理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    臺灣兩種鼠科物種在時空棲位的區隔
    (2020) 張家豪; Chang, Jia-Hao
    根據競爭互斥原理(competitive exclusion principle),在兩物種具強烈競爭關係的前提下,應會進行棲位區隔(niche partitioning),以利穩定共存。臺灣森鼠(Apodemus semotus)及高山白腹鼠(Niviventer culturatus)為棲息於臺灣山區的夜行性、雜食性優勢鼠科(Muridea)物種。過去觀察資料顯示,高山白腹鼠較臺灣森鼠更傾向使用森林棲地,因此我推論空間棲位區隔,特別是對非地面棲地的使用,是兩物種共存的機制之一。此外,我預測兩物種在時間棲位上可能也會有區隔,不同時間與不同空間(地面棲地、非地面棲地)可能在微氣候、食物豐度、掠食壓力等方面條件都不同,因此當物種間有空間棲位上的差異時,可能會連帶反應到時間棲位上的差異;此外,高山白腹鼠與臺灣森鼠有相當的形值差異,可能具不同之體溫調節能力、新陳代謝效率與被掠食風險等,進而直接影響時間棲位的利用。本實驗利用被動式晶片掃描器及紅外線自動相機量化兩物種在水平、垂直的空間棲地以及夜晚不同時段的使用頻度,據此估算兩物種的棲位寬度與重疊度,並透過null models推論兩物種間是否有棲位區隔。同時,我進一步將時空棲位與環境溫度整合,進行多維度棲位區隔檢定。本實驗於2017年至2018年在臺灣南部山區的向陽國家森林遊樂區進行。結果顯示,高山白腹鼠較臺灣森鼠傾向使用非地面棲地,但兩物種在上、下半夜皆有相當的使用。將空間、時間棲位及溫度棲位維度合併分析的結果顯示,兩物種不具棲位區隔。本研究成果有助於釐清臺灣山區優勢鼠科物種共存之機制。
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    高溫高壓下超導體二硼化鎂的臨界電流密度與X光近緣吸收光譜之研究
    (2005) 張家豪
    我們的工作為研究MgB2粉末(Alfa Aesar)在高溫與高壓下所形成之塊材。在壓力為20 kBar與加熱至溫度為900℃時得到的高溫高壓樣品,其密度約為2.36 g/cm3,接近MgB2的晶格密度2.63 g/cm3。我們利用超導量子干涉儀在外加磁場範圍為-50 kOe與+50 kOe下測量樣品的磁滯曲線,並求得臨界電流密度Jc,在溫度為10 K,外加磁場為1 tesla時,其值約為6×104 A/cm2。由X光近緣吸收光譜的測量,發現高溫高壓處理過的樣品,MgO減少了,而B2O3卻增加了。 我們在相同的高溫高壓條件下,摻雜鎳的磁性奈米顆粒,看看是否能影響樣品的臨界電流密度Jc。我們以酒精混合MgB2粉末與鎳的磁性奈米顆粒,並使用超音波震盪,成功地使奈米顆粒在樣品中均勻分佈。摻雜鎳的樣品經過高溫高壓後,其臨界電流密度Jc卻變的非常不好。研究其原因,發現主要的因素並非是鎳奈米顆粒的摻雜,雖然摻雜鎳似乎還是會稍微減少樣品的臨界電流密度Jc。我們發現樣品在經過酒精中震盪後,並經過高溫高壓的過程,確實使MgO增加了。
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    教材、起點行為與學習成就的關係
    (2004) 張家豪
    摘要 本研究的主題為「數量樣式的學習」,搭配國民中小學九年一貫課程暫行綱要修訂版(教育部,民91)數學領域能力指標「A-3-7 能察覺數量樣式與數量樣式之間的關係」進行研究,探討「學生的認知起點行為」、「學生的情意起點特質」及「教材設計」三個變項與「學生的終點行為」之間的關聯。 本研究屬應用研究。在研究設計採「前測-後測控制組設計」,研究對象為台北縣某國中兩個國一班級,其中一班為實驗班(30人),使用研究者設計的教材,另一班為對照班(37人),使用學校原訂的教材。在教學前,兩班學生均施以認知前測、態度前測,檢測學習前學生的認知起點行為與情意起點特質。教學後,兩班施以認知後測、態度後測,檢測學生的數學概念學習成就及數學態度改變情況。再經過一個月後,兩班再施以認知延後測、態度延後測,檢驗學生的數學概念保留成效及數學態度改變情況。 本研究的主要發現如下: 1.學生的認知起點行為、情意起點行特質,及教材設計均會影響學生的認知終點行為。 2.學生所具備的先備能力如果與待學習的數學能力在同一個學習階段,較能順利進行學習。 3.數學態度愈積極的學生,在認知後測的表現愈好。 4.使用兩種教材的學生,在數學學習成就的表現上均達顯著水準,而且研究者設計的教材又再優於學校原訂教材。 5.在本研究中,數學學習態度的改變均沒有顯著。