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國立臺灣大學理學院暨凝態中心

99 年度邁向頂尖大學學術領域全面提升計畫書

99 年 1 月 12 日

目錄壹、學院現況之自我分析及評估 ..................................................................................... 1

1.1 學院簡介 ................................................................................................................... 1

1.2 教學及研究現況 ....................................................................................................... 3

1.3 未來願景 ................................................................................................................. 12

1.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................... 13

1.4.1 本院優劣勢 ..................................................................................................... 13

1.4.2 克服方案 ......................................................................................................... 14

貳、增進研究能量 ........................................................................................................... 15

2.1 計畫目標 ................................................................................................................. 15

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................. 17

2.3 執行時程 ................................................................................................................. 22

2.4 經費需求 ................................................................................................................. 22

參、改善教學品質 ........................................................................................................... 24

3.1 計畫目標 ................................................................................................................. 24

3.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................. 24

3.3 執行時程 ................................................................................................................. 28

3.4 經費需求 ................................................................................................................. 28

肆、推動國際化 ............................................................................................................... 29

4.1 計畫目標 ................................................................................................................. 29

4.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................. 30

4.3 執行時程 ................................................................................................................. 31

4.4 經費需求 ................................................................................................................. 31

伍、凝態中心研究計畫 ................................................................................................... 32

5.1 計畫目標 ................................................................................................................. 32

5.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................. 32

5.3 執行時程 ................................................................................................................. 33

5.4 經費需求 ................................................................................................................. 34

陸、產學與其他計畫 ....................................................................................................... 35

6.1 計畫目標 ................................................................................................................. 35

6.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................. 35

6.3 執行時程 ................................................................................................................. 35

6.4 經費需求 ................................................................................................................. 35

柒、經費需求總表 ........................................................................................................... 36

捌、執行管控機制 ........................................................................................................... 38

1

玖、績效評鑑機制 ........................................................................................................... 39

壹拾、理學院學術領域全面提升計畫經費分配表 ....................................................... 43

壹拾壹、理學院學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表 ........................................... 45

壹拾貳、凝態中心學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表 ....................................... 47

附件 ................................................................................................................................... 49

1

壹學院現況之自我分析及評估

1.1 學院簡介理學院包含基礎科學（數學、物理、化學、心理、天文物理）、地球科學（地質、

地理、大氣、海洋）、人文社會（心理、地理）等三學術領域，目前教師人數 227 人，

學生人數 3190 人，與職工 72 人（表一）。設有大學部、碩士班、博士班，分別為：數

學系、物理學系、化學系、心理學系、地質科學系、地理環境資源學系、大氣科學系；

三個研究所，僅有碩士班與博士班，分別為：海洋研究所，天文物理研究所與應用物理

研究所。

表一理學院師生人數統計

數學物理化學心理地質大氣地理海洋天文應物總計

教師人數 37 29 35 24 22 18 17 31 7 7 227

大學學生 242 296 289 317 172 159 191 - - - 1666

碩士學生 99 165 204 104 74 43 67 118 22 28 924

博士學生 35 155 195 62 49 25 27 41 7 4 600

理學院其組織架構如圖一，除了系所單位外，另外有九個研究中心：「全球變遷中

心」、「貴重儀器中心」、「颱風中心」、「氣象資源研究中心」、「台大數學科學中心」、「理

論科學中心」、「宇宙學與粒子天文物理學研究中心」、「資源與災害研究中心」與「空間

資訊研究中心」。其中貴重儀器中含有量測組與海洋探勘組，而量測組以國科會計畫支

持之貴重儀器中心運作；海洋探勘組則以海洋一號船隻的運作。除了上述單位外，另有

校級研究中心，奈米中心、量子科學與工程科學中心、梁次震宇宙學與粒子天文物理學

研究中心等，與學院運作有著密切關係。

圖一理學院組織架構

理學院

理學院院務會議

院長

理學院教師評審委員會

基礎科學領域數學系物理系化學系天文物理研究所應用物理研究所

地球科學領域地質系大氣系海洋研究所

地理系

研究中心全球變遷中心貴重儀器中心宇宙學與粒子天文物理學研究中心空間資訊研究中心理論科學中心台大數學中心國土監測中心資源與災害研究中心颱風中心

人文科學領域心理系

2

理學院的宗旨與發展的核心信念，即是「培育科學人才、追求學術卓越」。這些年

來，理學院教師同仁默默地肩負著全校基礎科學教育沈重任務，更積極追求卓越之學術

研究工作。除了教學與研究外，許多同仁更積極參與學術活動以及社會服務，特別是國

際社會的學術組織，充分展現理學院同仁對於追求學術卓越的衝力與對社會的關懷。

台大理學院在各領域中，不論於教學與研究都是國內龍頭，各領域研究方向都居於

前衛創新的地位，甚至在教學與教育政策上都有相當的影響力。各學術領域，呈現高度

的多樣性，特別在 21 世紀裡，跨領域研究與教學更是蓬勃發展。長期以來，台大理學

院一直是學生夢寐以求的求學環境，也是學術研究的重鎮。學院長久的發展，均是把持

這樣的理想在運作。各種課程與研究計劃中，都是以國家整體發展，社會需求與國際潮

流趨勢為依歸，計畫執行都為塑造與培養優秀人才為宗旨，使成為一個世界級研究中

心，成就了創造科學知識與推動社會發展的原動力。

臺大理學院擁有豐富的圖書期刊與最先進的儀器設備，其培育的高級科學研究人才

和科學教育、科技實務的工作人員遍布我國基礎科學、地球科學、人文社會科學等學門

的教學、研究與實務的各個單位。本院各系所已經成為無數熱愛科學的青年學生心目中

的科學殿堂，本院師生也以攀登科學高峰、為世界文明與人類福祉貢獻心力，為我們的

理想與責任。

台大理學院與社會國家間互動相當密切，畢業生有相當高的比例從事各領域的教學

研究工作，而且長久以來已經建立了各研究領域領導地位，所以本院堪稱是培養菁英科

學人才的搖籃，諾貝爾得主李遠哲教授畢業於化學系就是一例。本院畢業生多人入選為

中央研究院院士、美國國家科學院院士、美國工程學院院士與美國人文與科學院院士。

目前知名的華裔科學家與科學界領導人物，不論在國內或國外，只要是出身臺灣者，泰

半都是本院的教授或校友。本院畢業校友在工業界的服務表現亦非常傑出，例如現今最

耀眼的臺灣半導體工業，或領導臺灣研發工作的臺灣工業技術研究院中，另外對國內的

礦產調查與開採、工程建設、水資源開發與保育、環境保護等由地球科學學術單位的系

友們肩具重任，皆有重要貢獻。此外亦有師生投入工商業、文化、或推動環保運動等，

使學院與社會上各行業均有關聯。

另外，凝態科學研究中心為本校之跨領域之實體研究單位，近年來已有具體研

究成果，在學術領域全面提升方案中，合併於理學院之計畫一同執行。台灣大學為提倡

兼具學術及應用潛能之前瞻性凝態科學研究，加強跨院系和校際之密切合作，並發展跨

領域教學課程，以期培育具創新能力之科技人才，特設立凝態科學研究中心。凝態科學

中心編制研究人員現有十二名，其他有非編制人員，包括十五位博士後研究員，十位研

究助理，三十位研究生和三位行政助理。

3

1.2 教學及研究現況研究表現

多年來，理學院教師同仁默默地肩負著全校基礎科學教育沈重任務，更積極追求卓

越之學術研究工作，本著「培育科學人才，追求學術卓越」的核核心心信信念念，執行邁向頂尖

大學計畫，創造優質環境，延攬人才，追求卓越。計畫內容朝「頂尖研究」、「教學卓越」

與「國際化」三大目標努力。

這些年來，理學院教師同仁默默地肩負著全校基礎科學教育沈重任務，更積極追求

卓越之學術研究工作。除了教學與研究外，許多同仁更積極參與學術活動以及社會服

務，特別是國際社會的學術組織，充分展現理學院同仁對於追求學術卓越的衝力與對社

會的關懷。整體而言，理學院之學術表現，具體呈現在獲國內外院士榮銜數目、國內重

要獎項之囊括數量、SCI 期刊論文與引用數與擔任國際 SCI 期刊編輯委員的數量上、及

活躍的國際學術活動上（表二~三）；總體而言，各領域表現均為國內之龍頭，大部份領

域更已站上國際舞台(表四)，地球科學、物理與化學在 ESI 論文排名已經進入世界百大。

在世界大學排名與相關學術指標指數而言，理學院的學術表現，更是扮演舉足輕重之角

色，在 97 年中就有 7 篇頂尖期刊發表，而高引用論文篇數幾乎佔全校之四成以上(表五)。

同仁們更為執行邁向頂尖大學，追求成為世界一流大學時刻，理學院同仁莫不深覺責任

重大，尋求更佳之學術表現，協助台大於短時間內進入世界百大。

表二理學院教師人數與發表之 SCI 論文數量統計 (2009.11.11)年度 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008教師人數 264 205 205 203 214 218 222SCI/SSCI 510 533 596 722 640 746 844

表三、台大理學院 2003-2008 年 ISI 被引次數統計年份

系所名稱2003 2004 2005 2006 2007 2008 總計

數學系 156 98 151 50 27 10 492物理學系 1,704 3,019 1,797 1,477 1,112 347 9,456化學系 2,480 2,367 2,969 1,667 964 158 10,605地質學系 659 801 534 386 238 35 2,653心理學系 81 148 140 99 66 5 539

地理環境資源學系 134 66 10 21 7 9 247大氣科學系 126 124 175 51 49 10 535

天文物理研究所 0 0 0 9 6 0 15海洋研究所 622 243 349 152 153 13 1,532

全球變遷研究中心 1 0 0 0 0 0 1貴重儀器中心 299 173 558 142 67 15 1,254

宇宙學與粒子天文物理學研究中心

0 4 19 9 0 7 39

量子科學與工程研究中心

0 0 0 0 0 0 0

4

理學院（N/A） 5 0 1 1 3 0 10理學院總計 5,973 6,836 6,241 3,905 2,595 592 26,142

表四台大理學院與鄰近大學近十年分領域論文數及其排名 (2009 年 11 月 11 日)化學地球科學數學物理

文章篇數

世界排名

文章篇數

世界排名

文章篇數

世界排名

文章篇數

世界排名

東京大學 8,147 6(0) 3,005 9

(0) 936 43(+1) 14,545 4

(0)

京都大學 9,082 4(0) 1,664 35

(-1) 1,013 38(0) 8,019 10

(0)

東北大學 6,182 15(0) 1,209 63

(+4) 10,426 7(0)

首爾國立大學 4,075 36(-1) 870 99

(+11) 735 70(-1) 4,636 37

(+4)新加坡國立大

學4,501 30

(+1) 1,161 20(-1) 3,570 64

(+1)

墨爾本大學 1,589 216(0) 810 111

(+2) 510 132(0) 1,508 264

(-3)

北京大學 5,584 17(0) 1,496 39

(+7) 1,154 21(+3) 4,862 34

(+1)（北京）清華

大學4,626 28

(+1) 733 71(-3) 4,988 32

(+1)

香港大學 1,475 248(-2) 618 172

(+6) 592 105(-2) 1,289 315

(-4)

臺灣大學 3,731 38(+2) 898 95

(+7) 3,361 68(+3)

表五理學院之國際期刊（SCI、SSCI）論文發表數量統計

年份 2003 2004 2005 2006 2007 2008

論文篇數 533 596 722 640 746 844

高引用率論文 11 15 13 17 18 11

理學院在學術領域的表現，更對於台灣大學在國際與國內學術地位佔有極重要的貢

獻(相關資料表六、七)。相較於台灣大學其他領域，理學院的表現是絕對傑出，充分展

現理學院在過去的努力方向，是相當正確，並且成果豐碩。整體表現對照表列於表五，

數學系同仁的研究在臺灣數學界是十分出色的，並且逐年提升。

表六理學院同仁學術榮譽獎項統計 (2009.11.11)

年度 90 91 92 93 94 95 96 97 98

中央研究院院士 1

第三世界科學院士 2

行政院傑出科技獎 1 1

國科會特約研究員 1 3 1

5

國科會傑出研究獎 3 4 4 - 1 2 3

國科會傑出特約獎 - 8 3 2 1 1 1

吳大猷先生紀念獎 - 2 2 2 2 2 2 1 1

教育部國家講座 1 1 1 - 1 1 3 1

教育部學術獎 - 1 1 1 1 3 - 1 1

傑出人才講座 1 1 2 1 - 1 1 -

中研院年輕學者獎 2 1 1 3 2 2 1 1

註:：本院校友獲中研院院士 36 位、美國院士 6 位、諾貝爾獎 1 位

表七校園學術表現比較

指標項目台大理學院

Nature, Science (1996-2007) 20 13Highly cited Papers (1998-2008) 183 86# SCI and SSCI papers (2007) 4470 746教育部國家講座(1999-2008) 34 13

教育部學術獎(1999-2008) 30 9

傑出人才講座(1998-2007) 22 6

特約研究人員(1997-2006) 65 21

國科會傑出獎(1998-2007) 190 26

中研院年輕學者獎(1999-2008) 32 14吳大猷先生紀念獎(2002-2008) 45 13

過去數年理學院各單位獲教育部與國科會資助執行卓越與後卓越計畫計共十項，這

些計畫已經於今年度都完全執行完畢，使得理學院的學術研究更加茁壯(表八)。這樣的

計畫配合追求邁向頂尖大學之計畫執行，使理學院獲得比較合理資源，方能提升研究水

平。

表八理學院執行之十項卓越與後卓越計畫（全校共 18 項）

計畫名稱單位總主持人

華人本土心理學研究（含後卓越）心理系黃光國教授

宇宙學與粒子天文物理學（含後卓越）物理系黃偉彥教授

尖端材料的基礎科學研究（含後卓越）化學系彭旭明教授

新世代磁共振成像術之發展（含後卓越）化學系黃良平教授

人類認知、神經機制與社會運作的共建歷程心理系鄭昭明教授

6

亞洲大地構造運動與氣候變遷研究地質系羅清華教授

邁向頂尖大學計畫執行至今已經是第四年，理學院在各方面雖有不錯的表現，但同

仁們仍朝向超越自我的目標努力。面對挑戰，理學院依據學校規劃訂定五年中程規劃

書，以「延攬人才，強化教學；建構優質環境，追求研究卓越；追求國際化，提升國際

競爭力」的發展策略，擬定多項執行方式，作為未來五年的努力目標。執行方式包含系

所研究教學空間改善；增設研究單位或中心運作；充實研究設備與圖書資訊；增聘教師

人員，拓展研究與開創新教學領域，厲行再評估制度；與中研院成立策略聯盟，推展跨

國研究計畫；改進共同服務性課程，強化專業領域教學；延攬優秀學生，培養具科學宏

觀人材；延聘國際知名團隊與優秀研究人員；行政資源之強化等。期望理學院為台大、

台灣建構起優質學術平台，培育科學人才，共同追求學術卓越，一切努力朝向爭取亞洲

第一，邁向國際一流的願景。

研究現況

臺大理學院擁有豐富的圖書期刊與最先進的儀器設備，搭配優秀的研究人力，多年

的努力使成為我國基礎科學、地球科學與海洋科學等學門的研究重鎮。在研究方面除了

學院的跨領域合作外，與其他單位的合作非常密切，實務推動前衛的主題研究與實用的

技術研發。本院各系所已經成為無數熱愛科學的青年學生心目中的科學殿堂，作為追求

生涯的場所，使的學院在各領域上網羅甚多傑出學者，本院師生也以攀登科學高峰、為

世界文明與人類福祉貢獻心力，為我們的理想與責任，努力向前邁進。這些年來經由學

院全體同仁努力，爭取不少的研究經費藉以推展創新研究，雖然經費額度不如先進國

家，但是也讓同仁拓展了豐碩的成果。

各學系研究領域拓展如下：

● 數學：純數學(含分析、代數、幾何)、應用與計算數學、機率與金融數學、統計科學、

交換代數、非交換代數、數論與密碼學、幾何與拓樸、偏微分方程、計算與應

用數學、統計科學、幾何分析、量子極小模型綱領、量子同調環的不變性、相

變問題、平滑基底上之帶有對數極的晶格。

● 物理：場論與粒子物理、新穎磁性材料中奇異物理態、原子核與中能物理、原子分

子物理、天文物裡、凝態物理、雷射物理、光學、統計物理、流體力學。

● 化學：功能性材料之設計與合成、生醫化學與科技、分子構造與影像技術、胺基酸

長度對螺旋離子對、環境科學與永續化學的發展

● 心理學：社會科學、心智科學與生命科學三大學術範疇均衡發展，涵蓋認知、知覺、

人格社會、生理、計量、發展、工商、臨床、神經認知等心理學領域

● 地質：地震與活斷層、大地構造與環境變遷、地球物理、地球化學、地下水文與工

7

程地質。

● 大氣：劇變天氣與颱風、大氣環流與氣候、環境變遷、傳統氣象學，逐漸拓展至天

氣學、大氣動力、氣候學、數值天氣預報、大氣物理化學。

● 地理：區域及都市研究、地形景觀、地理資訊管理。

● 海洋：海洋資源與環境、大陸礁層、海洋生態與漁業、南海區域海洋科學、水下地

聲研究、海洋生態系統。

● 全球議題：國際海洋鑽探、國際大陸深鑽計畫、國際海洋全球變遷、古環境變遷、

東南亞地體動力研究、黑潮發電，水甲烷能源開發等

歷年來研究論文發表情形如表九。

表九理學院各系所中心 SCI、SSCI&EI 期刊論文統計

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

數學系(所) SCI/SSCI 23 26 31 42 43 29 43 52

物理系(所) SCI/SSCI 182 166 153 234 224 203 244 281

化學系(所) SCI/SSCI 187 213 202 201 266 238 251 261

地質系(所)

SCI29 33 43 39 62 65 67 97

心理系(所) SCI/SSCI 6 20 22 17 43 27 33 43

地理系(所) SCI/SSCI 3 3 4 6 4 8 10 15

大氣系(所)

SCI 20 12 13 18 25 18 31 37

海洋所 SCI/SSCI 41 34 56 37 48 45 68 52

天文物理所

SCI/SSCI 1 2 13

院級研究中心

SCI 28 22 32 25 19 38

8

重要研究成果

數學：對有對稱性不可壓縮的 Navier-Stokes 方程排除掉第一類奇異點的可能

性。在 biratinal geometry，證明量子同調群的不變性。在 Liouville type 的

平均場方程，發現非線性方程和古典 Lame 方程以及數論上的關連等研

究均有重要成果。

物理：臺大高能團隊參與日本高能加速器研究機構（KEK）的 B 介子工廠 Belle

國際合作實驗，發表了 Nature 重要論文。在雙光子螢光顯微生物成像

技術，對於探討生物物理現象做出貢獻。中高能理論方面，在弦論與

粒子物理現象學的研究上，均得到國際媒體的報導。金屬與 ZnO 的混

合奈米材料棒可大幅增加 band gap emission，第一次發現 InGaN/GaN

多重量子井的光電特性，以及奈米粒子在絕緣體基底上的製備與集體

磁性行為耦合機制。

•化學：金屬導線、高分子合成、掃描式穿燧顯微技術、理論等領域所發展的

單分子導線、仿生自組裝高分子的研究、環中環分子於分子開關應用、

分子辨識系統、以及化學反應動力學的研究，在國際上皆屬相當認可

的領域。光電製程研發中心，具備製作固態光電元件的基礎設施。染

料敏化太陽能電池」的運作原理，發展新型太陽能電池(有機薄膜太陽

能電池)若配合高分子傳導層，將更具輕薄，具永續能源的應用目標；

分子辨識計畫執行，探討分子性質與掌控分子間相互作用的物理化學

現象（期刊名稱：ChemComm 刊登日期：21 October 2009 期數/卷

數：39 頁數:5769-5924 ）。積極地嘗試具發展潛力的合成方法並往

生化領域深耕，乃得以逐漸推展規劃的研究課題。

心理：華人本土心理學研究、心智歷程的神經基礎研究、老人心理學研究、

兒童情緒與認知等均屬備受注意的研究團隊。神經認知科學領域開發

計畫，旨在台大心理系建立心智生物基礎(Biology of Mind)的研究能

力。初期目標在於提升本系神經認知科學相關領域的實驗場所及設

備，為支援臨床心理學及生理心理學對於正常及異常行為的神經認知

基礎研究，設立神經生物與認知科學研究中心—人類認知研究室，可

進行神經與精神疾病患者的心智能力研究，研究人類認知與行為的核

心實驗室，以供心理學、語言學與其他相關領域探討神經或精神疾病

的患者各項心智功能的病理狀態與復原機制之用。

地質科學：利用珊瑚重建超級地震周期、定年技術、災害性地震預警系統、

地殼深處無機環境中生命之研究、亞洲大地構造運動與環境變遷

研究等均有重要成果，呈現於傑出期刊，深受國際重視。地質生

9

物學快速篩選、分析所得標本的微生物數量及多樣性、發展重點

朝向多元化及深度化之進展；同時，延攬國際知名構造地質大師

Professor John Suppe 主持新期構造作用與地震地質研究。

大氣科學：颱風及梅雨特性的研究團隊是國際知名，研究成果深受重視。美

國太空總署更專文報導，本校在熱帶氣旋研究與颱風研究的能力

與成果。

地理科學：土地利用/覆蓋之變遷與國土監測、社會變遷與產業轉型之空間研

究、人類安全、賦權與永續發展之焦點主題，成為地區研究特色，

以配合國家政策發展。研究著重於 GIS 之應用，進行國土變遷監

測與研究。

海洋研究：海研一號研究船平均每年出海超過 220 天，為全國各大專院校及

其他學術單位提供之海域觀測能力，在國際合作探測計畫中也令

國際海洋學界側目，此外，在全球暖化下生物多樣性方面之研究

成果，亦榮登傑出期刊多篇。

教學--強化教學、提昇教學品質及學生素質

台大理學院是培育高級科學研究人才之重要學府，因此延攬國際一流人才來校進行

研究與教學，藉以改善教學環境現況，提昇學生學習興致，拓展學生視野，強化學生在

基本科學思維與精神的素養；同時開創新學習領域，使與世界潮流同步，提高學生學習

的空間與機會，務期讓學生的訓練達到世界一流，方能展現其所長，有效提升本校學術

水準與研究品質，與對社會服務的能力。

本院努力於重新規畫課程結構，建立學習目標，課程資料與目標，配合學校建立課

程地圖，藉以提昇教學品質。課程設計融入新穎課題，使能融合前沿科學知識於教學中，

方可保證學生獲得最新與最紮實的知識與思維訓練。理學院 94-97 學年度各系所開授課

程數(表十)。建立最前沿的資訊網，網路環境建置，課程內容的更新，更新圖書資訊設

備，完成增設導覽系統，使資訊更流通。開設專題，藉以培養領導人才。實驗課程的重

新定位，與實驗課程內容修訂與儀器設施更新，也是重要目標。

自信心與領導力訓練藉由專題學習中傳承，加強學生的各項能力，我們得到的是台

灣最菁英的學生，就應該施予最菁英的訓練，除了專業知識外，也對國家社會認同，具

有團隊工作之信念，讓他們團體互動與自我認知中，成為傑出的領導者。此外，本著培

育我國基礎科學人才之信念，本院與生命科學院持續推動「基礎科學人才培育計畫」，

針對資優同學施予訓練，以培育未來科學人才。這樣做法可以使學院成為培養精英之場

所，同時建立起優質的一種文化。

10

表十理學院 94-96 學年度各系所開授課程數

系所 94 學年度 95 學年度 96 學年度 97 學年度

數學系 182 184 176 182

物理系 317 313 274 324

化學系 486 431 507 503

地質系 163 152 245 239

心理系 186 192 271 228

地理系 132 133 152 163

大氣系 83 95 140 119

海洋所 129 123 142 141

天文物理所 22 16 22 38

應用物理所 - - - 17

合計 1700 1639 1929 1954

理學院各系所除執行專業教學，培育各專業領域科學人才外，更肩負著校園基礎科

學教學任務。因此，同仁們秉持「堅實的基礎科學訓練，方為卓越學術研究的基礎」信

念，除積極追求各專業領域教學之改善外，更積極投入校園共同基礎科學教育之規劃與

執行。總體而言，各系所之專門領域之課程與實驗均逐步進行改善，在 2-3 年的計畫執

行中將可以完成整體更新的計畫。不過教學的改善是需要持續的，在目前科學進步神速

的時代中，大學的授課內容的更新也要跟上步調。在共同課程教學上仍需要更快的執

行，方能有顯著的改善。特別是數學系、物理系、化學系、心理系等系所教師除了系所

專門課程外，平均每一學期需要負擔 3-4 小時的基礎科學課程 (表十一)，與世界一流大

學的教學現況相去甚多，沈重的教學負擔嚴重影響研究表現，因此理學院在教學改善方

面，將持續朝向下述目標努力：

1. 基礎課程採用大班授課小班輔導與實驗學習策略。

2. 增加高階基礎科學課程與通識課程的開授。

3. 鼓勵跨領域學程之開設，符合時代需要。

表十一理學院 95-97 學年度共同服務課程開班統計

課程名稱95 96 97

班次選課人數班次選課人數班次選課人數

微積分 79 6025 75 6525 66 6037

普通物理學 55 3140 51 3169 53 3250

分析化學 10 908 8 814 11 934

11

有機化學 16 1513 12 1446 16 1555

普通化學 29 2947 22 2960 33 3071

普通心理學 18 2201 16 1842 13 1546

合計 207 16734 184 16756 192 16393

過去延攬 11 位國際知名學者擔任特聘研究講座或特聘講座到院服務，包括：美國科

學院院士 Professor John Suppe（地質）；中研院院士林長壽教授（數學）、朱時宜教授（物

理）、陳長謙教授(化學)、張啟光教授(化學)、鄧大量教授（地質），以及國際知名學者崔

章琪教授(物理)、Stuart Parkin(物理)、盧志遠教授（物理）、江台章教授(物理)等，強化

師資。此外，本院（含凝態中心），過去一年中，成功延攬 11 位新進教師，強化師資。

另外，本院（含凝態中心）共有 45 位教師獲聘特聘教授，17 位獲頒台大講座榮銜。

環境對於學生學習成效與教學效果都有很大的影響，理學院的心理系與地球科學空

間需求是目前全院面臨之最大困境，心理系側館仍未規劃，地球科學相關系所館舍老

舊，未能獲得改善，雖有規劃，但是礙於經費籌措不易，致使建築案仍未執行。另外，

本院同仁亦積極推動跨領域學術活動，成立跨領域研究中心，然全院缺乏轉置空間的機

制，無法滿足發展的需要。校舍老舊的設施，因此老師無法使用較佳的教學方式來呈現

知識內涵與概念。此外，教室更新設備達到 e 化目標，絕對可以提升教學品質。因此 96

年度計劃之主要目標將針對系所作全面性更新與改善，藉以提升教學的品質。目前學院

所屬各系所之教室整修與 e 化大都如預期完成，不過由於經費不足全部更新，仍需要在

未來年度中編列經費逐一完成改善。

執行基礎科學課程（微積分、普通物理、普通化學）改善計畫(表十)，積極聘任教

學助理，改善實驗設備，統整教材，推動「大班教學、小班輔導」計畫，強化基礎科學

課程品質。由於校園共同基礎課程屬全校性，因此，這些共同基礎科學課程（如：普通

物理、普通化學、微積分、普通心理學）之改善計畫另由教務處直接支助，本計畫經費

僅以配合方式，補助相關改善計畫。學院召開共同科學課程教學會議，商討改進方案，

並向教務長簡報後，擬具方案經教務處補助執行。

98 年度教學方面重要績效：

1. 完成校級「科學教育發展中心」，統籌校內外資源，精進科學教育。

2. 新增基礎物理實驗內容與近代物理實驗內容。

3. 物理系教材 e化，成立物理系網站之教學文件交換區，以 Flash 繪製動畫供普物

課程使用以加深學生對物理公式及現象的了解。

4. 普物實驗室網頁建置雛型完成含普物實驗室介紹、示範實驗 DEMO 等，並建置生

12

醫類普物實驗網頁。

5. 成立化學生物實驗室，以提供學生更優質的實驗研究環境。

6. 心理教學空間重整以改善教學環境。

7. 大氣科學領域之「天氣動力」與「大氣應用」兩領域課程內容實作之落實。

8. 完成遠端視訊會議方案來達成類似 T-PARC daily weather briefing 功能，做為不同研

究領域整合討論。

9. 「海洋環境概論」通識課程改善：收集資料及拍攝時景並製作成教學檔案提升

教學品質。

10. 藉由通識課程講授心靈的環保，甚得學生的認同。

11. 「學術寫作實驗室」專案計畫，協助同學繕寫英文論文。

12. 持續執行基礎科學課程改善計畫、基礎科學資優生人才培育計畫。

13. 為培養新一代的數學素養，本院數學系成立丘成桐中學數學獎。

1.3 未來願景台灣大學為全國首善之研究學府，培養具有科學素養的人才是責無旁貸的責任。值

此追求頂尖大學之際，實有必要積極規劃改善目前教學現況，藉以提昇學生學習水平，

為各領域培育具有基礎科學素養的優秀人才，強化基本科學思維與精神，使其能發揮所

長，以有效提升台灣論文之品質與國際學術影響力。如衡量台灣學術環境條件與理學院

同仁們的努力程度，以亞太地區的名古屋大學、大阪大學，美國加州大學 (UC San Diego)

作為五至十年內追求之目標，應該是適切的選擇，不過需要更多制度與資源的支助，以

及長時間的努力方有機會。雖然台大理學院諸多領域之學術論文均比墨爾本大學排名為

前，但是整體學術在全球影響力，如 Nature Science 發表，與論文影響指數，仍顯劣勢，

因此短期內在頂尖期刊發表上仍要以墨爾本大學為追求目標，而國際化的指標要以新加

坡為模仿的標的。

藉由計畫執行，來打造理學院為國際上耳熟人詳的學術重鎮，各個領域均能如化學

與物理領域在論文發表上、在國際排名上進入百大行列，而且要在各次領域中，有十個

領域楊名於國際。

本院的發展優勢在於以基礎科學專業領域發展，基礎科學之研究與教學的角色做最

大的發揮。過去於學術的表現在台大整體中獨占鰲頭，尤其是以 Nature，Science，SCI

或 SSCI 期刊發表數目，獲得重要獎項之人次均是校園中表現最傑出的單位(參見表七)，

不過理學院要躍升國際舞台仍須多方努力。

1. 空間需求是目前全院面臨之最大困境，心理系側館仍未規劃，地球科學園區的整體工

程迄今仍未能獲得興建，新興設立之跨領域研究中心所需空間，仍待尋覓；因此空間

13

仍顯不符需要，將影響進一步之發展。

2. 理學院之教師教學負擔極重，但是研究表現在全校甚至國內均屬佼佼者。理學院在基

礎科學的教學上，教師教學負擔極重。特別是數學系、物理系、心理系、化學系等系

所教師需要大量提升、同時建設足夠的大教室，方能應付基礎科學的教學需求。

3. 高級研究人力與技術人員的支持不足，對於重要儀器之運作維護、專業行政人力支

援，特別是國際化的協助更是無法使院之運作達成目標。

4. 貴重儀器的需求採購無法與研究工作推展適時配合，儀器經費不足，採購時程費時。

願景:

1. 爭取思亮館空間改善與改建、地球科學樓與心理系側館之籌建，以有效改善空間需求。

2. 共同服務性課程，持續落實「大班教學、小班輔導」教學方案。

3. 充足研究經費，協助各領域邁向國際一流，提升各領域國際學術影響力。

4. 推動跨領域合作與新領域開發，提升論文品質，追求 SCI 論文發表數年增率。

5. 強化行政效率與技術人員支援。

6. 落實國際化措施，延攬國際學者來院講學，讓校園成為國際化的學術空間。

7. 短程目標：科學學術表現趕上亞太地區日本的名古屋大學、大阪大學或者美國加州大

學的 San Diego 分校，而國際化制度希望追及 Natl. Univ. of Singapore。

8. 成為國內基礎科學教學相關議題的領導者。

1.4 發展面臨之問題

1.4.1 本院優劣勢

優勢

1. SCI 期刊論文發表數，Highly cited paper、Science、 Nature 論文數逐步成長。

2. 各領域的 ESI 論文排名提升。

3. 同仁屢獲國內外重要獎項，顯現研究成果有成。

4. 悠久的歷史與名聲仍具有影響力。

劣勢

1. 心理系與地球科學空間需求是目前全院面臨之最大困境，心理系側館仍未規劃，地

球科學相關系所館舍老舊，未能獲得改善，雖有規劃，但是礙於經費籌措不易，致

使建築案仍未執行。另外，本院同仁亦積極推動跨領域學術活動，成立跨領域研究

中心，然全院缺乏轉置空間的機制，無法滿足發展的需要。

2. 數學系、化學系、物理系與心理系之教師教學負擔極重，理學院在基礎科學的教學

上，雖積極延攬專任與兼任師資，然而實際需要擔任共同必修課程與專業課程的人

數很大，因此仍有極大改善空間。特別是數學系、物理系、化學系、心理系等系所

14

教師除了系所專門課程外，還需負擔共同必修課程教學，平均每一學期仍需負擔 3

小時，所以會影響到研究的推展，更影響了系所本身的專門課程教學需求。

3. 薪資結構之不完善與環境支援之不足，影響頂尖人才之延攬，甚且擔心被挖走人

才，實際上心理領域就出現此現象，另外也影響到延攬新進人員。

4. 高級研究人力與技術人員的支持仍顯不足，對於重要儀器之運作維護，影響甚巨；

由於人才難覓，不足之專業行政人力支援，影響本院達成國際化目標。

5. 貴重儀器的需求採購無法與研究工作推展適時配合，儀器經費仍顯不足；又，囿於

法規限制，設備採購費時，明顯跟不上發展速度。

6. 教學發展之困境：共同服務性課程師資仍不足、教學實驗設備仍需更新，「大班教

學、小班輔導」政策之推行，影響教學成效，雖然推行數年，但是還需持續檢討改

進；學生實驗技術與科學素養有待加強，特別是學習態度更要加以調適。

1.4.2 克服方案:

1. 爭取地球科學大樓與心理系側館之籌建為首要目標，思亮館空間改善作為轉圜空間

為次要目標，以滿足空間需求。

2. 「大班教學、小班輔導」教學方案已經推展四年，經檢討後，認為這樣做法，值得

持續，以有效減輕教師教學負擔。

3. 研究經費的再充實，改善教學研究設備。

4. 國際化措施需要持續，行政效率與技術人員支援與國際接軌。

5. 國際化的聯繫與關係維持仍要加強。落實國際化措施，延攬國際學者來院講學。

學院計畫係以 3 年為階段，於 97~98 年度執行第一、二年，第三年將依相同之計畫目

標執行。唯前二年執行成果作修正，而且各分項計畫亦有多年期計畫，其執行與評估，均

將依相關辦法評鑑與修正。

15

貳增進研究能量

2.1 計畫目標在學術領域全面提升方案中，理學院將以世界研究潮流的發展，學院評鑑結果之建

議與學院現況為依據，擬定三年的發展方向，積極尋求創新的研究，建立國際水平之研

究，成為國際上認可的研究團隊，使台大的名聲得以為眾人所仰慕。執行第一年成果如

報告。理學院在學術領域的表現，對於台灣大學在國際與國內學術地位上佔有極重要的

貢獻，逐漸步入世界水平。例如：物理學領域的研究表現，由 1998 年至今每年 SCI 出

版的數目已逐年增加且跟上世界一流大學，今年已經排入全球第 71 名；化學系與國外

大學相較水準亦屬相當，從 SCI 論文發表總數比較，名列世界第 39 名，較去年又進步 2

名；地球科學名列世界第 39 名，近於百名之列。

學術全面提升計畫執行以來，本院研究成果表現十分亮眼，分別在：

》SCI 論文上：

(1) 國際期刊論文維持一定領先水準，自執行邁頂計畫來論文數持續增長，2006 年 640

篇，2007 年 746 篇，2008 年 722 篇，本年度截至 2009 年 11 月止，已有 722 篇 SCI

期刊論文發表，全年上看 800 篇。

(2) 高引用力期刊論文數成長為 86 篇（台大：183 篇），成長速度顯著 [1998-2008]

》頂尖期刊論文：

2008 年中有七篇頂尖期刊論文發表分別為：(1) 物理系高能物理團隊解開宇宙反

物質消失之迷，並參與日本高能加速器研究機構研究論文發表於 Nature 期刊 (2) 海

洋所謝志豪助理教授參與的國際團隊在四月號 Nature 期刊發表 (3) 地質系鍾孫霖教

授、林立虹助理教授、沈川洲副教授參與國際團隊分別探討地殼生成、地底生物與南

亞海嘯等議題發表三篇 Science、Nature 期刊論文 (4) 地質系陳宏宇教授、宋聖榮教

授與國際團隊合作分別探討台灣地區侵蝕作用對碳封存與車籠埔斷層作用議題﹐發表

二篇 Naure_Geoscience 論文。唯 2009 年學院同仁未能有頂尖期刊論文發表，甚為遺

憾。

》傑出研究成果：

本院同仁學術表現，獲頒國內外重要獎項者眾，深獲肯定：數學系王金龍教授獲

頒教育部第十三屆國家講座，化學系陳俊顯教授、邱勝賢副教授與地質系吳逸民副教

授榮獲國科會 97 年傑出研究獎，心理系曹峰銘助理教授獲頒 2009 年國科會吳大猷

獎，物理學系蔡定平教授榮獲「2008 年侯金堆傑出榮譽獎」，化學系方俊民教授榮獲

教育部第 53 屆學術獎，地質科學研究所陳乃禎同學榮獲美國地球物理聯合會傑出論

文獎，化學系彭旭明教授及周必泰教授當選英國皇家化學會會士 Fellow of Royal

16

Society of Chemistry，化學系方俊民教授榮獲永信李天德醫藥基金會「第四屆卓越

醫藥科技獎」，陳副校長泰然(本院大氣科學系專任教授)榮獲第一屆美國紐約州立大

學奧本尼分校傑出校友獎殊榮，數學系夏俊雄助理教授榮獲建大文教基金會年輕金玉

學者獎，化學系王瑜教授，榮獲第二屆臺灣傑出女科學家獎，陸天堯教授榮獲日本學

術振興會(JAPAN SOCIETY FOR THE PROMOTION OF SCIENCE) JSPS Fellow。

•重要研究成果獲刊國際肯定，有助提升本校國際學術地位。其中有：海洋所謝志

豪助理教授研究海水魚類記錄環境變動的衝擊榮登 NatureHighlights(期刊名稱：

Climate-driven changes in abundance and distribution of larvae of oceanic fishes in the

southern California region 刊登日期： Sep 2009 (published on-line in April 2009) 期數/卷

數：15 頁數 2137-2152)；地質科學系副教授吳逸民研究完成災害性地震預警系統，可

搶在震波擴散到各地前的十到三十秒發布警報，警告民眾應變，降低傷亡和財產損失;

大氣系林依依副教授熱帶氣旋研究被美國太空總署專刊報導(I-I Lin, Chi-Hong Chen,

Iam-Fei Pun, W. Timothy Liu, and Chun-Chieh Wu, Warm Ocean Anomaly, Air Sea Fluxes,

and the Rapid Intensification of Tropical Cyclone Nargis (2008), Geophysical Research

Letters, 36, L03817, doi:10.1029/2008GL035815, February 2009.(SCI: 2.744). [ PDF] [NASA

press release 1] [NASA press release 2] [NTU press release] [NTU English press release 1]

[NTU English press release 2] 。

邁向頂尖大學研究計畫，第五年執行作法上與先前模式相似，以各學術領域的基礎

建設與拔尖研究兼顧式並行，以分別改善或創新各系所專業領域的推行，特別期望在教

學課程上與環境能有更佳的呈現。拔尖研究上，則望向新興及開創突出領域開創，使各

領域的發展，能與世界潮流並行。因此計畫之執行，確能強化理學院各系所的根本，增

加更深厚的研發能量，朝各研究領域成為世界的重要研究中心。

95 年度中，經校方已訂出相關辦法後，本院隨即於 95 年 2 月 16 日成立策略發展委

員會討論全院之因應措施。商討全院推動之原則與做法，草擬「國立臺灣大學理學院卓

越學術推動小組設置要點」，此辦法於 95 年 3 月 9 日 94 學年度第三次院務會議通過，

且於 95 年 3 月 21 日第 2125 次行政會議討論修正通過。推動小組下設諮議委員會、策

略發展委員會、行政業務執行小組與管控小組，統籌全院在「邁向頂尖大學計畫」之運

作。

「邁向頂尖大學學術領域全面提升計畫」將邁入第五年，整體而言計畫執行目標仍

與理學院發展規劃之中長程計畫目標一致，僅在推行上針對個別計畫與研究主題提出階

段性需求與修正。自 95 年起，理學院在教務處學術領域全面提升計畫與國際事務處「國

際化」計畫方案下，針對改善教學、研究卓越、優質環境與國際化等四大方向作計畫規

17

劃。在 98 年度中，本院在各項指標上，仍維持相當優異之成果，無論在建置優質平台

環境、培育基礎科學菁英與追求卓越學術表現上，均為國內各領域的領導者。在追求「研

究卓越」方面，以 35 %左右之經費，並以配合款方式支持符合世界潮流之前瞻研究為主

軸；「優質環境」之改善，優先補助新聘年輕優秀教學研究人員之新興領域創辦，以有

效增進理學院的研究能量，這方面的經費每年約佔全部經費的 25％；以 30％之經費，

補助各系所「改善教學」，傳統領域與高階教學的改善並重，主要項目包含教室設備更

新、學程建立、教材研發等。此外，亦規劃 10％之經費，推行「國際化」補助師生出國

開會、移地研究、師生交流、英語環境建置等措施。這樣的平衡推展，使得學院在各方

面都能有即時支助而突破瓶頸、開創新局，將更精采的研究成果呈現於世界，踏足於國

際。

潮流趨勢所趨，人類面臨為題，所引發的研究領域可區分四大區塊:環境、能源、醫

藥與奈米材料等大方向，此四大方向為各國政府推展的目標。雖然涵蓋領域甚廣，但是

基礎的研究課題上都與學院主要系所的研究方向有共通性。學院就目前各領域中具備有

國際水平的研究群，與具備有潛能的領域作出選定與評估，依據研究的規模，做出適當

規劃，建議提請研究計畫的規模與方式，並給予適當配合來爭取計畫的補助。

另外，今年計畫將同時推行學院未來五年中程計畫的執行。以未來 5 年可突破之研

究領域玩藍圖，包含高能物理、天文物理探索、分子影像檢測與應用、東南亞環境地質、

地震研究、水域中生物個體食物鏈動態研究，全面推行相關研究。

人文社會：心理系與地理系對於區域與文化變遷相關議題之研究，已有相當基礎，

亦將加強規劃與執行，另有相關計畫因應。

特定計畫目標：分子辨識系統研究拓展使成為舉世注目的中心，提升礦物岩石學教

學品質，增強氣膠光學特徵及大氣輻射觀測站量測功能與人工增雨燄劑先驅開發，創傷

壓力與心理研究量測標建立與學理研究，全球化地理學：領域、流動、治理的探討成果

更明確，宇宙學與粒子天文物理學研究中心與理論中心持續運作。

上述領域在理學院中已經都有對應的方案在不同經費支持下，執行其研究計畫，而

在邁向頂尖大學計畫中，學院的策略委員會與諮議會由較具潛力且需要由學術領域全面

提升方案中擇適當主題給予支持。

2.2 執行策略與執行方案執行「邁向頂尖大學計畫」，仍依據本校「邁向頂尖大學」相關計畫工作辦法，成

立國立臺灣大學理學院卓越學術推動中心，推動計畫工作，以提昇基礎與地球科學領域

18

學術表現。本中心邀請校內外七位知名學者組成設諮議委員會，審議考核計畫之執行；

並由各系推薦委員設置策略發展委員會，參考單位評鑑意見與發展方向，提出計畫策

略，並成立執行小組負責相關業務之推動。經由 98 年 10 月 22 日策略發展委員會決議，

下年度計畫方向如原規劃，唯經費在專業領域提昇項經費為 25％作法執行，學術研究提

昇 45％，新興領域與新進人員補助 25％，學院管控 5％。

在學術領域全面提升方案，理學院的具體做法是針對教學、研究與國際化等三大方

向區分為「專業領域提昇」與「學術研究提昇」兩大計畫經費運用。

在「學術研究提昇」項下，以現有資源現況下，規劃支持卓越且能立竿見影，並且

符合上述走向世界潮流之前瞻研究計畫，且以配合未來五年中程計畫的執行，經費模式

支持以配合款為優先考量，對於持續性的計畫執行仍採支持補助模式。方式是此經費要

善用於符合尖端研究，由相關主持人研提計畫，或將透過諮議委員會直接遴選審查，給

予支助研究經費。另外補助延攬新聘(進)優秀教學研究人員在上述新興領域創辦上，給

予優厚的研究經費，藉以增進理學院的研究能量。這樣三方向的推展，可以使學院在各

研究領域中重要議題能有即時支助而突破瓶頸，開創新局，如此方能使更精采的研究成

果呈現於世界舞台上。

2.2.1 「學術研究提昇」--尖端研究配合未來五年中程計畫執行

「學術研究提昇」：經費使用原則採集中支持卓越之計畫，且以配合經費模式支

持為優先考量。又針對系所新成立新興領域而延攬新聘(進)優秀教學研究人員，使系

所整合更落實，推動前瞻性與創新性之研究，可更提升學術研究基礎之計畫也是此部

份支持重點。今年度更要以支持未來五年中程計畫中可突破之研究領域，給予優先補

助。

作業方式:由本院「推動邁向頂尖大學工作小組諮議委員會」審查核定計畫優先

補助順序與經費。對於新興領域之優秀人選，由學院主導補助其新興研究設備的建

立，使各系所的延聘優秀人才能夠順利創立實驗室，並且順利展開研究工作，使新領

域發展得以開拓。

鼓勵學術研究、促進學術成果發表之措施是理學院既定目標。理學院在「學術研

究提昇」計畫經費運用上，審查支持原則如下:1. 強化重點與新興領域的發展，並符合培養年輕優秀學者。

2. 具有潛力之研究主題。

3. 未來五年中程計畫規劃之可突破之領域。

4. 其他配合經費與主持人及執行計畫人員之能力。

19

5. 參考其他經費補助情形。

本年度預定執行「學術研究提昇」重點方向如下：理論科學研究、分子辨識研

究計畫、大氣化學方面之專業研究計畫、神經認知方面之專業研究計畫、加強國際合

作研究與交流提升在區域地理研究成果計畫、地質生物探討、造山運動與地震地質、

環境變遷與綠色能源開發利用等。分述如下:

