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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    環境教育專業人員對氣候變遷全球暖化與節能減碳之知識態度行為意向之研究
    (2019) 尤泳智; Yu, Yung-Chiech
    本研究之目的在瞭解自從我國環境教育法在2011年6月5日正式實施後,經行政院環保署認證通過之環境教育專業人員,其對於氣候變遷、全球暖化與節能減碳之知識、態度、行為意向之情形,以及探討有關之知識、態度、行為意向間彼此之相關性,另並同時探討環境教育專業人員對現有環境教育法規,及環境教育專業人員、環境教育設施場所及環境教育訓練機構認證方面之看法。本研究採用「問卷調查法」,其工具為研究者自編之「環境教育人員對氣候變遷全球暖化與節能減碳之知識態度行為意向問卷」,以系統性分層隨機抽樣法,自全國已通過認證之12,030位環境教育專業人員中,以每隔30人隨機抽取1人,總共401人作為研究樣本,回收有效樣本328份,回收率為81.4 %。分析環境教育專業人員對氣候變遷全球暖化與節能減碳之知識、態度與行為意向方面之差異性。研究所得之問卷資料以SPSS 23.0進行描述性統計、獨立樣本t檢定、單因子變異數分析、皮爾森積差相關分析,和多元線性迴歸分析進行資料處理。結果發現,研究對象對氣候變遷全球暖化與節能減碳之知識越熟悉,節能減碳之態度越積極,則其節能減碳之行為意向也有越強烈之情形。而研究對象之性別、學歷、職業、宗教、居住之城鄉、飲食習慣、環境教育專業人員認證方式、認證年資、擔任環境教育講師或解說次數等雖有所不同,但對節能減碳等之知識方面卻無不同。然而,對於年齡在61歲以上、環境教育工作年資在10至19年者、參加環境教育研討會在7次以上者,其在知識方面之表現最佳。在節能減碳之態度方面,則以年齡在61歲以上、職業是教育人員、宗教是信奉基督教天主教者、飲食習慣是素食者、獲得環境教育專業人員認證方式是薦舉者、曾擔任環境教育講師或解說員次數在7次以上者、曾參加環境教育研討會次數在7次以上者,其節能減碳的態度最為積極正向。在節能減碳之行為意向方面,則以年齡在61歲以上者、學歷是高中以下者、職業是退休人員、飲食習慣是素食者、獲得環境教育專業人員認證方式是薦舉者、曾擔任環境教育講師或解說員次數在7次以上者、曾參加環境教育研討會之次數在7次以上者,其節能減碳之行為意向最為積極正向。研究結果將可提供環保及教育等有關單位作為今後推展節能減碳環境教育計畫中之環境教育課程編寫、教案設計、教材編製、辦理環境教育訓練、研訂環境教育政策,及修訂相關環境教育法規之參考。
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    未來長期氣候變遷對北行侵台颱風個案之降雨影響
    (2019) 陳常溢; Chen, Chang-Yi
    本研究主要針對暖化情境對侵台颱風在降雨方面造成的影響為主軸。為了排除諸多不確定因素,本研究選取過去發生並有發布警報之北行颱風個案,使用雲解析風暴模式Cloud-Resolving Storm Simulator (簡稱CReSS)重現,並將其放置於本世紀末的氣候場探討,並加以比較進行敏感度測試,隨後本研究也使用水收支方程式來探討兩者降雨差異的原因。 未來的氣候推估方面,我們選取CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)共38個模式,挑選1981-2000年Historical run和未來RCP4.5和RCP8.5暖化情境的2081-2100年,選取這三種情境的6到10月做平均後,計算這100年間的差異作為氣候差異場。在個案上,我們選取了梅姬颱風(2010)、泰利颱風(2012)、康芮颱風(2013)以及鳳凰颱風(2014)。各個案的控制組實驗(現代氣候)採用格點分析資料模擬,而將上述氣候差異場疊加於相同分析資料後,即為未來暖化情境的敏感度實驗。 結果顯示,各個案大同小異:梅姬颱風在距中心500 km半徑內,RCP4.5情境下的總降雨量增加約20%,RCP8.5情境下增加約9%;泰利颱風在400 km半徑內,RCP4.5情境下總雨量增加約11%,RCP8.5情境減少約2%;康芮颱風在500 km半徑,RCP4.5情境下降雨量增加約57%,RCP8.5情境下減少約8%;最後,鳳凰颱風在400 km半徑內,RCP4.5情境下降雨量增加約11%,RCP8.5情境下增加約6%。所有的共通特性皆為強降水事件增加;弱降水事件減少。由於RCP4.5情境下雨帶較RCP8.5情境分佈廣泛,而RCP8.5情境下降雨集中在眼牆附近。在計算格點平均時,會使得降雨較集中的RCP8.5情境總雨量較少,但其雨量集中的程度不容小看。 在降雨增加的原因,分析颱風的次環流運動,低層內流增強;高層外流增強,導致內核上升運動增強,這也使得降雨在內核提高。
