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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    入侵與原生淡水龜的數感認知比較
    (2021) 林鳳君; Lin, Feng-Chun
    烏龜能辨別數量嗎?這個問題不只是認知心理學的範疇,更與行為生態息息相關。例如雄性會選擇加入雌性個體比較多的群體;領域的佔有者也會依據入侵者的數量決定要逃跑還是奮力一搏,這些行為的決策都奠基於動物具有數量感知能力。在魚類、鳥類和哺乳類上都已有大量研究投入,唯獨爬行動物是否能辨別數量,研究仍非常罕見。在第一章我以臺灣原生淡水龜種斑龜為研究對象,共分為兩個實驗:實驗一為一系列比率由低到高的順序進行的五組測驗;實驗二則是包含共三十二種數量組合的混合測驗。訓練斑龜基於「大於」的抽象規則來辨別數量,而非認特定數量或圖形。研究結果顯示,斑龜能夠成功辨別本研究最難的數字組合:九比十,也發現其數感認知表現符合韋伯率,即兩數量間的比率越高則代表辨別難度越難因此表現變差。另外其表現隨著天數而顯著提升,顯示斑龜具有學習能力。第二章我用全球百大入侵種之一的紅耳龜進行與第一章一樣的實驗,發現當面對必須靈活運用抽象概念的測試時,入侵種的數感表現優於原生龜,顯示紅耳龜可能有較佳的行為彈性。本研究中烏龜所展現的優異數感能力接露爬行動物的認知能力很可能是被嚴重低估的,也暗示其生態行為決策機制可能並不簡單,本論文也是首度試圖透過數感能力連結認知能力與入侵生物學的研究。
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    PS128精神益生菌對於阿茲海默氏症小鼠模式的效益及其作用機制
    (2019) 陳潔玲; Chen, Jie-Ling
    隨著高齡社會的到來,失智症人數急遽增加,其中阿茲海默氏症是失智症中最常見的類型。大量的β類澱粉蛋白質(Aβ)與Tau蛋白質過度磷酸化堆積是阿茲海默氏症最主要的病理特徵,然而目前不論針對Aβ或是tau的處理仍無法有效治療方式;因此迫切需要開發新的治療策略以因應當前全球最棘手的阿茲海默氏症。依據腸腦(gut-brain axis)雙向影響的原理,先前研究發現口服益生菌可避免或是延緩因壓力或是腦室急性注射Aβ的方式造成認知功能的受損;然而其所使用的動物模式,都無法代表典型的阿茲海默氏症動物模式。另外,台灣本土發現的PS128精神益生菌可以減少因壓力產生的焦慮、憂鬱與周邊發炎反應等正向效果。因此本研究將使用偶發型與家族型兩種阿茲海默氏症動物模式探討PS128精神益生菌於認知功能的成效,進而探討其作用的分子機制。本研究將用6個月大的3×Tg-AD (三基因轉殖鼠)與C57BL/6J公鼠於側腦室急性注射STZ 4 μl (Streptozotocin; 鏈脲黴素)或是生理食鹽水,注射前7天起小鼠接受每天管餵一次PS128 100 μl (10^10 CFU/ml)或vehicle處理,連續給予33天。首先,我們發現3×Tg-AD小鼠相較於同齡的B6小鼠其空間學習能力較差,而且其膽鹼性神經元數量也大幅地減少。另外,我們也發現前處理PS128能避免B6或3×Tg-AD小鼠因急性側腦室注射STZ造成的認知功能缺陷並且伴隨著減少AD相關病理特徵,包括Aβ的堆積、神經發炎反應, BACE1蛋白質表現量上升與認知功能相關腦區神經元數量減損等,因此此研究揭露PS128益生菌對於阿茲海默氏症的治療潛力。
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    國中生物科技倫理之研究 ——以基因改造食品為例
    (2010) 周柏成; Po-Cheng, Chou