分子辨識系統的設計、應用及主客間作用力的定量探討—從小分子的辨識到醣類

受體蛋白之生物標記。這是三年計畫中的第三年，執行成果豐碩。連同去年的著作發

表，總計 73 篇 SCI 論文，其中 9篇發表於化學界最頂尖的期刊(JACS 與 ACIE)。張煥

宗教授榮獲台灣大學特聘教授(97-100 年)。陳俊顯教授榮獲國科會 97 年傑出研究獎。

邱勝賢教授榮獲國科會 97 年傑出研究獎，邱勝賢教授獲日本化學會頒發 The

Distinguished Lectureship Award，2009 亞洲化學聯盟(FACS)傑出青年化學家獎，

第七屆有庠科技論文獎(綠色科技)。邱勝賢教授之論文"在無溶劑條件下合成歷史上

最小的車輪烷分子"獲 Nature 雜誌專文介紹，邱勝賢教授研究 Daisy Chain，獲選英國

化學通訊雜誌(Chem. Commun.)期刊封面。汪根欉教授在 JACS 發表利用銅催化 click

chemistry 建構表面圖案，受國際矚目，獲得美國化學與化工雜誌(C&EN)的撰文報導

分子辨識系統有兩大設計上的重點，一為辨識官能基與待測分子的特異作用力，

另一為辨識反應進行後的訊號產生能力。前者在計畫中，包括依循文獻辨識現象的改

善或定量探討作用力的大小、設計新的辨識基團、篩選具辨識能力的官能基以及設計

新的反應達到辨識效果；後者則包括設計與合成螢光團、奈米金的吸收與半導體量子

點放光甚或量測作用力的值探討這些現象。計畫為期三年，將進入最後一年，經費與

進度修正。(附件 1)

次奈克尺度高精度同位素測量及大地構造與環境變遷之應用: 應用多頻感應耦

合電漿質譜術，發展 5-10 奈克尺度之同位素測量，建立鋯石 U-Pb 定年法、U-Th 定年

法及高精度鈾、釷、鉛、鉿、銣、鍶同位素組成分析技術，已經成功探討 (1) 歐亞－

印度板塊碰撞前與碰撞後岩漿活動與地殼增生、西藏高原抬升等國際關注之科學議

題，並成功提出造山運動模式；(2) 進行西藏－喜馬拉雅造山帶鋯石原位定年分析結

果，成功探討造山運動地殼增生與高原抬升機制；(3) 根據中亞、日本、台灣造山帶

陸殼增生證據，探討顯生元地殼增生作用；(4) 成功將 U-Th 定年法之解析度推向 1 年

之境界；(5) 結合 U-Th 定年技術及珊瑚探討造成南亞海嘯之蘇們答臘斷層活動歷史與

大地震週期，發現位於太平洋東加島的世界上最大石灰岩漂石，極可能是在上一次間

冰期，12-13 萬年前，因附近火山島弧之海下火山爆發，引發一次超級海嘯所造成；(6)

利用洞穴內石鐘乳、石筍與海底珊瑚之同位素與 U-Th 定年分析，成功建構數十至萬

20

年尺度之環境變遷，探討亞洲季風和南北高緯氣候，自最後一次冰河時期以來之發展

與相互作用關係。目前儀器使用上為有效降低樣品需求量，進行細微標本的高精度分

析，故提升已購置多年的多頻感應耦合電漿質譜儀效能是重要課題，若升級進樣及介

面系統，預計儀器靈敏度可從原來的 0.1-1% (實際偵測離子數/進樣標本原子數)，增

為 5-10%，效能提升 10-50 倍，將可發展次奈克尺度 (0.1-1 奈克) 之高精度同位素測量，

估計精準度可達百萬分之十至二十(10-20 ppm)。追求 U-Th 定年極限，將解析度下探

至數個月能力，進行環境變遷之應用研究，確實需要更精確的量測儀器。(附件 2)

理論科學中心：計畫係持續性研究主題，物質基本結構及其交互作用之研究、

凝態物理之前沿研究、統計物理、非線性動力學與軟物質物理、原子，分子，和光學

物理等主題是今年的重點。(附件 3)

雲與氣膠實作與模擬：以「研究領域整合」方向進行計畫執行，增強氣膠光學特

徵及大氣輻射觀測站量測功能與人工增雨燄劑先驅開發二子項目。以採購 TEOM、

Nephelometer、Aethalometer、Scanning Mobility Particle Sizer、Aerodynamic Particle

Sizer、In-Situ Ion Chromatography、Aerosol Lidar、Sunphotometer、Pyranometer 等設

備來增強量測功能，而人工增雨燄劑的開發，係因過去購入美國 ICE 公司之冷雲與暖

雲兩款燄劑，不盡適合臺灣地區使用。因此本計畫擬透過燄劑開發，結合本校化學系

所和資工所專長，蒐集國外與中國的製作經驗，並使用洪惠敏教授在自然處創新啟動

補助方案「實驗及觀測有機氣膠粒子氧化反應對成雲的影響」所採購的「雲凝結核計

數器系統」設備，來偵測燃燒中的燄劑之粒子尺寸。(附件 4)

深化與拓展臨床心理研究計畫--創傷壓力與心理研究(traumatic stress and

psychological studies），是臨床心理學研究中的重要議題之一。台灣的創傷壓力與心理

研究啟動於 1999 年的九二一震災之後，經過將近十年的累積，對天然災害之創傷心

理研究資料中，關於人為創傷的研究，則仍屬有限，所以，研究計畫的設計與理念，

也許來自一種尋找「契機」的初衷，意圖在受苦/罹病者身上尋找「阻擾」成長的羸弱

因子，也在健康/超越者的經驗中揭顯出安心保健的堅毅復原特性作基礎進行臨床研

究。

計畫擬以兩個執行策略與方案分別檢驗在人際與 MVA 創傷事件的受創者/倖存者

之暴露程度( exposure effect)、自我界定記憶、自我狀態的變動及其落差、情緒的變化、

復原因子、以及 PTSD 或症狀嚴重度等變項之間的關連。

人際創傷事件受創者之多重測量的臨床研究：建立創傷生活事件量表、創傷後壓

力診斷量表、情境與特質焦慮量表、行為抑制與行為激發量表、貝克焦慮量表、貝克

21

憂鬱量表第二版、診斷性非語言行為準確性分析工具-台灣版、情緒促發典範─評估作

業標準等。

車禍創傷事件受創者之多重測量的臨床研究研究方法迷你國際神經精神診斷

會談、傷後壓力診斷量表、貝克焦慮量表、貝克憂鬱量表第二版、台灣版自我界定記

憶作業與自我界定記憶評量表原力量表等標準。

研究希望藉由探索受創者的自我界定記憶(self-defining memory)、自我狀態

(self-states)、堅毅復原力特質(resilience)、情緒辨識與梳理(emotion recognition and

regulation)、與創傷後壓力症狀(PTSD disorder/symptoms)的可能關連，來增進對創傷與

PTSD 之病理性連結的瞭解，同時，進而思索在創傷之心理療癒中，協助受創個體整

合他（她）的「我」，以落實「培能育化 (empowerment)」的臨床應用之可能性。(附

件 5)

地理系極力發展「全球化、社會變遷與產業轉型之研究」，以「全球化地理學：

領域、流動、治理(Remapping Globalization: Territory, Flow and Governance)」為題，整

合本系人文地理領域教師，並配合高等人文社會科學院下跨領域研究計畫—「全球化

研究總計畫」，全力發展本系在亞太地區「全球化地理研究」的能量，以增進國際學

術的能見度。

將以三個研究子計畫為主，分別是（一）跨國主義下加拿大中期台灣移民生活狀

態之質性研究（姜蘭虹教授主持），（二）不均衡地理發展與東亞全球城市的底層人口

流動再現政治（黃宗儀副教授主持），（三）再尺度化下的中國地方治理：一個非對稱

地方分權的觀點（簡旭伸助理教授主持）。最後在計畫的執行上則由徐進鈺教授（本

計畫主持人）與周素卿主任(全球化計畫地理分項主持人)負責統合。今年度重點則是

持續完成進行中的課題 (附件 6)

宇宙學與粒子天文物理學研究中心持續推動 Taida CosPA Center 之學術活動，藉

由國科會與教育部經費支持之中心運作，部分經費由學校支持。成立「亞太宇宙學與

粒子天文物理學中心」，讓亞太地區可以在宇宙學及粒子天文物理學方面研究人力可

以充分互動。由於過去十年來的努力，希望可以更上一層樓。今年計畫目標仍是持續

使中心運作，維持網站訊息傳遞，使成為亞太地區攻通平台。

另外為配合貴重儀器中心採購儀器，由學院支持部分配合款，以利採購，此儀器

將對奈米團隊之研究工作推展，會有很大的助益。

2.2.2 新興及開創突出領域之學術研究計畫

22

針對各系所發展新領域，特別延攬新聘(進)優秀教學研究人員，開發整合型之新

興領域探討，其設備研究經費由院給予適當補助，使能及早建立實驗室，著手從事研

究，以強化研究基礎。

另對於學院中進行之主題研究中，由學院主動發掘具前瞻與潛力之計畫，給於補

助，以協助其更快完成實驗，使成果提早呈現。

計畫執行由 99 年度新聘任人員隨提研究設備與實驗室需求，經審查即予補助。

目標是新聘任人員在半年中即完成實驗室建立，以進行研究工作推行。

2.2.3 聘請博士後研究員.

由於學校博士後研究員聘任經費縮減，理學院各系所與中心，仍將積極尋求其他

資源，增聘博士後研究員協助計畫推行，強化研究人力。

2.2.4 理學院與其他學院之合作

理學院各系與本校其他各單位已有許多合作計畫進行，例如：(1)奈米計畫涵蓋理

學院、工學院、電資學院與醫學院等數多單位之合作。(2) 化學生物學將與醫學院共

同開發新領域研究如檢驗、細胞辨識、核磁共振顯像、質譜分析等； (3) 神經認知方

面之專業研究涵蓋人類與動物的計畫和新世代磁共振成像術之發展與醫學院都有很

密切的配合，並將籌設教學與研究單位；(4)地理與心理在人文的研究，與人文科學領

域特別是人文高等研究院亦有甚多合作。以基礎科學為中心的學院，與相關領域的合

作是持續的進行中; (5) 地質研究與生命科學院合作進行生命起源的研究，探討於極端

環境下生命發生的問題; (6)數學系將以台大數學科學中心為基礎，有效提升校園數學

與計算科學能力；(7)物理系將與電資學院、工學院，推動量子計算科學與技術。這些

研究的成效指日可待，更突顯基礎科學的研究與現實應用的重要性；(8)與生命科學院

合作，成功結合理、生、工、醫、電、農學院同仁，組成團隊，執行教育部「基礎科

學人才培育計畫」，發掘人才，培育未來人才。

2.3 執行時程自民國 97 年 1 月 1 日至民國 99 年 12 月 31 日為期三年。個別計畫以多年期規劃，

執行時以一年為基準，經評估與考核，決定計畫之後續，99 年進入第三年。

2.4 經費需求99 年度經費由主管會議暨策略委員會(98, 10, 22)決議在各項次分配比例如下：

專業領域提昇計畫 30％、學術研究提昇計畫 35 ％、新興及開創突出領域之學術研

究經費 30 ％、院控管與機動支援經費 5 ％。

23

分項計畫名稱：學術領域提昇

項目細項預算計算方式說明小計

經常門

人事費助理，研究人員 1,770,000 7,700,000

業務費

及其他

耗材用品等 5,930,000

國外差

旅費

出席會議及研究合作

資本門

設備費

儀器 8,430,000 8,430,000

圖書費 0

合計 16,130,000

分項計畫名稱：創始研究經費


經常門

業務費

及其他

耗材用品等 1,300,000 1,300,000

資本門設備費儀器 10,700,000 10,700,000

合計 12,000,000

24

參改善教學品質

3.1 計畫目標台灣最菁英的學生大多聚集在台灣大學，這些未來台灣社會領導階層者，需要給予

最尖端最有挑戰性的的培養。課堂專業教育，需要符合世界的潮流，所從事的實驗，要

以最新的儀器與設備進行，所從事的研究工作，要有開創性。學習當中要從互動與自我

認知中，讓他們也能成為學習自我負責，要以文化與歷史的審視角度，從創造未來，建

立優質的文化傳統。世界一流不是口號式的呼喊就可以一蹴即成的，科學的本質仍然是

一種文化。

方法上是依據先前規畫課程結構，與教學品質設備提升，融入新穎課題，讓學生的

學習效果提高，訓練達到國際一流。各領域之課程隨之建立資訊網，融入學校整體的教

學網，使達到隨時學習之方式。除固定之基礎課程外，開設專題訓練課程，藉以培養領

導人才。實驗課程的重新定位，與實驗課程內容修訂與儀器設施更新，也是重要目標。

根據系所評鑑結果與教學評鑑之意見，各系所自行訂定教學改善中長程計畫，逐年

編列方案執行。整體而言，教學理念上應該讓學生選課有更多彈性，全盤討論必修課程，

考慮讓學生增加學習興趣及動機，並著重實作與實例研討，去創造自我學習的模式，因

此教學改善應從多方向著手。依據領域的特徵，設計適合的學習途徑，讓學生自行選擇。

理學院老師不斷追求優良教學方法與內涵，校園內基礎科學教育教學一直作多方向

改善，以確保科學教育品質。多年來，已經培育不少科學人才。不過這些年來，學生人

數快速膨脹，而編制師資員額與組織未變，使教師教學負擔極重，也影響到教學品質，

尤其是數學系、物理系、化學系、心理系等系所教師。這樣情形與世界一流大學的教學

現況相去甚多，間接影響了專門課程教學與研究工作。因此理學院在教學改善方面，四

年前與學校積極推動大班授課小班輔導的教學模式，幾年來已經有些效益，不過仍需持

續推動。學院教學努力目標有：(1)學院所屬各系所之專業與進階課程之內涵改善。(2)

持續推動基礎課程採用大班授課小班輔導與實驗課程改善。(3)新領域的系所與課程的審

查與開設。整體而言計畫目標以教學設備的更新、新領域課程的規劃與課程國際化的建

立等為主。

3.2 執行策略與執行方案理學院訂定為「專業領域提昇」：以各系所依歷年「系所評鑑與教師評鑑相關改進

意見」分別提請計畫，系所計畫採均衡補助，由策略發展委員會分配，經諮議委員會審

查後補助執行。99 年度經費由策略委員會決議在各項次分配比例中專業領域提昇計畫為

25％。

25

3.2.1 系所計畫

本計劃之主要目標將針對系所需求，作個別式的計畫執行，期能使全院各系所均

有優質的教學的品質。本年度預定執行之主要目標: (1)學院所屬各系所之專業與進階

課程之內涵改善。(2)持續推動基礎課程採用大班授課小班輔導與實驗課程改善。(3)

新領域的系所與課程的審查與開設。

數學系推出「新世代數位研究與學習格網」的構想，數學系將在具備堅實豐碩的

成果基石上，針對純粹數學與應用數學多個領域持續發展基礎研究，同時加強數學與

其他學科互動，讓數學能真正應用到科學發展上。透過多元的發展、不懈的努力、自

由的學風、與先進的環境，使本系在數學的研發上繼續保有國內領先地位外，並向世

界一流教學研究單位邁進。將透過數位科技的導入，全面串接專業知識、研究人員、

計算資源與資訊資源，架構出鼓勵互動與合作的學習環境，藉以建構、內化並創造知

識，創造卓越之研究與教學成果。計畫將建立並串聯先進完善的計算資源與人性化學

習環境，鼓勵師生與同儕間討論與互動，以建構、內化、創造知識。而計畫之格網點

是指：(1)人才：教授、產學界研發人員、研究生、大學生、行政；(2)專業領域知識：

數學、資訊科學、科學工程應用；(3)學習與研究環境：高階計算軟硬體設施、專業教

室、實驗室、研究室、圖書設備、舒適人性化的空間; 教材教法、理念、想法、創新、

實踐。(附件 7)

物理研究教學與 E 化:本年計劃重點普物實驗方面為完成普通物理實驗上課儀器

整修及更新，設計製作生醫與電學相關普物實驗，配合將普通物理實驗課本大幅更

新，製作普物實驗示範教學影片，製作普物實驗網頁平台以作上項實驗影片之預習使

用，引入即時回饋教學系統及開發實驗，配合製作實驗情境問題動畫之互動式問答教

學，並配合博物館群-物理文物廳的展示設計建置普物實驗發展歷史陳列，其中採購

電腦設備與電腦網路設備項目是重點。專業高階實驗方面建立「及時影像多光子顯微

系統」，高靈敏度、快速及具有量測微小範圍的顯微近紅外至中紅外光譜儀系統，超

寬頻多像素干涉鎮列望遠鏡等設備，充實學生實驗內容與技術訓練。所有教材亦逐年

進行物理課程與教材 E化，工作分多年完成。(附件 8)

化學系自 96 學年度起增設化學生物學組，目的在建立化學生物學領域之基礎設

施與人力，多年來進行設備與課程內容強化。這些年積極向外爭取經費購買大型研究

及教學儀器。整合化學生物學領域之教材，彙整建立高等化學生物學專論課程大綱，

作為化學生物學領域學習之必修綱要及教材，有效指導化學生物學領域學生或其他有

興趣修習學生。今年計畫除教材編纂與研發外，配合積學館完工遷入，建立化學生物

組專屬之共同實驗室，爭取大型共用設備外，擬由此理學院提升專業領域計畫購置中

小型儀器包含滅菌式二氧化碳培養箱，螢光顯微儀，離心機等。 (附件 9)

26

心理系目前因過去的傳統設計，在空間、人力等各方面受到極大的限制。進行各

項改革時發現，最大的困難在於空間與設備嚴重的老舊與不足。為解決上述問題，需

要充分的改善空間：研究室及課程實驗室建置，階梯大教室及客座研究室建置，建置

心理測驗室實驗儀器紀錄與展示與專業實驗室建置等需要多年努力，方能提供所需。

99 年度仍將以教學研究環境改善為主要執行重點，執行目標分別為教室環境改善、測

驗室重整、以及古典儀器紀錄與展示等三大部份逐步進行。首先，以南北館各一間中

型教室為主要修繕重點，進行空間重整、空調、吸音及照明改善，並汰換老舊課桌椅，

建置互動式、上課與研討多功能之 e 化教室。其次，在測驗室重整的部份，將更換傳

統櫃，換成有軌道、可左右移動、雙面都可放置測驗的大型櫃，櫃子內部層板可因應

測驗大小不同做調整，以增加測驗放置的空間。測驗放置的地點，將做專業評估，以

防潮及載重安全為優先考量。最後，有關典藏日據時代古董級心理學實驗儀器，規劃

以紀錄及實物展示的方式呈現，並與日本學術研究機構合作，進行整理考究、拍攝儀

器圖片及撰寫紀錄與說明、配合實驗文物展示，做為教學及展示用。(附件 10)

地質領域體認本土環境優勢，鎖定發展領域，並持續尋找新人及開創新領域（如

地質微生物學，環境科學或地表作用等），增聘新研究領域教授，邀請客座教授，增

聘博士後研究員，協助設立相關實驗室或共同合作研究。邀請國外知名學者來系演

講，也鼓勵學生至國外著名大學學習、研究。設備上，更新野外教學課程所需用具，

維修各實驗課程所需之實驗儀器，並 e 化系上部分老舊教室持續強化教學品質。(附件

11)

大氣科學視算展示平台之建立: 透過大型牆面觸控科技技術之視算展示平台建

立，達成研究與教學成果、即時天氣資訊以及國際化訊息的視覺傳達之強化效果。引

用國內開發與使用中的中大型(50~200 吋)multi-touch panel 技術與暗成功範例，在

本系 B 館一樓大廳、走道以及 A102 大氣資訊討論室等可能地點，安裝這類牆面大型

展示平台，將本系現有研究室的不同尺度大氣環流模擬結果製作成動畫檔，配合 WINS

系統即時之衛星雲圖與氣象雷達影像，讓本系師生以及前來本系上課的通識課程學生

與(中小學生)訪客，對於大氣科學與每日天氣資訊的認知更進一步。另外擴大教師延

攬與鼓勵學生學術服務深耕與國際交流，來達成強化教學效果。(附件 12)

國土變遷與監測專業能力提升計畫: 集中於相關基礎設施，希望這些軟、硬體的

提升，可以增進研究成果的產出，並且進一步將相關的研究成果發表於國際期刊。此

外，將這些研究的成果也應用於教學方面，不僅可以增進地理學教學內容的豐富度與

深度，更可以讓學生瞭解相關領域目前發展的成果。因此，本計畫延續上一年度採購

的 3D 雷射掃描儀，已於本系國土監測中心在監測大甲溪上游地區崩塌地動態，藉由

27

資料收集作為教學用途，並為三項計畫的執行 (1）國土變遷與監測資料系統整合與分

析、（2）不同環境介質之物化特性分析、（3）現地遠距即時蒐集資料系統，奠定良

好的基礎。(附件 13)

海洋現象是由於複雜的生物、物理與地質化學交互作用使然，海洋科學因此成為

一門多重專業的科學。持續海洋通識教育改善，為重要工作。計畫目標分為下列三項：

(1) 持續海洋通識教育改善、(2) 逐步建構本土海域水中聲學聽音陣列、(3) 強化海洋

沉積及海路交壤之海岸地質研究。執行方案：增購設備，改善數值模型中型平行計算

能量。為強化海洋沉積及海路交壤之海岸地質研究，將採購攜帶式氡偵檢儀及 RAD

AQUA 連續水中氡氣監測系統並配合衛星定位系統，可大範圍、快速的進行海水中氡

氣比活度的空間製圖工作。建置「連續流進樣介面」做為連接「氣相層析燃燒儀」與

氣體同位素比值質譜儀的進樣介面。(附件 14)

3.2.2 積極聘任兼任與合聘教師

理學院將積極延攬中研院優秀研究人才，擔任各系兼任或合聘教師，開設相關領

域課程，例如：化學系與基因體中心、原分所合作開設化學生物學課程與國際研究生

學程，大氣系為立即改善氣膠及大氣化學領域授課教師缺乏之現況，將與中研院環變

中心密切合作；地質系將與中研院地球科學所合作，開設地球科學國際研究生學程。

此外，理學院共同科目數學、物理、化學之教學人力將尋求校方謀求資源解決現有之

困境。

3.2.3 延聘教學助理

對於專業科目教學特別是實驗教學，各系所視需求增設教學助理協助教學品質提

升。對於理學院共同科目之教學採大班教學小班輔導策略所需教學助理人力由學校統

一協助解決。過去兩年已有不錯之成效，希望此運作能夠持續維持，強化教學成效。

3.2.4 加強單位評鑑、教師評估與獎勵淘汰機制

依循校訂之辦法辦理，嚴格執行單位評鑑與教師評估，建立獎勵淘汰機制，確保

單位競爭力與優異師資。

3.2.5 強化行政支援

為因應「五年五百億邁向頂尖大學」相關計畫工作，提昇本院相關行政能力，各

項相關業務將由院辦公室主導，培訓各項文件與資料之作業。各單位依需求，聘任助

理人員協助完成作業。

國際化英文文件作業資料，由院辦公室主動邀集各單位作業人員進行，作業程序

28

研討與編輯，經訓練後回各單位作業。另外由院辦公室辦理行政人員英語加強課程，

提供職員修習之機會。院辦公室依「五年五百億邁向頂尖大學」之相關辦法組成工作

小組，與原行政作業人員相配合，並且編列運作經費，以推動業務執行。

3.3 執行時程自民國 97 年 1 月 1 日至民國 99 年 12 月 31 日為期三年。個別計畫以多年期規劃，

執行時以一年為基準，經評估與考核，決定計畫之後續。

3.4 經費需求

分項計畫名稱：專業領域提昇


經常門

人事費 1,290,000

3,855,000業務費

及其他

2,565,000

國外差

旅費

資本門設備費 8,145,0008,145,000

圖書費

合計 12,000,000

分項計畫名稱：學院運作經費


經常門

人事費助理人員 1,046,670

2,500,000業務費

及其他

1,453,330

國外差

旅費

資本門設備費儀器

圖書費

合計 2,500,000

29

肆推動國際化

4.1 計畫目標理學院在校級合作計畫下，持續推動師生交換、雙聯學位等國際活動外，並與美國、

日本、新加坡等國簽訂 26 項院系級國際交流協議。此外，近年來，理學院更成功延聘

12 位國際知名學者為講座教授，建構具國際競爭力之團隊，爭取舉辦國際級大型研討

會，進行推動跨國之研究計畫與合作教學課程。在學院各系所環境與文件英語化，以方

便外籍人士。推廣英語課程，提供獎助學金，吸引外籍學生就讀。在國際化的具體做法，

除了積極協助師生參與國際學術組織活動與參加國際會議，強化各系所與國際接軌外，

會持續推動英語授課與行政資料的英語化的措施，並且爭取國際學生的入學，加速學院

與世界一流大學之學術交流和合作。為增加國際合作及交流之機會，各系以往一貫主

動、積極爭取國外知名研究學者來台參訪，在本計畫中，亦將繼續邀請學者研究訪問，

交換研究經驗，並促進國際之合作。對訪問學者開設暑期密集課程或研究訓練班，使帶

領學生進入更前衛研究領域。

各項指標統計如下

項目/年度人次

2005 2006 2007 2008

舉辦大型國際學術會議 12 26 35 27

邀請國際學者訪問 289 300 532 482

出席國際學術會議 198 204 254 314

擔任國際 SCI 期刊編輯 35 45 25 27

專業學會組織委員 52 46 67

榮膺重要學會 Fellow 21 人次 22 人次 28 人次 29 人次

98 年度具體成果陳述如下:

1. 理學院持續開授 Exploring Taiwan 課程提供本校外籍生修習。

2. 高能物理實驗與 Belle 實驗室跨國研究計畫(張寶棣教授)。

3. 日內瓦大強子對撞機的 CMS 之跨國研究計畫(侯維恕教授)。

4. KEK-391A/J-Parc-E14 KL 實驗之跨國研究計畫(熊怡教授)。

5. 美國夏威夷-黃偉彥-宇宙背景輻射陣列望遠鏡之建造與操作及數據擷取與分析

（AMiBA 實驗）(黃偉彥教授)。

6. 中國國家天文台-孫維新-青藏高原遠距天文台(孫維新教授)。

7. 極高能宇宙微中子之探測（南極的 ANITA/IceRay 實驗）(陳丕燊教授)。

8. 2009 奈米光子學及超穎物質研討會(Nanophotonics and Meta-Materials 2009)。

9. 台英青年科學家交流國際研討會(物理與化學)。

30

10. 化學系與中研院合開「化學生物學與分子生物物理學」國際研究生學程。

11. 與美國賓州州立大學共同開授野外調查課程。

12. 與加州理工學院合開國際課程 Geologic Hazards Mapping─於台灣或美國加州與

內華達州進行野外地質考察。

13. 與香港大學合作野外調查課程

14. 主辦台瑞雙邊研討會（2009/1/14-15）─Taiwan-Switzerland Workshop on Source

to Sink Relationships and Petroleum Occurrences in Foreland Basin Systems.

15. 主辦 APRU 第五屆環太平洋自然災害研討會。

16. 黃光國教授擔任國際學會 Asian Association of Social Psychology 會士、鄭伯

壎教授擔任國際期刊 Asian Journal of Social Psychology 副主編、及 Management

and Organization Review 編輯顧問。

17. 台灣地形研究室與德國柏林自由大學地理系共同進行國際合作研究計畫。

18. 大氣科學與日本名古屋大學水文大氣研究中心(HyARC)完成學術交流合作備忘錄

(MOU)簽署。

19. 大氣科學/Purdue--非靜力數值模式在一維耦合海氣/陸氣模式的發展。

理學院在國際化的步調上，一直蓬勃發展，居於領先的地位，在邁向頂尖大學計畫

的支持下，使得這方面的工作，在學生參與國際會議、教師出國參加研討會、邀請國外

知名學者訪問/講學、教師受邀出訪及講學、姊妹校協議締約、姊妹校交流活動與合作、

與外籍學生人數均有大幅成長。在校園裡建築物門牌、指標之雙語化，系介紹宣傳，英

文摺頁網頁完成雙語化，英語授課的課程數目增加，使校園逐步踏上國際化的軌道。

4.2 執行策略與執行方案秉持過去的國際化的努力成績，將藉由計畫的推動，協助師生參與國際學術活動與

學術會議，積極進行加強國際合作研究方面的計畫；與國際各大學簽訂合作研究與教學

條約，促進國際合作研究與教學；交換學生等方向著手當然主要是以和國際知名大學舉

辦研討會、合作研究、交換學生、雙方研究人員互訪、增聘博士後研究人力與共同發表

研究成果等方式進行來提升台灣大學之聲望。

執行重點

1. 加強參與重要國際大學組織並主動擔任積極角色

2. 積極參與籌辦重要國際學術會議，例如：籌辦 2009 年 APRU Scientific

Meeting、2010 年舉辦 Asian Pacific Conference on Vision 等。

3. 重點姐妹校交流、推展跨國雙學位制度並積極招收國際學生、規劃相關措施。

4. 鼓勵同仁積極參與國際研究計畫，例如：夏威夷天文望遠鏡、粒子物理對撞機相

31

關計畫、國際珊瑚礁護育計畫、東南亞西南氣流計畫等。

5. 協助年輕教師、研究人員及學生參與國際會議拓展國際視野。

6. 提昇英語能力，包含行政人員與研究人員。

7. 積極招收國際學生。

4.3 執行時程自民國 97 年 1 月 1 日至民國 99 年 12 月 31 日為期三年。99 年以個別計畫分項規劃，

執行時以一年為基準，經評估與考核，決定計畫之後續。

4.4 經費需求由國際交流中心支持。

32

伍凝態中心研究計畫:(附件 15)

5.1 計畫目標 :加強本中心公共儀器之功能性，提供各研究群組技術支援，並提昇本中心在太陽光

電能源方面拔尖之研究，及發展具單原子質量解析度之奈米質譜儀。

5.2 執行策略與執行方案（一）太陽光電能源研究

有機太陽能電池由於具有價格低廉及製備簡易的優勢，因此一直被認為極具潛力

來提供低污染且便宜的能源需求，彌補因石化原料日益匱乏而產生之能源短缺。然而

該等電池之能量轉換效率仍還偏低，有賴進一步提升元件之短路電流與開路電壓，方

有商品化之可能。最近發表之文獻指出，當電子受體與予體摻和在一起時，二者在其

介面會進行 ground-state interaction 而產生 charge-transfer complex，並且，元件之開路

電壓與生成之 charge-transfer bands 息息相關。此一結果打破以往認為僅能藉由調

整電子予體之 HOMO 與受體之 LUMO 能階以增加開路電壓的觀念，亦提供了藉由介

面調控及分子結構設計來有效提升電池效率的途徑。

本中心研究人員目前參與多項整合型太陽光電能源方面之研究，包括：

「 Development of efficient solar cells with nanostructure- and interface-controlled

photovoltaic processes」、「開發大面積效率長壽命混成太陽能電池及其成品製作程序」、

「低維度奈米材料於能源之應用」等，執行至今成果豐碩，並藉以建立共同使用之無

塵室及元件製備與量測系統。本計畫擬擴充已由先前計畫購置的螢光量測儀為時間解

析螢光光譜量測系統，可供深入探討受體/予體介面之光電特徵，進而提昇本中心在太

陽光電研究之質與量。

「時間解析螢光光譜量測系統」，將由以下儀器設備組成：(1)激發光源(2)分光光

譜儀(3)偵測系統(4)控制軟體。

（二）發展具單原子質量解析度之奈米質譜儀

本計畫將研發利用高頻的奈米機電元件研製具有單原子解析度的奈米質譜儀。過

去數年，經由本人與合作者的努力，我們首次達到了具有質量解析度達 10-18 克的質譜

儀。此記錄並在短短三年內被不斷刷新，目前世界記錄已經到達了小於單個金原子質

量的解析度。更重要的是此種新型的質譜儀不需要倚賴游離原子或分子來偵測質量，

因此對於物理、化學、生物甚至醫學等領域都具有極佳的應用潛力。可惜的是，目前

這個領域仍有兩大挑戰需要克服：（一）、奈米機械元件的耗散因子(1/Q)隨著尺度變小

而增大：此一現象嚴重影響到奈米機械元件的質量解析度。（二）、偵測的有效面積隨

著奈米機械元件的尺度變小而縮小：雖然奈米機械元件的共振頻率隨著尺度變小而增

33

加，因而質量的解析度也增加，但是有效的感測面積卻大大地減小，嚴重影響到其未

來的應用價值。

本計畫將利用核磁共振的實驗原理耦合原子核自旋與電子自旋，並進而耦合奈米機

械的振盪自由度，達到利用核磁共振的原理激發與偵測單原子質量的目標。藉由核磁共

振的新實驗方法，我們可以讓原子核擁有的極低耗散因子與奈米機械的高頻振盪結合，

達到增加元件的質量解析度、解決此一領域的重大困難的目標。

除此之外，藉由核磁共振激發的奈米機械振盪有其獨特的旋轉自由度，因此我們可

以利用此獨一特性將各個的奈米機械元件結合起來，因而大大地增加其有效的偵測面

積。這種方法如能被實驗證實成功，也將解決了此一領域的第二大難題，為未來的元件

應用立下重要的里程碑。

我們計畫將研究經費用於購置偵測單原子質量的設備，其中包含了真空下的微波量

測設備與超高真空系統。我們將發展的奈米機械元件因為具有極高的質量解析度，任何

的原子吸附在奈米元件上都會影響其工作頻率或是損耗因子，也因此這些元件極易受到

環境的污染。一套超高真空的高頻量測系統將是不可或缺的實驗設備。目前此實驗因受

限於國科會經費之限制，只能夠讓我們負擔奈米機電元件製造的費用與購買部分的微波

量測儀器（如 RF 高頻鎖相放大器），而用於連接儀器與奈米元件的補助則付之闕如。我

們計畫利用此經費購買真空與微波量測的各部分零件，並自行設計組裝可在超高真空下

操作的微量熱昇華設備與量測系統。此計畫若能得到充裕的經費補助，則我們將有完整

的設備，實驗也得以進行。

5.3 執行時程本計畫擬於獲得補助後以三至五月的時間進行設備採購，後續預計於三個月內完成

儀器的架設、功能測試與系統校正，建立操作手冊、及訂定使用規範，規劃於計畫開始

執行七個月後，完成系統建置與開放申請使用。

34

5.4 經費需求單位：仟元


經常門

人事費

業務費及其他

光學與電子零組件 230

資本門設備費

激發光源 600分光光譜儀 200偵測系統（含儀表及軟體） 770超高真空設備 600

真空微波量測設備 200

圖書費合計 2,600

35

陸產學與其他計畫

6.1 計畫目標理學院將本著培育科學人才，追求學術卓越的信信念念，為開創更頂尖的研究成果，全

院各教師、或團隊與系所分別向各單位申請研究計畫，作為教學與研究之基石。強化理

學院各系所的根本，提昇研發能量，期許能將各研究領域提升為國際一流水平。

6.2 執行策略與執行方案全校共 18 項卓越與後卓越計畫中，理學院執行十項計畫，呈現理學院在基礎科學

研究的卓越表現。

歷年與現執行計畫經費總覽如下: (98. 11. 11)

年度 93 94 95 96 97 98

計畫數 342 373 402 409 497 459

總主持人數 190 207 206 275 222 302

計畫總經額

（萬元）82,612 94,320 107,990 100,249 121,686 117,912

理學院各系所的教師、團隊與系所將持續爭取更多資源，為基礎科學研究開創更多

更輝煌的成果。國科會下設置組織如化學研究中心、海科中心等，並積極爭取國家理論

科學中心設立於台大校園，使資源運用更能搭配，研究更能發揮。

6.3 執行時程部分與本計畫執行時程自民國 98 年 1 月 1 日至民國 98 年 12 月 31 日相重疊。個別

計畫以多年期規劃，執行時以一年為基準，經評估與考核，計畫之後續依個別情形而定。

6.4 經費需求由國科會、經濟部、教育部、經建會與民間企業等單位籌措。

36

柒經費需求總表99 年度理學院暨凝態中心學術領域全面提升計畫經費需求彙總表

全

院

計

畫

總

經

費

經費項目需求經費小計 (單位 :元)

經常門

人事費 4,106,670

15,585,000業務費及其他 11,478,330

國外差旅費

資本門設備費 29,645,000

29,645,000圖書費

總計 (含凝態中心) 45,230,000

各

分

項

計

畫

經

費

分項計畫名稱：專業領域提昇


經常門

人事費 1,290,000 3,855,000

業務費及其他 2,565,000

國外差旅費

資本門設備費 8,145,000 8,145,000

圖書費

合計 12,000,000

分項計畫名稱：學術研究提昇


經常門

人事費 1,770,000 7,700,000

業務費及其他 5,930,000

國外差旅費

資本門設備費 8,430,000 8,430,000

圖書費 0

合計 16,130,000

37

各

分

項

計

畫

經

費

分項計畫名稱：創始研究經費


經常門人事費 1,300,000

業務費及其他 1,300,000

資本門設備費 10,700,000

10,700,000

圖書費 0

合計 12,000,000

分項計畫名稱：學院運作經費


經常門

人事費 1,046,670,

2,500,000業務費及其他 1,453,330,

國外差旅費

資本門設備費 ,

0,圖書費

合計 2,500,000,

分項計畫名稱：凝態中心研究計畫

經費項目需求經費小計

經常門人事費

230,000業務費及其他 230,000

資本門設備費 2,370,000

2,370,000圖書費

合計 2,600,000

38

捌執行控管機制8.1 經費使用考核準則

依本年度計畫執行時程，將依進度於六月底進行經費使用率考核，同時於每季作經

費使用情形報表，提供各單位並作為院長調撥經費使用之依據。若於年度結束，尚有未

執行完之經費額度比率，將作為刪減下年度該項經費額度之參考。

8.2 計畫執行與控管控管頂尖大學計畫執行、經費使用、評鑑由下列各委員會分掌之。

8.2.1 成立諮議委員會：

依國立臺灣大學理學院卓越學術推動小組設置要點，由院長聘請 7 位校內外諮議

委員，院長為當然委員，並兼任召集人。諮議委員會負責計畫執行之審議與考核。

諮議委員會第 12 次會議 (2009, 11, 19): 審定全院全面提升計畫。計劃執行同意依

據策略發展委員會第 9 次會議決議經費分配方案，專業領域提昇計畫 25％、學術研

究提昇計畫 45％、新興及開創突出領域之學術研究經費 25％、院控管 5％。通過(1)

專業領域提昇計畫之申請 8 件，(2)學術研究提昇計畫計 7 件。

8.2.2 成立邁向頂尖大學策略發展委員會：

依國立臺灣大學理學院卓越學術推動小組設置要點成立策略發展委員會：由劉緒

宗教授、姜蘭虹教授、張鎮華教授、許仁華教授、周必泰教授、陳文山教授、翁儷禎

教授、吳俊傑教授、賴進貴教授、喬凌雲教授、陳俊全教授、熊怡教授、陳振中教授、

陳于高教授、梁庚辰教授、林俊全教授、許晃雄教授、唐存勇教授、柳中明教授等十

九位委員組成，規劃發展策略、初審學術計畫、經費分配及計畫評鑑之相關事宜。

學院策略委員會(2009,10, 22) 決議經費分配方案，專業領域提昇計畫 25％、學術

研究提昇計畫 45％、新興及開創突出領域之學術研究經費 25％、院控管 5％。

8.2.3 成立教學改進研商小組：

由理學院羅清華院長、劉緒宗教授、陳宜良教授、陳宏教授、牟中原教授、鄭伯

壎教授、周素卿教授、陳正平教授、陳竹亭教授等組成，以商討基礎科學教學計畫相

關事宜。

8.2.4 院管評委員會：

稽核學院經費支出使用情形。

39

玖績效評鑑機制9.1 評鑑方式

9.1.1 院級評估

（一）諮議委員會審核

（二）策略發展委員會評鑑

（三）院務會議報告

1. 增訂計畫單位每季執行自我評估，並自行編列執行成果與自評紀錄，送院備查。

2. 每半年由各執行計畫單位進行口頭報告，諮議委員會進行計畫執行審核。

3. 年度執行期限完成時，由策略委員會進行書面審查，諮議委員會進行全面查核並

訂定後續計畫支持之決定。

經費使用考核準則:

