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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    釕聯吡啶錯合物在水中催化碘離子的反應
    (2020) 陳峙朋; Chen, Chih-Peng
      論文研究中合成出一系列配位基的釕錯合物,[Ru(dmbpy)3](PF6)2、[Ru2(bpy)2(dmbpy)](PF6)2、[Ru(bpy)3](PF6)2、[Ru(dmbpy)2(deeb)](PF6)2及 [Ru(bpy)2(deeb)](PF6)2,由配位基的改變來調整其還原電位,且都以 X-ray、 NMR、ESI-MS 來鑑定其結構及純度。   錯合物皆使用電子吸收光譜、冷光光譜,測量其基本光化學性質,再以瞬時吸收光譜測得生命期。   為了討論錯合物的還原電位與淬熄效率的關係,使用循環伏安法,得到錯合物氧化還原電位,再利用冷光光譜所得激發態的位能 (E00) 計算出電子傳遞的驅動力。   五種錯合物照光激發後,與氧化淬熄劑 [(Co(NH3)5Cl]Cl2在水相進行雙分子淬熄反應,經由Stern–Volmer equation得知淬熄速率常數 kq 介於 1.25 x 109 M-1s-1 和 5.01 x 107 M-1s-1 之間,對應於淬熄反應的驅動力 -ΔGET 為 1.63 到1.11 eV,有正相關性。   淬熄後得到三價釕錯合物,再與碘離子反應,由瞬時吸收光譜量測出電子傳遞速率常數 kET(I) ,為 7.13 x 109 M-1s-1 ,最高到 1.14 x 1010 M-1s-1,相對反應驅動力 -ΔGET(I) 為 0.32 至 0.57 eV。   最後的光化學產物為 triiodide 及 iodine,利用水和正己烷不互溶且 iodine 難溶於水的性質,可以把 iodine 從正己烷萃取出,並用電子吸收光譜鑑定其生成 (在正己烷中,iodine吸收峰為521nm),計算出其濃度,再進一步可以算出釕錯合物的催化效率 Turnover number。   太陽能是取之不盡的,而本論文由太陽能取得「原本需消耗能量」才能得到的能量: I2 (Iodine)。
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    探討建模教學對於密度及水溶液概念的學習成效
    (2019) 胡琇惠; Hu, Siou-Huei
    科學家利用模型思考,解決問題。在科學課程中,教師利用模型,幫助孩童認識世界。學生透過模型了解理論,教師可運用不同的表徵與模型,幫助學生探索與認識自然。本研究依課程內容可分為密度及水溶液兩單元,課程設計以邱美虹(2016)提出的建模歷程為架構,其過程包含八個步驟:分別為模型選擇、模型建立、模型效化、模型分析、模型應用、模型調度、模型修正、模型重建。 本研究主要探討在進行建模教學後,對於學生在密度與水溶液的學習成效上是否有幫助。本研究分為兩個研究主題:研究一:探討建模教學對於「密度概念」;研究二:探討建模教學對於「水溶液概念」學習成效。研究對象為台北市某國中八年級四班學生進行研究,將四班隨機分成建模教學組與一般教學組,建模教學組學生有55位,一般教學組學生有54位,共109位。研究工具分為量化與質性工具,量化工具包含密度及水溶液概念之前測、後測與延宕測驗、認知負荷問卷,質性工具包含學生晤談資料。概念測驗工具由兩位具有化學背景的大學教授,與一位資深國中教師建立專家效度,且密度與水溶液試卷信度為0.81及0.79。針對學生測驗結果,將以SPSS進行t-test及共變數分析(ANCOVA) 整體研究結果顯示:(1)建模教學可以幫助學生科學概念的學習與問題解決,其中在密度概念(F=25.1,p<0.001)及水溶液概念(F=13.83,p<0.001)中均達顯著差異。(2)建模教學最能幫助中能力學生學習科學概念,而在較複雜的科學概念上,對低能力學生幫助較低,但對於高能力學生則幫助較大。(3)建模教學運用模型思考,幫助學生學習與解決問題。但由於過程中學生要學習科學概念與建模歷程框架,相較於一般傳統教學,建模教學更容易造成個體的認知負荷,其中在密度概念整體認知負荷(t=2.66,p=0.009,df=89)及水溶液概念整體認知負荷(t=2.58,p=0.01,df=84)中均達顯著差異。