第五章 結論與未來的展望
由於微晶片的蓬勃發展為世界帶來了更多的便利，在各種研究上 均可以利用不同效能的微晶片，應用在自己所屬的專業領域上，在示 範教學的儀器製作上也是可以運用的。本論文研究主要是在利用科技 的前端產品微晶片，搭配電腦週邊的軟硬體設備，在研究與示範教學 實驗領域建立一套實驗模組。也就是說這套模組不僅可以運用在研究 上，也可以運用在教學實驗上，能夠使教師的教學能夠更生動，進而 吸引學生的學習科學。本章主要是根據第三章的「ADC 軟硬體設計 與應用」與第四章的「多米諾骨牌實驗」的設計與測量分析結果，提 出研究的結論與未來的發展建議。本章主要分成兩節，第一節為研究 結論，主要是為前面幾章的討論做出一個總結；第二節為未來展望，
提出這套實驗模組還有哪些法展的空間與改進。
第一節 研究結論
本論文研究以多米諾骨牌(Dominoes) 運動為主題，由起初的測 量單塊骨牌的傾倒運動，到後來的測量多塊骨牌的傾倒運動一脈相 承，並藉由分析單塊骨牌的運動狀態與多塊骨牌的能量變化，進一步 地探討骨牌傳播時的效應。因此以下將針對實驗單塊骨牌部分與多塊 骨牌部分做出實驗結果歸納。
5-1-1 單塊骨牌
在測量單塊骨牌傾倒的運動軌跡中，我們僅用一個簡單的單擺運 動方程式來模擬骨牌的運動軌跡，發現其 EJS 模擬骨牌運動軌跡圖形 只需要加上一個初角速度參數，如此便能夠達到 EJS 理論模擬與實驗 數據的運動軌跡完全相同。
在 EJS 理論模擬加入初角速度這個參數，主要是骨牌實驗時必須 把骨牌的質心緩慢地抬高到支點的上放偏右一點，使骨牌自然地受到 重力影響加速傾倒，但因為推動時必須克服摩擦力的效應，所以自然 會給予骨牌一個微小的初角速度，因此再加入這個初角速度的參數條 件下，能夠完整的模擬出骨牌傾倒的運動軌跡。
至此我們已把實驗數據配合 EJS 理論模擬做出分析比對，使得觀 察物體運動軌跡於分析模擬物理上，得到科學性的完整紀錄與及便利 的分析。
5-1-2 多塊骨牌
在多塊骨牌連續傾倒的過程中，我們藉由測量每塊骨牌角度對時 間的變化情形，在我們所設計的實驗設計下有以下幾點發現：
(1)由多塊骨牌角度對時間變化圖形看來，骨牌運動到第三塊骨 牌後開始出現規律性的變化，即表示骨牌進入到穩定的傳播狀態。
(2)由多塊骨牌角速度對時間變化圖形看來，每塊骨牌有三個主 要的峰值，這三個峰值分別代表著三次的碰撞，即表示每塊骨牌從開 始傾倒到最後倒下，其運動狀態攸關後兩塊骨牌的碰撞與傾倒速度，
也就是我們可以把三塊骨牌當作是一個波，當骨牌一塊塊向前碰撞 時，可以當成一個孤立子波向前傳遞能量。
(3)由每塊骨牌碰撞的時間點與骨牌的間距，我們可以計算出骨 牌傳播的傳播速度，而實驗所測出骨牌的傳播速度為 1.30±0.05 m/s。
(4)由多塊骨牌中單一塊骨牌動能與位能變化圖看來，位能曲線 有四個不連續段，這與動能變化的三個峰值分別相互對應，這表示多 骨牌運動之所以能夠向前運動，主要依賴著動能與位能交替週期性的 轉換，致使骨牌運動能夠一直穩定的進行下去。
(5)由單塊骨牌運動與多塊骨牌運動的比較圖看來，當骨牌受到 相互間碰撞的影響後與原本的運動軌跡原全不同，且多塊骨牌的角速 度與原本單塊骨牌的角速度比較下呈現先快後慢的現象。
第二節 未來展望
依據本論文的研究結論，整理提出以下建議提供進一步研究或示 範教學的參考：
5-2-1 實驗設計方面
(a)不同的材質
本實驗骨牌的材質為金屬黃銅(Cu)，是屬於密度較高且質地均勻 的材質，但價格上較昂貴，所以可以更換密度較低且質地均勻的材 質，如壓克力等材質，可以節省製作上的成本。
(b)不同比例條件的骨牌
本實驗的骨牌條件製作完成後就不能改變，所以可以設計不同比 例的骨牌規格進行實驗，可以做進一步的探討與研究。
(c)不同的測量裝置
本實驗的設計以可變電阻裝置在骨牌轉軸上當作測量裝置，它是 屬於侵入式的測量裝置，如果已經擁有高速攝影機的狀況下，也可以 改用攝影法來記錄骨牌運動的狀態，應該可以得到更理想的實驗結 果。
至此骨牌實驗仍然有很多可以改良的地方，在此只舉出一些本實 驗未能達到的目標，作為將來繼續努力研究的方向，期望能得到更好 的實驗結果。
5-2-2 硬體裝置方面
(a)製做不同的實驗裝置
由於本研究著重於「測量介面軟硬體的製作」，並建立出一套實 驗模組應用在測量多諾米骨牌上，但其實這個實驗模組可以應用在不 同的研究上，因此只需更改後段的測量偵測器，搭配本論文中所製作 的高解析度 ADC 接器與軟體控制介面，例如：今天是液體壓力的實 驗，只需要把電阻裝置更改成適合的壓力感應器，便可以進行實驗的 測量。因此本論文中所製作實驗模組適用性是非常地廣泛。
(b)行動研究實驗
本研究整個裝置都是自己設計組合完成，花費了很多人力與物力 在設計製作實驗模組，如果將此模組應用在「行動研究」的實驗教學 上，進行長時間的研究，應能進一步了解學校老師在運用此實驗模組 在示範教學上對學生學習成效的實際影響。
(c)控制軟體的加強
本實驗的軟體控制介面屬於基礎的版本，只有儲存數據與圖形顯 示的基本功能，對於想要直接在本軟體控制介面上分析數據的使用 者，必須還要加入本軟體分析數據的程式，所以未來在控制軟體的介 面上還有很多可以加入的功能。
(d)示範教學實施之推廣應用
在製作硬體的過程中發現坊間已經有類似的 ADC 訊號接收器，
但價格上相對比較昂貴，而且在偵測器的上的使用被迫使用他們所供 應的配件，對於想做不同的示範教學實驗者在此方面受到限制，因此 本論文製作的這套硬體接收器在這方面就非常的自由，可以根據使用 者的需求搭配不同的測量器材，進行所需要的測量。另一方面在價格 上的考量，我們製作這麼一套硬體所花費約＄2000 NT 內。再加上我 們的開發目的是屬於教學推廣，所以在控制軟體的部份是屬於免費開 放使用的(open source)，可以給其他有興趣的研究者下載並且使用，
設計出更好的實驗，並且做出更進一步的研究。