依進度每季做進度評比，於六月底進行經費使用率考核，同時各單位於每季作經

費使用情形報表提供並作為院長調撥經費使用之依據。

若於年度結束，尚有未執行完之經費額度比率，將作為刪減下年度該項經費額度

之參考。

9.1.2 校級評估

呈交計畫執行報告與初評結果

9.2 評鑑範圍各系所執行自我評鑑

各計畫執行自我評鑑

全院自我評鑑

院級策略發展委員會評鑑

院級諮議委員會審核

9.3 評鑑指標9.3.1 量化性指標：可具體衡量

學術成就: 國際論文（SCI、SSCI、A＆HCI）增加率、論文引用率增加、論文受高度

引用率 HiCi、國際重要期刊編輯人數、國際重要學會會士、國內外院士人

數、國內外重要獎項累計、專書等。

98 年度 SCI、SSCI 等發表論文數全院預計增加 2 %

國際化：就讀學位國際生數、交換國際學生數、國際合作計畫件數、英語授課課程數、

40

重要國際會議主辦數、國外學者來訪及擔任講座人次。

9.3.2 質化性：客觀方式評估

成立策略發展委員會，落實本計畫之推動

各學系教室 e 化的改善

延攬國外頂尖人才任教之具體措施及績效

新進教師創始經費

鼓勵教師投入改善教學品質之措施

跨領域研究的推動

基礎建設之強化，營造校園文化讓師生願意留在校園從事學習及研究

帶動週遭學校或同領域學術發展之具體策略與成效

推動教學資料的整理及出版(含編彙與對國內外文宣資料的編印)。

協助教學或研究成效推動之具體措施及成效(含行政、空間及人力上的支援、學生

英文寫作能力的提昇與文稿的修改、儀器設備的管理與調度等)。

提昇學生國際化視野的具體策略與成效(含積極促成學生參與國際交流、赴國外產

業界實習等)。

績優學生的延攬與培訓。

9.3.3 研究評鑑指標:

1. 理學院各單位參與「學術研究提昇」計畫單位其學術成就之國際論文（SCI、SSCI、

A＆HCI）與計畫成效進行評鑑。

2. 其他理學院單位之學術成就之國際論文進行評鑑。

3. 教學評鑑由單位主管直接驗收設備改善與學生課程評鑑作為指標。

41

9.3.4 執行計畫之相關辦法

國立臺灣大學理學院卓越學術推動小組設置要點

95. 3. 9 院務會議討論通過

第一條國立臺灣大學理學院（以下簡稱本院）為推動「五年五百億邁向頂尖大學」相關

計畫工作，提昇本校基礎與自然科學領域學術表現，特此成立國立臺灣大學理

學院卓越學術推動小組（以下簡稱本小組）。

第二條本中心設咨議委員會，置委員 5-7 人，委員由召集人提請校長敦聘之。院長為當

然委員，並兼任召集人。咨議委員會負責計畫執行之審議與考核。咨議委員會

將定期評估各研究計畫之執行成效，以作為是否繼續支持之依據。

第三條本中心設策略發展委員會，負責本院提升學術卓越相關工作之規劃與協調。策略

發展委員會置委員 11-18 人，副院長與系所主管為當然委員，其餘委員由院長自

各領域負學術聲望之教授遴聘之。委員會召集人由本院學術副院長擔任之。

第四條本中心下設各研究計畫組、教學組、國際學術交流組，並置秘書一人，協助行政

業務。研究計畫組負責各研究計畫之規劃與推動；教學組教學提升計畫之規劃與

推動；國際學術交流組負責學術交流與本院國際化相關業務之規劃與推動。

第五條本要點經院務會議通過，報校核備後施行，修正時亦同。

國立臺灣大學理學院邁向頂尖大學學術領域全面提升計畫

管控與績效評鑑作業要點

95 年 9 月 15 日 95 學年度第一次院務會議通過

95 年 10 月 3 日第 2450 次行政會議修正通過

一、本作業要點依據「國立臺灣大學邁向頂尖大學計畫實施準則」第六條規定訂定之。

二、為辦理邁向頂尖大學計畫（以下簡稱本計畫）管控與績效評鑑，本院應設置管控

與績效評鑑小組（以下簡稱管評小組）訂定評鑑及管控指標，並由策略發展委員

會負責評鑑。

三、管控小組置委員 7 至 10 人，除本院院長、副院長為當然委員外，其餘委員由本院

卓越學術推動中心下設諮議委員會之委員兼任，召集人由院長擔任之。

四、本計畫之各執行子計畫的績效目標及評鑑指標由各子計畫主持人或研究小組自行

訂定，並於計畫申請時送交管評小組，及本院諮議委員會審核。

五、各子計畫應於計畫執行年度的 5 月底及 11 月初前繳交書面進度報告至策略發展委

員會，策略發展委員會並應於 11 月底前辦理評鑑。報告中應陳述年度績效目標、

42

自評指標、以及年度績效目標達成情形。策略發展委員會應將評鑑報告送管評小

組審議。

六、為協助各計畫順利執行，管評小組召集人得不定期召開計畫負責人與相關人員列

席會議。

七、本作業要點經院務會議通過，並報經行政會議核備後實施。

45

壹拾壹理學院學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表

量化項目現況值目標值

95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國

際

化

就讀學位國際生數 26 31 55 61 66

交換國際學生數 11 9 14 27 26

經簽約且含有計畫

經費之國際合作計

劃件數

4 8 8 10 13

經簽約且含有計畫

經費之國際合作計

劃金額

6,011 9,998 6,613 42,236 45,709

英語授課課程數 44 61 66 62 76

重要國際會議主辦

數18 26 36 35 32

國外學者來訪人次 399 558 507 645 578

參與重要學術組織

運作之人次94 108 111 114 118

教

學

及

學

術

研

究

成

果

專任教師人數 216 219 227 230 230

國際論文（SCI、

SSCI、A&HCI）篇

數

686 781 743 722 783

國際重要期刊編輯

人數33 35 33 33 37

國際重要學會會士 37 42 40 41 44

國內外院士人次數 5 6 7 6 7

國內外重要獎項累

計79 68 74 79 75

國科會計畫件數 285 273 296 278 308

國科會計畫金額(仟

元)692,538 705,209 786,844 727,108 828,206

國科會以外政府計畫

件數84 84 98 95 96


金額 (仟元)220,254.632 216,671.1 224,337.6 357803.088 310,000

46

財團法人計畫件數 7 6 10 2 6

財團法人計畫金額 11,117 4,053 30,566 18,100 22,700

民營企業計畫件數 9 12 10 10 13

民營企業計畫金額 6,868 7,620 12,804 23,352 24,345

國內專利數 7 7 7 32 36

國外專利數 5 1 5 15 17

技術移轉件數 2 2 0 2 3

技術移轉金額（仟元） 800 900 0 1400 2000

47

壹拾貳凝態中心學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國

際

化

就讀學位國際生數

交換國際學生數

經簽約且含有計畫經

費之國際合作計劃件

數

經簽約且含有計畫經

費之國際合作計劃金

額

英語授課課程數

重要國際會議主辦數

國外學者來訪人次

參與重要學術組織運

作之人次

教

學

及

學

術

研

究

成

果

專任教師人數 11 11 11 12

國際論文（SCI、

SSCI、A&HCI）篇數

65 60 70 90

國際重要期刊編輯人

數

國際重要學會會士

國內外院士人數

國內外重要獎項累計 1 2 2 4

國科會計畫件數 14 17 17 20

國科會計畫金額(仟

元)

65,930 68,608 70,000 104,583


件數


金額

財團法人計畫件數

48

財團法人計畫金額

民營企業計畫件數

民營企業計畫金額

國內專利數

國外專利數

49

附件:附件 1 分子辨識計畫書

附件 2 次奈克尺度高精度同位素測量及大地構造與環境變遷之應用計畫書

附件 3 理論科學中心計畫書

附件 4 雲與氣膠實作與模擬計畫書

附件 5 深化與拓展臨床心理研究計畫

附件 6 全球化地理：領域、流動與治理計畫書

附件 7 理學院數學系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 8理學院物理系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 9理學院化學系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 10 理學院心理系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 11 理學院地質系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 12 理學院大氣系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 13 理學院地理系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 14 理學院海洋系邁向頂尖大學專業領域提昇計畫書

附件 15 凝態中心 99 年度「學術領域全面提昇方案」增進研究能量計

(附件 1)

國立臺灣大學理學院化學系

邁向頂尖大學學術領域全面提升計畫書

--學術領域計畫書

計畫名稱:

分子辨識 (molecular recognition)：

辨識系統的設計、應用及主客間作用力的定量探討

—從小分子的辨識到醣類受體蛋白之生物標記

計畫主持人:陳俊顯電話: 33664191 e-mail: [email protected]

連絡人: 尤靜嫺電話: 33661152 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 11 日

1

目錄

壹、化學系現況之自我分析及評估............................................................................................... 2

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................. 2

1.2 學系研究現況 ......................................................................................................................... 2

1.3 未來願景 ................................................................................................................................. 3

1.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................................... 6

1.4.1 系館空間............................................................................................................................ 6

1.4.2 人力支援 .......................................................................................................................... 7

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 8

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 8

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 9

2.2.1 新型辨識 NO 分子之螢光團的設計與合成 .................................................................. 11

2.2.2 辨識重要生理分子之金奈米粒子 .................................................................................. 13

2.2.3 應用於感應生物標識與腫瘤細胞轉移之金奈米與發光金奈米粒子.......................... 13

2.2.3.1 製備高量子產率與光穩定之螢光金奈米團簇 ......................................................... 13

2.2.3.2 醣類-醣類、醣類-蛋白質和蛋白質-蛋白質作用力研究......................................... 15

2.2.3.3 醣基修飾 Au NPs 和 LAuNDs 於生物標識與腫瘤細胞轉移研究 ............................. 16

2.2.3.4 分子辨識作用力的定量量測：金屬離子與冠醚 ..................................................... 16

2.2.3.5 分子辨識作用力的定量量測：有機混價錯合體 ..................................................... 17

2.3 執行時程 ................................................................................................................................. 20

2.4 經費需求 ................................................................................................................................. 20

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 21

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 22

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 22

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 22

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................. 22

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................. 22

2

壹、學系現況之自我分析及評估1.1 學系簡介

國立臺灣大學化學系的前身臺北帝國大學化學科於 1928 年創立，1945 年

改名為國立臺灣大學化學系。1956 年成立化學研究所，招收碩士班研究生。1959

年化學新館（即現址）建築完成後，翌年遷入使用。1965 年國家科學委員會支

持臺灣大學、清華大學及中央研究院化學所合作成立化學研究中心，設置於本

系。1966 年增設博士班。1981 年國科會成立北部地區貴重儀器使用中心，本系

得以購置許多貴重儀器如：單晶繞射儀，核磁共振儀，質譜儀等，研究設備大

幅提升。1984 年理學院思亮館興建完成後，普通化學、分析化學、有機化學及

物理化學等共同科目實驗課程遷入思亮館之實驗室；基本實驗教學儀器設備亦

得到教育部專案補助而能更新。

化學系之教育目標在培育基礎化學專業人才，跨領域之高科技研究人才及醫

學、生科、環保與材料等相關產業所需人力。大學部著重紮實的基礎課程、實

驗課程及專題研究，課業與研究訓練並重。研究所的教育在於培育化學專業人

才，注重研究與創造能力的養成，將來成為國家社會之化學科技人才的骨幹。

化學系的特色在於兼顧教學與研究，並致力使二者成果更上層樓，配合尖

端科技時代所需，培育化學相關科技人才，強化國際學術交流與合作，使化學

系成為具世界水準之研究型大學的一流系所。

1.2 教學及研究概況臺大化學系現有專任助理教授以上師資共 34 人，合聘教授共 10 人，特約

講座共 5 人。合聘教授研究成果不計入本系，但研究整合方面併納。本系教師

專長遍及現代化學之研究領域；包括材料化學、奈米科技、生物科技、合成化

學、環境科學、分子光譜動力學、永續化學、影像技術、有機金屬化學等。2002

年發表 SCI 論文多達 213 篇，為全國化學系之第一位，也是臺大各系所中每人

發表論文平均數的第一位。

化學系每年所爭取到的平均研究經費約貳億元，為臺大各系所中每人平均

研究經費的第一位(請參見表 1)。化學系共獲得 2 個教育部補助的卓越計畫，為

全國執行最多卓越計畫的系所。化學系正在執行的全國大型計畫尚有 2 個奈米

國家型計畫、奈米材料教育與奈米中心的核心儀器計畫等，為全國執行最多國

家型計畫之系所。化學系現有師資有 9 位獲得國科會之特約研究獎，為全國單

一系所最多之特約研究員。共有 17 位系友獲選為中央研究院院士，現任或曾任

化學系師資的院士有 5 位，為全國最多院士之系所(請參見表 2)。化學系列名在

1999 年天下雜誌調查國內大學學術聲望第一名的臺灣大學的九個系所當中。

3

表 1 研究經費

表 2 教師獲獎紀錄

歷年累計

中央研究院院士 22 國科會傑出研究獎 36教育部學術獎 9 國科會特約研究員 9教育部國家講座 5 國科會傑出特約研究員 9中山學術獎 8 侯金堆榮譽獎 5傑出人才講座 6 中國化學會學術獎章 12第三世界科學院化學獎 1 行政院傑出科技獎 1第三世界科學院院士 1 中央研究院國家菁英講座主講人 2吳大猷紀念獎 2 中央研究院年輕學者研究著作獎 7

※ 除中央研究院院士外，皆指在職專任教授所獲榮譽。

1.3 未來願景1. 教學改進計畫

課程規劃將朝清楚劃分大學部基礎化學及研究所高等進階課程邁進。大學

部課程除加強各必修的基礎課程外，選修課程將適當安排進階課程，增加化學

材料及化學生物相關領域課程，積極鼓勵學生修習專業學程如奈米科技，生化

科技學程以及專題實驗等。在跨領域研究的大前提下，研究所考量增設材料及

生物化學兩組，甚至可考量打散現行分組建置，俾使課程更多元化。加強高等

化學課程內容，尤其是尖端科學領域之專題課程。普及課程及教學多媒體化、

網路化，並繼續加強與中央研究院原分所、化學所合作，積極經營國際研究生

學程，促進學生來源國際化。於師資方面則依教學需求和研究領域考量，未來

將增聘相關尖端研究傑出教師，並擔任此方面課程之講授。加強校內系際課程

流通以及校外延聘優秀兼任授課教師。

於化學實驗課程改進方面，化學系近幾年來全面實施各領域實驗課程整

年度

校編預算國科會計畫建教計畫專案補助圖儀經費卓越計畫教改計畫

邁向頂尖大學計劃

合計

89 16,412,053 132,054,400 6,055,000 32,343,000 12,909,974 69,402,000 1,298,400 - 270,474,827

90 9,861,571 75,340,400 5,150,000 16,755,514 26,544,498 76,894,500 2,902,000 - 213,448,483

91 10,479,822 87,695,800 7,391,000 15,711,540 20,311,768 61,261,610 3,531,800 - 206,383,340

92 9,577,660 87,502,800 5,059,000 23,293,080 20,908,313 45,811,770 1,471,500 - 193,624,123

93 10,252,000 85,395,600 7,894,000 20,768,700 21,314,794 30,374,070 2,329,000 - 178,328,164

94 10,386,541 132,043,100 9,529,283 12,780,295 22,155,274 32,409,800 1,540,000 - 220,844,293

95 10,639,126 141,299,000 3,910,200 9,280,000 39,073,443 30,740,000 1,478,000 43,066,942 279,486,711

96 10,538,105 139,799,550 6,879,735 12,780,000 19,354,145 29,250,000 762,000 38,955,554 258,319,089

97 11,005,419 172,389,892 9,459,600 4,530,000 56,861,336 15,734,000 1770,961 27,669,752 299,420,960

4

合，一以貫之的實驗教學成效卓著，未來將去蕪存菁，加強領域連貫性實驗設

計，融入尖端科研相關基礎實驗以及國外新穎實驗課程。具體之改進方案如下:

(1) 改進實驗環境，著重綠色化學概念。

(2) 提昇經費及人力支援，以一人一組進行教學實驗為最終目標，培養大學生獨

立研究能力。

(3) 設計相互競爭性的實驗(如組合化學等)，讓學生們在同儕壓力中學習如何提

昇研究效率。

(4) 充實生物化學、化學材料及奈米科學領域之相關實驗教材。

(5) 加強學生對儀器原理之了解以及運用儀器解析化學結構及化學反應之能力。

2. 研究策略與方向

教研相長，化學系在長期教學分工下，以基礎化學課程及研究為主體，逐

漸衍生跨領域課程及相關研究如：生物有機、奈米科技及材料化學等等。近年

來在教學相互支援及研究團隊良性整合下，已儼然成型為四大研究領域，即 1. 功

能性材料之設計與合成，2. 生醫化學科技，3. 分子結構與影像技術，4. 永續化

學與環境分析(參見圖 2)。圖 2 教學與研究鍵結圖

3. 基礎化學研究

科研需務本，本立而道生。基礎化學乃化學系立足本位再跨足尖端領域發

展之基石。本系長久以來基礎化學研究陣容即當堅強的，未來除將繼續爭取保

持既有之優勢外，在合成(有機、無機)領域上將加強合成方法(methodology)的創

新如不對稱合成的研發及基理等等，重要天然，具光學活性生化分子的全合成

嘗試，挑戰複雜分子或超分子的理性設計(rational design)及合成。於物化方面應

在複雜體系(包含固態表面，軟物質，溶液態及大分子等等)反應基理以及理論方

5

法創新上尋求突破，用以配合尖端跨領域導向之研究。物化分析將尋求發展最

新，先趨性(state-of-the-art)的技術，而不以一昧購置貴重儀器，從事代工(OEM)

式模仿研究為述求。

在強化本系深具規模的基礎化學研究帶動下，我們將平行開展四大尖端跨

領域團隊研究。以下謹列相關研究概要，詳細內容請參閱計劃書附錄。

3.1 功能性材料之設計與合成

本系已藉由新合成材料之卓越計畫、奈米科學教育與實驗及奈米科技之核

心設備計畫等多項國家型計畫的整合，於此尖端領域上投入多達 15 位教師，互

相支援，組成國內材料研究之超強團隊。在考量與國際科研的競爭優勢下，未

來擬優先發展之研究主題如下：

奈米複合材料、雙性高分子、有機金屬材料之開發；基理及應用。

限制空間催化反應；孔洞材料之非均相觸媒研究。

仿生物質合成，生物模擬酵素系統，藥物釋放材料合成與釋放機制。

前瞻性光機、光電及光磁材料的設計合成與應用。

分子材料為主導之電子元件開發與檢測。

以光電材料為基礎之新能源開發。

3.2 生醫化學與科技

本團隊乃藉由奈米生技創新，基因體等國家型計畫的整合而衍生。化學系

現有多達 10 位師資從事這方面之研究，從合成技術、功能檢測、光譜鑑定、分

離技術的發展與化、物性的檢測等領域的契合，組成一強大生技團隊，發展分

子化學在生技上之應用。此領域咸認為未來化學科研主流趨勢之一。未來將優

先發展的研究主題如下：

生物分子間及新藥與生物大分子間作用力之探討及其結構分析。

有機、組合式化學、酵素、基因工程法合成高價值及特異性新藥。

快速天然物新藥之活性篩選。

高通量及超靈敏度基因及蛋白質體分析技術開發與應用。

晶片檢測技術，生物光學感應器等之開發與應用。

3.3 分子結構與影像技術

化學系近半師資與此領域相關，遍及物化、有機、無機與生化等專長，相

互支援，組成強大之研究團隊。該團隊目前正在執行教育部補助之核磁造影研

究之卓越計畫。應用核磁共振、X-光晶體繞射、雷射光譜、高解析度質譜儀、

顯微影像技術、歐傑表面儀、X-光螢光儀等解析分子，晶體及表面結構；以及

6

各式顯微技術應用在這些化學分子的動態與化、物性觀測的研究。衡量國際競

爭優勢處，未來亟待發展的主題有：

單分子光譜與動力現象。

多重波段的影像技術開發與其在分子動態學的應用。

利用光譜儀與影像技術建構生化分子結構與相關動力行為。

奈米材料結構之解析；晶型排列與缺陷之基理研究。

(rotamers)與光學活性之起源

3.4 永續化學與環境分析

目前此團隊的主要發展領域涵蓋了固態觸媒材料，太陽能電池，分離技術

以及環境分析。其中尤以分離及檢測研究表現突出，於生技檢測、化生感應器、

超臨界流體分離、毛細管電泳分離、雷射檢測分析，感應耦合電漿質譜儀等發

展上成果卓著。本計畫未來發展的重點有：

開發催化式，零副產物化學製程反應。

開發無污染或低污染合成製程；污染物的分解與消除。

新能源材料設計與合成。

快速層析/質譜新技術的發展以及及時/高通量分析技術的開發等。

這些主題與 2003 年由美國國家科學院出版之『Beyond the Molecular

Frontier：Challenges for Chemistry and Chemical Engineering』一書所列之現代化

學主流研究範疇不謀而合。唯同中取異之處乃在於化學系立足於基礎化學研

究，迭經細思熟慮，整體考量本系目前團隊所佔的研發能量優勢，以及未來新

聘任之專長如何彌補弱勢之處。因此，化學系的研發能量不只力求質與量的提

昇，在主題的探索上更能與世界先進國家接軌，並相互競爭甚至超越。透過這

些整合研究團隊，化學系目前正在執行教育部補助之新合成材料與核磁造影研

究之 2 項卓越計畫，以及奈米科學教育與實驗、奈米科技核心設備、奈米分子

電子學、奈米生技創新等國家型計畫。年度的研究經費約貳億元，為國內個人

獲得平均研究經費最多之系所。未來擬在此計畫經費支助下，聘雇高級技術人

員及研究人員加入研究團隊。綜而言之，化學系的前景是充滿期待的。

1.4 發展面臨之問題1.4.1. 系館空間

2004 年 12 月化學新研究大樓第一期工程竣工後，第二期工程也於 98 年底

完工，將於 99 年初全面啟用。之前所面臨空間協調的問題，已獲大幅改善。

7

1.4.2. 人力支援

一方面限於員額編制，無法依實際需要進用化學專任教師及技術人員；另

一方面近年化學服務性課程及實驗之日益增加，不僅加重每位教師之教學負

荷，也阻礙研究品質之提昇。

8

貳、增進研究能量2.1 計畫目標

化學研究的本質源於探討分子性質並拓及於掌控分子間相互作用的物理化

學現象，因此分子辨識(molecular recognition)向來是化學領域的重要課題。本系

在此領域一直有所深耕，在青壯一輩中，積極參與此項分子辨識計畫的包括張

煥宗、陳昭岑、陳俊顯、汪根欉與邱勝賢五位教授，於此研究領域有著相當豐

富的經驗與重要的構想。這幾位在化學的各次領域的頂尖期刊所發表的論文已

不可勝數。自 2006起，在化學學門的最受矚目的 J. Am. Chem. Soc.與 Angew. Chem.

Int. Ed.所發表的論文數達 20 篇，甚或在最頂尖的 Nature 也有貢獻。這幾位教授

的發展過程中，最為匱乏的，除了適當的儀器之外，其實是耗材所需的經費，

導致沒有機會往更受矚目的生化領域發展，或者受限於經費，無法嘗試有發展

潛力的合成方法。然而耗材經費總是最容易被刪減的項目，倘若要與國際的團

隊競爭，提供這些 PI 們適當的資源，以助其在相關領域中居於領導地位，必能

達到本學術全面提升計畫所期許之目標。

分子辨識系統有兩大設計上的重點，一為辨識官能基與待測分子的特異作

用力，另一為辨識反應進行後的訊號產生能力。前者在本計畫中，包括依循文

獻辨識現象的改善(2.2.1)或定量探討作用力的大小(2.2.4)、設計新的辨識基團

(2.2.5)、篩選具辨識能力的官能基 (2.2.4)以及設計新的反應達到辨識效果

(2.2.2)；後者則包括設計與合成螢光團(2.2.1)、奈米金的吸收(2.2.2, 2.2.3)與放光

(2.2.3)甚或量測作用力的值探討這些現象(2.2.4, 2.2.5)。團隊中成員將互相合作於

發光團的合成(汪根欉、陳昭岑)、辨識官能基的篩選(陳昭岑)與設計(邱勝賢)、

奈米金的製備與量測(張煥宗、陳昭岑、陳俊顯)、以及作用力大小的量測(陳俊

顯)。

本團隊的長期研究之企圖心在於建構出分子辨識現象與設計的原則，在計

畫執行初期，將重點聚焦於擷取一氧化氮、肌酸酐、金屬離子與陰離子等生理

上重要小分子與離子之辨識。在執行本計畫近兩年後，我們已逐漸跨入適合體

(aptamer，鹼基序列所構成之功能性 DNA 片段)、醣類受體蛋白、細胞與設計合

成的超分子(supramolecular)分子夾，探討生物感應器、蛋白質酵素調控與腫瘤細

胞標定之研究，做為從生理小分子到生化辨識系統的代表性課題，因此需要尋

求相關儀器設備的配合。我們懇請理學院補助 GPC (凝膠滲透層析儀)以有效率

地分離純化所設計之探針、顯微拉曼光譜儀附件以彰顯所設計之偵測機制，以

及為奈米粒子液態觀察系統進行偵測系統之即時(in situ)影像擷取，方能以紮實

的證據取信於一流期刊之審稿委員及有助於本團隊後續的研究規劃。

9

2.2 執行策略與執行方案

2.2.1 新型辨識 NO 分子之螢光團的設計與合成

一氧化氮(Nitric oxide)是個不帶價數的自由基分子，擁有一個未成對的電

子。它是已知的大氣污染物質，會破壞大氣層、製造酸雨，以及引發癌症，嚴

重危害人類健康。然而，一氧化氮這個分子在人體內卻扮演著十分重要且不可

或缺的角色。1987 年，科學家發現在生物體內，由血管內皮細胞合成的內皮衍

生放鬆因子(endothelium-derived relaxing factor，簡稱 EDRF)正是一氧化氮，這個

發現在心血管疾病的研究領域十分重要。一氧化氮的功用就是和血管平滑肌結

合，使血管平滑肌放鬆、血管擴張讓血液通過，避免血管過度收縮使血液無法

流回心臟或是腦細胞，造成組織的壞死。Robert F. Furchgott、Louis J. Ignarro 和

Ferid Murad 這三位教授獲得 1998 年諾貝爾醫學獎的肯定，就是因為致力於研究

一氧化氮在人體中的特殊反應，發現一氧化氮存在於身體許多地方：血管內皮

細胞、平滑肌細胞、神經核、巨噬細胞、肝細胞內都有一氧化氮，是一個重要

的訊息傳導和調節細胞功能因子。所以，藉由偵測一氧化氮，就能進而研究生

物體內許多的分子行為。

此研究領域迄今所發展在生物體內偵測一氧化氮的研究方法 1-5 包括：(1)化

學放光 (chemiluminescence)；(2)電化學測量(electrochemical method)；(3)顏色變

化測量(colorimetric detection)；(4)螢光計測量(fluorimetry)。以上這些方法都可以

有效地偵測一氧化氮，但都各具有不同的優缺點。例如利用化學放光的方法，

臭氧和一氧化氮需要在氣態進行反應，操作上較不易應用於生物體內的量測。

而利用 luminol 和一氧化氮進行反應時，則需要使用會殺死細胞的過氧化氫 6，

無法實際應用在分子細胞內的偵測。又如電化學測量方法，所得到的資訊乃侷

限於電極表面，很容易因為電極所在的檢體位置不同而有差異。所以，我們必

須選擇一種最直接、最容易觀測的方法來偵測一氧化氮，像是顏色變化或是螢

光偵測的方法，都是很容易分辨。

顏色變化的方法，目前廣泛使用的試劑為「Griess assay」。Griess assay 反應

式如下：

NH2H2NO2S+ H+NH2NO2S N

1-Naphthylethylenediamine NH2NO2S N NHCH2CH2NH2

NO2-

所生成的偶氮化合物之最大吸收波長為λmax = 540 nm，為綠色。雖然利用顏色的

變化可以輕易判斷是否測得一氧化氮，但是顏色偵測的靈敏度仍有改良的空間。

1993 年 Misco 合成 2,3-diaminonaphthalene (DAN)7，利用螢光的變化來偵測

10

一氧化氮，反應式如下：NH2

NH2

NO2-

H+ NH

NN

DAN NAT

這個反應所生成的 1-(H)-naphthotriazole (NAT)螢光強度比 DAN 高 90-100 倍，

利用螢光偵測儀測量時，可以很容易的觀察是否偵測到一氧化氮。DAN 偵測的

濃度可以低到 10 nM，靈敏度比 Griess assay 高 50-100 倍。

因此，利用 diamine 為一氧化氮的辨識端是一種非常聰穎的選擇，它對一氧

化氮具有專一性。同時，為了利用靈敏度較高的螢光偵測方法，我們可以引入

螢光量子產率高的發光團，以提高偵測的效果，因此將 diamine 作為辨識一氧化

氮端和發光團利用化學鍵連接起來，便能得到一個(1)對一氧化氮具有專一性；

(2)靈敏度佳；(3)容易觀察的螢光感測分子。本計畫的分子感測器將利用光激發

電子轉移(photoinduced electron transfer，簡稱：PET)的原理，所以在分子設計上

必須引入予體(donor)和受體(acceptor)，藉由調控予體上的電子行為特性，造成

受體的螢光變化，來達到偵測的目的。由文獻及汪根欉教授長期的研究成果得

知，含旋環雙(9,9’-spirobifluorene)結構的發光團通常具有很高螢光量子產率，所

以選用旋環雙芴作為螢光感測分子之中心骨架，將 diamine 引入旋環雙芴中作為

予體及一氧化氮辨識端，以達到與一氧化氮專一性結合的目的，以含有oxadiazole

基團之分子作為受體。利用旋環雙芴中心 sp3混成的碳，將辨識及訊息輸出的二

個不同功能之共軛系統以正交(90o)的方式區隔開來，使上下二個系統不會互相

作用，在未與一氧化氮作用前形成具有 PET 效果的感測分子，當一氧化氮和

diamine進行反應合環時會得到 triazo環使得予體的HOMO能階下降而阻止PET

現象的產生，讓分子內的發光團能夠放出螢光，藉由螢光的生成，能夠有效的

判斷是否偵測到一氧化氮。

下圖為本實驗室已合成出的一氧化氮感測分子 DAO 之結構及其作用示意

圖。我們發現此 DAO 分子相當成功地驗證我們當初的分子設計，其可經由 PET

機制的調控，進而控制螢光的產生與否，以有效地偵測一氧化氮。

N N

O

NH2

NH2

H2N

H2N

N N

O

NNHN NH

NN

DAO DAO-T

NOC 9

non- fluorescent fluorescent

×PET PET

另外，由於此 DAO 分子對水的溶解度不佳，僅能於有機溶劑中偵測一氧化

氮，因而限制了其在實際生理條件上的應用。因此，為了使此分子能夠在生物

11

體內有效地偵測一氧化氮，我們現正著手合成另一個一氧化氮分子感測器

EDADO，我們預期能夠藉由分子上四條 triethylene glycol monomethyl ether 的長

鏈，來增加此分子在水中的溶解度，以進行後續在生物體內的實驗。其預期結

構及其作用示意圖如下:

N N

OO

N N

O

O O

O O

O

O

O

NH2

NH2

H2N

H2N

EDADO EDADO-T

33

3 3 N N

OO

N N

O

O O

OO

O

O

O

33

3 3

NHNNNN

HN

NOC 9

non-fluorescent fluorecent

2.2.2 辨識重要生理分子之金奈米粒子

本研究的重要性，除了以關鍵的生理分子作為待測物質之外，著重於架構

出分子辨識方法的一般性。我們將在奈米金表面(Au NPs, gold nanoparticles)修飾

兩種官能基，藉由兩官能基相鄰的特性(proximity)，誘發辨識反應的進行，整體

的設計類似催化反應。我們在此研究初期將以肌酸酐為例來證明此新概念的可

行性。

如前所述，這個團隊中有三個實驗室的研究興趣包括使用金奈米材料(Au

NPs 與 LAuNDs, luminescent gold nanodots)進行離子或分子的辨識。金奈米材料的

研究在新興研究領域中極受矚目，此乃源於 Au NPs 與 LAuNDs 具備良好吸光與放

光效率、容易合成並可以進行表面修飾，以及優良的生物相容性(見 2.2.3 節的研

究方向)。因此得以設計出具備分子辨識效果的高靈敏之 Au NPs 與 LAuNDs 材料。

本團隊迄今所發表的 Au NPs 與 LAuNDs 之設計與應用中，有部分的例子需要運利

用硫醇官能基對金表面的吸附力，而將特定官能基修飾於 Au NPs。此修飾步驟

雖然可行，但欲獲得長期穩定之 Au NPs 則有其困難之處。陳俊顯教授實驗室已

發展出將硫醇單分子膜修飾到水相的金奈米粒子表面的方法，這些用於修飾的

分子包括具正、負電性與中性官能基之硫醇分子，經修飾的 Au NPs 可以長期地

穩定於溶液中。這些修飾的經驗與技巧將在本學術領域整體提升計畫的各 PI 實

驗室間相互交流與改進。

上述的修飾方法除了可以獲得極為穩定的 Au NPs 之外，另一項優點是可以

在 Au NPs 修飾兩種官能基，例如將奈米微粒修飾上對鹼金屬離子有選擇性的皇

冠醚(crown ether)，如 15-crown-5 會以 2：1 的比率與鉀離子形成三明治的結合，

與鈉離子則為 1：1。因此溶液中若有鉀離子，則會因三明治結合方式，使不同

Au NPs 上的皇冠醚因與鉀離子錯合而造成奈米微粒的聚集，而鈉與其它離子則

不會。由於所謂的表面電漿共振現象(surface plasmon absorption)，使聚集(辨識

到待測離子)和分散的奈米微粒分別呈現藍色和紅色，讓我們可以用肉眼觀察金

奈米溶液對這些離子的辨識現象(Anal. Chem. 2002, 74, 330, 迄今引用次數 79

次)，有助於即時、家用或野外的鑑定工作。當奈米金的表面上有另一種官能基

12

時，分析感應的靈敏度也有著明顯的變化，藉此，我們可以設計第二種官能基

的種類與含量於奈米微粒表面上，提高偵測靈敏度數十倍之多(Anal. Chem. 2005,

77, 4821, 迄今被引用 21 次，見圖一)。此系統的第二種官能基可以在有機相中

形成氫鍵而造成聚集狀態，當辨識的官能基(例如 crown)抓到待測離子時，會削

弱奈米粒子間的氫鍵吸引力，因而會由聚集變回分散狀態(Angew. Chem. Int. Ed.

2006, 45, 4948, 迄今被引用 6 次)。簡而言之，第二個官能基可以對此類化學感

應器提供另一個維度的貢獻，包括貢獻於辨識的機制(sensing，上述兩例的前例)

與顯色的機制(reporting，後者)兩類。在本計畫，我們將以肌酸酐為例，設計讓

Au NPs 表面之兩相鄰官能基與待測物進行催化反應之模式，建構新的分子辨識

機制。

OO

O

O

O

≡ O

OO

O

O

O

O

O

O

O

K+

OO

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O OOO

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OOO

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Na+

O

O

O

OO

Na+

O

OO

O

O O

O

O

O

Na+

O

Na+

K+K+

K+

K+

K+

Na+

Na+

Na+

O

OO

O

O

O OOO

OO

OO

OO

K+

1a-GNPs 1a’-GNPs

K+

≡

K+O

O OOO

O OO

OO

O

O

O

O

O

OOO

OO

O

OO

OO

OOOO

OO

OOO

O

O

OO

OO

OO

OOO

O

O

O

O

O

OO

OO

O

Na+

O

O

O

O

O

Na+

O

OO O

O

O O

O O

O

O

OO

OO

O

OO

O

Na+

O

Na+

K+K+

K+

K+

K+

Na+

Na+

Na+

OO

O

O O

S S

N

S

O

HH

HO

≡ OO

OOOOOO

OO

K+

O

O

O

OO

O

O

O

OO

K+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

O OO O

O OO O

O O

K+

OOOO

OOOO

OOK+

Na+

OOOO

OOOO

OOK+

K+

OO

OO

OO

OO

OO

O

OO

S

-

SS

O

O

O

K+

O

A B

圖一、本圖顯示主司辨識的皇冠醚之外，第二個官能基對偵測效率的影響。第

二個官能基是羧酸(A)或胺基(B)對皇冠醚的位向與構形的影響，會反映在偵測鉀

離子的效率與靈敏度。下方三張照片裡含有 16.5 nM Au NPs、100 M K+以及 2.5

mM Na+。圖的原始出處：Anal. Chem. 2005, 77, 4821.

血清中的肌酸酐含量是瞭解腎臟功能的重要指標(血清中含量之正常值：約

0.5 ~ 1.5 mg/dL 或 50 ~ 150 M；尿液中含量之正常值：約 1.2 ~ 5.3 mM)。根據

高雄縣義大醫院腎臟科王郁婷醫師與衛生署統計室林雅惠科員的調查指出，台

灣在 2002 年的透析病患發生率(約每百萬人有四百人，~ 4%)為世界第一，盛行

率則為世界第二(每百萬人有一千九百五十五人，~20%，僅次於日本)。目前全

國有超過四萬名尿毒症患者，每年健保支出高達新台幣二百五十億元；預估 2012

年後尿毒症患者將高達六萬人。

圖二是我們在本學術提升計畫提出的分子辨識機制，藉由皇冠醚對氫離子

(proton)的親和力，可以對相鄰的羧酸進行酸催化的酯基化反應(圖二 a)與去酯基

化反應(圖二 d)，以達到 Au NPs 之辨識與顯色的功能。我們讓相鄰的羧酸在甲

醇的環境中酯化，此時的 Au NPs 呈現分散的紅色(圖二照片的左圖以及圖 b)，

對溶液添加 0.10 mM 的肌酸酐之後，Au NPs 轉為聚集的藍色(圖二照片的右圖以

及圖 e)。我們曾對尿液樣品做過檢測，證實這個方法足以粗篩尿液中的肌酸酐

13

是否過量(表示腎臟的廓清率不佳，有慢性腎衰竭的可能)。圖二是我們推測的機

制，目前正在設計實驗找出充分的證據來證實這些途徑，這點是我們能否使這

項設計成為一般化概念的關鍵。在本計畫中，我們將(1)設法證實反應機制：調

整兩官能基的相對長度、探討並歸納幾種胺類分子對 Au NPs 變色的影響、以質

譜和層析或其他方法決定反應的產物等等；(2)將這現象推展至其它的分子辨識

之設計。

SS

O

OO

O

OO

S

O

HH

HN

OCH3

N

N

O

+

H2O

pH 4soln (v/v):CH3OH:H2O = 60:40

SS

O

HO

S

O

OO

OO

O

H+

SS

O

OC

H3

S

O

OO

OO

O

dispersivecolor: red

H+

NH3N

NO

+

introducingcreatinine

aggregatedcolor: blue

O

OH

S

O

OO

O

OO

SS

O

OH

S

O

O OO

OO

HH

N

NN

O

SS

(a) (b)

(c)

(d)(e)

圖二、以相鄰官能基催化反應以達到分子辨識的推測圖。左上角的兩溶液分別

是試劑添加 0.10 mM creatinine (肌酸酐)前後的照片，(b)是添加前的 Au NPs 表面

官能基，推測因皇冠醚內有正電性的氫或鈉離子所以 Au NPs 帶正電荷而相斥。

(e)是推測添加肌酸酐後的 Au NPs 表面官能基，此時酯基已水解，導致 Au NPs

間以氫鍵造成粒子聚集。這項分子辨識的設計有 promixity 的效應，彷彿酵素的

催化作用一般。

2.2.3 功能性奈米微粒與團簇於生物感應、酵素調控與腫瘤細胞標定之研究

2.2.3.1 製備高量子產率與光穩定之微奈米粒子和奈米團簇

我們近期以硫醇分子的鏈長，控制奈米金 (Au nanoparticles; AuNPs)的粒徑

於 12 nm，使其具備螢光性質，放光波長可調控於 501618 nm8。利用金銀合

金奈米粒子，則可合成出放光波長 456-525 nm 之 Au/AgNDs9。以 LEDs 照光系

統輔助可縮短製備時間與提高 AuNDs 量子產率 10。利用 AgNO3 與 NaBH4當還

原劑在特定序列的DNA (如Poly-C12)保護下，則可合成具有特殊放光特性AgNCs

(size < 1 nm)。目前所製備的 AuNDs 量子產率都低於 10%且其光穩定並不理想，

故於此計畫中，我們將選用多種硫醇分子，並搭配飛秒脈衝雷射(femtosecond

pulsed lasers)來合成製備出高量子產率(> 25%)與高光穩定度的 AuNDs。在硫醇

分子與脈衝雷射的照射下，添加其它易與 Au 形成合金的金屬離子如 Ag+、Pb2+、

Hg2+和 Cu2+等，將可合成合金的 NDs，利用這些合金的組調控 NDs 的放光波長

14

與生命期。所合成之 AuNDs 將具有以下幾項優點：可調控放光波長(400700

nm)、長放光生命期(> 100 ns)、低生物毒性、降低非特異性(nonspecific)蛋白質

吸附、可提供多價性結合能力等。

我們在最近提出以 DNA 和蛋白質合成 Ag 或 AuNCs 的技術 11，利用生物分

子合成放光的金屬 NCs 的最大優點在於可同時進行合成與修飾生物分子於 NCs

表面。雖然文獻曾報導此法獲得的 NCs 之量子產率可高達(> 40%)11，但其吸收

係數僅為 104 cm–1M–1，其放光亮度(brightness)不及前面所提的 AuNDs 或半導體

QDs。針對此缺點，本計畫的重點之ㄧ是合成高亮度、高穩定度與放光波長可調

性的金屬 NCs。調控 DNA 序列、長度或利用肽核酸（peptide nucleic acid，PNA）、

鎖核酸(locked nucleic acid，LNA)等將可調控 AgNCs 放光波長與放光生命期。另

外，利用蛋白質合成放光 AgNCs 部分，研究不同蛋白質 pI、分子量、疏水性與

構形等對 NCs 放光特性的影響。而且，蛋白質的磷酸化和醣化程度也可進一步

探討所合成 NCs 放光特性，或應用於後蛋白質修飾(post-modification)研究。

直徑小於 2-nm 的 NDs 和 NCs 之放光特性會與粒子表面性質、組成金屬原

子個數和氧化態等相關，但現今對金屬 NDs 和 NCs 光譜或電化學特性的探討還

相當有限，計畫將用原子顯微術(atomic force microscopy，AFM)和高解析度穿透

式電子顯微鏡(high resolution transmission electron microscopy，HRTEM)、電化學

及質譜對 NDs 和 NCs 結構作更深入探討，再結合密度泛函理論(density functional

theory，DFT)計算金屬 NCs 的幾何結構(geometry)。

800500 750700550 600 650

wavelength (nm)

greenyellowred

inte

nsity

(AU

)

4000

0

3000

2000

1000

450 800500 750700550 600 650

wavelength (nm)

greenyellowred

inte

nsity

(AU

)

4000

0

3000

2000

1000

450

圖三、製備放光波長可調之 AgNCs 的示意圖與光譜。光譜圖標示之顏色，代

表用於製備和修飾 AgNCs 的 DNA 分子有所差異所造成的粒徑與放光波長也隨

之改變。

15

2.2.3.2 微奈米粒子和奈米團簇修飾於生物感應器與酵素調控

我們在辨識基團之設計與合成已有相當經驗，辨識分子如醣類可應用於研

究凝聚素(lectins)與醣蛋白質(glycol proteins)之間作用力，以及競爭性結合方法於

醣蛋白腫瘤標記偵測(圖四)。為提升偵測蛋白質之靈敏度及專一性，我們將探討

粒子表面修飾物質之種類及密度、奈米粒子之濃度及大小、與反應條件等因素。

在最佳條件下，將利用各類修飾粒子之吸放光強度或放光生命期變化的特性於

快速與大量篩選具有高結合能力與專一性的粒子。

圖四、偵測醣蛋白之示意圖。圖中兩類反應結果乃源自於待測樣品是否含醣蛋

白，而導致奈米金及其螢光呈現聚集(上圖)或均勻分佈(下圖)的行為。

傳統的自組裝方法(self-assembly method, SAM)為合成或功能化奈米材料的

關鍵方法，但自組裝大都利用共價鍵方式將功能性配位基建結於粒子表面。在

本計畫中，我們提出自排列 /自我組裝 (self-arrangement/-assembly monolayer,

SAAM)技術來控制腫瘤蛋白質和蛋白質酵素活性(圖五)。利用單股 DNA (ssDNA)

