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 基於生成對抗網路的偽隨機數生成函式研究(2022) 張哲銘; Chang, Che-Ming如何生成安全和快速的隨機序列一直是密碼學中的一個關鍵問題。在本文中,我們將介紹如何用硬體噪音訓練GAN(生成對抗網路)並生成具有類似質量的隨機序列。Linux操作系統中由/dev/random產生的硬體噪音代表了我們GAN的訓練集。在訓練中,我們還應用了其他方法,如Early stopping,以防止模型過擬合。最後,我們使用128,000,000比特的隨機序列,在NIST(美國國家標準暨技術研究院)特別出版物800-22測試和ENT測試下,將我們的GAN與其他PRNG(偽隨機數生成器)進行比較。結果顯示,我們的GAN優於大多數PRNG,我們發現我們的GAN與/dev/random作為訓練集有很多相似之處,並且生成隨機序列的速度至少是/dev/random的1044倍。它證明了GAN作為一種神經網絡PRNG,可以模仿非確定性算法的硬體噪音,同時具有硬體噪音的高安全性和PRNG的速度優勢。而且,它已被證明可以取代安全但低速的硬體設備,並產生類似質量的隨機序列,為密碼學領域提供了一種全新的方法。Item 新聞論壇多面向分析之研究(2009) 施佩君在網路新聞論壇中,由於文章內容是由一般使用者自由發佈,即使論壇中有以主題區分討論內容,但討論文章內容中仍可能呈現出多種討論觀點面向,使用者不容易從數量龐大的討論文章中有效瀏覽自己感興趣的觀點文章。本論文研究所提出的方法可對一組新聞論壇文章自動分析萃取出重要的討論觀點面向(以關鍵字表示),且建立出面向的階層架構關係,並對各文章自動判斷其所包含的各個面向,提供使用者可依討論觀點面向進行文章瀏覽。在探勘分析過程中,我們會先由標題字詞選出重要且出現頻率高的字詞作為面向,並對這些面向關鍵字探勘出其相關擴展字詞,接著我們利用向量空間模型分別計算整篇文章所包含的字詞與面向擴展字詞的相關程度,以及文章中各個句子所包含的字詞與面向擴展字詞的相似度,再將這兩個結果合併判斷一篇文章所包含之相關面向。實驗結果顯示:本論文系統對各文章所選定的面向與受試者挑選的面向結果一致性很高;且將多個主題的文章混合在一起時,本論文方法也可以將不同主題的文章所涵蓋的面向正確地萃取出來。Item 台灣產天胡荽屬之分類研究(2005) 黃韋嘉本研究利用外部形態、花粉形態、細胞學及生態與地理分布等資料,針對臺灣產繖形科 (Apiaceae)天胡荽屬 (Hydrocotyle)植物進行分類研究。研究結果顯示在外部形態上,葉片形態、葉表面被毛形態、葉柄被毛形態、花序生長形式、花序總柄長短、花序中小花數目、果實表面微細形態是種間區別的重要特徵。生長形式、葉片微細形態、葉片大小、地理分布亦可作為分類依據的參考。花粉形態方面,花粉表面紋飾在種間具有差異,亦可作為分類依據的佐證。 細胞學研究方面,本研究共檢視了6個類群的染色體數目。其中,H. javanica (2n=ca. 66)與H. ramiflora (2n=ca. 84)兩個類群檢視結果與前人 (Liu et al., 1961)研究結果不同。阿里山天胡荽 (H. ramiflora)之染色體數目 2n=ca. 84為首度報導。 根據研究結果,將臺灣產天胡荽屬處理為8個種2個變種,共10個分類群。發現一個新的變種大屯山天胡荽 (H. dichondroides var. tatunensis)以及訂正兩個被鑑定錯誤的種類姬天胡荽 (H. delicata)及毛茛葉天胡荽 (H. ×ranunculifolia),並且依據形態中間型和花粉可染率偏低,推測毛茛葉天胡荽為臺灣天胡荽 (H. batrachium)與大屯山天胡荽 (H. dichondroides var. tatunensis)之天然雜交。發現長期被忽略的兩個類群爪哇天胡荽 (H. javanica)和毛天胡荽 (H. dichondroides var. dichondroides)。確認長期沒有採集記錄的基隆天胡荽 (H. keelungensis)之存在,並將其處理為天胡荽的變種階級H. sibthorpioides var. tuberifera。Item 台灣產冷水麻屬植物之分類研究(2011) 楊承瑞; Chen-Jui, Yang本研究利用外部形態、地理分布、葉綠體trnL-F基因序列和核ITS基因序列等資料,對台灣產冷水麻屬植物進行分類研究。