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    從參與的觀察者角度初探「到蒙古種樹-百萬森林計畫」推動之環境教育意涵及參與者角色分析
    (2014) 盧敏惠
    2011年是聯合國的「國際森林年」,各國在各地推動「百萬森林」計畫,全球約一百個城市進行種植一百萬棵樹的全球行動。這是一個國際性的植樹活動計畫,亦是全球著名的植樹綠化活動之一,該活動同時推動環境教育、生態文化導覽與鑑賞、綠化、防沙漠化和保護文明的工作。本研究範圍為蒙古國,位處中亞洲,是世界第二大內陸國,森林覆蓋率低,水資源匱乏,為全球矚目的生態戰略地點之一。本研究目的在於了解「到蒙古種樹-百萬森林計畫」推動之環境教育意涵,以及環境教育參與者角色功能分析。研究方法採取質性方法,以WHO-IDEA思議方法、深度訪談、文獻分析與參與觀察等方式,進行研究分析並交叉檢核研究之正確性,希冀依據嚴謹的學術方法,提供方法論以協助蒙古國推動環境教育及環境復育工作。 研究結果顯示「到蒙古種樹-百萬森林計畫」推動之環境教育意涵如下:(1)從小培養種樹護樹,愛護環境的覺知及環保行動可強化永續的觀念;(2)種樹行動要確實,才能藉由可長可久的行動落實計畫;(3)提升全民正確的環境知識素養,種樹要從小苗種起才容易存活,要在適當的時間適當地方,種適當的、有經濟價值的蒙古原生樹種,種了還要照顧它至少照顧4-6年(幼年期)才會存活,這是尊重生命、尊重環境的體現;(4)培養愛護環境正確的態度,具備能力分析環境破壞後所造成的災害,及關心地方環境,並採取適宜的行動;(5)學習保護環境的技能,種植有經濟價值的樹木(生產層面),協助其製作成商品、行銷販賣獲利以改善生活(生活層面),持續種植與照顧樹木,以保護水源,照顧環境,使環境永續發展(生態層面)。 本研究參與者之角色分析結果顯示,專家學者以客觀立場,扮演生態學者及環境教育學者雙重角色;而在環境教育參與者角色扮演上,則發揮供給者及中介者之角色功能。在研究者角色轉移上,主要建立於針對社會支持的影響層面,其中關鍵因素在於專家學者在歷程發展的觀念引導、知識傳授、價值澄清、資源提供提出具體建議之功能。研究者目前角色為桃園縣環境保護協會會長,在本研究中為中介者與接受者,經過參與式的行動研究之後,後續將成果賡續推動桃園縣石門水庫集水區植樹造林護水源運動,企盼在鄉土環境教育上產生生產、生活及生態等三方面效益。
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    全球暖化下的熱帶降雨
    (2012) 陳昭安; CHAO-AN CHEN
    從全球平均角度來看,在模式模擬全球暖化情境中,全球平均降雨變化呈現隨著時間增加的趨勢,並且對於降雨事件的發生頻率與強度,則有一弱降雨發生頻率減少,強降雨發生頻率增加之趨勢,並且呈現一個減弱的熱帶環流。然而,實際上降雨變化存在複雜的空間差異,因此與區域平均降雨變化相關之區域降雨頻率與強度的改變,也會隨著區域不同而有差別。本篇論文分析氣候模式模擬全球暖化情境,檢驗熱帶區域降雨變化的影響機制,並且進一步探討在這樣的降雨變化之空間差異下,其降雨頻率與強度的變化,以及其相對應的熱力與動力作用的貢獻。此外,亦利用大氣穩定度的改變來探討對流發展深度與熱帶環流變化的關係。 一般而言,當氣候變暖,平均降雨增加(減少)主要與降雨頻率增加(減少)以及強度增強(減弱)有關,這樣的變化主要受到大氣水氣增加之熱力貢獻,以及與熱帶環流變化有關的動力貢獻之影響。熱力貢獻對於平均降雨變化、降雨事件的頻率與強度,皆為正貢獻,特別是極端降雨事件,並且空間分布差異相對很小,而動力貢獻則係造成區域差異的關鍵。降雨頻率增加與強度增強,受到熱力貢獻主導較多,進而有利於平均降雨之增加。動力貢獻則可進一步加強這樣的變化,例如透過錦上添花機制(rich-get-richer mechanism)或海洋熱通量回饋。或者透過對流深度加深效應,輕微的減弱熱力貢獻。相對於熱力貢獻,動力貢獻與降雨發生頻率減少和強度減弱較為相關,例如透過落井下石機制(upped-ante mechanism)、對流深度加深效應、長波輻射冷卻、冷平流作用,然而暖平流則輕微有利於降雨事件的頻率增加。對於與降雨相關的之熱帶環流改變,透過資料分析與模式模擬測試顯示,當氣候暖化,熱帶環流可能減弱亦可能增強。當大氣環境越穩定(不穩定),對流可發展深度亦隨之加深(變淺),並且導致熱帶環流的減弱(增強)。