修飾粒子結合 aptamer 或 ssDNA 修飾功能性配位基即可應用於 SAAM 偵測。如

結合 aptamer 於 SAAM 技術可運用於蛋白質與酵素活性控制(圖五);若結合單醣

修飾的 ssDNA 則可運用於凝聚素偵測與細菌標定;若結合染料修飾 ssDNA 則可

應用於 microRNA 偵測。SAAM 可提供幾項優點：如可多價性結合力，多種

aptamer 同時修飾於粒子上，可控制修飾密度、連結 linker 和互補 DNA 長短或控

制粒子大小來調控與目標分子結合力；另外 DNA 分子修飾於粒子表面可提升生

物樣品(如血液或細胞)內穩定性。SAAM 技術可使功能性配位基自排列到最佳結

合位置，有助於提升結合能力，可提高偵測蛋白質之靈敏度與有效率控制酵素

活性。

16

圖五、自排列/自我組裝技術酵素或蛋白質之示意圖。

2.2.4 分子辨識作用力的定量量測：金屬離子與冠醚

以皇冠醚辨識金屬離子是眾所周知的現象，然而這樣的主客關係，必須在

非水溶液中才會有好的結合常數，這被歸因於皇冠醚構型變化。簡單地說，是

因為皇冠醚的構型在水溶液中和錯合後的結構差異過大，在非水溶液中則因錯

合前後的構型相近，才有好的常數值。我們在先前的研究中，將皇冠醚修飾於

AuNPs，訝異地發現這樣的修飾可以在水中呈現良好的辨識效果，在後續的研究

也陸續發現其它可以促進辨識效果的 Au NPs 的設計(Anal. Chem. 2002, 74, 330;

Anal. Chem. 2005, 77, 4821; Anal. Chem. 2008, 80, 6560)，如果對這些現象有深入

的瞭解，必將有助於 Au NPs 辨識方法的設計。在執行此計畫的兩年間中，我們

已測得皇冠醚與金屬離子的錯合的力，也已能定量地描述主客間作用力受溶劑

極性、皇冠醚鄰近環境的微觀結構、鄰近官能基、皇冠醚的環大小、金屬離子

種類等等條件的影響。

圖六是本實驗方法之示意圖，最左圖簡繪如何測得作用力的值。此量測方

法需要原子力顯微儀(atomic force microscope)的探針(cantilever)反覆地進行上下

(即靠近與遠離表面)的運動，此過程中若有特定作用力，探針便如圖所畫的產生

偏折，之後再以虎克定律計算此力值的大小。圖六中間的前三張小圖代表探針

由遠處往表面接近，後三張小圖代表產生錯合現象後，探針遠離表面；此時探

針所感受的力以圖中的紅色曲線(force curve)說明。紅色曲線的橫軸代表探針與

表面的相對距離，當探針遠離表面時便逐漸靠曲線的右側；縱軸代表探針的偏

折程度，亦即主客間作用力的大小。標示 1、2、3 處分別為物理吸附、扯斷主

客間作用所需的力、探針與表面沒有作用(可視為 baseline)。圖六的最右側是我

們在水中含鉀離子時，量測得到的結果，目前結果顯示 15-c-5 與鉀離子的作用

力為 45 pN 左右。這個系統代表的是快速平衡的系統，迥異於文獻的類似實驗方

法所報導的非平衡體系，因此我們需要建構新的理論以說明此一現象。

17

F = −k x

x

spacer = O n

0 20 40 60 80 100extension of tip (nm)

100 pN

x

圖六、以 AFM 量測主客作用力之示意圖。右圖為目前獲得的初步結果，顯示

溶液中含鉀離子時的 AFM 探針的力譜(force curve)，倘若溶液中僅含鈉離子則無

鋸齒狀的特徵，表示鈉離子與 15 冠 5 醚不形成 2:1 的三明治錯合。

2.2.5 建構大尺寸之環狀雛菊環寡聚物

近年來利用車輪烷和環連體型的內鎖分子作為製造分子電子元件及分子機

械的主要材料似乎漸成趨勢 12。在另一方面，將分子內鎖的特性及功能延伸到聚

合物上的想法，使得聚車輪烷和聚環連體等複雜大分子的合成不再遙不可及 13。

然而，在聚車輪烷的世界中，大尺寸雛菊環的合成一直是最具挑戰性的，除了

因為分子中須同時具備”受體”和”予體”的兩種結構外，鍵結時亂度的因素將使其

環型雙體成為主要產物，並在同時抑制了其它大型的環形寡聚物之生成 14。直覺

上，我們如果能將雛菊環的單體構築成為一堅硬的直線分子，那麼，環狀雙體

雛菊環將因立體因素而不能在溶液中生成(圖七)，如此一來，環狀三體及四體等

大尺寸雛菊環便有可能成為溶液中的主要錯合物。

環狀雙體雛菊環環狀三體雛菊環環狀四體雛菊環

彎曲的單體直線形的單體

or

+其它環狀或線形雛菊環

+其它環狀或線形雛菊環

圖七、環狀雙體、三體與四體雛菊環的設計概念。

我們早先合成了一個具有二級銨離子及特殊大環系統的雛菊環的單體 15(下

圖)，並藉由本實驗室所獨創之”穿透後末端膨脹法”16 將之內鎖。然而，由於此

單體本身仍具部份柔軟度，使得環狀雙體雛菊環成為主要合成的產物且產率相

當高。

18

O

O

O

O

NH2N

+

_PF6

膨脹H

為解決此一問題，我們將使用本實驗室所研發之大環-尿素辨識系統 17，希

望藉由其剛硬的結構，順利完成大尺寸雛菊環的合成(圖八)。由於此大尺寸雛菊

環在錯合後的鑑定頗有難度，我們除了會使用適當的合成手法將之內鎖外，以

便進行質譜及核磁共振光譜等分析外亦希望能利用高解析度的原子力顯微儀等

儀器來對於其幾何結構加以證明。

N

HN

HN

O

OO

O

O N N

O

H HR

R

NHN

NH

O

O

O

OO

O

NN

HH

R

環狀三體雛菊環環狀四體雛菊環

or

+

其它環狀或線形雛菊環

圖八、三體與四體雛菊環的設計概念。

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20

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2.3 執行時程本計畫在過去兩年執行以來以並行的方式，既分工又合作地執行前列幾項

研究方向。感謝這個機會讓我們可以展開實質的合作，具體地開發並執行研究

構想，以這五個實驗室的努力，與近兩年來的表現推估，無疑地，將在本計畫

的最後一年呈現豐碩的成果。

2.4 經費需求與國際上各相關團隊的競爭中 (尤其是進行生化感應、合成等領

域的研究 )，我們最為匱乏的是關鍵藥品與耗材的經費不足，因為此

類物品的單價都極為昂貴。換言之，若著眼於成功地執行本計畫為目

的，持平而論，充分支助本計畫的藥品與耗材費用的投資報酬率是最

高的。此外，分子辨識的設計、合成、檢驗、與量測的實驗室將需要

下列數個中小型但必須的儀器設備，我們將這些儀器項目分三個年

度，並按優先順序列於經費需求表的資本門。

21

參、經費需求總表


經常門

人事費碩士生研究助理 4 名 360,000 6,000 元/月 x 12 月 x 4 人

3,960,000業務費及其他

腫瘤標示物、蛋白質、DNA、醣類分子、細胞、細菌、培養液、藥品、溶劑、試劑、生化試劑、玻璃器材、導電玻璃緩衝溶液、染劑、鍍膜用金屬材料、AFM/STM/SECM 使用之掃瞄探針、層析器材、電子元件、氣體、液氮、乾冰、管件、真空零件、塑膠器皿、電料、木料、光學材料、文具紙張、影印、裝訂、印刷、郵電、打字、資料檢索、母帶與相片底片、影像處理費、儀器維護、電腦用品、廢液處理費、儀器訓練及檢測等

國外教師專業學術交流經費(NTD600,000)

3,600,000

研究生化、感應等相關團隊的運作最為匱乏的，是關鍵藥品與耗材，因為此類物品的單價都極為昂貴。換言之，若著眼於成功地執行本計畫為目的，持平而論，充分支助本計畫的藥品與耗材費用的投資報酬率是最高的。

以此觀點估量本計畫，以目前整合團隊5個PI的運作情形要求經費是非常合理的。

國外教師專業學術交流經費，將用於(1)邀請國外專家學者來訪。透過實質上的交流對拓展研究視野及開發新興研究領域，將有極大的幫助。(2)協辦 2010 年在本校舉辦之第 24 屆國際有機金屬化學會議(ICOMC)，將有助於促進本校與國際間之學術交流，符合五年五百億計畫之國際化、提高國際知名度的政策導向。

資本門設備費

凝膠滲透層析儀Gel Permeation Chromatography(Agilent 1200 SeriesGPC-SEC Analysis System)

1,470,000此儀器對提高執行效率有其重要性、必需性與迫切性。

4,440,000

顯微拉曼光譜儀附件—影像偵測系統(含軟體)MicroRaman Detector(DV401A-BV CCD)

940,000提升顯微拉曼系統偵測靈敏度，以達到本計畫的研究需求。

奈米粒子液態觀察與分析系統Nanoparticle Tracking Analysis(LM10-HS NanoSight)

2,030,000

在實驗條件下(溶液中)擷取奈米粒子之即時影像，以提供分子辨識、交互作用之影像證據。

合計 8,400,000

22

肆、執行管控機制各實驗小組間進行定期的討論、報告與交流，相互瞭解彼此的研究進展。

在不定期的密切交流中，也進行腦力激盪、交換心得、解決實驗上的困難與構

思團隊的發展方向。

伍、績效評鑑機制5.1 評鑑方式

1. 全面提升計畫旨在提升系的研究能量，因此應以參與本計畫的實驗室之

期刊論文與學生畢業論文的質量作為評鑑的要點。

2. 經費執行進度百分比：

第一季 15%，第二季 50%，第三季：75%，第四季： 100%。

3. 「3 個月一次自評紀錄」。

5.2 評鑑範圍

同前，以參與本計畫的實驗室之期刊論文與學生畢業論文的質量作為評鑑

的範圍。

5.3 評鑑指標

就研究品質的評鑑條件而言，要以化學學門各次領域頂尖期刊以上的期刊

為評論的標準；就量而言，將以執行本計畫的三年內發表於前述的論文篇數與

之前的成果相比，作為評鑑的指標。

(附件 2)

國立臺灣大學理學院地質學系


-- 學術領域計畫書

計畫名稱: 次奈克尺度高精度同位素測量及大地構造

與環境變遷之應用

High-precision subnanogram-quantity isotopic measurements and

their applications to tectonic evolution and environmental change

計畫主持人: 鍾孫霖電話: 3366-2933 e-mail: [email protected]

計畫主持人: 沈川洲電話: 3366-5878 e-mail: [email protected]

連絡人 : __林可電話: 3366-5878 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 99 年 11 月 12 日

1

壹、計畫背景

本計畫將改良本系原有之多頻感應耦合電漿質譜儀 (MC-ICP-MS)，提升儀器靈敏度，發

展次奈克尺度之高精度同位素測量，元素包括鈾、釷、鉛、鉿、銣、及鍶等；主要應用於

火成岩、沉積岩及碳酸鹽類標本，進行大地構造及環境變遷之應用研究。

本系已應用多頻感應耦合電漿質譜術，發展 5-10 奈克尺度之同位素測量，建立鋯石 U-Pb

定年法、U-Th 定年法及高精度鈾、釷、鉛、鉿、銣、鍶同位素組成分析技術。我們成功探

討 (1) 歐亞－印度板塊碰撞前與碰撞後岩漿活動與地殼增生、西藏高原抬升等國際關注之

科學議題，並成功提出造山運動模式；(2) 進行西藏－喜馬拉雅造山帶鋯石原位定年分析

結果，成功探討造山運動地殼增生與高原抬升機制；(3) 根據中亞、日本、台灣造山帶陸

殼增生證據，探討顯生元地殼增生作用；(4) 成功將 U-Th 定年法之解析度推向 1 年之境界；

(5) 結合 U-Th 定年技術及珊瑚探討造成南亞海嘯之蘇們答臘斷層活動歷史與大地震週

期；另外，我們發現位於太平洋東加島的世界上最大石灰岩漂石，極可能是在上一次間冰

期，12-13 萬年前，因附近火山島弧之海下火山爆發，引發一次超級海嘯所造成；(6) 利用

洞穴內石鐘乳、石筍與海底珊瑚之同位素與 U-Th 定年分析，成功建構數十至萬年尺度之

環境變遷，探討亞洲季風和南北高緯氣候，自最後一次冰河時其以來之發展與相互作用關

係。

研究團隊已發表於國際重要期刊論文超過一百篇，其中有一半以上出版於 JCR 影響力指

數排名前 25%之重要國際學術期刊，五篇刊登於國際頂尖期刊 Science 及 Nature，更有多

篇為 ISI 資料庫列名為高引用力論文。目前這些研究所面對的共同瓶頸，是如何有效降低

樣品需求量，進行細微標本的高精度分析已突破現有研究。

我們不申請數千萬元經費，增購更新穎更尖端的新儀器，而是改良本系已購置多年的多

頻感應耦合電漿質譜儀，重點為升級進樣及介面系統。預計儀器靈敏度可從原來的 0.1-1%

(實際偵測離子數/進樣標本原子數)，增為 5-10%，效能提升 10-50 倍，將可發展次奈克尺

度 (0.1-1 奈克) 之高精度同位素測量，估計精準度可達百萬分之十至二十(10-20 ppm)。應

用此技術可全面提升前述之研究課題深度，例如更進一步探討西藏－喜馬拉雅造山帶地殼

增生運動與高原抬升機制；追求 U-Th 定年極限，將解析度下探至數個月能力，進行環境

變遷之應用研究。分析能力的倍增，將可持續我們在這些地球科學領域的領先優勢，加強

本國地球科學之國際學術地位及有效提升臺大學術綜合指數，並對人類社會做出一定貢

獻。

2

貳、計畫內容1. Background and previous achievements

1.1. Orogens and Evolution of Asian continent

Plate tectonic models of orogenic processes have been dominated by work on collisional

orogens in which deformation, metamorphism and magmagenesis are the results of ocean closure

and subsequent collision of continental blocks. This is mainly due to the historical influence of

work on the "classic" orogenic belts, such as the Appalachian-Caledonian, Hercynian and

Alpine-Himalayan chains. However, these models do not work for the vast Phanerozoic orogenic

belts in Central and northern East Asia. Alternate mechanisms must be sought to explain the

formation of these mountain belts, which are now known to be accretionary orogens.

Accretionary orogens form at sites of subduction of oceanic lithosphere and consist of magmatic

arcs systems along with material accreted from the downgoing plate and eroded from the upper

plate. Recent studies have indicated the importance of magmatic underplating in the making of

accretionary orogens.

1.1.1. Tectonic processes in Tibet and Himalaya: source

Application of geochronological, petrologic, geochemical and isotopic techniques to the

planned systematic study of pre- to post-collisional magmatism in the southeastern part of the

Tibetan plateau, and surrounding regions, to explore the petrogenesis as well as the orogenic

evolution. Major outcomes include: (i) having conducted precise and the most comprehensive

data set that includes Zircon SHRIMP U-Pb and whole-rock 40Ar/39Ar ages, major-trace element

and Sr-Nd-Hf isotope data for the Gangdese batholith and Linzizong volcanic successions

(pre-collisional), and (ii) obtained new SHRIMP U-Pb and 40Ar/39Ar ages and geochemical data

for the collision-type “adakites” and potassic to ultrapotassic lavas (post-collisional). We have

established the effectiveness of using new advanced scientific technology (zircon’s in situ U-Pb

dating by SHRMIP combined with Hf isotope analysis by MC-LA-ICPMS) to study the

Tibetan-Himalayan orogenesis. The data allow us to (i) identify a major phase of crustal

thickening in southern Tibet between ca. 40 and 30 Ma, (ii) suggest intense basaltic magma

underplating and remelting during the Neo-Tethyan subduction that later served as a key control

to the thickening, and (iii) better explainhow and when the Earth’s thickest continental crust was

created, and the world’s most spectacular topography or “the roof of the world” formed(Chung

3

et al., 2005). Applying the above data base that we have just established to study the “source to

sink” relation in the Himalayan-Tibetan orogenic belt, which allows us to start exploring the

complex interaction among tectonic uplift, drainage evolution, river erosion and alluvial

deposition in the region, as well as the development/reorganization of principal Asian river

system around the eastern Himalayan Syntaxis, by determining U-Pb ages and Hf isotope

compositions of detrital zircons, as well as 40Ar/39Ar ages for detrital minerals, from the

downstream sedimentary deposits. In addition, combination of 40Ar/39Ar dating and structural

analyses of major shear zones in Indochina and Eastern Himalayan Syntaxis allows us to better

understand the response of crustal deformation during the India-Asian continental collision. The

results provide constraints for revealing the tectonic controls on the drainage evolution in the

region.

Fig. 1. A: Plots of εHf(T) vs. U-Pb

ages. B: Histogram of TDMC (zircon Hf

isotope crustal model age) for zircons of

Jurassic Gangdese (sample ST134A) and

northern magmatic belt (samples T006C

and T109B).

The first in situ Hf and U-Pb isotope analyses of zircon separates from Mesozoic granites in

the Lhasa terrane, southern Tibet, identify a significant, but previously uncomprehended, stage

of magmatism. 34 igneous zircons from a granite within the Gangdese batholith show a weighted

mean 206Pb/238U age of 188.1 ± 1.4 Ma and Hf(T) values between +10.4 and +16.8 (Chu et al.,

2006) (Fig. 1), suggesting Early Jurassic intrusive activity marked by a dominant contribution

from a juvenile mantle source. 23 out of 40 inherited zircons from neighboring Cretaceous

S-type granites in the Nyainqentanglha belt delineate a slightly older 206Pb/238U age cluster

between 188 and 210 Ma. These zircons have Hf(T) values from –3.9 to –13.7, yielding

“crustal” Hf model ages from ca. 1.4 to 2.1 Ga, which suggest a major episode of crustal growth

4

in Proterozoic time and remelting of this crust in the Early Jurassic. Combining these with

literature data, we interpret the “Jurassic Gangdese” magmatism as a product of the early phase

of northward subduction of Neo-Tethyan oceanic lithosphere under the Lhasa terrane and played

an important, long-lasting role in the tectonic evolution of southern Tibet prior to the India-Asia

collision.

The Trans-Himalayan magmatism, which occurred extensively in the Lhasa terrane of

southern Tibet related to the Neotethyan subduction (Fig. xx), has long been documented but

remains poorly investigated. SHRIMP zircon U-Pb age results for the Gangdese Batholith

represents the largest Trans-Himalayan plutonic complex. The results suggest two distinct stages

of plutonism in the Late Cretaceous (ca. 103-80 Ma) and early Paleogene (ca. 65-46 Ma),

respectively (Wen et al., 2008). These data, together with literature age information and our

petrochemical constraints, enable us to propose that the older stage ended with a combined

magmatic and tectonic thickening of the crust and the younger stage resulted in little crustal

thickening despite significant melt addition/underplating from a juvenile mantle source. We

attribute the former to a flattening of the northward Neotethyan subduction and the latter to

rollback of the subducted slab, thus leading to tectonic switching from a contractional to an

extensional setting in the region. The slab’s rollback, and its subsequent detachment from the

adherent, more buoyant Indian continental lithosphere, may be best indicated by southward

migration and intensification of the magmatism in the Lhasa terrane marked with an igneous

“flare-up” event around 50 Ma(Figs. 2,3). Consequently, the Indian indentation gave rise to

distributed lithospheric thickening beneath southern Tibet where orogeny evolved from

accretionary to collisional with a transitional episode of extension in between.

Fig. 2. Simplified geologic

map showing outcrops of

magmatic rocks in southern

Tibet made essentially of the

Lhasa terrane. The Gangdese

Batholith is zoomed out in the

lower part to show our new

SHRIMP zircon U– Pb age

results. Inset in the left-hand side denotes the distribution of the Trans-Himalayan batholith and

its southeastern extension.

5

Fig. 3. A sequential tectonomagmatic evolution of

southern Tibet during ca. 100 and 50-45 Ma, illustrated

by the north-south cross sections through time.

1.1.2. Tectonic processes in Tibet and Himalaya: sink

The first in situ Hf and U-Pb isotope analyses of

detrital zircons from a Late Miocene sandstone in the

Inner-Burma Tertiary Basin (Fig. 4) enable us to study

the sedimentary source to sink relation and river system

evolution around eastern Himalayas (Liang et al., 2008).

Among 47 out of 62 dated zircons that exhibit Cretaceous

and Paleogene 206Pb/238U ages, 24 grains have positive

Hf(T) isotope values up to +16. Whilst zircons of such

ages are common in the Transhimalayan plutons, those

showing high Hf(T) values have been observed only in

the Gangdese batholith, southeastern Tibet. Our results,

therefore, validate the notion that by Late Miocene time

the Yarlung-Tsangpo River, which cuts across the

Gangdese batholith, drained into the Irrawaddy River. We

attribute this river routing to the dextral Jiali faulting

that was most active in the Middle Miocene.

Subsequent reorganization of the mountain rivers was

affiliated with uplift of the Namche Barwa Syntaxis,

resulting from enhanced headward erosion of the

Brahmaputra River that eventually captured the

Yarlung-Tsangpo drainage to form the modern eastern

Himalayan river system.

Fig. 4. Simplified geologic map showing the

distribution of principal batholiths, faults and river systems around eastern Himalayas.

6

1.1.3. Central Asian Orogenic Belt

Although significant results in certain areas of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB)

(Fig. 5) have been acquired through IGCP-420 activities, the coverage within Central and East

Asia is far from being sufficient for a quantitative modelling of juvenile crustal growth. The

CAOB is immense in size, extending from the Ural Mountains in the west to NE China or even

to Japan in the east. Furthermore precise geochronology and isotope tracer study are urgently

needed for numerous granitoid intrusions of Neoproterozoic to Phanerozoic ages. We have

launched an investigation in Inner Mongolia (Great Xin'an Range included) to southern

Mongolia, and in the Altai Mountains. In theory, the most efficient and reliable method used to

identify the juvenile nature and to quantify the mantle/crust proportion is through the approach

of radiogenic (Sr-Nd-Pb) and stable (O) isotope tracers. However, due to the often highly

radiogenic nature of the granitic rocks to be encountered, Sr isotope tracer does not provide

precise information, so is not as useful as Nd-Pb isotopes. In the past, Pb isotope data were

practically inexistent with respect to this kind of problem. We have employed zircon U-Pb,

Rb-Sr, Sm-Nd and Ar-Ar geochronologies to understand the CAOB.

Fig. 5. Central Asian

Orogenic Belt

1.1.4. Taiwan - the Coastal Range

The accretion of the Coastal Range or northern Luzon arc complex onto the Asian

continental margin represents the initial stage of continental growth in Taiwan. The bulk

composition of an island arc is often taken to represent that of the average continental crust,

hence it is important to establish the bulk geochemical and isotopic compositions of the Coastal

Range. The data have been used to verify that they can satisfy the conditions for generation of

the familiar upper continental crust via intra-crustal partial melting. The Taiwan project has been

intimately connected to some on-going studies on many parts of Central Asia –from Inner

Mongolia to southern Mongolia, and the Altai Mountains.

7

1.2. Environmental changes in East Asia

1.2.1. Giant earthquake supercycles in Sumatran Islands

The high-precision 230Th dating technique was used to reconstruct bicentennial earthquakesupercycles in the Mentawai islands off West Sumatra (Fig. 6). Records of strain accumulationand relief extracted from corals of the Mentawai islands, Sumatra, show that large rupturesequences on the 700-km-long Mentawai section of the Sunda megathrust occur about every twocenturies since AD 1300 (Sieh et al., 2008). The Mw 8.4 earthquake of September 2007represents the first in a series of large partial failures of the Mentawai section that will likelyoccur within the next few decades. The findings are very important for both human societies andscientific communities.

Fig. 6. Histories of giantbicentennial earthquakesupercycles through 7 centuries.Data constrain solid parts of thecurves well; dotted portions areinferred. Emergence values (in cm,

± 2) are red. Interseismicsubmergence rates (in mm/yr, ± 2)are blue. Millennial emergencerates are black. Vertical dashedwhite lines mark dates ofemergences. Red arrows highlighttiming of failure sequence for eachsupercycle.

1.2.2. Prehistoric super-tsunamis

Along some coastlines there exist erratic boulders apparently emplaced by tsunamis orcyclonic storms; evaluating their origin and time of emplacement provides constrains thefrequency, severity and location of coastal hazards. Seven such large coral limestone bouldersoccur near Fahefa village on Tongatapu Island, Southwest Pacific, apparently emplaced by aprehistoric tsunami. These boulders (Fig. 7), 20 times more massive than any reported onesemplaced by historically documented stroms, lie 10–20 m above sea level and above anypossible source; all are 100–400 m from the present shoreline; coral 230Th ages indicate that thelimestone formed during the last interglacial sea-level highstand ~120–130 ka. We performcomputer simulations to assess whether tsunamis produced by earthquakes, undersea landslides,

8

or volcanoes could emplace the boulders (Frohlich et al., 2009). These indicate that eithervolcanic flank collapse along the Tofua arc ~30–40 km to the southwest, or undersea landslideson the submarine slopes of Tongatapu could be responsible; either could explain why theseboulders aren’t widespread on Tongatapu, instead occurring in a localized group along thewestern coast. This study demonstrates that small (<1 km3) submarine slope failures maysometimes generate locally large tsunamis. The Fahefa boulders occur in a well-studied andwell-populated area yet were unknown to the scientific community until recently; this suggeststhat systematic searches elsewhere for erratic boulders and other tsunami deposits might providenew information for assessing the size and extent of prehistoric tsunamis.

Fig. 7. The largest erratic boulder near

Fahefa, Tongatapu. This coral limestone boulder

(boulder #1) is roughly ellipsoidal in shape and

sits with its base 10 m above sea level and ~130 m

from the present shoreline; a smaller boulder lies

80 m further inland.

1.2.3. High precision coral U-Th dating

One hundred eighty U-Th data, including 23 isochrons on 24 pristine modern and Holocene

corals and 33 seawater samples, were analyzed to understand the variability of initial 230Th/232Th

(230Th/232Th0) (Shen et al., 2008). Using site-specific 230Th/232Th0 values or isochron techniques,

our study demonstrates that corals with an age less than 100 years can be 230Th-dated with

precisions of ± 1 yr (Fig. 8). This improved high precision coral 230Th dating method raises the

prospects of refining the age models for band-counted and tracer-tuned chronologies and of

advancing coral paleoclimate research.

Fig. 8. 230Th age vs. growth band age

plots of over 50 data points for coral

subsamples of Nanwan, Son Tra, Santo, and

the Sumatran islands.

9

1.2.4. East Asian monsoon during the last deglaciation

The evolution of the East Asian monsoon (EAM) during the last deglaciation has been

shown to be predominately driven by changes in solar insolation and Northern Hemisphere (NH)

climate dynamics. We have presented an absolute-dated stalagmite 18O record between 15.5

and 10.7 thousand years before present (ka, before AD 1950) from nearby Maboroshi cave

(34o49’ N, 133o13’ E). The climate changes recorded in this Japanese cave are synchronous with

those of Chinese caves and Greenland ice cores. Our results support the vigorous teleconnection

between the low- and high-latitudinal systems during the transitions into the Bølling-Allerød

(BA) warming at 14.6 ka and the Younger Dryas cooling at 12.8 ka in the North Atlantic.

However, our reconstructed summer EAM indicates monsoonal intensification during the BA,

coincident with decreasing temperatures in Greenland from 14.6 to 12.8 ka. We explain this

decoupling as a result of interhemispheric climate dynamics (Fig. 9) (Shen et al., 2009).

Fig. 9. Deglacial proxy records from

Greenland, Japanese and Chinese caves,

and Antarctica. a, 18O records of

Greenland ice cores, NGRIP (blue) and

GISP2 (dark blue). The error bars indicate

2-sigma age uncertainties. b, Maboroshi

stalagmite Hiro-1 18O, Japan. c, Hulu

stalagmite H82 18O, China. d, Yamen

stalagmite Y1 18O, China. The 230Th ages

and errors are color-coded by stalagmites.

e, Antarctic ice D for the European

Project for Ice Coring in Antarctica

(EPICA) Dome C (EDC) core. Gray line is

for raw data and solid line for the 5-point

running averages. f, Antarctic ice 18O for

the EPICA Dronning Maud Land (EDML)

core. Shaded bands represent periods of

warmth, Bølling, Allerød, and Preboreal,

in Greenland.

10

2. Current techniques with MC-ICP-MS

Over the past five years, a high-quality MC-ICP-MS laboratory with subtle suits and frontier

analytical techniques has been being constructed for the projects mentioned in Sections 1.1-1.2.

Analytical techniques on isotopic compositions and concentrations for 6 elements, Sr, Nd, Pb, Hf,

Th and U have been established. The on-going isotopic analytical techniques are for Cd and Fe.

Here we briefly describe the well-developed isotopic techniques as follows:

2.1. Sr, Nd, Pb and Hf isotopes

2.1.1. Sr isotopes

The isotopic compositions of Sr samples have been analyzed for 6 years. Long-termreproducibility is ± 40 ppm (2) for 87Sr/86Sr determination in standard NBS987 (Fig. 10).

Fig. 10. Duplicate measurement ofNBS987 Sr standard on NTUMC-ICPMS, Neptune. The long-termexternal precision is ± 40 ppm (2).

2.1.2 Nd isotopes

Nd isotope measurement was startedin June 2005. The principal Ndstandard, JNdi-1 (Japan GeologicalSurvey), has been measured over 200times using different introduction devices and skimmer cones (H cone, or enhanced X cone).Two additional standards, the Rennes Ames Nd standard and the LaJolla solution, were alsoused. The long-term performance is ± 25 ppm (2) for 143Nd/144Nd in standard JNdi-1 (Fig.11).

11

J N d i - 1 m e a s u r e d o n N T U N e p t u n e( N o v e m b e r 2 0 0 5 - D e c e m b e r 2 0 0 6 )A r i d u s + N 2 w i t h H a n d X c o n e

r u n #

0 2 0 4 0 6 0 8 0

143 N

d/14

4 Nd

0 . 5 1 2 0 6 0

0 . 5 1 2 0 7 0

0 . 5 1 2 0 8 0

0 . 5 1 2 0 9 0

0 . 5 1 2 1 0 0

0 . 5 1 2 1 1 0

0 . 5 1 2 1 2 0

0 . 5 1 2 1 3 0

1 4 3 N d / 1 4 4 N d = 0 . 5 1 2 1 1 5 ( T I M S r e f e r e n c e v a l u e )

L o n g t e r m a v e r a g e 1 4 3 N d / 1 4 4 N d = 0 . 5 1 2 0 8 2 ( 2 = 1 e - 5 )

Fig. 11. Duplicate measurements of JNdi-1 Nd standard on NTU MC-ICPMS, Neptune

using the Aridus and either H or X cones. Our method gives a long-term external precision of ±

20 ppm (2). Data collected between November 2005 and November 2006 using two distinct

Aridus units. Solid line indicates mean of measurements, dashed lines are +2and 2apart

from the mean.

2.1.3 Pb isotopic determination

Lead isotopes have been used as geochemical tracers in Earth Sciences, such as

geochemistry, paleoclimatology and chronology. Determination of Pb isotope ratios, with

2-sigma external precisions of 100-150 ppm for 207Pb/206Pb and 208Pb/206Pb and 400 ppm for204Pb/206Pb, can be performed with a Faraday cup protocol in static mode on a multi-collector

ICP-MS (MC-ICPMS), Thermo Electron Neptune (Fig. 12). The sample size is as low as 3 ng of

Pb consumed per measurement.

Fig. 12. Six-month

reproducibility of NIST-Pb 981

isotopic measurements with

204Pb ion beam intensity of

30-100 mV using Tl-mass

fractionation correction method.

12

2.1.4 Hf isotopes

Hafnium isotopic standard has been measured on NTU Neptune for over 5 years. Our main

working standard is Ames Hf solution. This standard is considered to be undistinguishable from

the more commonly reported JMC 475 Hf. The hafnium standard was dissolved in a mixture of

3% HNO3 and 0.1% HF, the quartz cyclonic spray chamber cannot be used. Only the Aridus has

been extensively tested up to now, using either the H nickel skimmer cones or the X nickel

skimmer cones. The results demonstrate that a systematic shift in isotopic ratios is found

between the two sets of cones. Care has been taken to ensure that all other parameters were kept

as constant as possible to allow fair comparison between results. Current method allows Hf

isotopic ratio measurement on samples size smaller than 100 ng (typically 50-100 ng). Smaller

samples of 20-30 ng can also be measured at the expense of internal precision.

2.2. U-Th isotopes

Techniques used for precise and accurate determination of natural uranium isotopic ratios

and concentration with sub-permil precision have been developed. Isotopes, 233U, 234U, 235U, and236U, were statically measured in 4 Faraday collectors. Measurements made on reference

materials and in-house standards demonstrate that the external reproducibility can be

0.10-0.12‰. Repeated measures of U standards are within error of accepted values (Fig. 13).

Fig. 13. Repeated measurements

of NBL-112A 234U on MC-ICPMS

(hollow symbols). Data are consistent

with those by TIMS and ICP-SF-MS.

234 U

(o/ o

o)

-4 0

-3 9

-3 8

-3 7

-3 6

-3 5 N B L -11 2A

23 4U = -3 7 .1 + /- 0 .1 o /o o (2)

M C -IC P -M S

IC P -S F -M S

T IM S

13

Secondary electron multiplier protocol techniques for multicollector inductively coupled

plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS) are shown to facilitate the measurement of

femtogram-quantity U-Th isotopic compositions suitable for high-precision and high-resolution230Th dating of coral and speleothem carbonates. The instrumental sensitivities are 1-2%, with a

precision of ±1-2‰ (2) for abundance determinations of 50-200-fg 234U (1-4-ng 238U) or 230Th.

This method features chemistry refinements, improvements to procedural and instrumental

blanks, spectral inference reductions, and careful consideration of non-linear SEM behavior.

Measurement consistency of this MC-ICP-MS combined with previous mass spectrometric

results on U-Th standards and a variety of carbonates demonstrates the validity of the

SEM-protocol method (Fig. 14).

Fig. 14. Long-term reproducibility of

(a) 235U/233U and (b) 234U/238U ratios on

aliquots with different 235U ion beam

intensities of 0.2-1.7 x 106 cps for the

same spiked U standard NBL-112A

solution over a course of 19 months

(January 2007–July 2008).

3. Goal, Limitation and solution

3.1. Goal

We will continue emphasizing the projects mentioned in Sections 1.1 and 1.2. The brief

description is summarized as follows:

(1) Growth and evolution of the Asian continent, as evidenced from contrasting orogens:

accretionary in Central & East Asia and Taiwan and collisional in the Tibetan Plateau and

Himalayas. In accretionary orogenic belts of Central and East Asia, we intend to continuously

14

study an interesting style of orogeny in which abundant juvenile crust formed and the size of

continent enlarged. In collisional orogenic belts, as represented by the Tibetan plateau and

Himalayas, our goal is to focus on the detailed processes of mountain building as well as

thickening and recycling of the continental crust.

(2) Neotectonics and environmental changes in East Asia. We will focus on the occurrence

and recurrence of giant earthquakes in the Sumatran Islands using the high precision coral U-Th

dating techniques and coral morphology. Details of East Asian monsoon (EAM) variability in

the late Pleistocene were first revealed by stalagmite 18O records from Chinese caves (Wang et

al., 2001; 2008). The EAM record is characterized by orbitally-controlled cycles, overlain by

millennial-scale events, synchronous with Greenland temperature variations. During the last

deglaciation, consistency in timing and duration of the Bølling-Allerød (BA) and Younger Dryas

(YD) periods observed in Chinese speleothem records and Greenland ice core records provides

evidence for a teleconnection between the EAM and North Atlantic climate. However, the roles

of high-latitudinal forcings and meridional energy transport during climatic transitions and

within individual climatic periods remain unclear. Asynchroneities of climate sequences in Japan

and the North Atlantic during the last deglaciation (Nakagawa et al., 2003; 2008), such as the

timing of transitions into the BA (t-BA) at 14.6 thousand years before present (ka, before AD

1950) and YD (t-YD) at 12.8 ka in the Greenland records, are still debated. We will also use

high-resolution and high-precision U-Th dating methods and 18O records to understand East

Asian monsoon evolution.

3.2. Limitation and solution

To perform the advanced proposed projects, two disadvantages have been encountered as

follows with the current MC-ICP-MS techniques:

# Low spatial resolution:

The overall sensitivity (ions detected/atoms introduced) offered by our MC-ICP-MS is only

0.1-1%. A large sample size, such as 0.1 g igneous rocks or carbonates, is required. It is

impossible to perform high precision Nd, Sr, Pb, and Hf isotopic measurements for high spatial

resolution topics. With the overall sensitivity of 5-10% offered by updated MC-ICP-MS, high

resolution and high precision isotopic measurements for small sample size, ~ 0.01g, is possible.

# Low U-Th dating precision:

With the current MC-ICP-MS techniques, the best U-Th dating precision is about 1 year for

15

young coral samples. It is impossible to achieve a dating precision better than 1 year using a

small sample size, such as 0.2-0.5 g coral carbonate. For slow-growth-rate cave stalagmites, 1-10

mm/ky, it is not possible to perform high resolution and high precision U-Th dating. With the

high sensitivity offered by upgraded MC-ICP-MS system, a U-Th dating precision better than 1

year is possible for young coral samples. A small sample, ~ 0.01-0.05 g, will be required for high

resolution and high precision cave stalagmite U-Th dating.

# Solution:

To achieve the proposed projects, we request to upgrade our current MC-ICP-MS system.

The new revised system will offer 10-times sensitivity for high precision isotopic determinations

and high precision U-Th dating to meet the requirements in projects (see Section 1).

2.3 執行時程

Accordingly, the agenda of this project is as follows:

1. 1st year:

(a) to purchase the upgrade package, interface and introduction systems;

(b) to install the upgrade systems to the MC-ICP-MS, Neptune, at NTU;

(c) to evaluate (1) influences of instrumental settings, (2) spectral interference, (3) mass

discrimination and ratio drift, and (4) matrix effects;

(d) to develop subnanogram-quantity isotopic analytical techniques for U, Th, Pb, Hf, Nd

and Sr and evaluate accuracy and precision;

(e) to apply the developed techniques to natural geological samples;

2. 2nd year:

(a) to apply the developed techniques to natural geological samples (see Section 1 for

details);

(b) and to prepare papers for publication and attendance of international conferences.

References:

Chu, M. F., Chung S.-L., Song B., Liu D.Y., O’ReillyS. Y., Norman N. J., Ji J., and

Wen D. J. (2006) Zircon U-Pb and Hf isotope constraints on Mesozoic

tectonics and crustal evolution of southern Tibet. Geology, 34, 745-748.

16

Chung, S.-L., Chu M. F., Zhang Y. Q., Xie Y. W., Lee T. Y., Lo C. H., Li X. H., Lan

C. Y., Zhang Q., and Wang Y. (2005) Tibetan tectonic evolution inferred from

temporal and spatial variations in post-collisional magmatism. Earth-Sci.

Reviews, 68, 173-196.

Frohlich, C., Hornbach M. J., Taylor F. W., Shen C.-C., Moala A., Morton A. E.,and Kruger J. (2009) Huge erratic boulders in Tonga deposited by a prehistorictsunami. Geology, 37, 131-134.

Liang, Y. H., Chung S.-L., Liu D. Y., Xu Y. G., Wu F. Y., Yang J. H., Wang Y. B.,and Lo C. H. (2008) Detrital zircon evidence from Burma for reorganization ofthe eastern Himalayan river system. American Journal of Science, 308,618-638.

Nakagawa, T., Kitagawa, H., Yasuda, Y., Tarasov, P.E., Nishida, K., Gotanda, K.,and Sawai, Y., Yangtze River Civilization Program Members. (2003)Asynchronous climate changes in the North Atlantic and Japan during the LastTermination. Science 299, 688-691.

Nakagawa, N., Okuda, M., Yonenobu, H., Miyoshi, N., Fujiki, T., Gotanda, K.,Tarasov, P. E., Morita, Y., Takemura, K. and Horie, S. (2008) Regulation of themonsoon climate by two different orbital rhythms and forcing mechanisms.Geology 36, 491-494.

Shen, C.-C., Li K.-S., Sieh K., Natawidjaja D., Cheng H., Wang X., Edwards R. L.,Lam D. D., Hsieh Y.-T., Fan T.-Y., Meltzner A. J., Taylor F. W., Quinn T. M.,Chiang H.-W., and Kilbourne K. H. (2008) Variation of initial 230Th/232Th andlimits of high precision U-Th dating of shallow-water corals. Geochim.Cosmochim. Acta, 72, 4201-4223.

Shen, C.-C., Kano A., Hori M., Lin K., Chiu T.-C., and Burr G. S. (2009) East Asianmonsoon during the last deglaciation. Nature Geoscience. (in review)

Sieh, K., Natawidjaja D. H., Meltzner A. J., Shen C.-C., Suwargadi B. W., GaletzkaJ., Li K.-S., Cheng H., and Edwards R. L. (2008) Earthquake supercyclesinferred from sea-level changes in the corals of West Sumatra. Science, 322,1674-1678.

Wang, Y. J., Cheng H., Edwards R. L., An Z. S., Wu J. Y., Shen C.-C. and Dorale J.A. (2001) A high-resolution absolute-dated Late Pleistocene monsoon recordfrom Hulu Cave, China. Science, 294, 2345-2348.

Wang, Y. J., Cheng H., Edwards R.L., Kong X., Shao X., Chen S., Wu J., Jiang X.,Wang X. and An Z. (2008) Millennial- and orbital-scale changes in the EastAsian monsoon over the past 224,000 years. Nature, 451, 1090-1093.

Wen, D. R., Liu D. Y., Chung S.-L., Chu M. F., Ji J., Zhang Q., Song B., Lee T. Y.,Yeh M., and Lo C. H. (2008) New zircon SHRIMP U-Pb ages of the GangdeseBatholith with implications for the Neotethyan subduction and tectonicevolution in southern Tibet. Chemical Geology, 252, 191-201.