外部形態研究結果顯示托葉形態、葉緣形態、葉片氣孔與鐘乳體的分布、花被數目和形態為重要分類特徵,植株習性、毛被的有無、花序和瘦果微細形態亦可提供分類的參考;本研究結果將台灣產冷水麻屬植物處理為14個分類群,將Pilea peploides var. major併入P. peploides,且將P. sinofasciata併入P. matsudae,另將P. miyakei處理為疑問種,其餘皆支持第二版台灣植物誌的處理。 Weddell及陳家瑞曾以形態特徵為主要依據分別提出兩個不同的屬內分類系統,但Monro根據分子研究已證實這兩個以形態建構的屬下分類系統並無法反映本屬植物之親緣關係。本研究利用葉綠體trnL-F基因序列和核ITS基因序列建構親緣關係樹,檢視本屬各分類群之間的關係,並訂正陳家瑞建構的屬下分類系統。結果顯示P. japonica與長梗盤花麻歸在同一支序,分類地位必須重新檢討;過去所定義的四萼組為一旁系群(paraphyly),三萼組和冷水花組則為多系群(polyphyly)。本研究重新修訂四萼組的形態特徵及範圍,也提供其餘支序與形態特徵和地理區系的關聯,以利未來進一步的屬下分類訂正。Item 台灣產耳草屬植物之分類研究(2010) 黃玹煒; Shuai-Wei Huang中文摘要 本研究利用外部形態、種子形態、花粉形態、生態與地理分佈等資料,對臺灣產茜草科(Rubiaceae)耳草屬(Hedyotis)植物進行分類研究。研究結果顯示,花冠形狀、花冠內側被毛方式、果實開裂方式、果實及種子形態為物種間重要的分類依據,而莖部、葉片、托葉、花序、花藥及花柱等形態可作為部分分類之參考。另外,花粉形狀、大小及外壁紋飾種間也有差異。 根據研究結果將臺灣產耳草屬處理為16個分類群,分別為H. corymbosa、H. erecta、H. diffusa、H. brachypoda、H. biflora、H. biflora var. paniculata、H. ellipticarpus、H. strigulosa、H. taiwanense、H. chrysotricha、H. verticillata、H. tenelliflora、H. butensis、H. uncinella、H. hedyotidea及H. beitoensis;其中包含兩新種:H. ellipticarpus和H. beitoensis,一新紀綠種:H. erecta。將H. biflora var. paniculata由前人處理的H. biflora獨立出來,將前人併入H. strigulosa var. parvifolia之H. taiwanense處理為獨立種,且將H. strigulosa var. parvifolia與H. diffusa學名分別訂正為H. strigulosa和H. brachypoda,而H. diffusa形態的物種仍存在台灣。Item 臺灣產鱗毛蕨屬稀羽亞屬(鱗毛蕨科)植物分類研究(2009) 劉威廷; Wei-Ting Liou鱗毛蕨屬植物(Dryopteris)由於形態上的相近常造成分類之困難,歷來學者對臺灣產本屬植物之分類處理頗為分歧。其中,稀羽亞屬(Nephrocystis)內之各類群形態更是相近,且個體變異範圍頗大,時常造成分類上的問題及困難。本研究針對臺灣產本亞屬植物之葉、鱗片等外部形態特徵進行觀察,並與模式標本或相關文獻進行詳細比對,另檢視孢子囊內所含孢子數及其形態,再結合生態與地理分布資訊對臺灣產鱗毛蕨屬稀羽亞屬植物進行分類研究;此外,另利用trnL UAA (5’-Exon) -trnF、rps4-trnS等二葉綠體DNA片段之序列資料建構親緣關係樹,與形態分類一同比較,以探討臺灣產本亞屬植物之分類問題及其起源之可能性。 根據形態特徵將臺灣產本亞屬植物處理為5個物種,分別為D. cacaina、D. melanocarpa、D. sparsa、D. subexaltata及D. yoroii。其中,根據形態及分子證據認為過去分類位置不清之D. yoroii應納入本亞屬,並將以往被併入D. sparsa的D. cacaina及D. melanocarpa再度列為獨立之物種。根據分子資料建構的親緣關係樹,顯示D. melanocarpa、D. subexaltata被歸於D. sparsa的分支之中,但各自形成支持度甚高之獨立分支;而D. sparsa於臺灣的變異甚多,且分支間之遺傳距離高,分子親緣關係顯示D. melanocarpa及D. subexaltata可能是來自廣泛分布的D. sparsa之祖先。