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title: MathCity
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emoji: 🌖
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colorFrom: gray
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colorTo: pink
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sdk: static
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pinned: false
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# Math City: Cyber Chronicles (數學特區:未來都市)
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## ⚠️ AI 行為準則 (System Instructions)
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1. **語言要求:** 所有的對話、思考過程、Implementation Plan (實作計畫) 以及程式碼註解,請**嚴格使用「繁體中文 (Traditional Chinese)」,唯獨專有名詞可以用英文呈現**。
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2. **例外:** 只有程式碼本身的變數名稱、函數名稱保留英文。
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## 1. 專案願景 (Project Vision)
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本專案為八年級下學期數學課程的遊戲化教學平台。透過「未來都市」的沉浸式包裝,讓學生以「特務/維護者」的身分,在解決城市危機的過程中學習數學概念。
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+
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+
**核心體驗**:
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* **平台**:iPad 橫向全螢幕體驗 (Mobile Web App)。
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* **風格**:Cyberpunk / Neon Noir (賽博龐克/霓虹暗黑)。
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* **技術**:HTML5 Canvas + Tailwind CSS + Vanilla JS (無須建置工具)。
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## 2. 檔案結構 (File Structure)
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+
├── index.html # [入口] 城市全息地圖 (Math City Map)
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+
├── sequence.html # [數列] 數列峽谷 (The Glitch Canyon)
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+
├── function.html # [函數] 能源核心 (The Energy Core)
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+
├── congruence.html # [全等] 全等重案組 (Congruence District) - {待開發}
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+
├── parallel.html # [平行] 平行建構區 (Parallel Skyline) - {待開發}
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+
└── assets/ # (建議) 存放圖片與音效資源
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+
```
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+
## 3. 視覺設計系統 (Design System)
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### 色彩計畫 (Neon Palette)
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這座城市由四個區域組成,每個區域有其代表的主色調:
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* **🟦 能源核心 (Cyan)**: `#06b6d4` (Cyan-500) - 代表科技、冷靜、函數邏輯。
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+
* **🟨 數列峽谷 (Amber)**: `#f59e0b` (Amber-500) - 代表古老遺跡、警示、規律。
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+
* **🟪 全等重案組 (Magenta)**: `#d946ef` (Fuchsia-500) - 代表神秘、霓虹街頭、偵探氛圍。
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* **🟩 平行建構區 (Green)**: `#22c55e` (Green-500) - 代表建設、雷射光束、結構。
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* **🌑 背景基調**: `#050510` (Very Dark Blue) - 極致黑,襯托霓虹光。
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+
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### UI 規範
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* **字體**: 'Orbitron' (數字/英文標題), 'Noto Sans TC' (中文內文)。
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* **介面**: 玻璃擬態 (Glassmorphism),半透明深色背景 + 亮色邊框。
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| 46 |
+
* **互動**: 針對觸控優化的大按鈕,避免依賴 Hover 效果。
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| 47 |
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## 4. 遊戲模組詳解 (Game Modules)
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### A. 數列峽谷 (The Glitch Canyon) - `sequence.html` [已完成/需微調]
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* **數學單元**:等差數列與級數。
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| 52 |
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* **劇情**:城市邊緣的古老程式碼層出現 Glitch,階梯消失。
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| 53 |
+
* **玩法**:動作跳躍遊戲。
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| 54 |
+
* **Phase 1 (觀念檢測)**:進入關卡前,先通過數列填空測驗,確認對首項與公差的理解。
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| 55 |
+
* **Phase 2 (數列跑酷)**:動作遊戲階段。
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* **視覺風格**:全區統一碎石 (Gravel) 紋理,數位荒野主題。
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| 57 |
+
* **規則**:僅有數列的「前兩項」會有琥珀色外框提示,後續特定平台外觀一致,玩家需自行計算並跳上正確數字平台。