    本研究利用問卷調查法,探討國中七年級學生個人背景變項與其對基因改造食品態度上之關係。並設計「基因改造食品倫理議題教材」教學活動,以準實驗研究法,探討實驗組與對照組在進行「九年一貫課程綱要版本-生物技術」教學後,學生對基因改造食品認知和態度是否具有差異。 研究結果發現:(一)實驗組與對照組學生在教學前對基因改造食品的認知沒有顯著差異;進行教學後,實驗組學生對基因改造食品的認知程度高於對照組學生,達顯著差異,且此認知變化在延宕測驗具穩定性;(二)學生性別、父母職業、喜愛學科與基因改造食品相關訊息主要來源在基因改造食品態度上無顯著差異;(三)實驗組學生在教學後,對基因改造食品的態度趨於正向,且達顯著差異,顯示學生較不擔心基因改造食品的風險、較願意購買基因改造食品、較支持政府開放基因改造食品的進口與買賣;(四)對照組學生在教學後,對基因改造食品的態度不具穩定性;(五)實驗組與對照組學生對基因改造食品的認知程度與態度改變無顯著相關;(六)實驗組學生進行教學後,能主動收集基因改造食品相關資料,並願意和他人討論基因改造食品之議題。 本研究結果可以作為設計補充教材之參考依據,並建議在國中七年級下學期進行生物科技倫理議題教材之教學,提高學生對此類生物科技的認知及參與討論的能力與意願。未來可以利用質性研究的方式進一步探討學生對基因改造食品的態度形成過程與潛在的影響因素。
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    利用初級細胞培養以及小鼠模式確認對阿茲海默氏症具治療潛力之中草藥
    (2016) 黃景怡; Huang, Chimg-Yi
    阿茲海默氏症(Alzheimer’s disease; AD)是目前最常見的漸進式神經退化性疾病,主要因海馬迴的神經元受損而導致認知功能障礙。據估計,全球有超過3500萬人罹患AD。AD起始的主要關鍵為類澱粉胜肽(beta-amyloid peptides; Aβ)堆積和tau蛋白質的過度磷酸化。近期有愈來越多的證據顯示,對於多因性之疾病AD而言,使用多目標特性的傳統中草藥治療效果可能優於單靶藥物。因此,近年來中草藥於AD的研究和治療越來越受到重視。在此研究中,我們建立了以寡聚體Aβ25-35和Aβ42處理的初級海馬迴神經細胞平台進行中草藥的篩選,希望藉此篩選出具有神經保護功效的中草藥。從此篩藥平台中,我們發現NH037中草藥能有效的增加神經元數目、神經突起長度、神經突起分支數目,並伴隨提高無活性GSK3β的量及減少Aβ堆積與脂質氧化壓力等神經保護效果。更進一步,於兩側海馬迴CA1區域注射寡聚體Aβ25-35的C57BL/6 小鼠動物實驗中,我們也發現NH037中草藥可以減少小鼠的焦慮及認知功能異常的問題,而在病理分析中我們可以看到NH037前處理減少Aβ類澱粉蛋白質堆積、tau蛋白質磷酸化、神經發炎反應與增加突觸相關蛋白質表現量及正腎上腺素神經元與血清素神經元數目以對抗寡聚體Aβ25-35所造成的細胞毒性。因此, NH037可能有潛力避免認知、非認知損傷以及誘發AD相關的病因特性。
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    石門水庫及其集水區整治計畫保育治理工程政府規劃單位對工程生態檢核表認知與態度研究
    (2010) 曹家敏; Jai-min Tsau
    本研究係以石門水庫及其集水區整治計畫保育治理政府規劃單位為研究對象(本文簡稱規劃單位)。研究範疇上則以保育治理工程生態檢核機制推行之生態檢核表為研究主軸,呈現有關規劃單位推動生態檢核表的歷程。同時探討規劃單位對於石門水庫推行生態檢核表的認知、態度,以及推行成效之看法初探。並彙整分析各規劃單位的實務經驗,以供未來相關單位研擬生態保育計畫與推行之參考。在研究方法採取質化、量化並行方式,以WHO-IDEA思議方法、問卷調查、深入訪談、文件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。 本研究分析石門水庫集水區保育治理工程之生態檢核表顯示,推行生態檢核機制係為兼顧治理、管理與生態保育等理念,將生態考量事項融入既有保育治理工程中加強生態保育措施之落實。現階段石門水庫集水區保育治理工程生態檢核表之推行與執行迄今已逐漸步入軌道,為開創我國永續公共工程典範作法,頗受各界參與者肯定。 各規劃單位對生態檢核表之認知與態度方面,分析顯示各規劃單位普遍對於石門水庫及其集水區整治計畫、生態保育、集水區保育治理具有高度認知瞭解,而生態檢核表較深入執行與內容部分,仍有部分人員不甚瞭解。在態度面向上,各規劃單位多數亦抱持著正面的態度與看法。而認知與態度相關性分析中,顯示認知與態度面向有高度相關性,即認知越高對保育治理工程生態檢核表所抱持的態度與推行成效看法越趨向正面。