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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Item 利用高解析度大氣模式與CMIP6高解析度氣候模式探討TC頻率與破壞性之現今模擬與未來變化(2023) 陳冠杰; Chen, Kuan-Chieh本研究利用高解析度大氣與海氣模式，系統性評估模式模擬西北太平洋TC (Tropical Cyclone)活動之表現，及推估未來溫室氣體濃度為CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project 5)中的RCP8.5 (Representative Concentration Pathways 8.5)與CMIP6中的SSP5-8.5 (Shared Socioeconomic Pathways 5-8.5)暖化情境下，近未來(2021-2050)與21世紀末(2075-2099)西北太平洋TC活動及登陸東亞沿岸地區之變化，並利用GPI(Genesis Potential Index)與SSE (synoptic-scale eddy)能量診斷等工具，分析TC變化機制。結果顯示25~50公里高解析度大氣與海氣模式均可以模擬現今氣候TC生成與軌跡頻率。然而，模式仍低估TC平均最大強度及強烈TC數目，其中海氣模式更低估TC強度。經由SSE能量診斷分析，顯示ISO(Intraseasonal Oscillation)與SSE尺度交互作用，在TC強度增強過程中，扮演重要的角色。海氣模式模擬ISO提供顯著較少的能量給TC發展。ISO南側較弱的水氣通量，較不利TC潛熱釋放，TC可用位能轉換成較少的TC動能，限制TC強度發展。高解析度氣候模式有助於TC活動模擬表現。高解析度海氣(大氣)模式推估在CMIP6 SSP5-8.5 (CMIP5 RCP8.5) 暖化情境下，近未來(2021-2050) (21世紀末(2075-2099))的TC生成數目減少4.3%(50%)，強度增強0.8%(14%)，及伴隨降雨增加5.8%(35.4%)。TC登陸東亞沿岸地區的頻率減少4.5%(51.9%)。暖化效應影響下，高解析度海氣與大氣模式推估近未來與21世紀末西北太平洋TC活動的變化趨勢一致，但變化幅度仍具有不確定性。經由GPI與SSE能量診斷分析，發現高解析度大氣模式推估在21世紀末TC主要生成位置上，中層大氣較乾燥，季風槽減弱伴隨中層下沉運動異常及SSE活動減弱，限制TC生成。然而，在21世紀末，較暖海溫與較弱垂直風切，及SSE動能產生效率增加，有利TC更快速的增強，更具有破壞性。Item 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。Item 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。Item 國中學生全球暖化與節能減碳 教學模組之研發(2013) 楊可欣; Ke-Hsin Yang本研究旨在瞭解國中學生環境認知、態度及行為的表現情形，並藉由節能減碳議題融入課程之所設計之教學模組，探討節能減碳議題對國中七年級學生節能減碳認知、態度及行為意向的影響，並探討不同行為意向水平的學生在節能減碳認知與態度的表現上有何差異。以東部某國中國中七年級共105名為研究對象，設計全球暖化與節能減碳議題融入教學模組並實際教學，以「國中學生節能減碳的環境認知、態度及行為調查問卷」為研究工具，在節能減碳議題教學活動前、後進行評測，並將前測、後測資料進行統計分析。根據研究工具評測結果，得重要結論如下： 1. 學生的全球暖化與節能減碳訊息來源以媒體和老師為主，故本研究以教師蒞校進行教學模組推廣教學，以期收最大教學成效。 2. 本研究之生物專業社群開發了節能減碳教學模組，模組內容包含九個教案，圍繞「綠色能源」、「能源教育」、「非核家園」與「防治能源生產與使用過程所造成之污染」四大主題，教學時數十二小時。在進行過課程後，東部某國中七年級學生的環境認知及環境行為意向前、後測有顯著差異，且後測表現優於前測表現，即節能減碳議題融入課程之教學可以提升學生的環境認知與環境行為意向表現。而學生的環境態度則沒有顯著差異。 3. 國中七年級學生的環境認知與環境態度、環境認知與環境行為意圖間有顯著正相關，即環境認知較高的學童，其環境態度與行為意向亦較為積極。在接受節能減碳議題融入課程之教學後，學童的環境認知與環境態度間有顯著正相關，即環境認知較優的學童其環境態度亦較為積極。 4. 以行為意向的高低來做分群，探討行為意向不同的學生，在知識與態度上的表現，行為意向愈積極，其節能減碳的知識與態度亦愈佳 根據研究結果與結論，就全球暖化與節能減碳議題融入課程教學活動、國中節能減碳教育的實施及未來研究提出建議。Item 我國民眾避免全球暖化衝擊之願付價值研究(2011) 鍾采芳; Tsai-Fang Chung聯合國氣候變遷跨國小組(IPCC)指出最近100年間(1906年~2005年)的溫度線性趨勢為升高0.74°C，且全球暖化極有可能為人類造成。面對全球暖化的威脅，於2009年在哥本哈根召開第15次締約國會議，並達成溫度升高不可超過2°C的共識，但是因應全球暖化的方案─調適及減緩策略的成本太過高昂，各國抱持著搭便車(free rider)心態，最終導致哥本哈根會議失敗，2010年坎昆會議也無進展。