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| 58 |
+
* **裝飾**:仙人掌與骨骸等裝飾物僅生成於無數字的安全平台上,不干擾作答。
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| 59 |
+
* **Phase 3 (召喚儀式)**:終點的互動教學。利用「倒轉複製」概念,將階梯補成長方形,引導學生推導出等差級數求和公式 $S_n = \frac{(a_1+a_n) \times n}{2}$。
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+
* **Phase 4 (核心回顧)**:(Gold Standard) 遊戲結束後顯示重點摘要,包含「等差數列定義」、「公差公式」、「級數和公式」,對應學習單內容。
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+
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| 62 |
+
### B. 能源核心 (The Energy Core) - `function.html` [已完成]
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| 63 |
+
* **數學單元**:線型函數 ($y = ax + b$)。
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| 64 |
+
* **劇情**:中央發電廠核心不穩,需要輸入正確的晶石量以維持能量平衡。
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| 65 |
+
* **玩法**:數據分析與邏輯推導。
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| 66 |
+
* **Phase 1 (蒐集數據)**:輸入 $x$ (晶石),觀察 $y$ (電力),利用描點法找出函數關係。
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| 67 |
+
* **Phase 2 (規律分析)**:觀察圖表上的點,辨識出「直線」規律,並利用規律預測未來。
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| 68 |
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* **Phase 3 (過載危機)**:系統給出目標電力 $y=203$,玩家需根據 $y=2x+3$ 反求投入量 $x$。
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| 69 |
+
* **Phase 4 (進階推導)**:(Advanced Deduction) 核心重置,公式改變 ($y=ax+b$)。
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| 70 |
+
* **Step 1 (找截距 b)**:投入 $x=0$,觀察 $y$ 值,解出 $b$。
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| 71 |
+
* **Step 2 (找斜率 a)**:投入 $x=1$,觀察變化量,解出 $a$。
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| 72 |
+
* **Step 3 (驗算)**:利用新公式 $y=3x+5$ 驗算 $x=10$ 的結果,並用圖表上的點 ($10,35$) 進行再確認。
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| 73 |
+
* **Phase 5 (核心解鎖)**:輸入正確的 $a$ 與 $b$ 值,完成任務。
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| 74 |
+
* **Phase 6 (脈衝同步)**:節奏遊戲,在音樂節拍下進行點擊,穩定核心能量,強化回饋感。
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| 75 |
+
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| 76 |
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### C. 全等重案組 (Congruence District) - `congruence.html` [規劃中]
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| 77 |
+
* **數學單元**:全等三角形判別 (SAS, ASA, SSS, RHS)。
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| 78 |
+
* **劇情**:追捕偽裝大師「三角魔人」。
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| 79 |
+
* **玩法**:偵探解謎。
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| 80 |
+
* **Phase 1 (蒐證)**:在案發現場使用放大鏡蒐集「邊長」與「角度」線索。
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| 81 |
+
* **Phase 2 (指認)**:在警局指認牆上,利用蒐集的條件篩選嫌疑犯。
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| 82 |
+
* **Phase 3 (審判/回顧)**:整理案情,總結全等性���(SAS, ASA...),並解釋為何 SSA (搖擺分身) 無法全等。
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| 83 |
+
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| 84 |
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### D. 平行建構區 (Parallel Skyline) - `parallel.html` [規劃中]
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| 85 |
+
* **數學單元**:平行線截角性質、特殊四邊形。
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| 86 |
+
* **劇情**:建設通往雲端的摩天大樓。
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| 87 |
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* **玩法**:建築工程。
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| 88 |
+
* **平行光束**:調整雷射發射器角度,利用「內錯角相等」或「同側內角互補」原理接通橋樑。
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| 89 |
+
* **四邊形物流**:輸送帶上出現各種四邊形建材,需根據對角線性質 (是否等長/垂直/平分) 快速分類。
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| 90 |
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* **Phase 3 (完工驗收)**:展示建築藍圖,總結平行線截角性質與特殊四邊形的判別家族樹。
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| 91 |
+
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| 92 |
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## 5. 開發路徑 (Roadmap)
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| 93 |
+
- [x] **Phase 1: 基礎建設**
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- [x] 建立 `index.html` 城市地圖。
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| 95 |
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- [x] 生成 iPad 專用背景圖。
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| 96 |
+
- [x] 統一導航系統 (Back to Map 按鈕)。
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| 97 |
+
- [x] **Phase 2: 現有程式優化**
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| 98 |