在生態檢核表推行看法與成效初探分析中,多數的規劃單位受試者認為是具有成效與正面效益。其中,具體效益為「工程硬體減量」與「減少工程施作時紛爭」,而抽象的效益則是「生態保育觀念的建立」。本研究歸納分析多數規劃單位抱持正面與積極的態度,願意繼續推行生態檢核,並將其應用於其他領域中。 從環境教育的觀點論之,在工程生態檢核機制之推行上,藉由環境教育平台構築多場生態保育重要會議,串連起各界參與者之溝通橋樑,可促進民眾參與、資訊公開、教育宣導、知識傳遞之功能。對生態檢核機制建立與推廣具有關鍵性角色,諸多意見亦顯示環境教育的參與在社會教育上貢獻是值得被肯定的。
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    文化型永續社區經營者實踐能力建構之探討:以台南中西區之「老屋」為例
    (2016) 鄭美媛; TEY MEE EN
    台南以「文化立都」,作為一座台灣文化首府的歷史城市,除了擁有全台最多的古蹟,也因民間團體自主力量發起「老屋欣力」運動,鼓吹民眾支持優質老屋再利用案例、分享舊稱美好在地生活,歷經兩屆活動推廣,引起社會廣大迴響。「老屋」一躍成為炙手可熱,繼古蹟、小吃之後,民眾走訪的熱門景點。研究場域的中西區位於台南舊城區,擁有眾多古蹟及老屋、歷史老街紋理、人文氣息、交通方便等能成為文化型永續社區等先天條件。在本研究中,老屋經營者是文化型永續社區經營者的角色,老屋經經營者再利用及活化下,開創了台南這座歷史城市的更多可能和永續發展。本研究以文化型永續社區經營者之認知與實踐能力,以及分析討論實踐過程的現況,作為現況與未來檢視永續社區之參考。 理論架構經營者認知部分取古都保存再生文教基金會2014年所起草的「老屋欣力宣言」之內涵:(1)在地歷史文化價值、(2)多元常民生活元素、(3)公益回饋與利潤分享、(4)友善鄰里社區、(5)公眾安全與專業判斷、以及(6)創新思維。 經營者實踐能力參考Middlemiss and Parrish (2010) 提出的「社區生態足跡責任」之四個能力面向:(1)個人能力、(2)基礎設施能力、(3)組織能力、與(4) 文化能力作為能力架構;並在基礎設施能力加入古都保存再生文教基金對「老屋欣力」評選老屋再利用經典案例的七大價值指標相關內涵提問。 問卷第三部分設計三題開放性題目,以瞭解經營者在文化型永續社區實踐過程的狀況,問題分別是「最大成就感」、「最大的阻礙」及「如何才能永續經營與發展」。 本研究採調查研究法中的問卷調查法,以問卷方式測量研究對象的認知與能力概況,發放紙本問卷30份與網路問卷226份,回收有效問卷66份再以SPSS 22統計軟體進行資料分析,以及問卷開放性問題的討論,研究結果顯示: 一、文化型永續社區經營者的認知表現為積極;在經營者的實踐能力為中上。 二、文化型永續社區經營者對「公眾安全與專業判斷」表現最好,反映社區經營者對老屋建築的瞭解程度偏高。 三、實踐能力中四個構面能力中以「組織能力」得分相當低落,反映經營者對目前組織在文化型永續社區的實踐滿意度低落。 四、經營者對老屋經營保持的成就感來自發掘及展現老屋的價值、重建老屋與人的關係;最大的阻礙來自資金不足、老屋年久失修的狀況、關係人的態度與行動;老屋的永續經營與發展則需要關係人的合作、老屋維護的相關培力、文化保存與永續觀念的教育。
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    低碳社區民眾認知與實踐能力調查研究─以金門島為例
    (2015) 洪曉欣; Hung, Hsiao-Hsin
    本研究探討低碳社區民眾之認知與實踐能力,作為未來檢視低碳社區之參考。理論架構參考Middlemiss and Parrish (2010) 提出的「社區生態足跡責任」之四個能力面向:(1)個人能力、(2)基礎設施能力、(3)組織能力、與(4)文化能力;以及其他低碳島與低碳社區文獻,並依此四個構面檢視金門島之社區能力。 本研究採調查研究法中的問卷調查法,以問卷方式測量研究對象的認知與能力概況,採方便取樣,發放600份紙本問卷,回收485份有效問卷,再以SPSS 22(Statistical Package for Social Science)統計軟體進行資料分析與討論,研究結果顯示: 一、低碳社區民眾的認知表現為中上;在低碳社區的實踐能力為積極正向。 