17

2.4 經費需求說明

我們將改良本系已購置多年的多頻感應耦合電漿質譜儀，重點為改善進樣及介面系統。

預計儀器靈敏度可從原來的 0.1-1% (實際偵測離子數/進樣標本原子數)，增為 5-10%，效能

提升 10-50 倍，發展次奈克尺度之高精度同位素測量；主要應用於大地構造及環境變遷之

研究兩方面。我們提出於第一年購買多頻感應耦合電漿質譜儀升級系統乙套，估價單之價

格為新台幣 540 萬元，估計合理價格為新台幣 500 萬元；故我們提出此儀器費需求。

表一: 多頻感應耦合電漿質譜儀升級系統估價單

為有效發展次奈克尺度之高精度同位素測量及其之應用，提出人力需求經費為一名博士

生，共同參與技術開發及應用；計畫執行期間，耗材經費每年約 50 萬元。

18

第一年提出經費為 574 萬元，第二年為 74 萬元，共 648 萬元。詳細各年經費分列如下：

参表一第一年經費需求表單位：仟元

表二第二年經費需求表單位：仟元


博士生助理薪資 240(仟)元 20(仟)*12(月)=240(仟) 740(仟)元

業務費及其他

實驗耗材等 500(仟)元包含超純酸、洗瓶、滴瓶、擦拭紙、等耗材

資本門

設備費多頻感應耦合電漿質譜儀升級系統

5000(仟)元儀器金額總額 5000(仟)元。 5000(仟)元

圖書費

合計 5740(仟)元


博士生助理薪資 240(仟)元 20(仟)*12(月)=240(仟) 740(仟)元

業務費及其他

實驗耗材等 500(仟)元包含超純酸、洗瓶、滴瓶、燒杯、化學藥劑等耗材

資本門

設備費

圖書費

合計 740(仟)元

19

肆、執行管控機制

定期彙整執行績效，包括儀器技術發展及應用成果，交由本系及理學院之學術委員會或

相關諮詢委員會評鑑，並檢討計畫執行進度及效果。

伍、績效評鑑機制

5.1 評鑑方式

可分為三部分：包括儀器添購及技術發展，古環境及古器物之應用，校內及校外之學術

合作等加以評鑑，並每 3個月執行一次自評紀錄，經費執行進度百分比請參考下表:

5.2 評鑑範圍

本系相關執行此計畫之實驗室、本計畫下之所有研究人員，包括教師、助理及研究生。

5.3 評鑑指標

1. 研究能量以參與之所有研究人員，發表於 SCI 學術期刊文章之質與量為主要評鑑指

標。

2. 本計畫下研究生之研究成果及發表。

0

20

40

60

80

100

99年(一)-招標 99年(二)-採購 99年(三)-儀器測試、耗材採購

99年(四)-儀器測試、耗材採購

99年經費執行進度

889092949698100

100年(一)-樣本測試 100年(二)-標本分析、期刊發表

100年(三)-標本分析、期刊發表

100年(四)-標本分析、期刊發表

100年經費執行進度

(附件三)

國立臺灣大學理學院物理學系



計畫名稱: 理論科學中心

(Center for Theoretical Sciences)

計畫主持人: 何小剛電話: 3366-5191 e-mail: [email protected]

連絡人: 何小剛電話: 3366-5191 e-mail: [email protected] 日

期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、計畫背景 ................................................................................................................................... 2-3

貳、計畫內容 ...................................................................................................................................

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................ 3-4

2.2 執行策略與執行方案、時程 ................................................................................................

2.2.1 Teaching ....................................................................................................................... 4

2.2.2 Research ....................................................................................................................... 4-5

2.2.3 Internationalization ............................................................................................... 5-6

2.3 經費需求 ................................................................................................................................ 6-9

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 9-10

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 10

伍、績效評鑑機制 ...........................................................................................................................

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................ 10-11

5.2 評鑑指標 ................................................................................................................................ 11-24

2

壹、計畫背景

The National Taiwan University Center for Theoretical Sciences (CTS) started

the current operation mode from June 2006. The aims of the Center are threefold:

(a) to become a world leading center in frontier sciences, (b) to provide an

intellectually stimulating environment to educate and train students; and (c) to

foster interdisciplinary interactions and collaborations across various

disciplines.

Student education is a high priority at the Center. Student fellowships have

been set up to encourage graduate students to study theoretical sciences and award

them for excellent research work.

The Center has close collaborations with Department of Physics, Department of

Chemistry, Institute of Astrophysics, Center for Condensed Matter Physics of NTU,

Institute of Physics of Academia Sinica, and National Center for Theoretical

Sciences in organizing activities and sharing resources to have a coherent effort

to bring research to world class excellence.

Professor Shin-Nan Yang of the Physics Department served as the initial director

from June, 2006 to January, 2007. In January 2007, Professor Shih-I Chu joined

the Department of Physics and took up the directorship. In April 2008, Professor

Xiao-Gang He became the new director.

An Advisory Committee (AC) was set up, providing suggestions for certain CTS

matters, this year. The current AC members are:

Lo Ching-Hua(羅清華), Chang Jenn-Hwa (張鎮華), Chang Yia-Chung(張亞中), Chen

Cheng-Hsuan(陳正弦), Cheng Hai-Yang(鄭海揚), Hwang W-Y. Pauchy(黃偉彥), Lee

Hoong-Chien(李弘謙), Li, Hsiang-Nan(李湘楠), Lee Jen-Chi(李仁吉), Lee, Ting-Kuo

(李定國), Yang, Shin-Nan(楊信男)

An Executive Committee (EC) has been set up earlier for the decision making of

certain CTS matters. The current EC has seven members. They are:

Ching-Ray Chang, Ting-Wai Chiu, Shih-I Chu, Guang-Yu Guo, Xiao-Gang He, Pei-Ming

Ho, Chong-Der Hu.

Currently CTS faculty members come from the Departments of Physics and Department

of Chemistry, and the Institute of Astrophysics. The following is a listed of

3

members:

Chai, Jeng-Da (蔡政達), Ching-Ray Chang(張慶瑞), Jiunn-Wei Chen (陳俊瑋),Yih-Yuh

Chen (陳義裕), Pisin Chen (陳丕燊), Chyh-Hong Chen (陳智泓), Ting-Wai Chiu (趙

挺偉), Tzihong Chiueh (闕志鴻), Shih-I Chu (朱時宜), His-Sheng Goan (管希聖),

Guang Yu Guo (郭光宇), Xiao-Gang He (何小剛), Pei-Ming Ho (賀培銘), Wei-Shu Hou

(侯維恕), Chong-Der Hu (胡崇德), W-Y Hwang (黃偉彦), Yeong-Chuan Kao (高涌

泉), Ying-Jer Kao (高英哲), Bih-Yaw Jin (金必耀), Ching-The Li (李慶德), Chun-Yi

Lu (陸駿逸), Ning-Ning Pang (龐寧寧), Jiun-Huei Wu (吳俊輝), Shin-Nan Yang (楊

信男) .

Most members in the center have considerable research experience and some of

them are already leading experts in their relevant research fields. The center

provides a platform for them to interact with each other, and also interact with

our long-term and short-term international visitors.

Researches in the CTS at present are mainly in the following areas: Fundamental

Structure and Their Interactions of Nature; Frontiers in Condensed Matter Physics;

Statistics, Non-liner Dynamics and Soft Matter Physics; and Atomic, Molecular,

Optical Physics, and Computational Sciences.

The present proposal is a continuation of the previous one made last year in

achieving the goal of becoming a leading university in the world. At the same time,

contributing to bring research and education of the College of Science and the

NTU to another level, toward a leading university in Asia and in the world.

Now the third phase of NCTS running mode has been decided. The north region (NCTSn)

will have a sub-proposal I to execute. The CTS will work closely with NCTSn in

conducting activities and share resources to have a coherent effort to bring our

research to world class excellence. We hope to be able to build up research teams

at a higher than postdoc level by co-sponsoring long term senior visitors. The

CTS has worked out with NCTSn in sharing secretarial support. We are contributing

in more specific ways.

貳、計畫內容

2.1 計畫目標In recent years, through the efforts of faculties in the College of Science and

4

the National Taiwan University, our research output in the areas of theoretical

sciences has had a great increase in terms of SCI research papers up to the level

in competition with many leading universities in the world. At the same time, the

CTS plans to make significant contributions in bringing research and education

of the College of Science and the NTU to another level, toward a leading university

in Asia and in the world. We still have a long way to go to become a leading

university in the world. There is much to be done to achieve that goal.

The present proposal is a continuation of the previous one made last year in

achieving our goals.

2.2 執行策略,執行方案與時程

2.2.1 TeachingAn important task of the center is to make significant contributions to our Master

and Ph.D. graduate student education program.

In the past, we have had reasonable number of students entering into

theoretical science studies each year. To maintain (or increase) this reasonable

flux of good students entering into theoretical science studies and carrying out

researches in related areas, we are setting up student fellowship to encourage

students to study the frontier theoretical sciences. We have set up CTS awards

for outstanding students publishing quality research papers each year. This has

becomes an annual events.

Besides providing excellent regular basic teaching and supervising to our Master

and Ph.D students, we will make efforts to organize seminars, schools, and courses

to bring students to forefront research areas by inviting leading researchers in

the fields domestically and internationally. By this way the students will have

chances to know various exciting new research developments once they enter the

field and have first hand interactions with leading experts in the world.

2.2.2 ResearchMost members in the center have considerable research experience and some of

them are already leading experts in their relevant research fields. The center

provides a platform for them to interact with each other, and also interact with

our long-term and short-term international visitors. The center also organizes

5

various seminars, conference and workshops. Through these activities, we hope to

generate coherent efforts in certain research areas of common interest to make

significant contributions to the fields.

Researches in the CTS at present are mainly in the following areas in the past:

Fundamental Structure and Their Interactions of Nature; Frontiers in Condensed

Matter Physics; Statistics, Non-liner Dynamics and Soft Matter Physics; and Atomic,

Molecular, Optical Physics, and Computational Sciences. In the coming two years

we will continue research in these areas. We give a brief description of the topics

to be studied in the following. Detailed topics to be studied are given in the

Appendix.

One of the many difficulties facing CTS is research manpower. To enhance our

research capability, besides hiring good quality research fellows, inviting

internationally well known scholars to visit and to collaborate with center members

is one of efficient ways to achieve this. We therefore plan to invite well known

scholars to visit us aiming at each month there are at least two such scholars

on site.

Our experience from the past shows that the center organized seminars and

conferences help greatly in stimulating research ideas and forming collaborations.

This also helps foster interdisciplinary interactions and collaborations across

various disciplines. We will continue our existing seminar series, and organize

conferences and workshops in current interesting research topics each year.

Now the third phase of NCTS running mode has been decided. The north region (NCTSn)

will have a sub-proposal I to execute. The CTS has been working closely with the

NCTS in many ways.

Our CTS members are involved in many of the activities and play leadership for

NCTS and for related focus groups. Professor Wei-Shu Hou is now the NCTS north

branch director, Professors Pisin Chen, Ting-Wai Chiu, Xiao-Gang He, and Ying-jer

Kao are coordinators of NCTS focus groups. The CTS has also worked out with NCTS

north branch in sharing secretarial support. We hope to create a more coherent

working environment with the NCTS to help achieve our goals.

2.2.3 InternationalizationTo bring our research and teaching to be competitive with leading universities

in the world, we must become more active in international collaborations. This

6

way not only will increase our international visibility, but also benefit our

researchers in carrying out forefront researches. For this purpose, the CTS will

carry out the following activities:

a. International collaborations on research projects through individual CTS

members. Our CTS faculties already have had some good bases. The CTS will encourage

new collaborations by inviting visitors to come to visit CTS to initiate forefront

researches of mutual interests.

b. Establishing formal collaborative programs with other international research

centers and university departments. At present center members have collaborators

with more than 20 institutions world wide. There also formal exchange program at

the institutional level with Japan lattice collaboration and University of

California at Davis. We are working on formal exchange programs with other

institutions.

c. Encouraging our members to attend international conferences and workshops

to promote research results obtained here.

d. Organizing conferences and workshops to exchange most recent research results

and establish new collaborations.

2.3 經費需求說明Since the CTS started its current form of operation in June, 2006, members at

the center have made great efforts in establishing infrastructure of the center,

set up various mechanisms on our way to become a leading research center and make

significant contributions to excellent education in the College of Science and

in the university. In the past two years, we have made many progresses (see annual

report for 2008 and 2009). The following is our plan for the next year and required

budgets. The proposed budget and its justifications are discussed below.

1. Teaching and EducationWe have set up student fellowship regulations last year. We hope that these

student fellowships to attract students coming to the exciting field of theoretical

sciences, and train them to carry out quality researchers. We however, understand

that the current form of the budgeting would not allow support from the College

and the University, and will not ask for this budget. We hope that in the future

such important events can be supported.

From our experience in the last few years, we find that it is very rewarding

7

for students go to international meetings and explore international collaborations.

We will encourage students to participate international meetings to present their

research results in the coming years. For this we request 200,000 for next year.

We find the special topic courses and school extremely useful for our students

and also faculty members. We plan to have one special course each year. We also

plan to invite world renowned researchers while they visit us to give public

lectures to promote sciences. We estimate 100,000 needed each year for this

purpose.

2. ResearchEstablishment of more interdisciplinary interactions between center members is

one of the sufficient ways to generate new ideas and coherent efforts in

investigating new directions in research to make impact to the field. We will

continue our current running interdisciplinary seminar series. For the seminars,

we estimate each year will need 100,000.

We have greatly benefited from conferences and workshop we have organized. Each

year, we will have one conference on each of the main field at the center. In 2009,

we will organize an international conference in atomic and nuclear physics, and

one in condensed matter physics; and in 2010, we will organize one conference on

cosmology at that time Planck project, a leading world effort in studying cosmology,

will have their main first results, and one on particle physics covering LHC physics.

We estimate 500,000 needed next year.

In the past we have had several mini-workshops each year. These workshops served

well in reporting current new trends in research and setting up collaborations

attacking related new problems. We estimate 100,000 each year for this purpose.

Research manpower is one of the most important resources we can have. This year

we hired five postdocs using the university postdoc fund. However, the university

does not have support for this very important manpower to international conferences.

Ws strongly think that this is an important item need to be supported. We ask at

the some level as NSC to support one postdoc to one international conference. For

this we ask 400,000 next year.

For increasing manpower, we would like to ask the college to increase 1,000,000

each year for our annual budget. The budget we are asking is for different purpose,

having the ability to invite senior researchers to visit the center for an extended

period and also work together with the NCTSn contributing matching fund to buildup

8

a research team at a level higher than postdoc level to accomplish longer term

research tasks.

3. InternationalizationInternational visitors coming to visit and to collaborate on research projects

are indispensable part of the research. These visit and collaborations will not

only help research projects themselves, but also help to promote sciences in Taiwan.

We have greatly benefited in such activates. We will keep the same level as we

had in the past year, around 10 to 15 short term visits. This will need 500,000

next year.

In the past the center had contributed in supporting researchers from our

center to attend international conferences and collaborations. This is very

important for our members in to keep visibility and promote research results

obtained in Taiwan. We plan to keep the level of support in next year. This will

need 1,000,000 each year.

For the total budget, we must also need to consider hiring of assistants. We

will keep the current level. This will need 650,000 each year.

We also need purchase office equipments, computers, and inventory. We estimate

100,000 each year for this purpose.

Summary of Budget Requested

Budget request for 2010

Student Travel 200,000

Special Courses 100,000

Long Term visitors 1,000,000

Short-term International Visitors 500,000

Regular Seminars 100,000

Conferences and Workshops: 500,000

9

Local Min-Workshops 100,000

Postdoc Travel 400,000

Travel support for CTS Members 1,000,000

Stuff and Assistant 650,000

Office Equipments 100,000

Total budget requested for 2010 4,650,000

参、經費需求總表2010 年經費需求


經常門

人事費

專任助理薪資 580 薪水、勞健保、勞退基金、年

終獎金(依國科會標準) 4,550

短期訪問學者 500 邀請 10 位訪問學者至台大

研究訪問

長期訪問學者 1,000 邀請 1-2 位訪問學者至台大

研究訪問

臨時薪資 70

業務費

及其他

中心成員國外差旅費 1,000 補助 15 位成員參加國際

會議與研究合作

博士後研究人員國外差旅費 400 補助 5位成員參加國際


學生差國外旅費 200 補助 8位成員參加國際


舉辦專題研討會 500

舉辦小型研討會 100

定期舉行中心研討會 100

特殊課程 100

資本門

設備費

事務設備﹑電腦及其周邊軟硬體

設備，網路設備，系統作業軟

體，文書處理及計算軟體等設備

費用

100 100

10

肆、執行管控機制Under the leadership of the College of Sciences, the CTS has grown in the past

few years. The College of Sciences has supervised and supported CTS in many ways.

This will be one of the most important factors for CTS to continue to grow.

The Department of Physics and Chemistry, and the Institute of Astrophysics have

been very supportive in CTS matters. We hope that we will continue to receive

supports from these institutions and work with them to better CTS.

The Advisory Committee composed of prominent researchers has been set up this

year and has already given valuable suggestions to CTS matters. The continued

supervision of the AC will be helpful for CTS to achieve her goals. Whenever

necessary we will ask for advises from AC members by having meeting with them to

discuss CTS matters.

The daily running of CTS has been the responsibility of the director with helps

from the EC members making decisions. This working mechanism has been very

efficient so far and we will continue to do so.

The success of CTS depends on all our members. The administrative team aims to

serve them to the best can be. We believe that with all CTS members working together,

we will move forward in achieving our goals of becoming a leading research center

in the world, and at the same time making significant contributions in bringing

research and education of the College of Science and the NTU to another level,

toward a leading university in Asia and in the world.


5.1 評鑑方式(計畫執行進度百分比)First quarter: use 10% of the total budget.

Second quarter: use 30% of the total budget.

Third quarter: use 60% of the total budget.

Fourth quarter: use 100% of the total budget.

圖書費

合計 4,650

11

Every 3 months the center will have a self evaluation.

5.2 評鑑具體指標The evaluation of the CTS performance will be based on the consideration of the

following achievements and intellectual activities.

1. Publications of high quality research papers in leading international Journals.

2. Invitations to give talks at international conferences and schools.

3. Attract internally renowned visitors giving lectures, and form international

collaborations.

4. Quality of CTS organized conferences, workshops, and schools.

5. Attract young research fellows come to the center to work.

6. Attract outstanding students to study theoretical sciences and carry out

research in related fields.

7. Honors and awards received by the CTS members and students.

Appendix: Detailed research topics for the next year

以下為未來 1年，我們各次領域預定的研究方向與重點：

I. 物質基本結構及其交互作用之研究物質的最基本的構成單位以及它們之間的交互作用，從古到今都是人們對自然界規律進

行研究的最基本問題。20 世紀後期，在瞭解構成物質之基本粒子之間的交互作用（強作用

以及電弱作用）方面物理學家已經取得了重大進步，因而建立了描述這些交互作用的標準

模型。這一模型已經接受了許多包括台灣研究團隊參加的各類實驗的廣泛驗證，如 LEP、

SLC、Tevatron、Babar、Belle 等進行的各類實驗。但從很多方面來說，標準模型都還不

像是人們所期待的能完整描述自然界所有規律的終極理論。標準模型存在著許多急待解決

的問題，首先這一理論不能描述自然界中常見的萬有引力作用，這一理論也不能完美地解

12

釋在宇宙中存在著物質多於反物質之現象，也不能很優美地解釋自然界中各基本粒子的質

量起源，如微中子質量以及相關的混合問題，對各類對稱的存在及其破壞也沒有清楚的解

釋。這些問題的解決，極有可能是由現在還不清楚的標準模型之外之新物理引起。從標準

模型自身來講，也有很多急待解決之問題，如對強相互作用的瞭解。這些問題不僅本身具

有極重要的價值，而且這些問題如果不能解決，將是人們瞭解標準模型以外新物理的絆

腳石。人們對物質基本結構及其交互作用的研究正處在一個重要的時期。非常值得欣慰的

是，現在以至未來十幾年都有一系列大型從高能到中低能的實驗正在或將提供大量的數

據，可以期待不久的將來會有重大發現或突破。

跨入新世紀之際，人類研究自然規律方面的另一重大突破，則是建立起了宇宙學與暴漲

大霹靂理論（Inflationary Big-Bang Theory），並得到越來越多實驗的支持。大霹靂理

論使人們認識到物質基本結構和交互作用與宇宙本身的特性是非常緊密地聯繫在一起

的。因此物質基本結構和它們的交互作用之理論的重大突破一定將引起宇宙學的大突破，

反之亦然。

台大之研究人員，過去幾年在相關領域，如 B和 CP、標準模型以外之新物理、強相互作

用和格點規範理論、弦論和量子重力、以及宇宙學與天文物理學方面，皆有可喜的成績，

我們當然希望在今後的相關研究中，做出更好的成績，本子計畫將從以下五個方

對物質基本結構及其它們的交互作用進行研究：

1. B 和 CP 物理。

2. 標準模型以外之新物理。

3. 強子物理及強作用的格點規範理論。

4. 弦論及量子重力。

5. 宇宙學與粒子天文物理。

1. B 和 CP 物理

對稱性在研究自然規律中起著極重要的作用，它不僅能簡化自然規律的複雜性，也能提

供各種規律的重力學機制。通過對各種對稱性的研究，人類在過去獲得了許多重大突破，

如上世紀五十年代李政道和楊振寧對空間對稱性（宇稱 P）的守恆與破壞的研究，及六十

年代 Cronin 和 Fitch 對 CP（C 粒子反粒子對稱，P宇稱）的研究都是人們瞭解自然規律做

出了劃時代的貢獻，而分別都獲得了諾貝爾物理獎。CP 對稱性的守恆與破壞也與宇宙中的

物質多於反物質密切相關的。到目前為止，雖然已發現了幾類 CP 被破壞的基本粒子反應

過程，但是 CP 破壞的機制仍然是一個謎。為解開這個謎，人們在理論與實驗上都做了很

多的努力。現在世界上正進行著兩個大型實驗，日本KEK的 Belle實驗與美國SLAC的 Babar

實驗，這些實驗通過產生大量的 B介子和研究 B介子的各類衰變尋找 CP 破壞的真正機制，

B介子衰變也能在研究強作用力以及標準模型以外新物理方面，提供非常有價值的信息。

13

台大，在 B和 CP 方面的研究不管是在理論方面，還是在實驗方面都有國際級之顯著成

績。台灣大學的高能實驗正參與 Belle 實驗的各項工作，並在發現一些新的 B衰變中起著

關鍵作用。台灣大學物理系的侯維恕和何小剛教授，都在 B和 CP 物理方面有相當豐富經

驗，並寫有多篇具影響之論文被同行引用。因此 B和 CP 物理的研究在台大有著非常好的

實驗與理論基礎，我們希望能在這一領域發揮特長，做出突破性之好成績。

我們將從多方面進行研究，(1) 從各類 B衰變過程研究 CP 破壞機制；(2) 研究除 B以

外的其他過程中 CP 破壞的機制，電偶極短，超子衰變；(3) 各種方法研究 B 衰變的機制，

從而研究標準模型以外之新物理。

我們將結合本系物理高能實驗國際團隊在 Belle 的努力，積極參與討論與應用所獲得之

實驗數據。CP 機制的研究與宇宙學也有著密切關係，因此 B和 CP 的研究也將與台大宇宙

學與天文物理研究密切合作。過去幾年裡，在台大一直有效地舉辦著 B和 CP 的討論會

（Journal Club），這些討論對實驗和理論研究起著良好的作用；因此，我們除了各研究

人的具體研究工作以外，將繼續舉辦討論會，並計畫將 B和 CP 討論會擴大成為粒子物理

討論會，吸引台北地區以外的人員，參與研究工作。

本計畫參加人員除台大何小剛、侯維恕、也將邀請中研院鄭海揚、李湘楠、N. Deshpande

(Oregon)、J. Ellis (CERN)、M. Neubert (Cornell)、S. Pakvasa (Hawaii)等，參與合

作並前來訪問。

2. 標準模型以外之新物理

前面提到標準模型已得到許多實驗的支持，但還有許多待解決的問題，這些問題的解決

極有可能需要標準模型以外之新物理。今後幾年到十年左右，除了前面提到的 Belle 和

Babar 實驗外，還有已進行的美國費米實驗室的 Tevatron，在歐洲基本粒子物理中心（CERN）

的 LHC 進行的大型實驗，人們也正在計畫建造大型 e+e－對撞機（NLC）。這些大型實驗將對

標準模型對稱破壞，超對稱性以及其他新物理預言提供關鍵性數據，進而協助解決一系列

問題。重要的發現和突破是也很有希望的。研究新物理，人們當然不能忘記已經由大量實

驗，如 SuperK、SNO、KamLand 和 K2K，發現和確認的微中子粒子的質量和混合。最簡單的

標準模型（Minimal Standard Model）確實仍然存在缺陷。

我們將對一系列的標準模型以外之新物理進行研究，我們再一次強調台大進行相關的理

論研究具有其獨特的好處，那就是本系有強大的實驗團隊正在參與一些大型實驗，如台大

參與之 CERN 的 CMS。理論研究人員者與這些實驗研究人員之互動，必能促進各項研究工作

而事半功倍，計畫進行之具體研究有如下三個方面：

(i) 微中子物理：

將著重尋求測量微中子參數的各類方法，研究產生微中子質量與混合的各類模型以及微中

子在宇宙學中的作用，這方面的工作已經展開，將邀請國內外知名微中子物理學者，如 K.

S. Babu (Oklahoma)、B. McKellar (Melbourne)、S. Pakvasa (Hawaii)，A. Zee(UCSB)

參與研究。

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(ii) 弱電對稱破壞機制：

理論上存在著許多可能的對稱破壞機制，其中最簡單的機制是所謂的 Higgs 機制，如果這

一機制是正確的，將一定存在一較輕之 Higgs 粒子（質量在一百到數百 GeV 範圍）。台灣

所參加之 Tevatron 的 CDF，LHC 的 ATLAS 和 CMS 實驗，其主要目的之一就是尋找這一粒子。

我們的理論研究重點將放在尋找 Higgs 粒子的各種方法以及在這些實驗中測量新粒子的方

法，研究各種不同的對稱破壞機制以及對稱破壞機制在早期宇宙中引起相變之效應。台大

的何小剛、侯維恕、黃偉彥教授在以上的研究已有相當經驗，並已在 Physical Review

Letters 等雜誌中發表過相關文章。我們也會邀請國外專家參與研究，如 J. Gunion (UC

Davis)、T. Han(Wisconsin)、G. Valencia (Iowa)、C. P. Yuan (Michigan State )等，

一起參與研究。

(iii) 標準模型以外之新物理：

解決標準模型存在的問題很可能需要引入新物理。當前國際在這方面的研究非常活躍，超

弦理論，超對稱理論，大統一理論，多維時空理論，到比較低能量的對標準模型的拓展的

唯象研究都有。

這部分具體著重兩方面的研究，一方面是超對稱模型之研究，超對稱是存在於不同自旋

的粒子之間的一種對稱性，它不僅能解決許多標準模型存在的問題，也預測新粒子的存

在，我們將著重研究怎樣在對撞機上尋找這些新粒子以及他們在一些低能量物理過程中的

效應。另一方面的研究是多維時空及非交換時空理論。這些理論都和時間、空間有關，這

類理論的瞭解將對早期宇宙的特性，以及量子重力理論的建立，都有重要意義。我們將著

重研究各類實驗中多維時空及非對易時空的信息，及它們可能提供解決標準模型存在的問

題。

本系的何小剛、侯維恕、黃偉彥、賀培銘教授在相應領域已有相當的經驗。我們也將邀

請國外專家，如 K. S. Babu (Oklahoma)、J. Hewett (SLAC)、T. Rizzo (SLAC)等參與研

究。

3. 強子物理及強作用的格點規範理論

要更好地瞭解物質的基本結構及其它們之間的交互作用，人們必須對夸克藉以結合成各

種強子的強作用（QCD）有確切的瞭解，因此對強子物理的研究也是當前國際上最熱門的

研究題材，而且有一系列的大型實驗正在或將要進行，如美國 Jefferson 實驗室，

Brookhaven 實驗室，日本、歐洲之一些等實驗室的實驗，在近幾年中預期會有重大進展。

台大研究人員在研究強子物理以及強作用的計算方面也具有優異成績。我們將著重以下兩

方面的研究：

(i) 格點 QCD：

量子場論是探討物質基本結構及其間作用力之基本理論。QCD (Quantum Chromodynamics)

是描述夸克與膠子之間強交互作用之量子場論。原則上、強子及核子之一切特性及其間之

作用力都可由 QCD 推導出。但是、QCD 與其他四維量子場論都沒有精確解 (exact

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solution)，而弱耦合微擾理論 (weak couplng perturbation theory) 在強交互作用中

又不適用，故此如何得出 QCD 之非微擾解 (nonperturbative solution) 一直是理論物理

中最重要及最困難的課題。在 1974 年，K. Wilson 提出格點規範場論 (Lattice Gauge

Theory)，把連續時空暫時變為一個有限的四維格點，而定義在格點上之量子場論則等價

於一個統計力學系統，故此可以用 Monte Carlo simulation 求得其非微擾數值解。格點

QCD 是目前研究強交互作用理論中唯一最成功的之非微擾規限法。但是、如何把費米場放

在時空格點上而保存其在連續場論中之一切特性、一直是最困難的理論課題。在場論中、

無質量費米場具有手則對稱 (chiral symmetry)。在 QCD 中，手則對稱扮演著重要的角色，

它不允許可加性的夸克質量重整化，而其自發性破壞提供了近似 Goldstone 玻色子以及其

交互作用。因此，當我們要建立一個格點 QCD 理論時，保存手則對稱是非常關鍵的一步。

這是理論物理自 1974 年以來的重要難題。

過去 23 年來，研究格點 QCD 的人員絕大多數都是採用 Wilson Fermion 或 Staggered

Fermion 來處理格點費米子。但這兩種方法都有其本身嚴重的缺點。 Wilson Fermion 所

加入的 Wilson term 類似純量場 (scalar field) 的作用而明顯的破壞了手則對稱，同

時也引致各運算子的混合 (operator mixings) 而令計算出的物理量需要極複雜的重正化

手續之後始能跟實驗值比較。另一方面， Staggered Fermion 雖然保留了部份之手則對

稱，卻有殘餘的費米場 (species doubling)。只有當格點距離 (lattice spacing) 是零

時 (a →0)，才恢復手則對稱。

過去五年來，理論物理學家對時空格點上之手則對稱有了新的見解，可以在有限格點距

離狀況之下，保存手則對稱。基本概念是 D. Kaplan 在 1992 年提出之格點 Domain-Wall

Fermions (DWF)。在 DWF 理論中，引進第五維的內在空間，而費米場的質量在第五維的變

化像一個階梯函數 (step function)，在質量突然改變之處 (Domain-Wall)，形成具手則

對稱之四維費米場。但是、必須要第五維之格點數 (Ns) 是無限大時，才有精確的手則對

稱。故此、在任何實際的計算中，Ns 都是有限，而破壞了手則對稱。

自 1998 年以來，台大趙挺偉教授對格點之手則對稱進行密集的研究，並獲得一系列重

要的成果。在 2002 年，趙教授証明了 DWF 對任何有限 Ns 都不具有最佳之手則對稱，而且

提出了一個嚴格數學證明具有最佳手則對稱之新費米場作用量(Optimal Domain-Wall

Fermions) [Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 071601]。這是一項重要的研究工作，對格點

QCD 及格點手則規範場論都有深遠的影響。

在 2003 年，趙挺偉教授的研究組已應用 Optimal Domain-Wall Fermions，計算出格點

QCD 中具精確手則對稱之夸克傳遞子，並由此決定了輕夸克(u,d,s) 之質量，夸克凝聚

(quark condensate)，及夸克膠子凝聚 (quark-gluon condensate) 等重要物理[Nucl.

Phys. B673 (2003) 217]。其中、夸克膠子凝聚之決定值，是精確手則對稱格點 QCD 之第

一結果，並與 QCD sum rule 之現象學估計相符。

在 2005 年，台大格點場論研究組得出 D及 Ds之衰變常數 fD及 fDS的理論値[Phys. Lett.

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B624(2005)31]，且其預測之 fD理論値與後來 CLEO宣佈的實驗値非常吻合，這是精確手則

對稱格點 QCD 的一項重大勝利。

最近，我們探討在 QCD 中四個夸克（ ccqq ）的質量譜，首先證實 X（3872）及 Y（4260）

是含有四個夸克（ ccuu ）的 resonances，其量子數分別為 1++ 及 1--。此外，也提供預測了

新的介子（ ccss ）和（ cccc ）及其質量，提供高能實驗重要的線索去搜尋這些新的重介子。

在未來數年，台大趙挺偉教授的研究組將繼續使用 Optimal Domain-Wall Fermions 進

行格點 QCD 之研究。除了現正進行有關 charmed mesons and baryons 之研究外，將測定

(K→ππ)衰變中之 CP 破壞機制參數 BK，之後將測定ε’/ε，與相關的物理量。

(ii) 強作用的有效理論之研究：

了解 QCD 強作用力的主要一個課題，就是通過對各種強子的結構及它們的作用過程的研

究。這方面之研究，將重點研究介子光電致生過程，如γ + p → N + π，因為這些過程

中的電磁作用已了解很清楚，剩下的與強作用相關的因素就能有較好的掌控，而能藉由實

際數據建立一些基礎於 QCD 的有效理論，這些理論對了解 QCD 將有重要作用。

建立在 QCD 基礎上的有效理論在近幾年內有很大的進展，將是在描述兩個或三個核子作

用方面的理論，已被實驗驗證到很好的精度（~1%），這方面的研究將著重應用有效理論於

一些與天文物理甚至宇宙的大爆炸理論相關的過程。

台大陳俊瑋和楊信男教授在強子的特性與有效理論方面豐富經驗，並有多篇文章發表在

Physical Review Letters 上；楊教授的工作也得到同行之肯定，而於 2002 年被選為美國

物理學會會士。強作用的有效理論研究期望能獲得好成績，將邀請國內外專家參加研究，

如季向東（Maryland）、丘建偉(Iowa)等。

4. 弦論與量子重力

研究弦論（string theory）的最大目的是要了解最基本的物理定律。現在已有的理論

不足以描述所有的物理現象，它甚至不是一個自洽（self-consistent）的理論。近代物

理學的兩大支柱是量子力學與描述重力作用的廣義相對論，而近代理論物理的最大問題之

一，是如何自洽地同時描述這兩者，也就是說，如何描述重力的量子現象。弦論最主要的

特點之一，是它包含了量子重力學，因此與量子重力有關的問題，例如黑洞或早期的宇宙

等問題，也是弦論的最主要問題。除此之外，弦論的研究之所以受到物理學家的重視，是

因為近年來弦論中許多物理觀念與技巧的突破，不但增進了我們對弦論的了解，也增進了

我們對其他物理領域的認識。例如，弦論的結果曾被應用在量子色動力學中有關顏色禁制

與膠球的問題上，以及凝態物理的量子霍爾效應（quantum Hall effect）上。它對粒子

物理場論及現象學的影響更是重要。

弦論與近代數學的關係也極為密切。比如近年來許多的 Fields Medal（有數學界的諾貝

爾獎之稱）得獎者與弦論有關，因此這部分計劃也與數學中心的計劃有關，也是理論物理

與數學跨領域合作研究之主要課題。

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(i) 非交換幾何之相關研究：

根據量子重力學的一般認識，時空在普朗克尺度下不能用古典的觀念描述。非交換幾何

（Non-Commutative Geometry），或稱量子幾何（Quantum Geometry），為弦論近幾年的主

要發現之一。這項研究有助於我們對量子重力學時空之基本性質的了解，也開拓了物理及

數學中許多嶄新的研究領域，包括非交換時空上的場論，及其幾何性質等。

(ii) 全像原理與弦場論之研究：

人們對弦論之微擾方法已經有相當不錯的了解，但弦論之非微擾性質才是弦論是否可以被

證實的關鍵。弦論之非微擾方法包括對偶（Duality）與弦場論（String Field Theory）。

其中最重要的對偶性之一是全像原理（Holography），而 Maldacena 的 AdS/CFT Duality

為其典範。全像原理可能是量子重力學最重要的物理性質，也是真正在物理觀念上理解量

子重力現象的關鍵。

弦場論則是表述弦論完整（非微擾）性質的唯一已知方式。過去幾年來，弦場論的研究

有相當引人注意之進展。藉由弦場論，我們可能可以超越過去已知的非交換幾何描述，而

對時空的性質有更廣泛，更根本的了解。

(iii) 與宇宙學有關之問題：

最有可能以實驗證實弦論的方法係藉由宇宙學的相關觀測，因此建立弦論的宇宙學模型也

是弦論最重要的課題之ㄧ。目前已有的理論對大爆炸之前的宇宙只有許多未經證實的臆

測，並且量子重力現象在這一階段應該是非常重要的，因而我們預期弦論將對宇宙學造成

極大的影響，此一領域剛剛開始萌芽，有非常多的重要問題值得研究。

台北地區弦論研究有雄厚基礎，研究人員有台大的賀培銘、高涌泉教授，和師大的高賢

忠、林豐利教授和中央大學的陳江梅教授，且有數位表現優異之博士後研究人員之長期積

極參與（寺口俊介、Dan Tomino、溫文鈺等）。賀教授且在過去幾年中有相當傑出之表現，

有多篇論文常為同行引用。過去幾年中一直在台大舉辦弦論研討會，這一討論會將繼續舉

行，我們期望弦論在今後幾年的研究裡能取得卓著成績，預期將邀請國外著名學者訪問開

會做研究，如朱創新教授(Durham University)、B. Zumimo (U. C. Berkeley)、H. Ooguri

(Caltech)、T. Yoneya (Tokyo)、R. Brandenberger (Brown)、W. Taylor (MIT), M. Henneaux

(Bruxelles)、P. Yi (KIAS)等，另 T. Inami 教授 (Chuo University) 已預定於五、六

月來訪兩個月。

5. 宇宙學和粒子天文物理

宇宙學以許是人類最古老的一門學科，但直到最近十幾年前，人們也只能作一些數量級

的估計，可是最近幾年有了很大的變化，越來越多的觀測數據使具體檢驗宇宙學模型變為

可能。人類對宇宙學涉及之基本參數的精確測量的時代已經來到。我們處在一個研究宇宙

學的黃金時代。台灣在前幾年隨著台灣「宇宙學與粒子天文物理學」卓越計畫（CosPA）

的起步，在宇宙學研究方面已取得一些成就。本部分的研究將與 CosPA 計畫緊密配合，進

行更深入的宇宙學與粒子天文物理學的研究。

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我們現在對宇宙的了解是建立在暴漲大霹靂理論的基礎上。早期宇宙具有極高溫度，物

質都以基本粒子形式存在，宇宙在她的發展中不斷的膨脹並冷卻。在此過程中作為基本粒

子的夸克形式強子並形成各類天體。我們今天在宇宙中觀測到的背景微波輻射（CMB），宇

宙初始核素（primordial nucleosynthesis），超遠距天體的紅移，以超新星研究宇宙學，

種種研究和前所討論的物質基本結構和交互作用緊密地聯繫在一起。因此進行物質基本組

成物及其交互作用的研究人員，也參與很前沿的宇宙學與粒子天文物質的研究。

除了配合台大黃偉彥教授領導的 CosPA 有關 AMiBA 的關於 CMB 極化和 Nutel 高能微中子

宇宙射線的研究以外，前面已經提到過的 CP 在解決宇宙中物質反物質不對稱性，微中子

物理，有關一些有效理論對初始核素有直接關係的 np → dγ計算，和對宇宙早期時空研

究和量子重力研究外，我們將進行以下一些新的研究：

(i) CMB 相關物理：

著重點將在利用 CMB 數據研究暴漲模型以及宇宙的形狀進行研究。台大吳俊輝、賀培銘、

闕志鴻教授，在相關方面有相當經驗。隨著更多的數據收集，這方面將有相當的發展。

(ii) 加速宇宙的機制：

CMB 數據以及 Ia 類型超新星的數據，證實我們的宇宙不僅是一個膨脹的宇宙，而且是一個

在加速膨脹的宇宙。宇宙中一定存在某種形成的能量，通常稱為“黑暗能量”，使宇宙克

服萬有引力不斷地加速，而且這些能量佔據宇宙中總能量的百分之六、七十。但是人們對

這些能量的特性知之甚少，它可能是真空能量，也可能是稱為 quintessence 的新能量形

式。我們將從弦論，多維時空以及基本粒子特性方面進行研究。過去幾年中台北地區的研

究人員，已經累積了不少研究經驗並作出了一些成果。他們包括何小剛、吳俊輝、黃偉彥、

賀培銘和闕志鴻教授。今後幾年中期望將有突破性成果。

II. 凝態物理之前沿研究參與人員有張慶瑞、胡崇德、郭光宇、管希聖、高英哲。凝態物理研究的人數在整個物

理界是最多的，在國際期刊發表論文的數目也最多，最近二十多年，凝態物理的研究有多

次重大的突破，例如高溫超導，奈米碳管，過渡金屬氧化物的各種性質，量子霍爾效應，

低維度物理等，其主要原因之一在於理論和實驗能互相啟發印證。以台灣現狀來說，從事

凝態物理實驗的研究者非常多，但這方面的理論工作者卻非常少，因此有必要培養本地的

研究工作者，並引進世界一流的學者，造成合作的環境，這對台灣整個物理界將有相當大

的益處。

1. 過渡金屬氧化物

最近二十年來過渡金屬氧化物的研究已成為凝態物理的主流之一，從產生高溫超導性的

銅氧化物到具有龐磁阻的錳氧化物都曾引起物理界和其他科學，工程領域的極大注意，到

現在仍然是廣泛而熱烈研究的對象，主要原因，除了實用價值之外，還是在於其中含有豐

富的物理。以銅氧化物為例，除了非傳統的超導性之機制外，還可研究自旋液體低維度物

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理，絕緣體與金屬之轉換，d-波超導的各種現象等。

最近對錳氧化物的研究更顯示了前所未見的結構，錳氧化物，本來就有「磁性和電性的

密切關聯」這種奇妙性質，其顯現的磁性隨包含各種反鐵磁態和鐵磁態，而電性則因攙雜

濃度不同而有導體和絕緣體之分，而電子的分佈則有電荷序，軌道序等現象。其中參與的

機制包括雙交換作用，超交換作用，庫倫作用，軌道作用，晶格扭曲（Jahn-Teller

distortion）這些作用互相競爭，互相影響，要瞭解這麼複雜的系統是巨大的挑戰，也是

極為有趣的課題。

另一種材料 RMnO3 也引起大家的興趣，R是較重的 La 系稀土族元素，這類化合物的特點

是具有鐵電性，在臨界溫度以下，這些材料產生永久電偶極，稀奇的是溫度更低時，中子

散射實驗和電偶極、介電係數測量顯示，在磁性相變的居禮溫度或尼爾溫度附近，介電係

數有劇烈的變化，鐵電性和磁性有極強的耦合，這裡的機制是眾說紛紜，電子自旋和晶格

的耦合是最可能的原因，因為自旋交換作用強弱的變化導致晶格變形，而晶格變形導致永

久電偶極和介電係數的變化，此外過渡金屬的 3d電子軌域的簡倂和各向異性在許多情形

裏扮演重要或微妙的角色。但自旋的交換作用又受軌域很大的影響，所以要透徹了解這類

系統，必須把軌域的因素考慮進去。

除上述數種系統之外，其他材料也是很有很豐富及多樣的物理性質，例如氧化鐵的

Verwey 相變，氧化鋅的磁性半導體的行為，氧化鈷的 frustated 磁性，氧化釩的磁性及電

導的奇異性質都是研究的好題材。

我們研究的方向是偏重多體問題，著重用解析方法，處理電子-電子關聯，電子自旋之

交互作用，及各種物理量如電阻，磁化率，能譜，碳化強度，光導係數的計算與分析。

參與的人員包括台大物理的胡崇德、郭光宇、鄭以禎、張慶瑞，擬邀請的國外學者包括

張富春（辛辛納提）、Naoto Nagaosa (U. Tokyo) 等國外人士之參與。

2. 數值方法在強關聯系統的應用：

如前所述，在許多新發現的過渡金屬氧化物中，交互作用是不可忽略的，許多傳統的理

論方法無法給出令人滿意的結果。我們必須整合許多新的理論物理的工具來處理這些問

題，而數值計算的方法，如量子蒙地卡羅模擬，直接對角化等，不但可以讓我們對這些系

統在小規模時得到精確的結果，更可以讓我們檢查各種近似方法的準確度。近年來，許多

新的數值演算法的發展，讓我們可以模擬更大的系統，進一步的在許多強關聯的模型中，

發現了許多新的奇異態，如超固體(Supersolid)等。另外一方面，許多以數值為基礎的多

體近似方法，結合第一性原理計算，也成功的解釋了許多過渡金屬氧化物的物性。

我們研究的方向是利用現有及自行研發的演算法，處理電子-電子關聯，電子自旋之交

互作用，對於相關模型的各種物理量進行計算及分析，進期可以發現新的奇異態，並與第

一性原理電子能帶計算相結合，以得到更進一步的各種材料的確切電子能帶。

參與的人員包括台大物理的高英哲，胡崇德、郭光宇、管希聖、鄭以禎、張慶瑞，擬邀

請的國外學者包括 Matthias Troyer (ETH), Anders Sanvik (Boston), Roger Melko(Oak

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Ridge) Stefan Wessel (Stuttgart), Mark Jarrell (Cincinnati) 等國外人士之參與。