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- [x] `function.html`: 音量核心遊戲完整化、Phase 4 進階邏輯完備、節奏遊戲計分平衡。
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| 99 |
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- [x] `sequence.html`: 統一視覺風格,調整難度曲線。
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| 100 |
+
- [ ] **Phase 3: 新關卡開發**
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| 101 |
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- [ ] 開發 `congruence.html` (全等重案組) 原型。
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| 102 |
+
- [ ] 開發 `parallel.html` (平行建構區) 原型。
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| 103 |
+
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| 104 |
+
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+
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## 6. 修正經驗與開發筆記 (Dev Log)
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| 107 |
+
此區塊記錄開發過程中的重要迭代與修正經驗,供日後參考。
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+
### [Sequence Canyon] 視覺與機制修正 (Visual & Mechanics Polish)
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| 110 |
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* **視覺一致性的陷阱**: 修正了平台顏色提示過於明顯的問題,統一為碎石紋理,強制學生進行計算而非辨色。
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| 111 |
+
* **提示機制**: 僅由數列前兩項提供視覺提示,後續完全依賴計算。
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| 112 |
+
* **裝飾物配置**: 將裝飾物移至非遊戲路徑的安全平台,避免干擾判斷。
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| 113 |
+
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+
### [Function Core] 進階教學設計 (Advanced Pedagogy Design)
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| 115 |
+
* **鷹架理論 (Scaffolding) 的應用**:
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| 116 |
+
* **變數分離**: 在推導 $y=ax+b$ 時,不要同時讓學生解兩個未知數。我們設計為:
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| 117 |
+
1. 先令 $x=0$,讓 $a$ 項消失,專注解 $b$ (截距)。
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| 118 |
+
2. 知道 $b$ 後,再令 $x=1$,專注解 $a$ (斜率)。
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| 119 |
+
* 這樣能讓學生理解每個係數的幾何意義,而非單純背誦解聯立方程式。
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| 120 |
+
* **視覺與代數的連結 (Visual-Algebra Connection)**:
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| 121 |
+
* **圖表驗證**: 在 Phase 4 Step 3,驗算出 $y=35$ 後,不僅僅是數字正確,程式還引導視線看向圖表上的 $(10, 35)$ 點。這強化了「代數解」與「幾何圖形上的點」是同一回事的概念。
|
| 122 |
+
* **正向回饋系統 (Positive Feedback Loop)**:
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| 123 |
+
* **避免挫折感**: 將傳統的 `alert()` 錯誤彈窗,改為「介面上的脈衝紅框」與「引導式錯誤訊息」。
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| 124 |
+
* **具體化錯誤**: 錯誤訊息不是只說「錯」,而是說「如果 x=2, y=11, 因 11 = 2a+5, 所以 a=?」。這將**錯誤轉化為另一個數學題目**,而非單純的懲罰。
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| 125 |
+
* **節奏遊戲獎勵**: 在完成艱澀的運算後,Phase 6 的節奏遊戲提供純粹的感官刺激與高分回饋 (5000分),平衡大腦疲勞。
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| 126 |
+
* **情境化總結 (Contextual Summary)**:
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| 127 |
+
* 任務完成頁面不僅列出分數,更點出核心數學素養:「預測」與「建模」。讓學生知道他們剛剛做的計算,本質上就是科學家預測未來的過程。
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| 128 |
+
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| 129 |
+
### [Function Core] 介面優化與除錯經驗
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| 130 |
+
* **按鈕鎖定邏輯**: 驗證成功後鎖定按鈕 (`disabled`) 非常重要,可防止重複觸發事件或重複計分。需確保 CSS Selector 選中正確的按鈕。
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| 131 |
+
* **樣式與動畫**:
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| 132 |
+
* **跳動 vs 呼吸**: `animate-bounce` 用於錯誤訊息有時過於滑稽且難以閱讀,改為 `animate-pulse` (呼吸燈/閃耀) 配合紅色邊框,既有警示效果又保持質感。
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| 133 |
+
* **Canvas 文字清晰度**: 在 High-DPI 螢幕 (Retina) 上,Canvas 必須正確縮放 (Scale by DevicePixelRatio),否則文字會模糊。
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| 134 |
+
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| 135 |
+
---
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| 136 |
+
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| 137 |
+
## 7. 專案製作群 (Credits)
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| 138 |
+
* **遊戲設計**: 新竹縣精華國中 藍星宇老師
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* **社群**: [萬物皆數](https://www.facebook.com/groups/1554372228718393)
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| 140 |
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+
*Created by Antigravity for 11402 Semester Project*
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