Item 台灣產剪股穎屬植物分類研究(2009) 蔡依恆本研究利用外部形態、地理分布和葉綠體DNA trnL-rpl32 intergenic spacer序列,研究台灣產剪股穎屬植物。外部形態結果發現,外稃芒的有無、基盤毛的有無、內稃長度及花藥的長度是重要的區別特徵,花序和植株習性也可提供部分分類的參考;本研究尚依其他證據將台灣產剪股穎屬分成9個分類群:A. arisan-montana Ohwi、A. avenaceae Gmel.、A. clavata Trin.、A. dimorpholemma Ohwi、A. fukuyamae Ohwi、A. infirma Buse、A. sonzanensis Hayata、Agrostis stolonifera L.及A. transmorrisonensis Hayata。 分子資料經排序得到787鹼基的資料,而葉綠體DNA序列最大簡約法和相鄰連接法結果非常接近,建構的親緣關係樹大致與形態分類的結果一致,且各分支均有不錯的支持度。但根據過往形態特徵鑑定的A. sozanensis Hayata,則顯示為多系群,經重新檢視標本,將A. transmorrisonensis Hayata重新自A. sozanensis Hayata分出。此外A. arisan-montana Ohwi、A. fukuyamae Ohwi、A. infirma Buse和A. sonzanensis Hayata等4類群,在親緣關係上並不為單系群,故不支持Veldkamp將其視為同種內不同變種的分類處理,因此將此4類群全部回復為原始發表時的種的階級。Item 台灣產馬兜鈴屬植物之分類研究(2008) 楊珺嵐; Chun-Lan Yang本研究利用外部形態、花粉形態、地理分佈等資料對台灣產馬兜鈴屬(Aristolochia)進行分類研究,研究結果顯示果實形態、花序、染色體數及花粉形態在亞屬之間具有差異,花萼筒、種子及葉片形態與葉表面被毛則是作為種間區分的重要特徵。此外,各類群之間具有地理區隔,可作為分類的參考。 本研究結果將台灣產馬兜鈴屬植物處理為七個類群,包括一個新紀錄種琉球馬兜鈴(A. liukiuensis) 和二個新種A. palmata及A. pahsienshanensis;認為A. heterophylla和A. kaempferi屬錯誤鑑定,將其處理為A. shimadai。Item 台灣產當歸屬植物之分類研究(2007) 陳宏信; Hung-Hsin Chen本研究利用外部形態、花粉形態、細胞學及地理分佈等資料,針對臺灣產繖形科(Apiaceae)當歸屬(Angelica L.)植物進行分類研究。研究結果顯示在外部形態上植株毛被物類型、小苞片形狀、花藥顏色及果實形態是種間較重要的區別特徵,而小葉形態、小葉質地、小葉葉脈及萼齒形狀也可提供部份分類之參考。此外,各分類群在地理及海拔分佈上的差異,亦可作為分類的參考。 根據研究結果,將臺灣產當歸屬植物處理為七個分類群,包括一新種阿禮當歸(A. aleensis)及一新紀錄種毛當歸(A. pubescens)。此外,將原先根據小葉大小及其上被毛程度區分之南湖當歸(A. morrisonicola var. nanhutashanensis)併入玉山當歸(A. morrisonicola);臺灣當歸(A. taiwaniana)與森氏當歸(A. morii)僅在小葉形態上有差異,而將其合併。Item 台灣產銀腹蛛屬(蜘蛛目:長腳蛛科)蜘蛛之系統分類研究(2009) 劉錫軒; Hsi-Hsuan Liu本論文共報告台灣產銀腹蛛屬蜘蛛9種,其中新種有台灣銀腹蛛(Leucauge taiwanensis sp. nov. );新紀錄種有4種:西里伯銀腹蛛(L. celebesiana)、十字銀腹蛛(L. crucinota)、小肩斑銀腹蛛(L. subblanda)、武陵銀腹蛛(L. wulingensis)。文中將大銀腹蛛(L. magnifica)處理為西里伯銀腹蛛的同物異名;擬方格銀腹蛛(L. subtessellata)處理為方格銀腹蛛(L. tessellata)的同物異名。脈斑銀腹蛛(L. venusta),處理為排除種。並以19種銀腹蛛亞科類群為內群,長腳蛛屬為外群,以45個形態特徵進行銀腹蛛屬的支序分析,台灣產銀腹蛛屬可分為兩個亞群,其中十字銀腹蛛與雪銀腹蛛(L. argentina)成為一單系群,可能屬於未知的新屬,而隨蛛屬(Opadometa)蜘蛛與其餘的台灣產銀腹蛛屬蜘蛛被歸入另一個亞群,其姊妹群為天星蛛屬(Mesida)。結果顯示現有的台灣產銀腹蛛屬為一複系群。本研究結果將可增進台灣銀腹蛛屬蜘蛛資源和物種多樣性之知識基礎。