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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    以智慧椅墊進行坐姿分析之研究
    (2019) 張雅婷; Chang, Ya-Ting
    在現代社會中,大部分人的生活型態,不論是工作或者休息,往往有很長的時間維 持坐姿。近年來有越來越多的疾病被證實與久坐有關。許多人認為坐姿是種休息的姿 勢,但研究中指出,比起站姿與躺姿,坐姿讓椎間盤承受的壓力更大,而不適當的坐 姿則更提升了椎間盤的壓力。 由於久坐逐漸成為現代人的生活習慣,所以適當的坐姿就顯得格外的重要。在日常 生活中,不適當的坐姿對於大多數的人而言,屬於較為舒適的姿勢,所以往往無心注 意自己的坐姿是否適當。故須透過工具協助來了解自己的坐姿情況。本研究設計一智 慧椅墊之雛形,旨在透過較低的成本 Arduino開發版與少量的壓力感測器,並且準確 的分類使用者的坐姿。 過去使用壓力感測器進行坐姿分類的相關研究中,透過傳統的機器學習方法進行坐 姿的分類,且使用較多數量的感器收集各類坐姿的資料。準確率落在百分之八十至百 分之九十。本研究使用一種傳統機器學習演算法與兩種深度學習之方法進行實驗,找 出適合進行坐姿分類之方式,並以特徵選擇實驗找到能夠準確分類坐姿之感測器數量 及擺放方式。 本研究除了使用限制坐姿使用資料進行坐姿分類模型訓練以及評估初步的分類結 果,並透過實際座椅使用情況資料,再次檢視此智慧椅墊在實際使用情形下,亦能有 良好的做姿分類表現。透過智慧椅墊設計實驗與特徵選擇實驗,本研究完成一智慧椅 墊,使用少量的感測器與基礎的物聯網開發板,降低了硬體成本,達成良好的坐姿分 類表現。
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    養殖漁業的水質監測系統
    (2016) 王俞翔; Wang, Yu-Hsiang
    近年隨著地球人口的增加食物產量已經無法再滿足人們了,漁業和水產養殖促進糧食供應很大一部分,水產養殖是指飼養,飼養,和動物和植物的所有類型的水的環境中,包括池塘,河流,湖泊和海洋收穫。 根據FAO(Food and Agriculture Organization of the United Nations) 聯合國糧農組織研究指出全球的養殖漁業在2010產量已經超越了捕撈漁業,但養殖漁業者仍面臨到許多挑戰,其中最主要就是成本問題,包括了飼料、電、水等,水產飼料的用量通常是由經驗豐富的水產養殖戶決定,飼料撒放過多不但造成不必要的成本浪費,也會讓水質環境造成惡化影響,魚成長不完全、環境惡劣導致食安問題,這些都是養殖業者現在面臨最大的課題。 本論文主旨在提出了一個水質監控系統幫助養殖漁業控管成本,我們可以依照目前的水質感應數值去預測未來水質走向,像是Oxidation-Reduction Potential (ORP)氧化還原電位, potential Hydrogen (pH)酸鹼度,基於預測的水質,並建議用戶調整他們的飼料用量,在還沒到達一定惡化標準前,會先採取行動,可以替養殖業者省去不必要的成本開銷。
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    低濃度室內環境氨氣偵測儀器原型機之開發
    (2018) 張顓鵬; Chang, Chuan-Peng
    本實驗搭配由國立交通大學光電所所提供的氨氣傳感器元件與Arduino 一並使用,建立低成本的可攜式環境氨氣偵測儀,分析學校廁所周圍的環境氨氣濃度;並架設氨氣濃度生成系統作為實驗室內各濃度氨氣來源。由交大光電所所提供的氨氣傳感器元件是由有機半導體作為傳感器主要的感應材料來進行氨氣的感測,當有還原性氣體通過時,會吸附在表面上並造成半導體的背景電流下降,由量測電流下降的幅度推算氣體濃度。原型機的建立主要分為架構部分與氣體管線部份,透過 Arduino 程式控制電磁閥與收取類比訊號的功能來儲存訊號並分析。實驗一開始先進行氨氣生成系統的建立,透過標準氨氣氣體鋼瓶與質量流量控制器來調整至所需的氨氣濃度,並使用衝擊瓶將氨氣通入水中量測 pH 值變化來記錄實際生成的氨氣濃度,之後完成原型機的組裝並進行測試與實際採樣分析。視傳感器元件的狀態,目前能夠偵測到濃度低至 100 ppb 、高至 2500 ppb 的氨氣。實現以低成本與低技術要求完成室內氨氣濃度分析的功能。日後藉由Arduino 的擴充可能性與便利性,能夠做到無線傳輸的功能,實現實時大範圍即時環境監測,建立雲端監測網。