離」減少為7.35cm，「碳化面積」減少為33.30 cm²。

【學習省思】

二年級「電腦繪圖實習」，老師教我們使用AutoCAD繪製平面圖，下學期我們就要參加「建築製圖應用(電腦繪圖)」丙級技能檢定。

今天的專題製作課程，我們又學會了新的指令，如何在AutoCAD圖檔內，插入相片、並利用Area指令計算面積，對我們而言，都是新鮮有趣的事。

(一)牡蠣殼含量與纖維板密度：「牡蠣殼含量愈多，纖維板密度愈高」。

(二)牡蠣殼含量與纖維板碳化面積：「牡蠣殼含量愈多，纖維板碳化面積愈小，亦即纖維板愈不易燃燒」。

(三)纖維板密度與餘焰時間：「密度大的纖維板(牡蠣殼含量多)，餘焰時間較短，不易燃燒；密度小的纖維板(木屑含量多)，餘焰時間較長，容易燃燒」。

(四)纖維板碳化距離與碳化面積：「碳化距離增加時，碳化面積亦將大幅增加」。

(五)纖維板餘焰時間與碳化面積：「餘焰時間愈長，纖維板碳化面積愈大」。

(六)纖維板餘焰時間與碳化距離：「餘焰時間愈長，纖維板碳化距離愈大」。

【學習省思】

一年級雖然有上過計算機概論，繪製Excel圖表雖然不難，但有些功能還是不熟悉，幸虧有指導老師教導，經過一番努力後，依據試驗數據，完成18張直條圖與折線圖。使我學到很多實用的技巧，相信對往後製作報告時，一定有很大的幫助。

【學習省思】

終於完成了！回想本學期的「專題製作」課程，我們學到很多東西，不僅瞭解專題製作的方法，更重要的是我們學會如何解決問題，因為課本不會給我們標準答案，我們必須學習如何解決問題。

為完成這個專題製作，只有短短3個月，我們要學習如何安排時間，以及如何分配工作，唯有五位同學彼此相互合作，才能順利成。

每當「作品說明書」完成一個段落，指導老師會親自更改冗言贅字，以及挑出不通順的文字，在這個過程中，我們學到很多寫作的技巧。最後由衷感謝兩位指導老師，最近三個多月的陪伴與指導。

報告時站在台上，面對全班同學和4位老師，心裡難免有些緊張，講話速度有點快。報告結束後，老師提出了一些問題，有些問題我們能夠很輕鬆的回答，但某些問題，值得我們討論與思考。

非常感謝老師安排「期末成果發表」，不僅提供我們上台練習的機會，並給予許多建議，供我們參考，老師們希望我們能再多思考，透過這樣的方式，讓我們瞭解問題。

【學習省思】

在這次的期末報告中，學到如何聽取別人的想法，每次的彼此討論，都將成為我們難忘的經驗，無論對或錯，都是在為專題製作盡一份心力。我們五位同學間，偶爾有點小爭執，但在過程中，我學會接受別人的批評，努力讓自己更為成長。

【學習省思】

回想在準備校內初賽過程中，我們從毫無頭緒到絞盡腦汁互相討論，從各種失敗的過程中學習解決問題的能力，這場競賽對我們來說，實在準備的很辛苦，我們需要利用課餘時間留在學校將實驗做完，也要接受組員無法全部到齊，還是要將整個工作做完。在過程中經歷許多困難，雖然有時和組員有小小的爭執，但彼此退一步，就把問題解決了。

對我們來說，參加專題製作讓我們學會分工合作，在組員遇到問題或困難時，都會主動幫忙，在這場競賽中，大家的默契和精神是值得感動的事。

【學習省思】

利用寒假時間準備複賽資料，是和化工科同學接觸最密切的時候，因為和化工科同學不熟悉，所以在討論的過程中，也多了一份羞澀，不過讓我們很驚訝的是，每當我們遇到困難，化工科的同學都很熱心幫忙，也會積極提問對專題不懂的內容。反之，當他們有問題時，我們也很樂意解答他們的疑惑，這是在寒假中，令我們最開心的事，好像大家都是同班同學般的融洽。

在寒假中，我們花了許多時間，撰寫《競賽日誌》，因為這是評分的重要項目之一，所以大家比平常都還要謹慎，是我們在整個專題製作的過程中，覺得最辛苦的地方。

《利用牡蠣殼製作HDF纖維板之防焰性能研究》專題網站包括：「摘要、研究動機、研究方法、研究步驟、研究結果、討論、結論、防焰測試影片、競日賽日誌」共有16個網頁，100餘張相片。網址請詳見：http://bit.ly/2RynDCe。

【學習省思】

在老師的細心指導下，我們終於完成專題製作網站。製作網站其實不難，有2個製作重點：(1)「網頁內文字」依據《作品說明書》段落，分別製作為網頁；(2)「網頁內相片」為考量讓網頁瀏覽很流輰，我們先將每張相片壓縮在100KB內。