3. 固態量子計算以及介觀物理

我們主要的研究工作是關於量子計算與量子資訊、以及介觀與奈米物理理論。量子計算

與量子資訊是一門蓬勃發展的新興研究領域。它是以量子力學準則為運算與工作基礎去研

究、發現和進而設計出比古典更快速的或更有效的、或在古典上不可能的運算與資訊處理

方法的新興且蓬勃發展的學門領域。最近，一些新提出的量子計算法則比其相對應的最好

的古典運算法則明顯的快上很多, 以及新的量子除錯碼能夠保護脆弱的量子資訊免受外

在環境和噪音破壞干擾。這些進展以及在小尺度(奈米)製程技術的發展已促使人們去努力

追尋一部實際可用的量子電腦。我們的研究工作主要是去探究及探索令人好奇與激賞的量

子現象，並針對實際的量子實驗挑戰，發展出理論描述。進而產生對量子資訊處理和量子

奈米科學的根本的洞察能力，使得新穎應用的設計提案能繼之而發生。研究的主要方向可

分為以下幾項：

(a) 以固態系統去從事量子電腦與量子計算的理論研究：

為了利用現今矽半導體工業在傳統電腦的成熟技術，我們探討以雜質施子（impurity

donor）在矽半導體系統的量子電腦提案。針對未來在實驗上實際可行的量子工作元件的

設計、製作和操作，以及邏輯闸和演算法的履行運作，從事準確的理論計算和模擬。除此

之外，我們對以超導體 Josephson junctions 及量子點 (quantum dots) 為量子運算位元

（quantum bit）的量子資訊處理元件也將做深入的研究。

(b) 介觀與奈米物理的量子測量理論：

管希聖與其合作者是率先的兩個研究團隊之一去使用量子軌跡(quantum trajectories)的

方法來研究如何準確描述在固態介觀(mesoscopic)與奈米系統中的量子位元（quantum

bit）在連續觀測過程裡怎樣隨測量的結果作時間演化。進而標示及量化可能的噪音與擾

動的來源和特性，並探究量子測量過程中測量儀器對被測量的量子系統所產生且不可避免

的量子後作用(back action noise). 然後更進一步根據測量所得的結果，對被測量的量

子系統做量子反饋控制(quantum feedback control)，以達成能穩定控制系統所處的量子

狀態或減低精密量子實驗上的誤差與耗散。

(c) 單自旋偵測理論：

研究使用磁共振力學顯微鏡去從事非常困難但在以自旋為主的量子資訊處理中非常重要

的單一自旋量子狀態的讀出測量。我們的理論研究著作被在此領域中世界頂尖的 IBM 實驗

團隊最近於 Nature 和 Science 所發表的實驗論文引用。如果能夠達到對單一原子核自旋

偵測的能力，將不僅僅滿足量子資訊處理中的一個重要需求，且對單分子影像處理、分子

生物學、醫學、材料科學…等等，造成革命性的影響。

(d) 量子(奈米)電力學系統：

量子電力學系統是具有力學的元件和與電有關的轉換器的兩個主要組成部分, 且在量子

領域操作運行的裝置。最近我們探討在量子電力學系統在一些創新的應用上所帶來令人

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印象深刻的成果. 例如對電子電性與自旋的傳輸實驗及與其相關的噪音性質(noise

properties)提供理論分析與計算，及如何觀測量子躍遷和利用冷離子(cold ion)技術來

冷卻與讀出固態簡諧振子的位移(position displacement)與量子狀態。這些研究將對非

常精密的位移量測(position displacement measurement)帶來前瞻性的貢獻。

擬邀請的國際學者包括 Gerard Milburn（U. Queensland）、Jason Twamley（Macquarie

U.）, Todd Brun (U. Southern California)。

4. 自旋電子學理論：自旋電子學的性質與應用

幾乎所有人都知道電流是電荷載子流動造成的，大部份的人也知道電荷載子是有兩種自

旋方向的，但很少人想過為何今天我們日常生活中使用的電子元件似乎只看到電荷的表徵

而沒有發現是有兩種不同的電荷載子同時在線路中流動。這主要的原因是自旋能夠維持在

一定方向的行進距離太短了，因此自旋在經過長距離的路徑後，由於自旋不斷翻轉後的平

均效應導致兩種電荷載子無法分辨。但近年來這種情形有了轉變，人工合成的奈米結構的

成熟，使得人們可確保自旋在前進的過程中維持一定方向，這兩種不同的的電荷載子在電

路中有不同的傳輸特性，而其分別對磁場的反應也不一樣，一般稱為自旋相關磁電阻。近

十年來所發現自旋相關磁電阻可分三類：巨磁電阻（GMR, Giant Magnetoresistance），

龐磁電阻（CMR, Colossal Magnetoresistance）與穿隧磁電阻（TMR, Tunneling

Magnetoresistance）。這些自旋相關傳輸特性有共同的特性：磁電阻變化大、無方向性、

及負磁電阻變化行為。強大磁電阻的直接而明顯的應用有感應器，這些可將記錄密度朝向

量子所容許的限度推進。但最令磁性界興奮的是自旋電晶體與磁性隨機記憶體（MRAM）的

可能實現，由於 MRAM 有製程簡單、耗能低與抗輻射性的特質，使得其有可能在未來進入

DRAM 所長期壟斷的主記憶體市場，這可能是磁性電子元件揚眉吐氣的契機。這也是近些年

來歐美日韓不斷積極投入研究的重要原因之一。近年來在半磁半導體的研究進展迅速，甚

至使得量子電腦的出現也變得如此真實。

除了可能的應用前景外，自旋相關傳輸在基礎研究方面的性質與材料的製作真是日新月

異。物理方面，自旋相關電子在傳輸、穿隧的性質與單一電子有甚為不同的結果。而 CMR

的 Mn-O 面間奇異行為更是吸引無數實驗與理論學家投入。化學與材料學家可提供新穎的

材料與製程，因為實際上在各種奈米元件中，自旋相關傳輸都會發生，而如何了解以及如

何製作新的材料，亟需跨領域的溝通。相對的只有在新結構出現時，新的物理現象才可被

實驗學家量測，而理論物理學家才可進一步分析與預測。

國際上自旋電子材料與新物理性質的進展甚為廣泛，而我國在金屬材料與氧化物上的自

旋電子研究起步較早，相對而言，半導體與超導體的自旋電子研究研發則相對起步為遲。

國際上目前金屬與氧化物的研發已逐步向應用方面擴散，除了讀取磁頭外，MRAM 是最積極

開拓地方向之一。國內目前 TSMC 及電子所已正式投入製程研發，但在物理機制與材料研

發方面則由於缺乏人力而付之闕如，本計劃的執行除可擴展本研究小組過去的基礎研究成

果外，也可訓練相關自旋電子人才，並協助國內解決未來自旋電子方面人才短缺的問題。

22

傳輸電子除了電荷外，尚有一個重要的特徵，《自旋》即是我們在一般電路量測中未曾

觀察到的。主要的原因在自旋向上與自旋向下兩種電子雖然同時在電路中傳輸，但每走一

平均自由路徑的長度時便有會有機會發生非彈性碰撞而有機會改變其自旋方向。一般而

言，在通常的電路中電子行經的路徑最少是平均自由路徑的幾千萬倍，而自旋也隨著不斷

的翻轉，造成傳輸電子的自旋平均方向是無法在一般電路中量出。近年來由於材料製作的

進步導致電子的自旋可以在各種特殊的奈米幾何形狀下維持其方向不變。而這現象表現在

穿隧機制上便是有可能在同一能量壁壘上同時發生自旋向上與自旋向下兩種並行通道的

穿隧現象。但由於此兩種電子在鐵磁性物質中雖有某種分佈差易但其總合必須守恆，因此

此兩並行通道的穿隧現象並非完全獨立。而表現在傳輸現象上也使得人們可用外在磁場來

控制兩種電子的傳輸行為而有許多空間與方向來探討其中的新穎物理現象。更重要的是此

研究需要跨領域的整合，尤其在新穎材料製作上需要化學與材料的專家參與，而在自旋電

子元件方面則需工程方面的專家。同時由於穿隧效應的溫度穩定性、較大的電阻導致在做

磁性隨機存取記憶體(MRAM)時，將有低能損、非揮發性、抗輻射等優良特性而使得穿隧磁

阻之研究更形重要。另外在超導體與鐵磁體介面間由於單一極性電子流動會導致

pair-breaking 進而破壞超導態，這對鐵磁態與超導態共存的問題提供了良好的研究機

制。同時，自旋電子在半磁半導體上的特殊長尺度的 coherent 行進也讓量子電腦的出現

似乎成為可能。

我們將著重於研究新穎材料與新穎物性的自旋相關傳輸研究，同時將開發新的偵測技

術。材料與物理機制方面，除繼續研究本小組頗有績效的氧化物與金屬外，也將探討半金

屬。除注重於 junction 的了解外，我們也會對兩磁性層間的耦合機制與傳輸探討，自旋

注入等課題加以探討。

總而言之，本計畫不論在學術前瞻性、創新性與國際性、應用性各方面都已經是世界柰

米研究的最主要重點之一。國內學界要在此一快速發展的領域中參與，亟待國內學界同心

齊力整合與推動，而本子計畫之執行恰能滿足此一需求。

計畫中如依參與研究工作之性質區分，包括：

(i) 自旋傳輸理論：

(i-1) TMR: Tunneling Magnetoresistance 張慶瑞（臺大物理）

(i-2) Colossal Tunneling Magnetoresistance (CTMR) : 胡崇德（臺大物理）

(i-3) Exchange bias mechanism 張慶瑞(臺大物理)

(i-4) 其它 novel junctions, 如磁性/半導體/磁性 or 磁性/超導體/磁性：張慶瑞（臺

大物理）、胡崇德（臺大物理），洪在明（清大物理）、鄭以禎（臺大物理）。

(ii) 層間藕合機制及自旋注入與自旋轉移：張慶瑞（台大物理）。

III. 統計物理、非線性動力學與軟物質物理層狀液晶中線缺陷之動力學：

23

陸駿逸與其合作者研究層狀液晶的線缺陷(defect line)如何運動，以及根據其動力學

所產生的液晶流變學構成方程(Rheological constitutive equation )。線缺陷在許多低

對稱的相中被廣泛的研究，例如第二類超導體之 magnetic flux line，宇宙論中之 cosmic

string，都是線缺陷的好例子。而層狀液晶其一維的固態週期對稱使得其微觀的線缺陷運

動更為有趣。並且，層狀液晶的線缺陷的動力學並對其巨觀的塑性提供了微觀的研究基

礎。要分析線缺陷的運動，必須先有完整的平衡相變理論，而高分子的統計力學要較一般

的小分子的理論來的準確且容易。通常平均場論已能給出合理的結果。我們將由非平衡統

計力學出發，仔細分析共聚高分子所形成的層狀液晶其線缺陷之運動方程式，並進一步探

討含塑性的流變學構成方程。

相關聯非線性系統之同時化研究：

陳義裕與其合作者研究在晶格上之相關聯非線性系統，藉由一群少數的媒介粒子作用，

可使得混沌運動轉維週期性運動，並分析其同時化的過程機制，希望藉由此研究可拓展人

類對生物體神經元系統網絡的理解及應用。

高速公路及電腦網路交通流量模型之研究：

交通流量模型研究不僅是一個絕佳的相變化及半穩定態的研究對象，而且有非常實際的

應用價值。尤其在台灣，一個人口、車輛密集的地區，更需要對此問題有更深入的探討。

陳義裕及其合作者正著手研究台灣高速公路上交通流量及車輛密度之間的定量關係，尤其

是相變化及空間波形的傳遞。特別是在有支幹併入的區域，藉由電腦模擬及理論分析，深

入了解其重要的統計性質。而此研究也可稍加修改即可應用在電腦網路的傳輸問題研究。

超粗糙介面分析及畸異動態尺度正規化的研究：

龐寧寧及其合作者正著手研究自然界中常見的超粗操界面的統計性質。藉由可獲得精確

解的一系列的界面成長方程式在任一空間維度的動態表現的分析與探討，了解此類型界面

所應具有的巨觀尺度自相似的定量描述。此問題的研究可廣泛應用到細菌菌落的繁衍分子

磊晶技術薄膜成長及電化學沉積問題的研究等等。

5. 廣義的去趨勢化變動現象分析：

架構的建立：不論是在 DNA 序列的分析、生理學信號的研究、大氣氣流、海洋洋流及氣

候溫度的變遷，以致於貨幣幣值兌換率的波動，皆可藉由去趨勢化變動現象分析的架構，

探討其長時間、長範圍的相關性的統計性質。龐寧寧及其合作者正著手建立一套系統化的

分析方式，精確地獲得變動系統內含的巨觀結構，分離隨機變數對系統的影響，進而探討

其所具有的臨界指數，並將此分析應用於超粗糙界面的研究，探討局域方向不穩定的現象

對系統長期的影響。

IV.原子，分子，和光學物理原子，分子，和光學(AMO)物理的研究將著重發展在超高密度和超快雷射場中鍾源子和

分子極多光子過程中的新非微擾理論和高精度計算方法(>300TH ORDER). 研究項目包括：

24

atto-秒(10-18 秒)超快科技；高精度雷射譜；AMO 中量子和最佳控管及其相應化學過程。

Atto-秒科技是現今最前沿的自然科學之ㄧ，它將使人們首次能直接研究電子的動力學，

並將導致重大科學發現和今後的工業應用。預期它將是今後 20 年科技的最前沿領域。最

後我們注意到 AMO 物理和凝態物理的相互結合將是另一將來的前沿，CTS 將加強這一方面

的發展。

(附件 4)

國立臺灣大學理學院大氣科學學系



計畫名稱: 雲與氣膠實作與模擬

計畫主持人:吳俊傑電話: 33663913 e-mail: [email protected]

連絡人 :朱淑華電話:33663928 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、計畫背景 ................................................................................................................................... 2

貳、計畫內容 ................................................................................................................................... 2

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 2

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 2

2.2.1 氣膠光學特徵及大氣輻射觀測站功能增進 .................................................................. 2

2.2.2 人工增雨燄劑先驅開發 .................................................................................................. 3

2.3 執行時程 ................................................................................................................................. 3

2.4 經費需求 ................................................................................................................................. 3

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 4

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 4

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 5

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 5

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................. 5

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................. 5

2

壹、計畫背景本系近年來(2008~2010 年)推動的目標與遠景，總目標為強化本系四大學科軌道(天氣動

力、氣候、大氣環境、大氣應用)的互動與研究提昇。執行面則由「教室空間強化」、「專業

師資聘任」、「國際合作強化」、「學生獎勵補助」以及「研究領域整合」等五大方向著手。

2009 年度著重在「教室空間強化」項目，整修 A100 與 A102 兩間 e 化教室設備與功能，

做為教學以及天氣資訊研究討論室。本年度計畫將在「研究領域整合」方向進行學術領域

提升方案，配合中央研究院環境變遷中心(RCEC)設立在本系觀測坪「氣膠光學特徵及大氣

輻射觀測站」http://www.rcec.sinica.edu.tw/~cgchou/lab/02.htm 功能增進計畫，以及強化本

系洪惠敏教授「實驗及觀測有機氣膠粒子氧化反應對成雲的影響」研究以及研發暖雲燄劑

(flare)，做為臺灣人工增雨(cloud seeding)空中燃燒燄劑開發的先驅試驗。

貳、計畫內容2.1 計畫目標1.提升氣膠光學特徵及大氣輻射觀測之研究與教學成果

2.提升成雲凝結的基礎實驗能力

3.建立臺灣地區人工增雨(cloud seeding)燄劑先驅開發能力

2.2 執行策略與執行方案2.2.1 氣膠光學特徵及大氣輻射觀測站功能增進

中央研究院環境變遷中心(RCEC)於 2004 年起陸續在本系觀測坪貨櫃所設立的「氣膠

光學特徵及大氣輻射觀測站」，本系合作對象為陳正平、林博雄以及洪惠敏等三位教授。

該站所進行的常態觀測參數計有：

TEOM:量測 PM2.5 質量濃度

Nephelometer:量測大氣氣膠對 450, 550 and 700 nm 等三個波長之光散射係數

Aethalometer:量測氣膠樣品對 370, 450, 570, 615, 660, 880 and 950 nm 之光吸收係數

Scanning Mobility Particle Sizer:量測 0.01~0.5mm 範圍之氣膠粒徑分布

Aerodynamic Particle Sizer: 量測 0.5~10mm 範圍之氣膠粒徑分布

In-Situ Ion Chromatography:量測大氣氣膠中 NH4+, NO3-, SO42-等離子成份的濃度

Aerosol Lidar:量測大氣氣膠對 532nm 及 355nm 之散射強度、粒徑參數(Angstrom

Coeffieient)、以及對 532nm 消偏振率(Depolarization Ratio)的垂直分佈

Sunphotometer:量測 0.34mm, 0.38mm, 0.5mm, 0.67mm, 0.94mm, 1.02mm 等六個波長之太陽

直射通量，並藉以反演各波段的氣膠光學厚度

Pyranometer: 量測全天空向下(downward)地表短波輻射通量

2009 年年底將把氣膠觀測部份設備遷往本系 B 館頂樓儲藏室空間，室內裝修經費數為

3

中央研究院支付。本系擬透過本計畫進行該場所教學及研究環境功能的提升，做為本系「大

氣環境「與「大氣應用」兩軌道的基礎教學空間，包括樓梯、門禁、照明、儲櫃以及實驗

安全衛生需求設施。

2.2.2 人工增雨燄劑先驅開發

本系過去數年協助水利署執行乾旱研究與人工增雨作業程序之規畫已購入美國 ICE

公司之冷雲與暖雲兩款燄劑，並實施互外空中施放的運作。然而這些燄劑進口不易，並且

其燃燒後的氣膠粒子直徑分布，不盡適合臺灣地區使用。燄劑開發製作需結合化工與自動

控制等專長，因此本計畫擬透過燄劑開發，結合本校化學系所和資工所專長，蒐集國外與

中國的製作經驗，並使用洪惠敏教授在自然處創新啟動補助方案「實驗及觀測有機氣膠粒

子氧化反應對成雲的影響」所採購的「雲凝結核計數器系統」設備，來偵測燃燒中的燄劑

之粒子尺寸。

2.3 執行時程「學術領域提昇」計畫甘特圖

月份工作項目

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

氣膠光學特徵及大氣輻射觀測站功能增進

-- -- --

蒐集國際現有燄劑製作文件 -- -- -- -- -- --

量測現有 ICE 燄劑粒子尺寸和物質特徵

-- -- -- -- --

開發製作成雲用之燄劑 -- -- -- -- -- -- -- --

預估累計工作進度(%) 5 10 15 25 35 40 55 70 85 90 95 100

2.4 經費需求本計畫總經費約 NT$130 萬其中資本門(含「雲凝結核計數器系統」設備配合款)50 萬，人

力與耗材實驗製作等經常門經費 80 萬元。

4

参、經費需求總表

表一經費需求表單位：仟元

肆、執行管控機制3 個月一次自評紀錄撰寫與經費執行進度考核追蹤

1~3 月：15%

4~6 月：40%

7~9 月：85%

10~12 月：100%


經常門

人事費

研究技術人員薪津資 500 800

臨時工資

國外差旅費

業務費及其他

人工增雨燄劑材料 300

電子電工材料

實驗室化學材料

化工製做與戶外測試

資本門

設備費

雲凝結核計數器系統 500 500

氣膠與大氣輻射觀測設備

圖書費

合計 1300

5


本計畫中所規劃之執行內容之績效評鑑如下：

(1)氣膠光學特徵及大氣輻射觀測站功能增進之完成

(2)雲凝結核計數器系統與氣膠與大氣輻射觀測相關設備之採購完成

(3)ICE 燄劑內含物質分析與製作

(4)燄劑效能分析(室內化學分析與戶外實際燃燒量測)

(5)定期自評紀錄與經費執行進度百分比

5.2 評鑑範圍本計畫中所規劃之執行內容之績效評鑑指標如下：

(1) 中研院/台大大氣系「氣膠與大氣輻射觀測站」

http://www.rcec.sinica.edu.tw/~cgchou/lab/02.htm 功能增進

(2)燄劑開發實驗室分析數據

(3)燄劑實作與試驗


5.3 評鑑指標

0

(附件 5)

國立臺灣大學理學院心理學系



計畫名稱:_深化與拓展臨床心理研究計畫

計畫主持人: 陳淑惠電話:02-33663100 e-mail: [email protected]

連絡人 : 周嘉瑛電話: 02-33663958 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、計畫背景 ..................................................................................................................................... 1

貳、計畫內容 ................................................................................................................................... 10

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 10

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 10

2.2.1 人際創傷事件受創者之多重測量的臨床研究 ........................................................... 10

2.2.2 車禍創傷事件受創者之多重測量的臨床研究 ........................................................... 13

2.3 執行時程 ................................................................................................................................. 15

2.4 經費需求 ................................................................................................................................. 15

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 16

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 17

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 17

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 17

5.2 評鑑指標 ................................................................................................................................. 17

1

壹、計畫背景

前言

創傷壓力與心理研究(traumatic stress and psychological studies），是當代臨床心理學研

究中引領風騷的議題之一，而台灣的創傷壓力與心理研究啟動於 1999 年的九二一震災之

後，經過將近十年的研究，雖已累積了本地的天然災害之創傷心理研究資料，但關於人為

創傷的研究，則仍屬有限。鑑於此，以先前研究為基礎，深化並拓展此一領域的研究議題

與能力，將是責無旁貸的目標。

自古哲學家、詩人都再三提醒我們，人類的歷史猶如一條創傷鎖鍊，是由血與淚串連

寫成的；然而也因受災受難，生命的種種可能性遂得以萌芽、滋長。Kierkegaard 曾言道”Face

the facts of being what you are, for that is what changes what you are”，這提示著，經歷過後創

傷經驗—無論正向愉悅或負向，個體的「我」，實實然然的自我狀態，恐怕正是其適應良否

的關鍵。存在心理學者也認為，創傷是一個「意義可以被創造，勇氣得以被發現」的契機。

Foa 和 Meadow (1998)指出，歷經創傷之後是否會發展演變為長期的、偏態的 PTSD，可以

從「前創傷因素」、「創傷相關因素」、「後創傷因素」三個層面來探討。「前創傷因素(pre-trauma

factors)」意指個人在災難事件前的性格特質、生活史是否遭到其他類型的災難事件、先前

的心理病理狀態及社會生活功能等。「與創傷相關因素(trauma-related factors)」包括災難事

件的本質(如屬於天然的、人為的或技術的災害)、災難事件的嚴重程度、個人在受創期間與

災難發生後的心理社會反應經驗階段等(如是否持續地過度恐懼、憤怒、感到自我罪惡感、

產生嚴重解離性反應)。「後創傷因素(post-trauma factors」含括社會支持、個人對災難事件

的處理運作功能，包含個人對事件意義賦予的方式、生活信念重組與人生觀改變情形等。

所以，本研究計畫的設計與理念，也許來自一種尋找「契機」的初衷，意圖在受苦/

罹病者身上尋找「阻擾」成長的羸弱因子(vulnerability)，也在健康/超越者的經驗中揭顯出

安心保健的堅毅復原特性(resilience)。簡言之，本研究希望藉由探索受創者的自我界定記憶

(self-defining memory)、自我狀態(self-states)、堅毅復原力特質(resilience)、情緒辨識與梳理

(emotion recognition and regulation)、與創傷後壓力症狀(PTSD disorder/symptoms)的可能關

連，來增進對創傷與 PTSD 之病理性連結的瞭解，同時，進而思索在創傷之心理療癒中，

協助受創個體整合他（她）的「我」，以落實「培能育化 (empowerment)」的臨床應用之可

能性。

創傷事件、創傷反應與 PTSD

2

創傷事件(traumatic event)被視為一種極端的壓力源(extreme stressor)或嚴重的威脅紛

擾(disruption)，遠超越了所波及的個體或社群之因應能力。創傷事件核心特性為：1)「極端

危險性」--此事件通常造成極端危險，可能致使個體包括生命、財產、親友及對世界可預測

感與安全感的整體失落；以及 2)「不可控制性」--此事件來襲是突兀且瞬息變化的，通常

使個體在當下沒有什麼機會展現出任何具有意義的個人控制 (Baum, 1991; Miller, 1998 )。

而創傷(trauma) 則是一種因突發的、強烈的、與未可預期的事件而產生的情緒反應，此一

反應會嚴重阻擾或破壞個體因應及防衛的運作，使之暫時性地處於無助的狀態(Terr,

1985)。換言之，創傷包含了「非比尋常的」(extraordinary)、「無法預測的」(unpredictable)、

「突發的」(sudden)、「強力衝擊的」(overwhelming)、「損毀解體的」(shattering)、以及「不

斷轉變的」(transforming)等特性(Monahon, 1993)。也就是說，創傷通常源自「災害」的體

驗，而非一般性的壓力事件。

常見的創傷來源包括天然災害(natural disaster)，譬如地震、海嘯、水災、火山爆發等，

以及人為災害(human-made disaster)，譬如車禍意外、家暴、性侵害、核能外洩、戰爭等。

從本地與西方文獻可知，多數受災者在災後都會經歷一些痛苦，但經過一段時日的調適之

後，大多能復原正常的功能且未發展出任何身心疾病(e.g., 吳治勳、陳淑惠、翁儷禎、吳英

璋，2008；吳英璋，2003；林耀盛、陳淑惠、洪福建、曾旭民，2000，2005；許文耀，2003；

陳淑惠，2002; Affleck & Tennen, 1996; Dalgleish, 1999; O’Brien, 1998; Chen, Hung, Lin, &

Tseng, 2002; Chen, Lin, Tseng, & Wu, 2002; Chen & Wu, 2006; Tedeschi 與 Calhoun, 1995;

Thrasher & Dalgleish, 1999; Wu, Hung, & Chen, 2002)。美國的流行病學研究亦指出，雖然多

數人終其一生至少會遭逢一次創傷事件(Breslau et al., 1998; Kessler, Sonnega, Bromet,

Hughes & Nelson, 1995; Norris, 1992)，但其中僅有部分的受創者(5.0%男性與 10.4%女性)會

發展出創傷後壓力疾患 (posttraumatic stress disorder, PTSD; Kessler et al., 1995)。儘管多數

個體可以在歲月中自然的、逐步的康復，然而，仍有一些人長期付出創傷的身心健康與人

際幸福之代價，甚至終生都難以走出創痛陰影。此也令人好奇，受創比例與罹病率之間何

以有此落差，猜想是否與創傷事件的特性有關，以及是否誘發與維持 PTSD 的機制可能基

於受創前 (pre-)、受創中 (peri-)、與受創後(post-)因素之交互作用所致。

受創前的因素當中，先前創傷經驗史 (prior trauma history)是相當重要的一個預測因

子。不少研究指出，暴露於先前的創傷經驗會敏感化(sensitize)個體對後續的創傷經驗之負

向反應，因而導出更多更強的創傷後壓力 (van der Kolk & Greenberg, 1987; Yehuda,

McFarlane & Shalev, 1998)；在不同的受創群體之研究也證實，遭逢愈多的先前創傷經驗，

衍生 PTSD 的危機就愈高 (e.g., Bremner, Southwick, Johnson, Yehuda, & Charney 1993;

Breslau, Chilcoat, Kessler, & Glenn, 1999; Delahanty, Raimonde, Spoonster, & Cullado,

2003)。然而，另有一些研究並未支持先前創傷暴露對於滋生後續創傷的 PTSD 之效果的假

說 (e.g., O’Toole, Marshall, Schureck& Dobson, 1998; Perrin, Van Hasselt, Basillo & Hersen,

3

1996)。對於不一致的研究發現，以及尚無法歸納出單一假說，極可能是基於創傷事件的特

異性，以及受創者的個別性--包括個體的羸弱性 (vulnerability) 與受創當時如何經驗該創傷

事件等因素有關。

關於受創者的個別性，研究發現受創者的個別屬性中，女性、年輕、覺知社會剝奪

(perceived social deprivation)等因子，是發展出 PTSD 的危險因子 (Bryant & Harvey, 2003;

Coronas, Garcı’a-Pare’s, Viladrich, Santos, & Mencho’n, 2008; Han et al., 2005)。此外，研究亦

發現個體對創傷事件的反應與解讀，會影響其創傷後的適應，譬如受創者所受到的身體傷

害程度、所覺知的不安或害怕程度或生命威脅程度、對該創傷事件的認知評估等(Aberhaim,

Dab, & Salmi, 1992; Bryant & Harvey, 1995; Cortina & Kubiak, 2006; Dunmore, Clark, &

Ehlers, 1999; Ehlers, Mayou, & Bryant, 1998; Nixon & Bryant, 2005; Resnick, Kilpatrick, Best,

& Kramer, 1992)。

再者，關於遭逢創傷事件之後的心理反應，Horowitz (1999)針對創傷事件的反應提出

進展式階段論（如圖一所示），包括：思考飛躍、情緒強烈的受創吶喊期 (Outcry Phase)、

情感麻木/逃避的否認逃避期 (Phase of Denial, Numbing, and Avoidances)、創傷事件相關影

像/念頭侵入並纏繞心頭的厄影慘念插入期 (Phase of Intrusion, Pangs, and Repetitions)、擺盪

在厄影慘念插入與否認逃避之間的力圖緩解創傷症狀期 (Working Through Phase)、以及在

意識中經驗與行動以恢復如常的緩解完成期 (Restoration of Equilibrium Phase)。

平常恆性

受創的吶喊

否認逃避

厄影慘念插入

力圖緩解創傷症狀

緩解完成

創傷事件

意識中，覺得經驗與行動是平常的

思考飛躍、情緒強烈

情感可能麻木，逃避某些記憶與念

頭，因應行動平板無效

插入性厄影、慘念、悲情不請自來

圖一 Horowitz (1999): 創傷反應階段模式

4

Horowitz (1999) 認為多數人受創後將會自然復原，但若在受創的吶喊期、否認逃避

期、與厄影慘念插入期出現過度強烈或持久的反應，將會衍生出病理性的創傷反應，包括：

恐慌、疲憊、解離、反應性精神病、不適應性的逃避(自殺、藥物濫用)、遲緩壓力反應等。

同時，如果在力圖緩解創傷症狀期受到阻塞，或緩解完成期未能達成，則會出現身心反應

症、不適應性行為、人格違常、失去行動或愛的能力等問題。

創傷事件衝擊的自我狀態（Trauma-Impacted Self-States）

Horowitz (1993,1997,1999)提出，個體皆有一套解釋經驗的認知基模(schema)，此基模

包括了個體對自我、他人、及世界的信念或期望；而且，個體具有自然完成基模穩定的傾

向 (Restoration of Equilibrium)，會將外在新訊息與內在基模比對調和，直至符合當前的現

實。然而，創傷事件所帶來的訊息，通常與個體先存的基模大不同而難立即被納入，需要

一段時間對先存的內在基模進行修改，在此期間會伴隨有強烈痛苦的情緒反應。

Janoff-Bulman & Frieze (1983, 1992) 在其「基本假定理論(The Basic Assumption

Theory)」中指出，個體經歷創傷事件後之所以會有強烈情緒或心理痛苦(psychological

distress)，是因為創傷事件撼動了其原先對自己與世界的三大基本假設(basic assumptions)，

包括個人乃非脆弱性、不易受傷的信念、視世界為有意義且可理解的假定、正向與有價值

的自我觀點。這些基本假設使我們能執行對自己與所處環境的期待，而且通常不被我們所

覺察。然而，像是犯罪倖存者、車禍意外、天然災難、疾病等事件會迫使我們辨識且具體

化這些假設；這些既有的假設無法解釋倖存者的經歷，而被質疑或甚至粉碎。換言之，個

體的內在狀態如基模或基本假設，會受到創傷事件的衝擊而產生情緒困擾。而且，在三大

基本假設中，有兩項假設攸關自己，顯示自我狀態的變動與調和，在因應創傷的歷程中是

相當重要的。因此，本研究對個體內在狀態的關注將聚焦在自我狀態。

對於自我狀態與情緒困擾的關係，Higgins (1987) 提出「自我落差理論(self-discrepancy

theory)」，假定人具有三個面向的自我狀態，包括實際我（actual self, AS）、理想我（ideal self,

IS）、以及應該我（ought self, OS）。其中，實際我即為個體認為自己實際所擁有的特性表徵；

理想我意指個體理想上希望或想要擁有的特性表徵，而應該我則指稱個體認為自己應該擁

有的特性表徵。實際我組成個人的自我概念（self-concept），理想我與應該我則代表自我狀

態表徵中自我導引的（self-directive）標準或習得的指導，亦即自我指南（self-guides）。Higgins

也假定，人具有動機達到個人的自我概念與自我指南相符的狀態，而兩者之間不同型態的

差距反映出與特定情緒或動機困擾有關的特定負向心理狀態，主要為下列兩類：1)實際我—

理想我的落差 (AS-IS) ，代表正向結果的缺乏，並因此預期會有沮喪相關情緒

5

(dejection-related emotions)的脆弱性；以及 2)實際我─應該我的落差(AS-OS)，此差距代表負

向結果的呈現，並預期有煩亂相關的情緒(agitation-related emotions)之脆弱性。

另外，Higgins 在自我落差理論中也進一步指出，即使個人具有一種或多種自我差距，

並因此具有特定情緒脆弱性，不必然活化與誘發不適（discomfort）；能否活化與誘發不適，

端視自我落差的可得性 (availability)與可觸接性(accessibility)而定。自我落差的可得性，依

兩種相互衝突的自我狀態表徵之差異程度而定，表徵相符個數與不相符個數之間的差異越

大，該類型自我落差的可得程度越大，被活化的機率就越高，因而不適強度就越大。自我

落差的可觸接性，端視決定任何已儲存的心理建構(psychological construct)之可觸接性的相

同因素而定。一個心理建構越常被活化，就越可能被用來解釋社會事件。活化頻率的影響

也反映在社會解釋與記憶上建構可觸接性的長期差異。所儲存之建構的可觸接性或活化可

能性，也依刺激事件的特性與它的「意義」之間的關係而定；因此，自我表徵落差的負向

心理狀態不易被不模糊且正向的事件所誘發，自我落差也不易被觸接用來解釋一個「意義

明確」的負向事件。據此推測，自我落差容易出現在個體面對一個意義模糊的負向事件，

而創傷事件因其訊息與個體先存的訊息基模有極大的落差而難被融入整合(Horowitz, 1993,

1997, 1999)，因此，創傷事件對受創者而言，正是個「意義模糊」的負向事件，很可能會

誘發出受創者的自我落差。

現存文獻中，Higgins 的自我落差理論在實徵研究中得到不一致的結果，在一些研究獲

得支持(e.g.,Strauman & Higgins, 1987; Scott & O’Hara,1993; Strauman,1989)，卻也有研究僅

部分支持(e.g.,Bruch, Rivet, & Laurenti,2000; eilage & Hope,1999;Sutherland & Bryant,2008)，

而且研究樣本也多侷限在大學生、臨床憂鬱症患者、以及社交畏懼症患者，僅極少數研究

以受創者為對象。所以，本研究計畫試圖以受創者為樣本，以檢驗受創者的內在自我狀態

受到創傷事件衝擊，是否會誘發出自我落差，並因而產生情緒困擾或 PTSD 的歷程。

自我界定記憶(Self-Defining Memory)在創傷事件衝擊自我狀態歷程的中介角色

雖然 Higgins (1987)的自我落差理論中，假定可得性與可觸接性不需個人覺察且自動化

運作，只要個人在被要求提取特定自我狀態表徵時，能夠提取特定自我狀態表徵的特性，

即可測量到自我落差。然而，Markus 與 Nurius (1986)認為個體目前在想法和記憶中所活化

出來的自我概念，端視先前已被活化的自我概念為何而定，透過特定社會環境而被誘發或

支配，以及個人對所給予的經驗、事件、或情境之反應而誘發；個體對自我概念的敘述可

由近期記憶觸發的描述（recent descriptions of memory priming）所得。簡言之，個體當前所

提取出的自我表徵，受到其所觸及的個人記憶而定。越經常被活化的記憶建構，越可能用

來解釋社會事件(Higgins, 1987)；而且，活化特定自我概念之記憶觸發的描述，可被活化其

他相關的概念來增加它再次被活化的可能性。

6

受創者在創傷事件的衝擊下，欲觸發過往個人經驗的記憶來解釋創傷事件，此即為自

傳式記憶(autobiographical memory)(e.g., Brewer, 1986)。受創者所誘發出來的記憶往往是經

常被活化、並且活化其他相關概念的自傳式記憶；被誘發出來的記憶，也影響到受創者此

時提取出何種自我概念，有許多研究顯示，相較於無 PTSD 者，PTSD 患者傾向於提取出更

多創傷相關的自傳式記憶 (e.g., Sutherland & Bryant, 2008)；而在許許多多的自傳式記憶當

中，對個人而言最重要的、最能反映個人身分(identity)的自傳式記憶，即是自我界定記憶

(self-defining memory; Singer, 2005)。同時，自我界定記憶也是被個人經常反覆想起、具有

強烈情緒、連結到許多相似記憶、以及帶有個人目標或未解決之衝突的記憶(Singer, 2005)。

Sutherland 與 Bryant (2005)的研究中顯示，相較於無 PTSD 者，PTSD 患者提取出更多創傷

相關的自我界定記憶。是故，本研究假設自我界定記憶在受創者受到事件衝擊自我狀態的

歷程中，可能扮演著重要的中介角色。

堅毅復原力(resilience)與創傷後成長(Posttraumatic Growth)

Tedeschi 與 Calhoun (1995)參照過去研究的成果，提出 Posttraumatic Growth Model，認

為當受創者的舊有因應資源耗盡，而產生新的因應策略時，成長即可發生，並歸納出三種

創傷後成長的向度，包括：1)自我知覺 (perception of self)、2)人際關係 (interpersonal

relationships)、與 3)人生哲學(philosophy of life)。Schaefer 與 Moos (1992)提出 Life Crises and

Personal Growth Model，認為個體在受災後透過專注於正向改變、尋找意義、強調變動的回

饋迴路等方式，會有 1)因應技巧的增進、2)社會資源(social resources)、與 3)個人資源(personal

resources)等三種類型的成長。O'Leary 與 Ickovics (1995)也提出 Resilience and Thriving

Model，強調專注於正向改變、主動因應、增進個人及社會資源等挑戰，即有帶來存活

(survival)、恢復(recovery)、和生長旺盛崢嶸(thriving)等三種可能的結果。而 Hager (1992)

的 Chaos and Growth Model 則強調重新組織，認為混亂期是成長的必要前置過程。綜言之，

上述各模式均強調「正向」、「擴充資源」、「主動面對與因應」等理念，本研究計畫亦擬設

計前瞻性、多重時間點的測量之研究，探索受創者在創傷事件之後，自我狀態的變化與「創

傷後的成長」之間的關連，並試圖檢視受創者的創傷後適應歷程（posttraumatic adjustment

process）。

創傷事件的特異性

此外，關於創傷事件的特性與 PTSD 的關連，西方的研究指出，比起天災受創者，人

為傷害（含人際創傷）的受創者更容易發展出 PTSD 的相關問題 (Breslau et al., 1999; Kessler

et al., 1995; Resnick, Kilpatrick, Dansky, Saunders, & Best, 1993)。是故，在創傷後的心理復原

7

歷程之防治，西方多以人為創傷(man-made traumas)中童年受虐或曾受性侵害之婦女受害者

為研究對象(e.g., Bradley & Follingstad, 2001; Henderson, Hargreaves, Gregory, & Williams,

2002; Koss, Figueredo, Bell, Tharan, & Tromp, 1996)。在國內，近年來投入較多資源的研究議

題，天災方面以地震為多（例，宋維村等, 2000；吳英璋，2003，2004，2005；吳英璋、許

文耀，2005；林耀盛，2003；林耀盛、吳英璋，2004；林耀盛等，2000，2005；許文耀，

2003；許文耀、曾幼涵，2004；趙家琛等，2000；陳淑惠，2002, 2003, 2004, 2005; Chen, Hung,

et al., 2002; Chen, Lin, et al., 2002; Chen & Wu, 2006; Wu, et al., 2002; Wu, Chen, Weng, & Wu,

2009），在人為災害方面，則以家暴與性侵害的研究較多（例，洪素珍、王玥好，2004；陳

若璋，2007；鄭瑞隆，2000）。但是，過內現存文獻中，對於創傷後心理復原歷程防治的研

究，以天災中地震的探索為多，在人為災害上相對較少。因此，直接沿引這些研究發現來

理解既有「人為」肇因，又帶有雷同於天災「突發」特性之人為創傷倖存者之創傷經驗，

顯然不妥。

人為創傷(Human-made Trauma)與人際創傷（Interpersonal trauma）

常見的人為創傷包括車禍意外（Motor Vehicle Accident, MVA）、性創傷（sexual

trauma）、社區或家庭暴力（community or domestic violence）、戰爭（war）等。Herman(1992)

認為心理創傷是一種無力感(powerless)的折磨，也摧毀了個體對感覺和意義的聯結。Everly

& Mitchell(1999)亦認為心理創傷是一種心理上的失衡( psychological disequilibrium)，導致個

體無法以平常使用的因應技巧來面對之。研究發現，人為創傷中的人際創傷，譬如性創傷、

家庭暴力等，更常造成個人在未來與他人相處的困難，進而影響學業、工作、親密關係、

以及人生意義等等重大的身心靈發展的議題。這些人際創傷常常以隱微的方式出現，而往

往被當成是一種個性或是習慣而忽略。也因此，許多心理上的困擾於焉產生，諸如憂鬱症、

身心症、人格違常疾患等。

車禍意外 (Motor Vehicle Accident, MVA)