然而臺灣的環境永續性指數(Environmental Sustainable Index, ESI)評比反應出我國天然環境脆弱，再加上人為開發破壞大幅增加環境脆弱程度，未來在氣候變遷衝擊之下，人類生活的環境將面臨更嚴重的災害。2009年莫拉克颱風造成公共建設損失高達164億，顯得政府應盡早分析調適政策的成本效益並規劃相關策略，以降低民眾生命與財產的損失。因此，本研究採用條件評估法(Contingent Value Method, CVM) 開放式雙界二分選擇法詢問一般民眾避免氣候災害的願付價值，評估我國民眾對於氣候變遷調適策略的整體社會效益與成本，並以Hines et al.(1987)提出之負責任環境行為模式做為理論基礎。 本研究調查對象為全臺灣的民眾，共抽樣706位受測者，達95%信賴水準。受測民眾平均願付價值為1,316.1元（區間推定值介於987.08元～1631.94元），估計我國民眾避免全球暖化衝擊的願付價值約為104億元（78億元～129億元），且關於全球暖化知識水平越高、避免全球暖化衝擊的態度越積極或是有避免氣候災害的行為、亦或經常幫助氣候災民的表現都有助於願付價值的出價。此外，受災次數、年齡、居住地區、家庭人口數與個人收入亦會影響願付價值，且受災次數越多、家庭人口數越多，民眾避免全球暖化衝擊之願付價值則越低。 然而近五成的受測民眾不了解調適與減緩的知識，8成民眾不清楚再生能源價格的昂貴特性，8%的民眾不認為氣候變遷調適策略需要花費高昂經費，且僅有15.9%的民眾表示經常或總是以行動或金錢幫助受到氣候災害的居民，反應我國民眾氣候變遷素養不足之處，缺乏因應全球暖化的經濟概念與實際關注受災戶的行動。相關知識的缺乏，如不曾聽過氣候變遷調適策略的民眾容易出現無法確定或是願付價值為零元的現象。其中答覆無法確定的受測民眾，反應需要多一點的時間和資訊才能判斷，不願支付任何金額的民眾則表示對於政府施政沒有信心，應妥善利用現有的稅收而不是和民眾收錢。對於政府的不信任與施政的不透明，易隱藏我國民眾對於氣候變遷調適策略的真實價值。 在臺灣，調適策略的推動順利與否不僅需要全民參與達成社會共識，政治政策也應朝向透明化和全民參與性的模式。簡言之，於政策上，政府必須了解解決全球暖化衝擊的技術與調適的龐大財務負擔；於教育上，則必須提升全民以及政治人對於全球暖化政策的經濟概念，並且強調公民參與，共同參與環境的管理與治理，積極關注自身生活的環境以促使民眾具備避免全球暖化衝擊的能力，以期達到永續發展的社會。Item 經濟學觀念融入國小全球暖化教學之研究(2011) 賴貞吟; Chen-Yin Lai本研究的目的是為了解若在全球暖化教學中融入經濟學觀念，對小學生全球暖化相關知識、態度與解決全球暖化問題的行為意向是否有所影響。本研究的對象為新北市某國小的四個六年級班級，任選兩個班級為實驗組，兩個班級為對照組。實驗組的學生實施經濟學觀念融入全球暖化教學，對照組則進行一般全球暖化教學。本研究根據研究目的及相關文獻，發展出自編的經濟學觀念融入全球暖化教學活動，在教學前後使用「經濟學觀念融入全球暖化教學之知識、態度與行為意向問卷」探討經濟學觀念融入全球暖化教學對於學生全球暖化知識、態度及行為意向的改變，並輔以參與觀察班級導師及學生的晤談紀錄，來探究經濟學觀念融入全球暖化教學對於學生的影響。教學實施後，實驗組及對照組學生的全球暖化知識觀念、態度及行為意向都有提升，而實驗組學生提升的分數較對照組顯著。實驗組學生對於抗暖化的經濟誘因手段—調漲電價、油價的接受度，也明顯較對照組學生高。從質性訪談中也得知，實驗組學生在教學後，普遍了解到再生能源在台灣的實際發展困境，多數並認為調漲油價、電價是很好的抗暖化方式。Item 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。Item 我國民眾減緩全球暖化之願付價格研究(2015) 陳孟毓; Chen, Meng-Yu能源以不同形式存在於地球上，不僅提供了生態系運作的基礎，亦是人類經濟活動和文明發展之關鍵。工業革命後，人類大量開發與使用能源，造成能源耗竭、環境汙染、全球暖化等各種問題，亟需各國運用有效的能源與環境保護政策予以解決。然而，全球暖化與能源的選擇息息相關，而這些選擇又與民眾面對能源問題時的社會偏好與成本效益概念等有關。本研究採用條件評估法(Contingent Value Method, CVM)調查我國民眾減緩全球暖化的願付價格，從經濟學角度探討我國民眾認知的減緩全球暖化的整體社會效益與成本，同時調查民眾對能源相關議題的瞭解、觀念與行動，與前述這些能源素養內涵和減緩全球暖化願付價格之間的關係。 本研究之調查採立意取樣，全國共計回收596份有效問卷。調查結果顯示，受測民眾平均願付價格為每個月482元，相當於每年5,784元，折合估計我國民眾減緩全球暖化的願付價格約為每個月89億元，相當於每年1,068億元。民眾關於能源的使用態度和落實節約能源的行為，對減緩全球暖化的願付價格有顯著之影響。具備較正面積極的態度和較多行動經驗的民眾，願意支付較高的金額減緩全球暖化；此外，學歷與個人收入亦會影響民眾減緩全球暖化的願付價格。Item 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)。