二、低碳社區認知表現受到執行減碳作為經驗與參加環保活動經驗影響,達顯著差異;曾經執行減碳作為經驗的民眾低碳社區認知優於不曾執行的民眾;參加環保活動的民眾對低碳社區的認知優於不曾參加的民眾。 三、低碳社區能力表現受到執行減碳作為經驗與參加環保活動經驗影響,達顯著差異。 四、實踐能力受到不同年齡、學歷、職業、知道居住地區為低碳社區的背景變項、參加環保活動經驗及滿意度影響,達顯著差異。 五、低碳社區認知的傾向會影響低碳社區實踐能力的產生,低碳社區認知在個人能力與文化能力呈現顯著差異,呈現正相關。 六、實踐能力中四個構面能力:「個人能力」、「基礎設施能力」、「組織能力」與「文化能力」互相比較結果,有顯著差異,皆呈現正相關。
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    大腦處理資訊能力之定量測量-線上拼圖遊戲的應用
    (2007) 許湞婷
    大腦是一個複雜、精密和動態的神經網絡,能夠有效率的處理大量的訊息。訊息處理的流程與拼圖的過程相似,都是將帶有訊息的碎片排列、組合。因此,我們提出一個新穎的測量方法以研究大腦如何處理訊息,藉由拼圖線上遊戲和統計分析方法探討人類處理顏色和圖像訊息的能力。 從國小到研究所,合計有1483位學生參與本實驗,年齡介於7歲到30歲之間。實驗結果發現完成拼圖的時間(T)與拼圖分割的塊數(N)成正冪次方關係,即T ~ N λ,拼圖過程中嘗試的次數也與塊數成正冪次方關係,C ~ N λ’,其中λ和 介於1.1到2之間,數值大小與圖像處理能力相關。研究發現學童處理圖像資訊的能力隨著年紀增加而下降,而且女學童處理大量訊息的能力明顯優於男學童。經由歷程分析得以觀察複雜圖像訊息的處理順序。 透過本研究方法,人類大腦的運作機制、顏色與圖像訊息處理流程得以測量,未來也能應用在兒童認知發展與老年人智能退化等相關議題研究。
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    初探高一學生對「重大地球科學事件」的認知及其相關影響因子
    (2007) 林佳旻; chiaminlin
    本研究的主要目的,在於定義高中課程中「重大地球科學事件(MGE)」的項目,並探討高中學生對「MGE」各種尺度時間概念(代、紀、相對排序及絕對年代)理解的程度,以及影響高中學生「MGE」認知的相關因素,並使用描述性統計及相關性(多元迴歸)、t-test及ANOVA分析方式,來探討影響高一學生MGE認知的因子。為達成研究目的,本研究採用問卷調查的方法進行,且以立意取樣的方式,選取曾配合基礎地球科學中心「重大地球科學事件」網路調查之教師及其任教之高一學生為取樣樣本。從參與網路調查之34所高中,隨機抽取20所之教師及其任教學生為樣本,共計抽取教師樣本20人,回收樣本14人,有效樣本10人;抽取學生樣本800人,回收樣本560人,有效樣本422人。 研究結果主要有以下五點:(一)有百分之70%以上的教師認為重要且為課綱內容的MGE為:(1)固體地球的形成(2)太陽系的起源或形成(3)大氣層中氧氣的出現 (4)原始海洋的形成 (5)盤古大陸的分裂(6)地球上早期生命的出現—藍菌出現(7)大氣層中臭氧的出現(8)台灣島的形成(9)大霹靂的發生。(二)前述之9項MGE裡,學生最感興趣的為「大霹靂的發生」,而學生最不感興趣的事件為「大氣層中臭氧的出現」。以出現頻率而言,「太陽系的起源與形成」是九項事件中最常出現的,而「盤古大陸的分裂」是最不常出現的事件。比較學生與教師在興趣與課程出現頻率的分數差異可以發現,教師在兩者的平均分數均高於學生。(三)由分析答對率結果可知,學生對於MGE的相對年代認知顯著高於學生對絕對年代的認知,且學生對於MGE的排序認知亦顯著高於學生對絕對年代的認知。(四)影響學生代認知的因素為地科興趣、紀認知及相對年代排序;影響學生紀認知的因素為事件興趣、事件頻率、代認知及絕對年代認知;影響學生相對年代排序的因素為代認知、地科信心及絕對年代認知;影響學生絕對年代認知的因素為紀認知、相對年代排序及地科興趣。(五)學生性別差異出現在地科信心、事件興趣、紀認知、相對年代排序、絕對年代認知共五項項目,在統計上男生分數皆顯著高於女生,但為小效果量。