車禍意外(MVA)不僅在日常生活中時有耳聞，也經常造成了大量的死傷，為國內外死

亡主因之一。根據台灣行政院衛生署所發布的統計資料顯示，事故傷害在民國 80 年、84

年、85 年、90 年、95 年、及 96 年都位居台灣十大死因前五名。其中，民國 96 年運輸事

故死亡人數 4,127 人，居事故傷害死亡人數的首位。Benight、Cieslak、Molton、及 Johnson

(2008)回顧，MVA 為美國意外死傷的主因，2005 年美國國家高速公路交通安全部門

6,159,000 件警察報告的 MVA 中，約有 43,500 人死亡與 2.7 百萬人受傷；世界衛生組織於

2004 年的統計中也顯示交通意外排名第 11 位死因，每天約 3,250 人死於交通意外，每年約

8

20-50 百萬人受傷。

MVA 除了造成大量死傷之外，受創者也可能有相關的心理或情緒困擾，甚至發展出

心理疾患，其中之一為創傷後壓力疾患(Posttraumatic stress disorder, PTSD)。美國精神醫學

會(American Psychiatric Association)所出版之精神疾患與統計手冊第四版(DSM-IV, 1994)對

PTSD 的診斷準則定義如下：個體暴露於某種極度創傷性的壓力源，包括親身經歷或目睹

他人死亡或身體傷害的實際發生或威脅，且有強烈的害怕、無助、或恐怖感受，之後發展

出包括「持續再度體驗此創傷事件」、「持續逃避與此創傷有關的刺激並有一般反應性麻

木」、及「持續有警醒度增加」等三大類特徵性症狀，症狀持續超過一個月並造成臨床上重

大痛苦，或損害社會、職業、或其他重要領域的功能。從 PTSD 定義看來，MVA 即是潛在

極度創傷性的壓力源之一，亦即潛在的創傷事件。在 Benight 等人(2008)的回顧中指出，

MVA 倖存者中發展出 PTSD 的比例為 4.7%至 34.4%。Hamanaka 等人(2006)指出，各研究

在不同時間點測量 MVA 受創者罹患 PTSD 的比例，在事件發生後四個月為 17.5%、六個月

為 25.4%、一年為 16.5%與 7%。

綜上可知，頻繁發生於人們生活中的 MVA，其受創者不僅可能在身體上受到傷害，

心理上也可能也受到重大衝擊。然而，台灣在 MVA 受創者的心理議題的研究仍十分有限。

因此，本研究以 MVA 受創者為研究對象，關注個體的心理如何受創傷事件的衝擊。

研究目的與假設

綜言之，基於投入人際與 MVA 創傷事件之受創者/倖存者的心理病理研究，一則可探

索創傷與 PTSD 的心理病理機制，二則可藉研究發現來提出一些有用的臨床處遇之建議，

再則可補充國內此一領域研究之不足，因此，本研究計畫擬以兩類人為創傷事件—人際創

傷事件與車禍事件(MVA)--為議題，設計一個前瞻性的一年期研究，以重複測量的研究方

式，來探索受創者的創傷記憶與自我狀態，以及其對 PTSD 之衍生的影響。本研究計畫所

預擬創傷心理研究之目標，包括探索受創者衍生 PTSD 或 PTSD 症狀的危險因子，以瞭解

消極性的「減傷」作為之可能性，以及探索緩衝問題或促成受創後復原與健康之保護因子，

以思索積極性的「促進健康成長」的臨床心理方案之設計。

本研究的目的，在探討受創者的自我界定記憶、自我狀態、復原因子、以及創傷後壓

力症狀的關連性。綜合上述之文獻回顧與推論，本研究假設，受創者的自我狀態受到創傷

事件的衝擊而出現情緒或心理痛苦。在這歷程中，受創者欲提取過往的自我界定記憶來解

釋創傷事件的訊息，所提取的自我界定記憶也影響了其當前的自我狀態。亦即，自我界定

記憶扮演著中介角色，若提取出的自我界定記憶越負向，可能使得自我狀態間的落差越大，

以致心理越加痛苦，甚演變發展出 PTSD，而復原因子在此歷程中很可能具有調節功能

9

(moderational effect)。此外，這些變項之間極可能在創傷後的不同時間點，會呈現出不同程

度的相互影響力。

10

貳、計畫內容

2.1 計畫目標

綜合上述，為能作為未來深化與拓展本地創傷壓力與心理研究的長程目標之基礎，本

研究計畫擬設計一個一年期的研究，旨在進行臨床研究，擬以兩個執行策略與方案分別檢

驗在人際與 MVA 創傷事件的受創者/倖存者之暴露程度( exposure effect)、自我界定記憶、

自我狀態的變動及其落差、情緒的變化、復原因子、以及 PTSD 或症狀嚴重度等變項之間

的關連。


2.2.1 人際創傷事件受創者之多重測量的臨床研究

本子計畫的研究目的，旨在進行臨床研究，以人際創傷事件之受創者/倖存者為研究對

象，檢驗創傷暴露程度( exposure effect)、自我界定記憶(self-defining memory)、自我狀態的

變動及其落差(changes and discrepancies of self-states)、情緒的變化(emotional changes)、復

原因子(resilient factors)、以及 PTSD 或症狀嚴重度(PTSD disorders and symptoms severities)

等變項之間的關連。

研究方法

參與者：

本子計畫的擬包括經歷過創傷事件的大學生與一般成人受創病患。大學生受創者（n =

120）擬從校園大樣本篩檢以及張貼廣告兩種方式邀約。一般成人受創病患（n = 120）則

擬邀請就診台大醫院整形外科與創傷醫學部之成人受創者來參與本研究。參與者的年齡範

圍在 18-60 歲，並排除創傷後失憶或腦傷、精神病疾患與症狀、物質濫用或依賴、以及孕

婦等受創者。預計參與者總人數約 240 人。測量時間點預定於至少於受創後一個月內，且

當時參與者之生命狀況穩定。

研究工具：

1. 創傷生活事件量表（Traumatic Life Events Questionnaire, TLEQ）：TLEQ（Kubany, Haynes,

Leisen, Owens, Kaplan, Watson, & Burns, 2000）為 24 題的自陳量表，主要用來了解填答

11

者所經歷過的創傷生活事件，是目前涵蓋最多創傷事件種類的篩檢工具（Antony &

Barlow, 2004）。TLEQ 的前 23 題均為不同類型之創傷事件，施測時會請填答者針對每一

創傷事件，勾選「是否經歷」、「發生頻率」及「當事件發生時，是否經歷強烈的害怕、

無助或恐怖感」，第 24 題則會要求填答者從先前有勾選的創傷生活事件中，選出一項

造成自身最大苦惱者。TLEQ 具適當的時間穩定性，所有事件在不同樣本中的平均再測

信度為.60（Kubany et al., 2000）。

2. 創傷後壓力診斷量表（Posttraumatic Diagnostic Scale, PDS）：PDS（Foa, Cashmen, Joycox,

& Perry, 1997）為 49 題的自陳量表，用來評估填答者目前 PTSD 症狀的嚴重度，並可

據以推估符合 PTSD 診斷與否。原版 PDS 包括四個部分：（1）創傷事件調查；（2）準

則 A 創傷事件評估；（3）PTSD 症狀發生頻率及持續時間評估；（4）功能領域困擾，

PTSD 的症狀嚴重度採用李克氏四點量尺計分（0 至 3 分），總分為 0 分到 51 分。過去

研究發現，PDS 具有相當良好的心理計量特性，內部一致性佳（Cronbach’s α = .92），

針對 PTSD 診斷和症狀嚴重度的再測信度分別為.74 和.83（Foa et al., 1997）。中文版 PDS

亦具有適當心理計量特性，內部一致性高（Cronbach’s α = .91），時間穩定性方面，間

隔三至四週的再測信度為.83（蘇逸人、陳淑惠，2006）。

3. 情境與特質焦慮量表（State-Trait Anxiety Scale, STAI）：STAI（Spielberger, Gorsuch,

Lushene, Vagg, & Jacobs, 1983）為評估焦慮時常用的一項自陳工具，共有 40 題，情境

焦慮和特質焦慮的題項各佔 20 題。Spielberger 等人（1983）研究指出，情境焦慮量

表和特質焦慮量表的再測信度分別介於.16 至.62 以及.73 至.86。另外，Spielberger、

Sydeman、Owen 和 Marsh（1999）亦指出，情境焦慮和特質焦慮兩部分的內部一致性

皆良好，Cronbach’s α值分別為.90 和.86。中文版 STAI 具備適當心理計量特性，在再

測信度方面，情境焦慮量表為.74，特質焦慮量表則為.76；在內部一致性方面，情境

焦慮量表的Cronbach’s α 值為.90，特質焦慮量表是.86（鍾思嘉、龍長風，1984）。

4. 行為抑制與行為激發量表（Behavioral Inhibition Scale /Behavioral Activation Scale,

BIS/BAS）：BIS/BAS（Caver & White, 1994）為 20 題的自陳量表，用來測量填答者的行

為抑制與行為激發系統，包含四個因素為「行為抑制」（behavioral inhibition）、「酬賞

反應」（reward responsiveness）、「驅力」（drive）和「尋求樂趣」（fun seeking）。各因

素的 Cronbach’s α值介於.66 到.76，再測信度則在.59 至.69 之間（Carver & White,

1994）。中文版 BIS/BAS 亦具有適當心理計量特性，各因素的內部一致性佳（Cronbach’s

α值介於.75 至.85），兩個月的再測信度則介於.44 至.72（曾聆岑，2001）。

5. 貝克焦慮量表（Beck Anxiety Inventory, BAI）：BAI 適用於青少年與成人，為測量過去一

周焦慮症狀頻率的自陳量表，具有良好的信效度(Campbell & Brown, 2004)。BAI 共 21

題，每題計分由 0 至 3 分，總分為 0 至 63 分，分數越高則焦慮症狀越嚴重。中文版

12

BAI 於 2000 年經美國心理學公司(The Psychological Corporation)授權，由林一真翻譯，

中國行為科學社出版發行。中文版 BAI 之內部一致性(Cronbach's α)為 0.95，折半信度

為 0.91，因素分析所得之因素結構也與 Beck 所建構之因素相似，在焦慮疾患診斷上，

與迷你國際神經精神會談（Mini International Neuropsychiatric Interview, MINI）的診斷

一致性高，敏感度為.76，特異度為.81，為常用的焦慮症狀篩檢工具（車先蕙、盧孟

良、陳錫中、張尚文、李宇宙，2006）。

6. 貝克憂鬱量表第二版（Beck Depression Inventory-II, BDI-II）：BDI-II 適用於 13 歲以上青

少年與成人，評估過去兩週憂鬱症狀嚴重度的自陳量表，具有良好的信效度(Dozois &

Dobson, 2004)。BDI-II 共 21 題，每題嚴重度以 0 至 3 三點量尺計分，分數越高憂鬱症狀

越嚴重，作答時間約 5-10 分鐘。中文版 BD-II 於 2000 年經美國心理學公司(The

Psychological Corporation)授權，由陳心怡翻譯，中國行為科學社出版發行。中文版 BDI-II

以精神科門診病患為樣本所做的信效度為，整體量表之內部一致性(Cronbach's α)為

0.94，折半信度為 0.91，因素分析所得之因素結構也與 Beck 所建構之因素相似(盧孟良、

車先蕙、張尚文、沈武典，2002)。

7. 診斷性非語言行為準確性分析工具 -台灣版（Diagnostic Analysis of Non-Verbal

Accuracy-II, Taiwan version, DANVA_2_TW）：DANVA_2_TW（陳淑惠，2002, 2005, 2006）

為臉部情緒(facial emotions)與語音情緒(prosodic Emotions)的辨識工具，係參考原始版本

「診斷性非語言行為準確性分析工具（Diagnostic Analysis of Non-Verbal Accuracy, DANVA;

Nowicki & Duke, 1994）之理念，並擴展其設計方式所所發展的電腦化工具。DANVA_2_TW

共有臉部情緒、聲音音調情緒，以及混合式等三個分測驗。評估作業的特性包括情緒

分類與情緒強度的評估，內容包括悲傷(sadness)、憤怒(anger)、害怕(fear)、與快樂

(happiness)等四種情緒，以及中性材料(neutral)，各 10 個題項。

8. 情緒促發典範─評估作業：本實驗將採用 Faizo、Sanbonmatsu、Powell 和 Kardes（1986）

所提出的情緒促發典範來進行。Faizo（1989）認為，人類的態度或內在表徵可以不經

意識處理而受到情緒性相似訊息之自動化激發，此現象和對情緒訊息的處理息息相

關。從過去以情緒性訊息為刺激材料所進行的促發典範中發現，當依序呈現的促發刺

激和目標刺激之情緒性一致時，將會促進個體對目標刺激的反應，此即情緒促發效果

（affective priming effects）；反之，若促發刺激和目標刺激的情緒性不一致時，則不會

有促進對目標刺激反應的效果（Klauer & Musch, 2003）。評估作業（evaluative task）為

一種被廣泛使用的情緒促發典範，用來測量人類的情緒促發效果。傳統的評估作業中，

受試者被要求去評估目標刺激的情緒性（正向、負向），然而，考量所採用受試者之特

性，本實驗稍加修改評估作業的程序，要求受試者改為評估目標刺激的威脅性（威脅、

非威脅），並以電腦施測方式來進行。實驗過程中，每一個嘗試皆會先在電腦螢幕上出

現一凝視點（500 毫秒），接著會呈現促發刺激（200 毫秒），間隔 100 毫秒後，再出現

13

目標刺激，受試者被要求在目標刺激呈現的同時，盡快以按鍵方式評估目標刺激的威

脅性，其反應時間及正確率將由電腦紀錄並納入分析。本實驗的促發刺激和目標刺激

均為人類臉部表情的圖片，所有的刺激材料均挑選自陳淑惠教授所發展的

DANVA_2_TW 之臉部情緒分測驗，以及為發展該工具所建立的臉部表情圖片資料庫。

研究程序：

首先，將會向受試者說明實驗目的、簡單流程及同意書，待受試者了解相關的權利義

務並於參與同意書簽名後，方開始進行。實驗開始後，會先請受試者填寫四份量表（創傷

生活事件量表、創傷後壓力診斷量表、貝克焦慮量表、貝克憂鬱量表-第二版），接著使用

電腦施測評估作業結束之後，再請受試者針對評估作業中所呈現過的全部刺激材料進行威

脅性評估，接著，進行 DANVA_2_TW 作業評估。最後，會再請受試者填寫兩份量表（特

質焦慮量表、行為抑制與行為激發量表），並且進行簡單的結束前簡報。

2.2.2 車禍創傷事件受創者之多重測量的臨床研究

此研究目的，旨在進行臨床研究，以 MVA 事件之受創者/倖存者為研究對象，檢驗創

傷暴露程度( exposure effect)、自我界定記憶、自我狀態的變動及其落差、情緒的變化、復

原因子、以及 PTSD 或症狀嚴重度等變項之間的關連。

研究方法

參與者：

擬邀請就診台大醫院整形外科與創傷醫學部之成人車禍受創者來參與本研究。參與者

的年齡範圍在 18-60 歲，並排除創傷後失憶或腦傷、精神病疾患與症狀、物質濫用或依賴、

以及孕婦等受創者。預計參與者人數約 200 人。因為本研究預計進行前瞻性重複測量的追

蹤研究，第一個時間點的測量預定於至少於車禍意外受創後一個月內(Time 1)，且當時參

與者之生命狀況穩定下，其後，在三個月前後(Time 2)、六個月前後(Time 3)、十二個月 (Time

4)等四個時間點，進行追蹤評估。Benight 等人(2008)以 MVA 受創者所進行的追蹤研究之

樣本人數，在車禍事件後七天、三十天、以及九十天進行測量，樣本人數從一開始的 163

位、至三十天為 91 人(點追蹤率約 56%)，最後為 70 人(點追蹤率約 77%)，全程成功追蹤

人數約為一開始參與人數的 43%。過去，筆者進行 921 震災受創者的長期追蹤研究，每年

14

的點追蹤率約為 60~70%。考量這些參考數值，進行推估本研究長時追蹤所需之樣本人數，

若以 65%作為平均的點追蹤率來估算，預計起點(Time 1)的參與人數至少需要大約 250 人，

以確保最後全程成功追蹤到的參與者人數可達大約 70 名。

研究工具：

1. 迷你國際神經精神診斷會談 (Mini-International Neuropsychiatric Interview ；

M.I.N.I.;Sheehan, et al., 1998)：M.I.N.I.為根據 DSM-IV 與 ICD-10 準則所發展的結構式診

斷會談工具，由臨床專業人員執行，需花費約十五分鐘，用來篩檢包括焦慮疾患、飲

食及換、情感疾患、酒精與物質濫用與依賴、以及精神病性疾患。

2. 創傷後壓力診斷量表(PDS)：同 2.2.1.研究工具之說明。

3. 台灣版自我界定記憶作業(Self-Defining Memory Task; SDMT_TW)與自我界定記憶評量

表(Self-Defining Memory Rating Sheet; SDMRS_TW)：參與者依自我界定記憶指導語寫下

3-5 個自我界定記憶，每個記憶發生距今的時間，並以 0(一點也不)至 6(極度地)之七點

量尺評量每個記憶的特性包括 12 種情緒、鮮明度、重要性。由受訓之評分者評量每

個記憶的特定性與意義(Singer & Blagov,2000)，以及內容類別(Thorne & McLean, 2001)。

4. 台灣版自我問卷(Selves Questionnaire, SQ_RW)：參與者依據指導語寫下實際我、理

想我、及應該我各 5 項特質，並以 1(輕微地)至 4(極度地)評量每個特質的程度。

在本研究中更加入身體生理、學業工作、以及人際等特定領域的自我問卷，同上

述方式，要求參與者針對特定領域寫下並評量該領域之實際我、理想我、及應該

我的特質與程度。由受訓之評分者根據 Higgins(1986)計算自我落差分數。

5. 貝克憂鬱量表第二版(BDI-II)：同 2.2.1.研究工具之說明。

6. 貝克焦慮量表(BAI)：同 2.2.1.研究工具之說明。

7. 復原力量表(Resilience Scale, ResilS; Friborg, Hjemdal, Rosenvinge, Martinussen,

Aslaksen, & Flaten, 2006)：原量表包含個人強度(Personal Strength)、社交能力(Social

Competence)、組織風格(Structured Style)、家庭團結(Family Cohesion)、以及社會

資源(Social Resource)等五個次量尺，共 33 題，用以衡鑑個人之復原力特徵

(characteristics)，採用 7 點量尺評量，全量表之內部一致性係數（Cronbach's α）

為 .88，四個月的再測信度為 .69至 .84。王紹穎與陳淑惠（2007, 2008）經由Friborg

教授授權同意後，進行中文版復原力量表之翻譯與心理計量研究。經 Exploratory

Factor Analysis，刪掉數題，並採 Maximum Likelihood Method 與最優斜交轉軸

(promax)後，得到與原量表相近之因素結構，包括個人強度（6 題）、家庭團結（7

15

題）、社會資源（8 題）、社交能力（4 題）、以及未來組織風格（3 題）。中文版復

原力量表全量表的內部一致性係數為 .89，各因素內部一致性係數介於.83～.92，

間隔 3.5 週之再測信度 .89。

研究程序：

本研究首先由外科醫師根據就診之 MVA 受創者在車禍後一周內進行評估，排除

創傷後失憶或腦傷、孕婦等受創者後，轉介給受訓之研究員進行研究說明與參與同

意。同意參與研究之 MVA 受創者簽署同意書之後，在車禍後一個月內(Time 1)且其生

命狀況穩定下，由研究員以 M.I.N.I 進行結構式會談，篩檢並排除具有精神病疾患或

症狀、物質濫用或依賴等受創者後，施測中文版 PDS、SDMRT_TW 與 SDMRS_TW、

SQ_TW、BDI-II、以及 BAI，約需兩小時。後續在於車禍受創後三個月左右(Time 2)、

六個月左右(Time 3)、及十二個月 (Time 4)，以電話約個案回醫院進行上述量表之追

蹤施測。

2.3 執行時程

本研究計畫為一年期計畫，自 2010 年 01 月起至 2010 年 12 月止。

2.4 經費需求

本研究一年總經費預算包含研究助理與臨時工聘用薪資、受試聯絡與參與費用、研究

用資料收集與印製費用、心理測驗材料費(含編製或購買)、施測用電腦相關費用(含軟體、

硬體、週邊耗材)，以及生理回饋儀器與軟體更新費用等，總計約參佰伍拾萬元，詳細經費

需求表如「参、經費需求總表」所示。

16


表○ 經費需求表單位：元


經常門

人事費

碩士級專任研究助理三名 1,540,500 [35000*13.5(月) +

40992(勞健保)]*3(人)

2,472,000

博士研究生助理二名

碩士研究生助理六名

624,000 8000 (博士生) * 12(月)

* 2(名) + 6000(碩士生)

* 12(月) * 6(名)

臨時工資 100,000 200*500(時)

業務費

及其他

郵電費 24,000 聯絡受試者參與研究

2000*12(月)

受試之參與研究費 50,000 100*500(人次)

印刷費 20,000

雜支(含論文出版、會議註

冊等)

50,000

電腦周邊耗材 13,500

心理測驗材料費(含編製、

購買)

50,000

資本門設備費

生理回饋儀器與軟體更新

費

100,000 1,028,000

互動行為研究與整合分析

系統設備

928,000

合計 3,500,000

17


對於研究進程的管控，研究計畫主持人將會密切且持續地和計畫參與的相關人員開會

執行進度報告與檢討，且部門主管也會協助管控研究進程，以期能達研究目標。


5.1 評鑑方式

「經費執行進度百分比」與「3 個月一次自評記錄」如下表所示：

自評日期

(每三個月評一次)

經費執行進度百分比研究進度

經常門資本門

3/31/2010 25% 30% 完成 25%：確立研究設計完成

與研究工具到位。

6/30/2010 50% 70% 完成 50%：開始收集個案資料。

9/30/2010 75% 90% 完成 75%：繼續收集個案資

料，並開始進行資料整理。

12/31/2010 100% 100% 完成 100%：進行資料整理與

完成研究報告。

5.2 評鑑指標

評鑑的標準依據 SCI 或 SSCI 期刊中對科學研究論文發表的規定為準。

1

(附件 6)

國立臺灣大學理學院地理環境資源學系



計畫名稱: 全球化地理：領域、流動與治理計畫

計畫主持人: 徐進鈺電話: 33665836 e-mail: [email protected]

連絡人 : 黃正嘉電話:0912102688 e-mail:[email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

2

目錄壹、地理環境資源學系現況之自我分析及評估

1.1 學系簡介…………………………………………………………………………………...3

1.2 學系研究現況……………………………………………………………………………...4

1.3 未來願景…………………………………………………………………………………...7

1.4 發展面臨之問題…………………………………………………………………………...8

貳、計畫背景………………………………………………………………………………….....9

参、計畫內容………………………………………………………………………………….....10

3.1 計畫目標…………………………………………………………………………………..10

3.2 執行策略、方案與時程………………………………………………………………….10

3.2.1 跨國主義下加拿大中期台灣移民生活狀態之質性研究…………………………..10

3.2.2 不均衡地理發展與東亞全球城市的底層人口流動再現政治 ................................ .10

3.2.3 再尺度化下的中國地方治理: 一個非對稱地方分權的觀點……………………...11

3.3 九十八年進度報告……………………………………………………………………….11

3.4 經費需求………………………………………………………………………………….11

肆、經費需求總表 ...................................................................................................................... .12

伍、執行管控機制………………………………………………………………………………13

陸、績效評鑑機制

6.1 評鑑方式………………………………………………………………………………….13

6.2 評鑑範圍………………………………………………………………………………….14

6.3 評鑑指標………………………………………………………………………………….14

附表表一、地理環境資源學系近六年學術出版概況........................................................................4表二、經費需求表......................................................................................................................13表三、經費預計執行進度百分比..............................................................................................14

附圖圖一地理環境資源學系學術短中期發展定位.......................................................................8

3

壹、學系現況之自我分析及評估

1.1 學系簡介

臺大地理學系創立於民國 44 年，初分地理學、氣象學兩組。民國 61 年，地理學系氣

象學組獨立設系，地理學組改為地理學系。民國 70 年增設研究所碩士班，78 年再增設博

士班，成為一個地理學系/所完整的教研單位，民國 89 年更名為地理環境資源學系暨研究

所，並增設碩士在職專班，以回應社會需求。

在師資人力部分，本系成立之初，地理學組專任教師僅 4 人、助教 2 人。如今本系所

已有專任教師 16 名、兼任教師 5 名、助教 2 名、技術人員 2 名、組員 2 名及工友 2 名，

為因應教學研究所需，日後仍將繼續延聘人才，以充實地理環境資源學系各專門領域的師

資。

在空間部分，本系於民國 92 年 7 月自舊館搬遷至鹿鳴廣場旁之新館（原子能委員會

舊址），與地質科學系與大氣科學系相鄰，形成地球科學的群聚。系館為六層樓、加頂樓

加蓋建築一棟，內有教室 7 間、會議室 1 間、圖書地圖室 1 間、地理資訊研究中心 1 間、

遙測實驗室 1 間、自然地理實驗室 2 間、儀器室 1 間、主任辦公室 1 間、教師研究室 18

間、主題研究室 5 間、及碩、博士生研究室各一間。

在研究與教學領域方面，本系主要涵蓋四大領域，分別是：（一）自然地理領域、（二）

人文地理領域、（三）地理技術領域、（四）環境與區域地理領域。其中自然地理領域主要

涵蓋地球的自然環境研究，例如地形、水文與植被等與岩石圈、大氣圈、水圈和生物圈相

關的研究；人文地理領域主要涵蓋都市、經濟、社會、政治與文化地理的研究；地理技術

領域主要涵蓋地理資訊系統（Geographical Information System, GIS）、航空攝影測量、遙感

探測（Remote Sensing, RS）、全球定位系統（Global Positioning System, GPS）、地圖製圖等

方面的研究與應用；環境與區域地理領域主要涵蓋區域性的自然人文環境與環境經營管理

之研究。

本系目前的發展定位，將延續地理學探討人—地互動的傳統，在永續科學(sustainable

sciences)的發展前沿下，拓展地理學的核心價值，以因應科學社群與總體社會之發展趨勢。

在研究層面，主要集中於：（一）「土地利用與覆蓋之變遷及國土監測」、（二）「全球

化、社會變遷與產業轉型之研究」、（三）「人類安全與國土及區域之永續發展」等三大重

4

點，並發揮台灣位於太平洋盆的區位特性，以「城市區域」、「島嶼研究」、「邊際土地/原住

民部落」等區域研究之特色作為亞太地區的結點與窗口，串連國際學術網絡。

在人才教育的層面，截至目前，本系、所畢業生人數共有 1800 餘人，畢業後除擔任

各級學校之地理及相關領域之教師外，多從事有關於區域及都市計劃、水資源經理、國家

公園、海岸管理、土地利用調查、製圖、地理資訊系統、資料處理等教育、行政及工商等

事業。本系將秉持長期以來在地理、環境、生態、保育、防災等之大學基礎與研究所進階

教學，為地理與相關學科培養高等教育人才。此外，並以研究成果為基礎，配合學術與社

會脈動，一方面向下紮根，為國高中之地理與環境教育提供師資培育與教材及課綱研發的

資源；再方面向公眾教育延伸，以為台灣發展成熟的公民社會所需具備的地理、環境、生

態、保育、防災等公民知識提供支持後盾。

在服務層面，除秉持前述具社會改造意涵的公眾教育外，基於地理與環境資源經理之

學科特性，本系教師亦將持續支持各級政府與準政府之智庫單位，或受委任執行相關之調

查研究、或任重要之審查或評鑑工作、更或協助擬定相關之法規與政策，期在能源管理、

國土監測、都市與區域發展、災害防治等方面，提供在政策評估所需具備的學研基礎，以

充份發揮應用地理學對政策擬定的影響力。

1.2 學系研究現況

本系在過去六年來，學術出版數量已有明顯的成長（詳表一），首先，英文論文，特

別是 SCI/SSCI 的篇數成長相當顯著，影響指數前 15%及 40%的篇數亦穩定增長中。此外，

外文專書及專書章節的數量也維持穩定的數量，可見同仁已從著重中文期刊論文的發表方

式，轉而以國際學術出版為重點，不過鑑於地理學的學科特性，及其學術發表在政策意涵

上的重要性，本系在策略上仍鼓勵同仁不應忽略中文的學術出版。

表一地理環境資源學系近六年學術出版概況

年度 2005 2006 2007 2008 2009

教師人數 17 17 17 16 18

SCI/SSCI 篇數 3 21 8 13 15

影響指數前 15% 之 0 2 3 4 4

5

SCI/SSCI 論文篇數

影響指數前 40% 之

SCI/SSCI 論文篇數2 1 3 3 4

中文期刊論文

TSSCI 9 1 3 5 2

其他 26 28 16 4 3

專書章節

中文 3 1 0 0 0

外文 5 6 3 2 6

專書

中文 0 2 1 3 0

外文 1 1 1 1 0

此外，過去六年來本系學術出版的重要的發現與突破，依學術領域分述如下：

（一）自然地理領域：

1. 高山及災害的監測：嘗試瞭解中低緯度高山地區的地表作用，以及地震、颱風

的影響，填滿世界在低緯度高海拔的研究空白。

2. 進行植物抗氧化酵素活性與空氣污染的研究：採集在不同空氣品質測站之榕樹

葉片，測量不同抗氧化酵素活性及與空氣品質之關係，發現在交通量較高及空

氣污染物濃度較高之採樣點，所採集的榕樹葉片之抗氧化酵素活性有提高的情

形。

3. 進行魚類之卵黃前質與內分泌干擾物質之研究：以目前常用的界面活性劑壬基

苯酚為研究物質，發現其會引發雄孔雀魚卵黃前質的生成，顯示其為環境雌性

激素。

4. 土地利用變遷與不同生態系統的生理機制對於區域為氣候的影響：包括區域水

文降雨以及區域地表溫度變遷兩方面：前者探討不同土地利用類型與地表植被

生態系統對於夏季對流雨形成機制的影響；後者則具創新性地從地表能量收支

探討土地利用變遷與地表溫度變遷的關連。

6

（二）人文地理領域：

1. 全球城市研究之東方觀點：當代有關全球城市的文獻研究多側重於西方，對

於如臺北、香港、上海與北京皆未發展出足夠的理論觀點，本系學者近年研

究即企圖透過東亞的全球都會及城市鏈結之分析，重構全球城市之理論及內

涵。

2. 城市與區域治理機制：在結合發展研究與都市與區域研究方面，本系學者以

後毛時期中國為案例，提出政治與經濟不對稱的分權 (asymmetric

decentralization)的觀點，為晚近(城市與區域) 創新治理機制做出見解。

3. 臺灣社會文化地理學發展之反思性解讀：對於社會文化地理學在台灣學界的

邊緣地位進行脈絡性檢視，並為出路提供見解。

4. 全球化遷移研究—澳洲之亞洲移民：80 年代至今，澳洲的亞洲移民已成為全

球受矚目遷移景觀，本系學者以大量臺灣移民為訪查對象，分析了遷移行為

的區位選擇及居住偏好問題。

（三）技術領域：

1. 空間決策支援系統之研發：將多準則評估方法與 GIS 相結合，提供複雜環境

問題的客觀性決策機制。此外，利用 Internet 環境，開發群體空間決策支援

系統架構，並整合 AHP 多準則評估方法與網路 GIS 於此一架構中。

2. 第二代智慧型 GIS 技術之研發：嘗試將類神經網路、模糊邏輯、及遺傳演算

法等人工智慧技術，與 GIS 技術整合，並探討其應用能力。

3. 土地利用變遷及經濟發展階段之對應研究：分析福建及臺灣的耕地變遷，發

現由於相似的生物物理及文化條件，即使經濟發展有著時間延遲(約 15-20 年

落差)，在相對應的發展階段依舊顯現出類似的耕地變遷型態。

（四）環境資源經理領域：

1. 出版第一部以地理學整合式研究觀點探討廣泛「台灣環境資源問題」的英文專

7

書。除了對「環境資源研究」、「永續發展議題」提出若干觀點與見解供學

界與實務界廣泛討論，更重要的貢獻在於以專書形式，將臺灣環境經驗提升

到國際層次，與國際學界接軌。

1.3 未來願景

本系在學術研究上，以發展成為為亞太地區「永續科學」之學術重鎮為願景，此乃基

於以下三種學術發展利基與區位優勢：

首先，在全球化的發展趨勢下，台灣正位於經濟最具動態的太平洋區之重要區位。二

十世紀下半葉，在全球的經濟與空間分工上扮演重要的代工基地，而二十一世紀，中國崛

起的全球經濟效應顯著浮現，台灣也因兩岸特殊的政治關係與歷史文化關聯，而在世界的

政經舞台上，面臨快速轉型的挑戰。因此，自 1960 年代至今，台灣在政治、經濟、社會、

文化等人文社會層面的發展，與相應的都市與區域之空間發展，是全球快速發展與變動區

域—也就是後進國—的重要案例。

不僅如此，人類社會快速的工業化與都市化，對石化能源的過度與不當使用、二氧化

碳過度的排放、土地過度開發…等，產生對各類環境系統快速的衝擊與變遷，為求因應之

道，更使全球環境變遷及其相關研究，特別是在人類安全與環境治理方面，具有發展的迫

切性。台灣，因為自然環境的多樣性與災害的頻仍度，也成為環境變遷與環境治理重要的

實驗室。

上述的地理與環境特性，其實也定義與建構了本系主要研究領域在世界的潛力與研究

定位。鑒於台灣位於太平洋島鏈的區位特性，本系重要之研究領域，也採取以台灣作為亞

太區域之節點特性，發揮網絡化的(networked)國際學術經營策略，期本系成為特定重要研

究領域(詳下圖)在亞太地區的研究節點與窗口。

8

圖一地理環境資源學系學術短中期發展定位


近年來，台灣大學在社會殷切的期盼與自我的高度期許下，以進入世界前一百大作為

目標，除教學卓越外，更以研究卓越作為提升的重點。對於本系發展而言，主要任務就是

秉持嚴肅與認真的態度，以最快的速度提升學術與研究水平。過去這多年來，本系在社會

服務（政府部門顧問諮詢與委託研究）、在中學師資培育及大眾環境教育、在引進及發

展新興產業上（特別是GIS產業）都小有成果，並備受社會的肯定，但在學術發展與科學

研究上，多默默耕耘，並不具足夠的能見度。因此，在研究發展上，我們要以「提升系所

研究成果在亞洲地區及世界的能見度」為目標，特別要強化以下幾個發展重點：（一）高

山與海岸地形之監測與模擬、（二）災害之環境與社經衝擊、（三）沿海地區的土地利用

變遷、（四）原住民與傳統領域發展、（五）東亞全球城市、（六）高科技地區及其連結。

並以強化國際合作及積極參與和主辦國際學術會議為手段，來快速累積研究及出版成果，

跟隨學校追求卓越的腳步，進一步提升本系的研究與教學水準，期能擠身亞洲一流地理系

資資源源能能源源短短缺缺

全全球球環環境境變變遷遷

經經濟濟全全球球化化

全全球球經經濟濟整整合合

土地利用與覆蓋

變遷及國土監測

全球化、社會變遷與

產業轉型之空間研究

人類安全與國土

及區域永續發展

環境變遷與

環境治理重要實驗室

亞太地區的

研究節點與窗口

全球快速發展與

變動區域重要模式

發展利基

邊際區域島嶼研究城市區域

焦點區域

9

的目標，未來更以國際知名地理系為自我期許。

本系由因是一跨領域學科，涵蓋人文社會、地球科學、環境科學、與地理資訊科學，

在研究發展上，雖然具有當今世界對於跨領域學科的需求之利基，然對於跨領域研究所需

的高階之研究設備卻相當闕如，純然被當之以基礎的人文社會科學視之，其實無法發揮跨

領域介面的學術研究優勢。例如，國土監測是本系自然地理研究與地理資訊技術研究的學

術發展研究的重點之一，其研究基礎對於當今人類安全與防災、環境治理、與永續發展的

人文社會面研究與應用息息相關，但由於缺乏高階與完備的軟硬體設備與足夠的空間，尚

無法整合國內各政府與學術研究監測資料，以作更具科學性分析基礎，及以更具全觀性與

整合性的角度，來發揮本系在環境治理與永續發展的國際學術研究潛力與能見度。此外，

由於近年來本系專任教師屆齡退休人數有漸增的趨勢，因此如何有效補足教師人力，以大

力提升未來學系在學術發展上之研發動能發，也為本系向上躍升的重要關鍵。

貳、計畫背景就本系極力發展的三大研究重點：(1)「土地利用與覆蓋之變遷及國土監測」、(2)「全

球化、社會變遷與產業轉型之研究」、(3)「人類安全與國土及區域之永續發展」而言，在

五年五百億「邁向頂尖學術領域全面提升計畫—學術領域提升計畫」項下，過去兩年（95

及 96 年度）已獲得理學院補助『提升「土地利用/土地利用覆蓋變遷」研究之策略計畫』，

並達至預期的研究目標，啟動本系在「土地利用/土地利用覆蓋變遷」的國際能見度；接下

來的三個年度（97、98 及 99 年度）在增進研究能量部分，本系擬極力發展第(2)項，以「全

球化地理學：領域、流動、治理(Remapping Globalization: Territory, Flow and Governance)」

(詳附件)為題，整合本系人文地理領域教師，並配合高等人文社會科學院下跨領域研究計

畫—「全球化研究總計畫」，全力發展本系在亞太地區「全球化地理研究」的能量，以增

進國際學術的能見度。

基於台大地理環境資源學系在全球化研究工作上所存在的利基，本系人文地理領域

老師提擬出幾個主要的議題作為未來三年研究的重點。首先，在跨界的全球化過程中，流

動人口與不同居住地的社會與文化接軌的過程所產生的張力與互動，如何透過相關的機

制？包括例如國家這種正式制度，以及非正式的社團的中介，來形成跨界的治理模式，這

已成為當前移民地理學中有關跨國主義研究的前沿。其次，在這種跨國流動過程，全球城

市這種重要的節點，往往成為許多開發中國家人民遷移的主要目的地。因此，而衍生而來

有關全球城市底層人口流動及其生活空間的再現議題正成為當前全球化發展研究中最為

關鍵的議題，一方面可以暴露全球化資本主義發展中的不均衡地理關係，另一方面，更直

10

接涵蓋了跨界網絡中有關社會與身份政治的複雜關係。最後，全球化過程中的經濟發展網

絡經常又與不同國家內部的政治發展的型態產生一定的張力與衝突，進而形塑新的城市與

區域發展的政策與治理模式。這種現象對於開放後的後社會主義中國，尤其特別重要，其

意義在於採取漸進主義發展的中國沿海省分與城市，如何一方面與國際資本接軌？另一方

面則與長期居支配性的黨國官僚制度配合，而形成一種非對稱的分權關係？這也成為當今

中國研究中的重要課題，更是國際地理學界中研究的熱點。

参、計畫內容

3.1 計畫目標在這樣理解下，本系未來三年提升研究能量的計畫，將以三個研究子計畫為主，分

別是（一）跨國主義下加拿大中期台灣移民生活狀態之質性研究（姜蘭虹教授主持），（二）

不均衡地理發展與東亞全球城市的底層人口流動再現政治（黃宗儀副教授主持），（三）再

尺度化下的中國地方治理: 一個非對稱地方分權的觀點（簡旭伸助理教授主持）。最後在計

畫的執行上則由徐進鈺教授（本計畫主持人）與周素卿主任(全球化計畫地理分項主持人)

負責統合。

3.2 執行策略、方案與時程

3.2.1 跨國主義下加拿大中期台灣移民生活狀態之質性研究（姜蘭虹教授主持）

今年本計畫將針對加拿大台灣移民與其他華人的族羣関係作深入研究。期望這些問題

的提出能對於「中期台灣移民」的地方認同與歸屬感有深入的瞭解，並且透過這個概念的

延伸，瞭解加拿大的台灣移民社會中，因不同年代不同歷史背景下遷移到加拿大，是否有

著不同的地方認同與歸屬，而有群體界線的產生；也希望本研究能與目前已有部分累積的

「新台灣移民」研究有所比較與討論的空間，並且使加拿大台灣移民的面貌能更加完整與

深刻的被理解。

3.2.2 不均衡地理發展與東亞全球城市的底層人口流動再現政治（黃宗儀副教授主持）

今年本計畫預計處理的廣告文本包括 3M 魔布拖把機場篇與日劇篇、三菱趴趴走機器

人、威寶旺卡以及富邦信用卡。我將分析廣告傳遞的訊息、召喚消費者的策略、外佣的形

象及其中隱含的預設與問題。影片部份分析的文本包括《八東病房》 (黃惠偵 ) 、《印尼

女傭尤尼希的故事》 (李淑君) 、《我倆沒有明天》(林靖傑) 、以及《娘惹的滋味》 (溫知

儀) 。我將深究紀錄片/紀實劇情片的再現政治，探討影片的人道關懷與其世界主義式的凝

視如何具有情感教育的功能 (看見她者、創造認同感) 也開啟了承認政治的可能。在這些

影片中外籍移工是影片主角，影片賦予移工主體性，導演希望我們聽見她們的故事，知道

她們是誰?從哪裡來?為什麼要來? 做什麼樣的工作?體力勞動與情感勞動、工作的風險與困

11

難、跨境工作付出的代價 (仲介費、婚姻、情慾、教養孩子等問題) 。影片中的外籍移工

都是正面的形象，是善良勤奮樸實的賢妻良母與好女人及好員工，她們也都刻苦耐勞，似

乎能微笑面對遭遇跨國工作的問題與困難。但如此的再現是否也有其侷限?這是本計劃將深

入探討的問題。最後我將聚焦《凝視驛鄉 Voyage 15840 移工攝影集》，剖析其複雜意義。

除了賦予移工攝影/相機/科技的觀看權力，讓其自我表述，以移工為主體，呈現她們的世

界之外，我們要問攝影集如何讓本地人讀者與外籍家務勞工攝影師互相看見? 此時觀看的

主體與客體又有何特性? 這些文化生產與都市的治理又是什麼樣的關連? 除了以文化研究

的方法論分析與詮釋影像再現，本計劃並將訪談廣告創意人、影片導演及台灣國際勞工組

織移工攝影集相關策畫人員。預計研究成果發表後可與目前社會學及人類學的相關研究對

話。

3.2.3 再尺度化下的中國地方治理: 一個非對稱地方分權的觀點（簡旭伸助理教授主

持）

本計畫今年(2010) 年，想要與本年度進行台商對中國在制度創新上跨界發展經驗的成

果作對話，進一步推展有關地方發展創新治理的地理擴散題目。根據已進行的中國地方官

員升遷之地理學研究發現，官員跨區域的調動可以把地方發展的潛知識 (tacit knowledge)

從發達地區擴散到發達較緩慢地區(Chien and Zhao 2007; Chien forthcoming)。但除此之

外，是否還有其他不同運作類型？在既有創新擴散的文獻中，以私部門公司治理與技術創

新為例，大約可以理論化出三種類型：其一就是有經驗的工程師或是高階經理人的跨區域

流動 (Saxenian 1999)；其二是組織部門制度性互動與合作，也可以產生創新的地理擴散；

其三，有一個具有公信力可以產生規範性論述的機構，其論述也可以達到管理理念創新地

理擴散的效果 (DiMaggio and Powell 1991; Coe and Bunnell 2003)。本研究想借用上述公司

治理與技術創新所討論的創新地理擴散的理論與經驗研究，再以中國非對稱地方分權架構

下的區域發展為例，進而衍伸討論公部門創新地理擴散理論。

3.3 九十八年進度報告3.3.1 跨國主義下加拿大中期台灣移民生活狀態之質性研究（姜蘭虹教授主持）

本人今年已於紐西蘭(10)、波士頓 (5)、溫哥華、卡加利 (30)等地進行三次訪談工作，

總計訪問 45 位移民，主要以問卷調查、深入訪談、參與式觀察等方法進行研究，而調查

的內容則關注於中期及近期台灣移民的生活經驗、地方認同、歸屬感、以及社會參與過程。

本人也在本年初及年底舉辦兩個工作坊 (Workshop on Taiwanese Transnational

Migrants--2/7/2009, Taipei 及 Workshop on Transnational Migration: New Trends and

Problems--12/18/2009, Hong Kong)，將初步成果發表，以期獲得一些共鳴。

3月中本人也在Tahiti舉辦的Pacific Science Inter-Congress 發表了“Making Guam One’s

Home: The Story of the Taiwanese–Chinese ‘Old-timers’ in Guam,” 並在 Las Vegas舉辦的美

12

國地理學年會發表了兩篇論文—“Reluctant Exiles: History, Lived Experiences and Identity of

Taiwanese-Canadians.” 及”Identity Formation among Taiwan immigrants in the U.S.:

Assimilation vs. Rising Bentu Identity。”之後，亦在廣卅濟南大學發表了「近卅年澳洲台灣

移民的生根與鑲嵌」以及上海論壇中發表了“Planting New Roots: Taiwanese-Chinese

Immigrants Embedding and Adapting to Life in Australia.”。本人今年邀請來台的學者，包括了C. J. Jim (HKU Geography), Linda Peake (York Univ.

Women’s Studies)，Yue-Man Yeung (CUHK Geography)，Zhou YU (Utah, Family and ConsumerStudies)，及Eric Fong (UT Sociology).

