Browsing by Author "黃威凱"

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不同學習領域職前教師對包含科學科目的跨領域課程發想
(2025) 黃威凱; Huang, Wei-Kai
近年來跨領域學習逐漸開始被重視與推廣，這種打破傳統的學科界線並強調結合不同學科知識與內涵的教學模式，已成為各國現代教育發展中的重要趨勢。本研究旨在透過問卷收集與課程設計模板調查不同學習領域的職前教師們對於跨領域課程的認識與在包含科學科目(物理、化學、生物、地球科學)的跨領域課程中對科學內容的偏好與選擇。研究對象為41位不同學習領域的職前教師，了解他們對於跨領域課程中的科學內容偏好，並根據Drake& Burns (2004)對跨領域提出的三個類型來分析職前教師在不同問卷所呈現的跨領域定義與課程特徵表現，同時分析課程設計模板了解職前教師在六堂跨領域課程設計中對於學科內容與教師的安排。結果顯示：(1.)隨著對跨領域的理解定義到進行跨領域設計的實踐，對於跨領域的認識與論述的表現在人數上有增加的趨勢；(2.)職前教師在跨領域課程的整合中較青睞於地球科學與生物，較不青睞於化學與物理，並且在科學內容中偏好日常生活、社會議題及永續發展相關的單元與主題；(3.)職前教師在課程設計的人數分布上呈現獨立授課導向和專業學科導向為主的情形。本研究調查了職前教師們對於跨領域課程的初步認識與整合的能力，提供了師資培育系統可進行跨領域課程實踐的工具並為教師們在未來的教學設計中提供參考與建議。
改良式灰狼演算法應用於三動力複合動力車之最佳化能源管理控制器開發
(2022) 黃威凱; Huang, Wei-Kai
本研究旨於開發一新型能量管理策略，以灰狼演算法 (Grey Wolf Optimizer, GWO)與粒子群演算法 (Particle Swarm Optimization, PSO)相結合所開發之改良式灰狼演算法 (Improved Grey wolf Optimizer, IGWO)，並以此為核心應用於三動力複合動力車之最佳化能量管理，再透過硬體嵌入式系統 (Hardware-In-the-Loop, HIL)進行即時 (Real-Time)運算，驗證本研究開發之能量管理系統可於真實環境下運行。改良式灰狼演算法結合灰狼演算法中三項灰狼行為，分別為：：(1) 取得獵物位置、 (2)包圍獵物、(3)攻擊獵物，及粒子群演算法中粒子移動更新方式，結合兩種演算法之優點，並能彌補相互間缺點，以得到更加精確之最佳解。本研究除開發IGWO外，也將開發其他三種控制策略與 IGWO進行能源效益比較，分別為：(1)規則控制庫 (Rule-base, RB)、 (2)最小等效油耗法 (Equivalent Consumption Minimization Strategy, ECMS)以及原始灰狼演算法 (Grey Wolf Optimizer, GWO)進行比較。基本規則庫依設計者的專家工程經驗與元件物理特性所撰寫模式切換之策略，共五種策略 (純電動模式、純引擎模式、複合動力模式、 ISG回充模式及煞車回充模式最小等效油耗法透過巢狀迴圈進行全域格點搜索 (Global Grid並透過輸入各項行車條件，利用窮舉法運算，找出全部可行解，再透過內插方式計算出最小油耗時動力分配比；灰狼演算法是透過模仿灰狼捕獵行為透過包圍環繞方式，進而找到最佳獵物位置，亦同時為最佳解。各控制策略 (RB、 ECMS、 GWO及 IGWO)運行一次 WLTP行車型態之等效燃油消耗分別為 [1479.0g, 1167.0g, 977.2g, 968.2g]；運行一次NEDC行車型態等效燃油消耗分別為 [561.7g, 490.3g, 393.0g, 391.9g]，在一次WLTP中能耗改善以Rule-base為基準分別為 [21.095% , 33.520% , 34.536%]，在一次NEDC中能耗改善以Rule-base為基準分別為 [12.711% , 30.033 , 30.229%]，由此可知，將最佳化方法導入三動力複合動力車進行動力分配，能有效降低整車能源消耗。本研究透過兩台快速雛型控制器，建立一即時模擬平台。驗證由 IGWO為核心開發之能量管理系統於真實環境下應用之可行性，在兩種行車型態下，於電腦模擬與HIL環境運行之等效燃油消耗相似度高達 90%以上由此可知，從上述結果可客觀判斷，此能量管理系統未來應用於實車有非常高之可行性。
氣候自然變異與年代際變化
(中華民國氣象學會, 2012-11-01) 許晃雄; 羅資婷; 洪致文; 洪志誠; 李明營; 陳雲蘭; 黃威凱; 盧孟明; 隋中興
地球氣候不斷的變化，呈現多重時間尺度的特性。過去一百多年的地球氣候除了有長達百年的暖化趨勢，亦呈現明顯的年代際變化，如20世紀初至1940年代的暖化趨勢，1950年代至1970年代的冷卻趨勢，以及1980年代以後更明顯的暖化趨勢。降雨也呈現明顯的年代際變化，而且區域性強。 IPCC第四次評估報告對過去數十年全球暖化加速的看法，忽略了年代際振盪的貢獻。過去30年剛好處於大西洋多年代振盪朝正相位（亦即溫度上升）發展的時期，加上全球溫度上升趨勢，因此顯得暖化速率特別快。無論檢視過去氣候變化或推估未來氣候變遷趨勢，吾人都需考慮年代際的影響，因為年代際振盪造成的是近期影響，人為溫室效應則是遠期影響。年代際振盪的影響不僅不可忽視，甚至可能提供較為準確的近期氣候推估。IPCC 已經將年代預報納為重要的研究方向，並將於第五次評估報告首次提出研究成果。此項觀察與長期暖化趨勢的存在並不牴觸。年代際振盪以北半球最為明顯，南半球的海溫與全球海面高度皆呈現顯著的長期上升趨勢與微弱的年代際振盪。理論上，如果人為溫室效應確實影響了地球氣候，海水溫度與熱容量是最容易延續該訊息的氣候變數，這是因為海水的熱容量遠大於氣體與土壤，具有較長的「記憶」。南半球的海溫與全球海面高度的顯著長期上升趨勢很可能反應了此一人為影響。人造溫室氣體是過去數十年氣溫上升的主因之一。最近的觀測顯示，自京都議定書以來，全球溫室氣體的排放不但無法抑制，反而加速成長。人類排放的溫室氣體造成的溫室效應已經十分明顯，而且大多數氣候模式都顯示人為溫室效應的影響大於其他已知的自然因素，因此過去一百多年來的溫度上升有一部分受到人為溫室效應的影響是極其可能的。依據IPCC的情境推估，在2100年暖化程度為1.1°C至6.4°C。此一暖化幅度遠大於年代際振盪造成的溫度變化，也大於火山爆發帶來的短期冷卻。即使考慮未來如果發生像造成小冰期的Maunder Minimum，其造成的全球冷卻效應約為0.3°C，仍遠小於人為溫室效應造成的暖化。整體而言，如果溫室氣體的增加無法抑制，全球暖化程度將遠遠超過自然變化的幅度，無任何已知的過去百年來的自然變化可以抵銷。地球史上曾發生過的毀滅性災難如果再次發生，或許可以抑制全球暖化趨勢。但是，這類事件無法預知也非人類所樂見。抑制全球暖化以減緩對地球生態環境的可能衝擊，勢在必行。因此，如何抑制溫室氣體的排放，降低大氣溫室氣體濃度的增加速率，是目前人類面臨的最大的課題與挑戰。