3.3.2 不均衡地理發展與東亞全球城市的底層人口流動再現政治（黃宗儀副教授主持）本年度計畫討論台灣近年外籍勞工視覺再現中，影像生產與生命政治治理之間的複雜

關係，完成中英文論文各一篇：〈家庭生命政治與視覺情感親密性：從台灣外籍家務勞工再現談起〉。本文分析三部刻畫跨國女性家務移工與看護工的《八東病房》、《我倆沒有明天》及《娘惹的滋味》。指出視覺敘事經常透過再現愛情、婚姻與家庭等親密關係及情感勞動，建構親密性促成觀者認同，以期達到情感教育的目的。然而親密性的認同與家人形象建構的再現策略，同時可能服膺於外勞刻板印象的意識形態再生產，掩藏市場與國家共構的生命政治治理邏輯常將跨國移工的「生命能力工具化」。最後呼籲影像工作者與移工文化研究需考慮在跨國移工主體的視覺再現中，批判性地彰顯雇主國生命政治的要求

2.3.3 再尺度化下的中國地方治理: 一個非對稱地方分權的觀點（簡旭伸助理教授主持）

筆者今年度分別於「美國地理學會」、「Globalization, Innovation, and Urban-RegionalDevelopment 研討會」與「第三屆海峽兩岸經濟地理研討會」，海峽兩岸區域科學聯合會議」發表研討會論文共四篇。並有專書篇章發表四篇，包括：對於中國地級市政府 (prefecturesand prefecture-level cities) 之制度變遷文章；從台商經驗討論外國直接投資對於中國地方區域發展變遷；亞洲城市區域之空間變遷；以及都市由下而上治理之高雄經驗等。另外，還有一篇討論中國非對稱地方分權下不同尺度（國家、區域—跨地方、地方）發展後果的文章，已被接受，預計修改後出版。詳見執行成果。

3.4 經費需求第二年研究經費約為 1,800,000 元，將主要使用在助理聘僱、移地研究，出國參與學

術會議，進行國際學術交流、以及學術工作坊的舉辦。分別列表如下：

13

肆、經費需求總表表三、經費需求表單位：

伍、執行管控機制將在執行期間，由計畫主持人與分項計畫就個別計畫進度與總計畫執行狀況每季自我

評估，並在每半年召開協調會議，確實做好計畫執行進度與經費管控。

陸、績效評鑑機制6.1 評鑑方式評鑑的方式應該比照一般人文社會學科的方式進行，也就是不應只侷限在期刊文章的發

表，而是應該更注重系統性的專書或系列文章的發表。事實上，在歐美一流大學人文社會

學科的教師升等，基本上多要求有專書出版，而非單篇文章（無論是在多重要期刊發表），

因此，評鑑方式上，應該注意是否有一些重要論點以系統性方式呈現。另外，更不應該偏

洋文而輕中文，不該偏量而輕質。關鍵在於是否有跟本地社會或跨本地的普遍性議題對

話，而非只是討好國際學術社群的發問。「經費執行進度百分比」以每季方式給於預計的 %


經常門

人事費

研究生兼任助理 336000 8000x12x3.5 436000

工讀費 100000

國外差旅費

國際研討會與移地研究 800000 800000

業務費及其他

國際交流 250000 邀請訪問學者 462000雜費 204000

工作坊誤餐費 8000

資本門設備費

電腦設備與器材 102000 102000

合計 1800000

14

呈現，且「3 個月一次自評紀錄」。

表二經費預計執行進度百分比

1-3 4-6 7-9 10-12

進度(％) 20 45 70 100

6.2 評鑑範圍應該涵蓋無論是單篇文章，或是專書章節，包括重要書評(critical survey)都應該是人文社

會學者重要的研究成果。

6.3 評鑑指標台大要提升學術品質，就少玩一些數字遊戲，事實上，這也是過去幾年花大錢，排名

退步的主要原因，就在於忽視人文社會學科要求的不同於玩期刊發表這套規則。舉凡國際

一流大學，都是社會人文學科自主發展，少有以一套不知所云的 SSCI 束縛真正學術發展，

因此，在評鑑的指標上，要謹慎為之。這並非作為輕忽評鑑的推辭，而是應該鼓勵真正知

識對話的評鑑方式，因此，有一嚴謹審查制度，無論期刊或專書，尤其是專書，都應被大

大鼓勵。

預計將以提升論文數量與品質兩方面來看：期刊方面，在量的方面，以地理系過去 5

年在國際期刊發表數量 16 篇而言，平均每年 3.2 篇，希望在計畫執行的第二年開始，可以

增加到平均每年 5 篇以上，其中參與研究計畫的人文地理教師們，將至少每年出版 1.5-2

篇，這個數字相對於中研院社會學研究所（不必負教學任務）平均 1.7 篇而言，在社會人

文學科中應屬合理。另外，在質的方面，將以人文地理學門（或相關知識，如發展與規劃）

中前 40％的期刊作為發表的主要目標，以提高在國際人文地理學方面的影響。

當更重要的，以三年計畫成果整體來看，而非只是以單篇非系統性文章發表來看，以經

嚴格審查制度出版專書的型態，更應該鼓勵。

(附件 7)

國立臺灣大學理學院數學系


-- 專業領域計畫書

計畫名稱: 「新世代數位研究與學習格網」Information Technology Supported Grid for

Research and Teaching (ITS GREAT)

計畫主持人：王偉仲電話：02-3366-2871 e-mail：[email protected]連絡人：張稚敏電話：02-3366-2818 e-mail：[email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月日

2

目錄

壹、數學系現況之自我分析及評估............................................................................................... 3

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................ 3

1.2 學系研究現況 ........................................................................................................................ 3

1.3 未來願景 ................................................................................................................................ 3

1.4 發展面臨之問題 .................................................................................................................... 4

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 4

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 4

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 4

2.2.1 計畫動機 ..................................................................................................................... 4

2.2.2 計畫核心理念 ............................................................................................................. 5

2.2.3 計畫產出 ....................................................................................................................... 5

2.2.4 環境與策略分析 ........................................................................................................... 5

2.2.5 執行方案 ....................................................................................................................... 6

2.3 執行時程 ................................................................................................................................ 10

2.4 經費需求 ................................................................................................................................ 10

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 11

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 11

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 11

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................ 11

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................ 12

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................ 12

3

計畫內容壹、學系現況之自我分析及評估

1.1 學系簡介日據時代，台北帝國大學（台大前身）設有「數學教室」，是台大數學系的前身。1946

年台大理學院成立數學系，除培育數學專業人才外，並為全校相關科系開設基本數學課

程。1960 年設立數學研究所碩士班，提供國內進修環境。1965 年國科會數學研究推動中

心成立，並設址於台大。1976 年設立數學研究所博士班，訓練數學研究及教學人才，培

育出台灣第一位數學博士。2004 年參與設立國家理論科學研究中心台北辦公室，致力於

推動學術卓越。2006 年參與設立台大數學科學中心，加強跨領域的研究整合。歷經一甲

子的經營，本系培育了許多世界知名的數學家與統計學家，其中有五位為中央研究院院

士。

本系目前專任教師 37 人，合聘教師 3人，兼任教師 24 人，研究領域包含數學各重

要領域，多人曾得各種重要獎項。本系每學期開授數學科目約 50 科，並敎授約 3000 多

位全校大學部同學之微積分。本系現在學士班學生 240 人、碩士班學生 103 人、博士班

學生 31 人。綜合來說，本系是歷史悠久，各方完略的數學系，比較老舊的系館也在 2009

年於天文數學大樓完工後，將搬到新大樓與中研院數學所緊鄰，發揮合作之效能。

1.2 教學及研究概況本系開授課程包括學士班、碩士班、博士班之必修與選修課程，每學期在 50 門左

右，本系並負責全校之微積分教學，每年有三千多各系學生修習，老師們均盡心致力於

教學工作。本系老師之研究領域包括分析、代數、幾何、微分方程、計算與應用數學、

離散數學、機率、統計、財務數學等，其中有 2 位是中研院院士、1 位曾獲得總統科學

獎、4 位曾獲教育部國家講座、6 位曾獲教育部學術獎、15 位曾獲得國科會傑出獎，是

臺灣數學界研究最優秀的一個數學系所。事實上，ESI 中臺灣有 7位列名者，本系就有 3

人。2004 年元月份起，本系負責規劃並執行國家理論科學中心台北辦公室事宜；2006 年

8 月份起，本系負責規劃出，並由林長壽教師負責台大數學科學中心相關事宜；本系同

仁均積極參與各計劃之研究工作。

1.3 未來願景台大數學系將在具備堅實豐碩的成果基石上，針對純粹數學與應用數學多個領域持

續發展基礎研究，同時加強數學與其他學科互動，讓數學能真正應用到科學發展上。透

過多元的發展、不懈的努力、自由的學風、與先進的環境，使本系在數學的研發上繼續

保有國內領先地位外，並向世界一流教學研究單位邁進。

4

1.4 發展面臨之問題本系目前發展侷限主要在人力吃緊與空間不足且環境設備老舊。在人力發展上，本

系將儘速聘任國內外優秀人才，並改革課程設計。在環境與設備建設上，將配合將於民

國 98 年將完工新建之天文數學館做一世界級之規劃與實踐，使本系的軟硬體建設推向頂

尖，本計畫則是此部分之一重要環節，且需校院在經費與各部分之大力支援。


台大數學系計劃導入最新資訊數位科技，建構兼具科技與人文之友善學習環境，藉

以支援數學系所之成長發展所需，並追求卓越的研究與教學成果，進而引領新世代的數

學科學研發與數學教育形塑。

2.2 執行策略與執行方案2.2.1 計畫動機

教學與研究是系所最重要的任務，而其發展必須兩者兼顧、相輔相成；另外，值

此數位資訊快速發展之際，數學教研的策略與方法，也應有對應的思考與調適。本計

畫將善用最新數位科技，整合人才與計算資源，架構出新世代數位研究與學習格網，

作為本系未來發展頂尖教學與研究的運作平台。而計畫的概念與構想，也參考當今最

先進的構念與實例。例如：Powell (Nature 425, 2003) 所提出的教學策略：

以學生為中心 (Student-centered)

合作學習 (Cooperative learning)

資訊科技融入 (Information technology)

線上多媒體教材 Online multimedia document

觀念/資料視覺化 Visualization

互動式資訊科技 Interactive computer technology

互動與討論

美國麻省理工學院 (MIT) 所認為 21 世紀學生應具備的重要技能：

數位知識與能力 (digital literacy)

問題分析與解決

有效溝通與合作

批判性思考

以及 MIT 據此所發展之 Technology Enhanced Active Learning (TEAL)，iCampus，

Open Course Ware (OCW)等計畫。接著我們說明此計畫之核心理念。

5

2.2.2 計畫核心理念

本計畫名稱為「新世代數位研究與學習格網」，在此格網上我們將透過數位科技

的導入，全面串接專業知識、研究人員、計算資源與資訊資源，架構出鼓勵互動與合

作的學習環境，藉以建構、內化並創造知識，創造卓越之研究與教學成果。

換言之，如下圖所示本計畫將建立並串聯先進完善的計算資源與人性化學習環

境，鼓勵師生與同儕間討論與互動，以建構、內化、創造知識。而計畫之格網點是指：

人才：教授、產學界研發人員、研究生、大學生、行政

專業領域知識：數學、資訊科學、科學工程應用

學習與研究環境：高階計算軟硬體設施、專業教室、實驗室、研究室、圖書設

備、舒適人性化的空間

教材教法、理念、想法、創新、實踐

再者，在此平台上格網點間連結則包括無形的思想交流與激盪，與有形便利的

使用各種圖書、計算、與設備資源。

本系亦期許執行本計畫後，能如同本計畫的英文簡稱「ITS GREAT」（Information

Technology Supported Grid for Research and Teaching）所言，讓台大數學系被國內外

學術界與社會認知為：“NTU Math. It’s great!”

2.2.3 計畫產出

我們希望透過執行此計畫，達到如下的成果：

1. 卓越的研究表現。

2. 先進的學術環境。

3. 傑出的教學成果。

4. 密切的學術交流。

2.2.4 環境與策略分析

首先我們分析數位科技外在客觀條件如下：

電腦科技更新以及對電腦的需求變化快速

越來越多的學生已擁有個人電腦，網路頻寬與速度日漸提高，傳統電腦教室需

有新定位

網路計算模式下，對電腦的要求已不只是速度和強大的功能

還需考慮整個系統的可靠性、可管理性、可維護性、執行效率、安全性、連結

6

性、可擴展性、售後服務以及、總體擁有成本

IT 建設無法一蹴可及，因此資訊系統需有「可繼承」和「可持續發展」的延續

性；也就是要有足夠的擴展性、一致性、相容性、和升級空間

據此，本計劃提出的策略如下所述。

使用新科技協助學習與研究

網路與電腦

以學生為中心，自適性，尊重個人差異的教學，鼓勵合作溝通

3A (Anytime, Anywhere, Anyone) 學習無時間地點人員限制

客戶/伺服器連結模式

只需在伺服器端進行設定與管理，安裝升級軟體，即可透過網路使用計算

資源

使用者可在任何時間任何地點，以不同作業系統的電腦 (Windows 或 Linux)

透過網路連結，使用一致的介面存取個人檔案或上機工作

客戶端硬體需求較低，購入新機型後，可將較舊機型改為客戶端機組，可

延長機組使用期限

開放式與模組化架構

採開放式架構，串接不同作業系統與機型的設備

設備可分批購買，逐年升級擴充，讓新型設備持續進入

容納增加新科技產品的彈性空間

預作整體建置規畫，視各年度經費高低，採購符合預算的軟硬體設備

成本管理：

總體擁有成本 (TCO: Total Cost of Ownership)

系統評估、購置、安装、測試、維護、管理、升級、更新直至報廢全部過

程的費用

持續引進最新型計算機，同時以 pipeline 充分利用較舊設備，藉以提升應

用系統週期 (application lifecycle) 及服務週期 (service lifecycle)

尋找總體擁有成本和投資回報 (ROI: Return On Investment) 的最佳平衡

2.2.5 執行方案

本計劃規劃以 98 年度執行進度之基礎上繼續執行，並改進此多年期計劃，如下

執行方案。

方案 (A) 資訊基礎建設

網路

無線網路

7

固定網點

DHCP 伺服器

固定 IP 分配與管理

防火牆

光纖

DNS

備份系統

伺服器機房

機架

KVM、管理螢幕與鍵盤

電力設施

不斷電系統

溫溼度控制

噪音阻隔

電磁波阻隔

監控系統

門禁系統

方案 (B) 電子郵件系統

電子郵件伺服器

電子郵件伺服器備援系統 (24/7)

備份系統

垃圾郵件過濾器

病毒過濾器

人員（管理、諮詢、故障排除）

管理規則

方案 (C) 網站

系網站伺服器（option: 24/7 備援系統）

個人網頁伺服器（option: 24/7 備援系統）

網路教學與研究伺服器

隨選視訊

非同步教學

演講錄影

課程網站

8

討論區

各網站伺服器備份系統

方案 (D) 圖書館

內部管理系統

讀者網路查詢借閱系統

電子資料使用權限控管

方案 (E) 列印

系辦網路事務機

彩色雷射

網路列印

影印

傳真

掃描

裝訂

教師／訪客用印表機

學生用印表機

彩色／黑白／雷射／噴墨

博士生

碩士生

考卷講義印刷機／影印機

管理規則

方案 (F) 電腦教室

電腦主機

液晶螢幕與螢幕架

網路設備

還原卡

軟體

Maple, LaTex,…等教學研究軟體

Matlab

C/C++/Fortran 編譯器

LaTeX

遠端控制（for Linux）

9

教學廣播系統

座位分配系統（具網路連結控制功能）

黑白雷射印表機

彩色噴墨事務機

無線投影機

投影布幕

白板

電腦桌（含電腦主機鎖）

電腦椅

討論桌

燈光照明

門禁系統

監控系統

管理規則

方案 (G) 數位學習空間

數位教室

視覺化

遠距教學

小型研討室

大學部討論室

研究生辦公室

以學生為中心教室

大教室

數位研討室

可應用設備

IRS 數位回饋系統

平板電腦等電腦

無線投影機

視訊

圓形討論桌

方案 (H) 公共空間

系辦外空間

MathTV

10

走廊

觸控式螢幕電腦

一般查詢、上網

Screen saver: 時鐘／公告事項／光源／系 logo

白板

小桌椅

掛畫

方案 (I) 維護與運作

工讀生

大學部／碩士班同學

諮詢與問題排除：防毒、一般電腦使用、系統重建、網路連結、列印

訓練課程

進修機會

考照鼓勵措施

由電腦助教帶領

System administration

System manager

Accounts

Job submitting

Job balance control

Backup policy

Real-time backup

Nightly backup

Remote off-site backup

Disaster recovery

Regular maintenance plan

Maintenance contract

2.3 執行時程一年 (民國 99 年 1 月 1 日至民國 99 年 12 月 31 日)

2.4 經費需求每年新台幣萬元。


11

參、經費需求總表表一經費需求表單位：仟元

肆、執行管控機制本計劃執行控管將由本系系主任主導，並配合理學院與校方常設之管控機制，監督計

劃執行成效與修正。

伍、績效評鑑機制5.1 評鑑方式現場訪評

書面報告評鑑

經費執行進度百分比

為配合數學系搬遷至新建天文數學大樓，98 年度已購置部份設備，因此在 99 年度

時前兩季執行重點在蒐集使用者意見回饋及彙整使用情形，加以評估後，在第三、


經常門

人事費

業務費及其他

資本門

設備費

平板電腦、個人電腦 525 35*15 (單價*數量) 1,500

教學、研究、備份用伺

服器工作站電腦

430 數台

雷射印表機、事務機 30 數台

投影機 130 65*2

Maple, LaTex,…等教學

研究、數學、統計、科

學計算相關應用軟體

385 數套

圖書費

合計

12

四季時針對不足的項目進行採購與安裝：

第一季：0%

第二季：0%

第三季：50%

第四季：50%

3 個月一次自評紀錄

3個月紀錄所有活動，然後與於自評結果，院會在每季結束要求各計畫繳交此紀錄。

以因應學校之要求。

5.2 評鑑範圍本計劃書中所列之軟硬體建設

本系所之學術研究與交流成果

5.3 評鑑指標本計劃書中所列之軟硬體建設完成率

論文或研究成果發表情況

國內外學術交流成果

相關設備使用情況

在學學生與畢業生之表現

(附件 8)

國立臺灣大學理學院物理學系



計畫名稱: 提升物理研究教學與 E 化

計畫主持人:_熊怡_電話:_ 3366-5135 __e-mail: [email protected]

連絡人 : __林慧娟___ 電話:_ 3366-5120_ e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 13 日

2

目錄

壹、物理學系現況之自我分析及評估........................................................................................... 3

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................ 3

1.2 學系研究現況 ........................................................................................................................ 3

1.3 未來願景 ................................................................................................................................ 4

1.4 發展面臨之問題 .................................................................................................................... 4

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 5

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................ 5

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................ 5

2.2.1 普物實驗 ........................................................................................................................ 5

2.2.2 電腦網路設備擬添購項目 ............................................................................................ 6

2.2.3 專業高階實驗 ................................................................................................................ 6

2.2.4 物理系教材 e化 ........................................................................................................... 7

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 8

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 9

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 9

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................ 9

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................ 10

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................ 11

5.3.1 分年量化指標 ................................................................................................................ 11

3

壹、物理學系現況之自我分析及評估1.1 物理學系簡介

台大物理學系設四年制學士學位課程，而物理研究所則設有碩士及博士學位課

程，分別成立於民國 35 年、49 年、58 年，是國內在物理方面，從事學術研究及人

才培育，歷史最久、造就菁英最多的單位。時至今日，其培育之人才約兩千人，對促

成物理學在臺灣生根，居功厥偉，影響也最深廣。尤其能在臺大優良的傳統及學風下，

營造其獨樹一格的特色，一向都是大學聯考中，數理化類分發排名第一的學系，在國

內、外可謂聲譽卓著、備受肯定。在未來也必能承先啟後，秉持以往之卓越傳統，提

供國內學子一個最優良完善的物理學習及研究發展環境。

目前物理系及物理研究所、天文物理所以及今年新成立之應用物理所共聘有四十

四位專任教授，十三位兼任教授，十位合聘教授，在學學生數六百五十餘人。各教師

的研究專長領域兼顧理論與實驗之互相支援與配合。舉凡物理的核心研究領域，包括

場論與粒子物理、原子核與中能物理、原子分子物理、宇宙論及天文物理、凝態物理

（金屬、磁學、表面、半導體、低溫超導、低維量子系統）、雷射物理、光學（光譜、

非線性）、統計與流體力學、生物物理等，均有學養深厚之教師帶領學生埋首研究。

新建之天文數學大樓，將於今年底完工落成，本系擁有 8 樓及 9 樓的空間，作為

本系發展天文物理及其他相關領域使用。凝態與新物理大樓之 7 樓及 8 樓借予中研院

天文物理所的空間，將歸還給物理系及凝態中心，作為本系發展應用物理、量子科學

中心、理論中心以及相關領域之使用。

1.2 學系研究現況物理教學除了需要有良好數學與物理理論基礎外，更需要實驗的驗證，過去專業

科目由於人力與物力設備的不足，比較注重在知識與書本的傳授。對於真正促進近代

文明快速進步的實驗教學，相較國外一流大學在實驗教學以及 E 化教學區塊則有所落

後。

因此，在『提昇專業課程教學品質』方面，本系將有計畫地將普通物理實驗教學、

近代物理、基礎物理實驗提升至世界一流的水準。我們除將更新部份現有設施外，並

將整體重新設計課程內容。

台大物理系開設的實驗課程分兩部分，一是提供全校理工醫農等大一學生必修的

普通物理實驗，作為這些將學習與自然科學相關領域的學生的入門實驗，另一部分是

提供本系大二、大三學生的教學實驗，以作為其在物理領域的實驗學習。

因為物理學這數十年在科學儀器的新發明有許多重大的進展，為了讓學生能夠儘

早接觸到這些科技，不論是針對全校理工醫農等學生必修的普通物理實驗或作為物理

系大二、大三學生的實驗教學部分，有必要購買最新的儀器讓學生實際操作學習，並

培養相關知識，在其進入研究所後，可立即以其所學得的知識和實驗技巧，投入研究。

4

此外，普通物理實驗所教學的學生對象，係為進入各個理工醫農領域之準備，而不同

領域所須的入門實驗當然不同，五年前物理系即開始針對特殊的科系，如醫學，生命

科學等領域的學生給予部分和其領域特別有關的實驗(如核磁共振)，若有經費，我們

將可實施這樣的作法於所有的科系，讓所有自然科學相關科系的學生在進入大學後，

從普物實驗課程中，除了學習到正確作實驗的技巧和態度外，亦可學習到其將來要進

入的科系，作研究時所要用到實驗儀器的物理原理。

1.3 未來願景因此在為了提昇台大長期研究成效，而可以成為真正世界一流的研究大學，我們學

生的實驗能力是必須加以提昇的，而且我們也更希望台大的畢業生如果沒有進入學術

界而進入產業界時，他們的在學校時所獲得的實驗或實作能力，也能夠成為提昇台灣

產業的研發能力的關鍵力量。所以我們希望在這項計畫中，加入提昇實驗教學的部分，

以期學生的高等教育的養成過成中，習得正確的實驗態度和實驗技巧，並且對最先進

的儀器都有初步的認識及操作經驗。

1.4 發展面臨之問題台灣大學每年接受全國最優秀的學生進入本校就讀，然而無論是軟硬體的提供都

遠落後於世界平均水準，遑論一流卓越大學。以物理相關教學設施而論，最優先的應

為逐步更新老舊設施與增加教學與輔助人力。由共同教學先作起再進而更新專業教學

設施。如能於幾年內逐步達成，則進入一流卓越大學有望。

傳統普通物理學教學，大多數教師係從事原理講解及做理論推演為主，而物理學

知識或原理乃係建立在具體存在物質的運動或作用關係，雖然有普通物理實驗課程配

置，但仍有實驗儀器項目等限制。

在參考世界名校之物理課程相關實驗設計後，我們將普通物理實驗課按照實驗教

學目標分類成為：基礎物理實驗、探究性實驗、設計性實驗、綜合性實驗，研究性實

驗、開放性實驗等層次，而-力、熱、電、光、原子等物理實驗體系全部歸類於四個層

次中。本校普通物理實驗課程與物理課堂課程也是與普通物理課程分流從事教學，即

把物理實驗當作了一門獨立的課程來開設，但由於本校普通物理實驗儀器套數，無法

足夠滿足全校班級進行同一實驗進度，甚至有部分儀器套數嚴重不足或僅賸餘少數堪

用儀器，必須以合示範實驗來完成必要教學項目，因此新製增設或修復實驗儀器套數

乃十分有必要。另一方面，在普物實驗教學幾乎以「基礎物理實驗」為主，至於「探

究性實驗」、「設計性實驗」、「開放性實驗」等教學方式則尚待開展嘗試，因此配合實

驗探究教學目標，增設新製實驗儀器乃十分有其必要。

5


1. 物理系 E 化教室、課程內容與教材 E化：增加學生與老師間的互動。

(1)教材 E化，並利用網際網路支援學生的學習。

(2)協助老師將課程 E化並建構一物理系教學資源專區平台。

(3)電子講桌與視訊會議的建置與維護，以增進學習效果。

2. 提昇教學品質-基礎科學教育改善計畫：本計畫目標為改進全校普通物理實驗教

學現況，提昇物理科基礎教學品質，達到有效學習實驗科學方法之目標，使學生

鞏固所學理論知識和加深對物理現象和規律的理解，培養動手解決實際問題技能

及提高觀察和分析訓練，培養科技創造性能力。

(1)普通物理實驗教學模式、教材改進

(2)普通物理實驗儀器改進與更新

(3)普通物理實驗教學環境整修

(4)產學合作：研發遠距操控普物實驗教學。

3. 提升專業進階實驗課程教學品質：目標為改進近代物理與基礎物理實驗上課人數

過多之問題。擬在近代物理與基礎物理實驗課程中各增加兩至三項特色實驗以降

低每組學生人數提高教學效果，並讓學生學習最新科技。特色實驗含 2007 諾貝

爾獎實驗、前瞻奈米科技、與電子自旋共振量子物理等實驗內容。

4. 理論科學中心及其他研究領域：教學上，邀請知名國際學者來訪，以及各領域傑

出學者來系上做一至三個月的訪問，提供智力激發的環境，以教育、培訓學生。

補助教授、學生出國參加國際會議並增設碩、博士生的理論科學獎學金及最佳論

文獎。

5. 改善物理系內研究與教學環境：包括軟硬體等相關的建設及改進,藉以符合國際

化標準，以利國外學者及來訪外賓有更佳的工作環境，可提昇研究成果。

6. 加強系內中英文電子簡介與增設導覽系統，以及物理系網頁中英文版的補強與修

訂，有利國際學術界對物理系之瞭解。

7. 現有教學研究設備儀器的改進與升級。

2.2 執行策略與執行方案2.2.1 普物實驗

本校普通物理實驗的改進考慮國外先進大學之物理實驗課程之發展，配合本校教

學軟體、硬體、空間、師資結構等從事系統化改善。而這項普物實驗教學改善工程分

兩方面著手：一為實驗儀器增設新製與修復改進，另一面則為實驗教學法與教材的改

良。而在教學空間硬體改善部分已於 2007 年中將陳舊實驗室三間予以整修，此外，普

6

物實驗示範教室修繕已完畢，繼之將設計建置普物實驗發展歷史陳列於 2號館 209 室。

本年計劃重點為完成普通物理實驗上課儀器整修及更新，設計製作生醫與電學相

關普物實驗，配合將普通物理實驗課本大幅更新，製作普物實驗示範教學影片，製作

普物實驗網頁平台以作上項實驗影片之預習使用，引入及時回饋教學系統及開發實

驗，配合製作實驗情境問題動畫之互動示問答教學，並配合博物館群-物理文物廳的展

示設計建置普物實驗發展歷史陳列。

2.2.2 電腦網路設備擬添購項目98 年度已採購項目：

1. 網路交換器 Cisco systems ws-c2960-24TT-L 11 台。

2. 有網管及可擴充功能之超高速路由乙太網路交換器 T Cisco Systems

WS-C3560G-48TS-S 1 台。

3. 完成系館 1,3,6 樓三間機房網路換線整線工程。

99 年度凝採購項目：

1. Mathlab 每年更新費用 49,350 元:

包含 PC Classroom 網路教室授權 50 人使用教育版Concurrent All Platform 網路

授權 5 人使用教育版、Windows 個人授權使用教育版。

2. Mathematica 每年更新費用為 85,000 元:

為 home-use 和系內 network licese 各 7 個 user, 與計中區內連線授權(電腦教室使

用)。

3. 電子郵件防毒及阻擋垃圾郵件閘道器(IMSS) 每年更新維護費:

防毒+spam 的軟體更新費用為 43,000 元。

4. 目前系館架設無線基地台共有 43 台連至計中管理,近因常發生故障,計中今年提供

20 台基地台更新.為求系館使用者方便及一致性(因改成最新的 ntu_peap),另 23 台

亦建請一起更換. Aruba AP61(802.11bg) 一台 14819*23=340,837 元

2.2.3 專業高階實驗1. 以活體光學顯像術來探討肝膽代謝與功能的影響，需建立「及時影像多光子顯微

系統」，已向國科會申請創新啟動方案購買相關研究設備，本系擬補助 15％配合

款。

2. 超穎材料的奈米光學應用，需採購高靈敏度、快速及具有量測微小範圍的顯微近

紅外至中紅外光譜儀系統，已向國科會申請創新啟動方案購買相關研究設備，本

系擬適度補助配合款。

3. 超寬頻多像素干涉鎮列望遠鏡，需採購多像素干涉儀系統，以及數據讀出和儲存

儀器，已向國科會申請創新啟動方案購買相關研究設備，本系擬補助 15％配合款。

4. 凝態物理理論計算需更換電腦叢集系統，已向國科會申請創新啟動方案購買相關

研究設備，本系擬適度補助配合款。

7

5. 趙志宇老師修繕完成之電子顯微鏡一台捐贈予物理系共同使用，將置於物理 2 號

館 209 室。

2.2.4 物理系教材 e化從 2007 年開始，物理系進行物理課程與教材 E化的逐年改進計畫，包含必修課程，

如從大一的普通物理課程至大二必修課程力學、熱物理、電磁學、應用數學及多門選修

課程和通識課程之 E化建置。另進行多種 Java 動畫之撰寫，並與大一普物 E化教學結

合以提高教學效率。

進行的方式上，系上每年補助六位教授 part time 助理各一名(支薪 6000 m 元/月

x6=36000 元)，協助教授將課程內容製成 power point 檔。並將完成之檔案放置於物理

系網站之教學文件交換區。因此，未來其他老師上課可採用部份或全部使用該網站之檔

案。同時，聘請助理以 Flash 繪製動畫供普物課程使用以加深學生對物理公式及現象的

了解。此外，系上聘請專任助理一位，協助系辦處理行政事務。

8

參、經費需求總表表一經費需求表（單位：仟元）


經常門

人事費

專任助理(學士第六年) 534 仟薪資 34600 * 13.5 +[公提儲

金 2088 + 勞健保雇主負擔

(1827 + 1615)] * 12 =

533,460 元

955 仟

臨時工薪資(課程教學電

子檔製作)

216 仟每月 3000 * 12 * 6 人=

216,000 元

業務費

及其他

軟體、硬體、網頁設計、

碳粉、文具、紙張、電

腦維修及雜支

205 仟 Mathematica 每年更新費用

為 85,000 元

助理臨時工資 120,000 元

資本門

設備費

無線基地台 45 仟 14819 * 3 台= 44,457

545 仟

2T Hard Disk（配合款） 250 仟

Q-Switch Laser &

Ultrafast Amplifier(配合

款)

250 仟

圖書費0

0

合計 1500 仟元

9

肆、執行管控機制本計畫執行經由物理系經費、設備、計算機及網路管理委員會管控。

伍、績效評鑑機制為有效使用五年五百億之經費，迅速改善大學物理教學環境，短期內追上一流卓

越大學之基礎建設。如果校方除在長期發展中可規劃提供新設良好空間外，短期內能

將教學經費補足，並將過去 20 年均未獲得足夠關愛眼神的教學領域給予正常發展環

境，則未來台灣莘莘學子將有更好成長空間，這對台灣整體科技發展的實質意義可能

比重點突破更為影響深遠。若校方真能依本系規畫充分支持物理教學環境改善，本系

也將投入一專任教授人力全力負責此一規模龐大之教學任務。多年行政經驗中，常思

考如何讓一個每年開班達 100班以上而有 6000人次以上學生修習的普通物理教學環境

能專業化經營，唯一答案就是專業化的教學人力。本系投入之專任教授配合五年五百

億之資源，教學與研究雙軌制之推動，讓教學優良與投入之教授能得到適當認可而讓

台灣大學教育進入正常化，如此則未來學子幸甚。

1. 改善普通物理教學環境與專業化之改進

由教務處編列專案經費

達成時限：2010 年 12 月

2. 學生滿意度調查

教學問卷與座談會

達成時限：每年八月

3. 設備與課程教材 E 化

含課程內容，教學影片與網站教學區

達成時限：隨時更新

4. 專業高階實驗的改進

達成時限：2010 年 12 月

5. 電腦網路之汰換更新

達成時限：2010 年 12 月

6. 委外訪視與評估

邀請國內外教學優良與先進教授定期訪視

達成時限：每兩年實施，書面與現場交互實施

5.1 評鑑方式1. 經費執行進度百分比：

第一季：預計執行經費的 10％

第二季：預計執行經費的 35％

10

第三季：預計執行經費的 65％

第四季：預計執行經費的 100％

2. 3 個月一次自評記錄

5.2 評鑑範圍1. 改善普通物理教學環境與專業化之改進

由教務處編列專案經費

達成時限：2010 年 12 月

2. 學生滿意度調查

教學問卷與座談會

達成時限：每年八月

3. 設備與課程教材 E 化

含課程內容，教學影片與網站教學區

達成時限：隨時更新

4. 專業高階實驗的改進

達成時限：2010 年 12 月

5. 電腦網路之汰換更新

達成時限：2010 年 12 月

6. 委外訪視與評估

邀請國內外教學優良與先進教授定期訪視

達成時限：每兩年實施，書面與現場交互實施

11

5.3 評鑑指標5.3.1 分年量化指標（如下列表格，含 95-98 現況值及 99 年目標值）

表二、物理系學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國

際

化

就讀學位國際生數 5 5 6 8 8

交換國際學生數 0 3 1 4 5

經簽約且含有計畫經費之國際

合作計劃件數0 0 2 7 7

經簽約且含有計畫經費之國際

合作計劃金額(仟元)

0 0 745 39915 40000

英語授課課程數 17 19 21 21 21

重要國際會議主辦數 3 3 4 6 6

國外學者來訪人次 108 130 118 103 120

參與重要學術組織運作之人次 8 8 11 25 25

教學

及學

術研

究成

果

專任教師人數 41 41 41 43 45

國際論文(SCI、SSCI、A&HCI)

篇數

226 282 210 229 235

國際重要期刊編輯人數 7 7 7 9 10

國際重要學會會士 10 10 10 10 11

國內外院士人數 1 1 1 1 2

國內外重要獎項累計 26 30 31 35 35

國科會計畫件數 54 45 51 55 57

國科會計畫金額(仟元) 162230 132700 149265 187625 200000

國科會以外政府計畫件數 2 2 3 9 10

國科會以外政府計畫金額(仟元) 34500 19900 24800 81500 90000

財團法人計畫件數 1 2 2 2 2

財團法人計畫金額(仟元) 1000 2000 1555 18100 20000

民營企業計畫件數 0 0 0 2 2

民營企業計畫金額(仟元) 0 0 0 13000 13000

國內專利數 4 3 3 31 32

國外專利數 4 0 3 14 15

技術移轉件數 2 2 0 2 2

技術移轉金額(仟元) 800 900 0 1400 1500

(附件 9)

國立臺灣大學理學院化學系



計畫名稱:_____化生學______

計畫主持人:_ 牟中原____電話:___33665235__e-mail: [email protected]

連絡人 : ____尤靜嫺___ 電話:___33661152 e-mail:[email protected]_

日期 : 民國 98 年 11 月 1 日

2

目錄

壹、化學學系現況之自我分析及評估.........................................................................................3

1.1 學系簡介 ...............................................................................................................................3

1.2 教學及研究現況 ..................................................................................................................3

1.3 未來願景 ..............................................................................................................................4

1.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................................7

1.4.1 系館空間 .......................................................................................................................8

1.4.2 人力支援 ......................................................................................................................8

貳、改善教學品質 .........................................................................................................................9

2.1 計畫目標 ..............................................................................................................................9

2.2 執行策略與執行方案 ..........................................................................................................9

2.2.1 教材編纂 ................................................................................................................... 10

2.2.2 空間規劃 ................................................................................................................... 10

2.2.3 儀器設備 ................................................................................................................... 11

2.3 執行時程 ........................................................................................................................... 11

参、經費需求總表 ...................................................................................................................... 12

肆、執行管控機制 ...................................................................................................................... 13

伍、績效評鑑機制 ...................................................................................................................... 13

5.1 評鑑方式 ........................................................................................................................... 13

5.2 評鑑範圍 ........................................................................................................................... 13

5.3 評鑑指標 ........................................................................................................................... 13

陸、附件 ...................................................................................................................................... 15

3

壹、學系現況之自我分析及評估1.1 學系簡介

國立臺灣大學化學系的前身臺北帝國大學化學科於 1928 年創立，1945

年改名為國立臺灣大學化學系。1956 年成立化學研究所，招收碩士班研究生。

1959 年化學新館（即現址）建築完成後，翌年遷入使用。1965 年國家科學委員

會支持臺灣大學、清華大學及中央研究院化學所合作成立化學研究中心，設置

於本系。1966 年增設博士班。1981 年國科會成立北部地區貴重儀器使用中心，

本系得以購置許多貴重儀器如：單晶繞射儀，核磁共振儀，質譜儀等，研究設

備大幅提升。1984 年理學院思亮館興建完成後，普通化學、分析化學、有機化

學及物理化學等共同科目實驗課程遷入思亮館之實驗室；基本實驗教學儀器設

備亦得到教育部專案補助而能更新。

化學系之教育目標在培育基礎化學專業人才，跨領域之高科技研究人才及

醫學、生科、環保與材料等相關產業所需人力。大學部著重紮實的基礎課程、

實驗課程及專題研究，課業與研究訓練並重。研究所的教育在於培育化學專業

人才，注重研究與創造能力的養成，將來成為國家社會之化學科技人才的骨幹。

化學系的特色在於兼顧教學與研究，並致力使二者成果更上層樓，配合尖

端科技時代所需，培育化學相關科技人才，強化國際學術交流與合作，使化學

系成為具世界水準之研究型大學的一流系所。

1.2 教學及研究概況臺大化學系現有專任助理教授以上師資共 34 人，合聘教授共 10 人，特約

講座共 5 人。合聘教授研究成果不計入本系，但研究整合方面併納。本系教師

專長遍及現代化學之研究領域；包括材料化學、奈米科技、生物科技、合成化

學、環境科學、分子光譜動力學、永續化學、影像技術、有機金屬化學等。2002

年發表 SCI 論文多達 213 篇，為全國化學系之第一位，也是臺大各系所中每人

發表論文平均數的第一位。

化學系每年所爭取到的平均研究經費約貳億元，為臺大各系所中每人平均

研究經費的第一位(請參見表 1)。化學系共獲得 2 個教育部補助的卓越計畫，為

全國執行最多卓越計畫的系所。化學系正在執行的全國大型計畫尚有 2 個奈米

國家型計畫、奈米材料教育與奈米中心的核心儀器計畫等，為全國執行最多國

家型計畫之系所。化學系現有師資有 9 位獲得國科會之特約研究獎，為全國單

一系所最多之特約研究員。共有 17 位系友獲選為中央研究院院士，現任或曾任

化學系師資的院士有 5 位，為全國最多院士之系所(請參見表 2)。化學系列名在

4

1999 年天下雜誌調查國內大學學術聲望第一名的臺灣大學的九個系所當中。

表 1 研究經費

表 2 教師獲獎紀錄

歷年累計

中央研究院院士 22 國科會傑出研究獎 36教育部學術獎 9 國科會特約研究員 9教育部國家講座 5 國科會傑出特約研究員 9中山學術獎 8 侯金堆榮譽獎 5傑出人才講座 6 中國化學會學術獎章 12第三世界科學院化學獎 1 行政院傑出科技獎 1第三世界科學院院士 1 中央研究院國家菁英講座主講人 2吳大猷紀念獎 2 中央研究院年輕學者研究著作獎 7

※ 除中央研究院院士外，皆指在職專任教授所獲榮譽。

1.3 未來願景1. 教學改進計畫

課程規劃將朝清楚劃分大學部基礎化學及研究所高等進階課程邁進。大學

部課程除加強各必修的基礎課程外，選修課程將適當安排進階課程，增加化學

材料及化學生物相關領域課程，積極鼓勵學生修習專業學程如奈米科技，生化

科技學程以及專題實驗等。在跨領域研究的大前提下，研究所考量增設材料及

生物化學兩組，甚至可考量打散現行分組建置，俾使課程更多元化。加強高等

化學課程內容，尤其是尖端科學領域之專題課程。普及課程及教學多媒體化、

網路化，並繼續加強與中央研究院原分所、化學所合作，積極經營國際研究生

學程，促進學生來源國際化。於師資方面則依教學需求和研究領域考量，未來

年度

校編預算國科會計畫建教計畫專案補助圖儀經費卓越計畫教改計畫

邁向頂尖大學計劃

合計

89 16,412,053 132,054,400 6,055,000 32,343,000 12,909,974 69,402,000 1,298,400 - 270,474,827

90 9,861,571 75,340,400 5,150,000 16,755,514 26,544,498 76,894,500 2,902,000 - 213,448,483

91 10,479,822 87,695,800 7,391,000 15,711,540 20,311,768 61,261,610 3,531,800 - 206,383,340

92 9,577,660 87,502,800 5,059,000 23,293,080 20,908,313 45,811,770 1,471,500 - 193,624,123

93 10,252,000 85,395,600 7,894,000 20,768,700 21,314,794 30,374,070 2,329,000 - 178,328,164

94 10,386,541 132,043,100 9,529,283 12,780,295 22,155,274 32,409,800 1,540,000 - 220,844,293

95 10,639,126 141,299,000 3,910,200 9,280,000 39,073,443 30,740,000 1,478,000 43,066,942 279,486,711

96 10,538,105 139,799,550 6,879,735 12,780,000 19,354,145 29,250,000 762,000 38,955,554 258,319,089

97 11,005,419 172,389,892 9,459,600 4,530,000 56,861,336 15,734,000 1770,961 27,669,752 299,420,960

5

將增聘相關尖端研究傑出教師，並擔任此方面課程之講授。加強校內系際課程

流通以及校外延聘優秀兼任授課教師。

於化學實驗課程改進方面，化學系近幾年來全面實施各領域實驗課程整

合，一以貫之的實驗教學成效卓著，未來將去蕪存菁，加強領域連貫性實驗設

計，融入尖端科研相關基礎實驗以及國外新穎實驗課程。具體之改進方案如下:

(6) 改進實驗環境，著重綠色化學概念。

(7) 提昇經費及人力支援，以一人一組實驗為最終目標，培養大學生獨立研究能

力。

(8) 設計相互競爭性實驗(如組合化學等)，讓學生在壓力中學習如何提昇研究效

率。

(9) 充實生物化學、化學材料及奈米科學領域之相關實驗教材。

(10) 加強學生對儀器原理之了解以及運用儀器解析化學結構及化學反應之

能力。

2. 研究策略與方向

教研相長，化學系在長期教學分工下，以基礎化學課程及研究為主體，逐漸衍

生跨領域課程及相關研究如：生物有機、奈米科技及材料化學等等。近年來在

教學相互支援及研究團隊良性整合下，已儼然成型為四大研究領域，即 1. 功能

性材料之設計與合成，2. 生醫化學科技，3. 分子結構與影像技術，4. 永續化學

與環境分析(參見圖 2)。圖 2 教學與研究鍵結圖

3. 基礎化學研究

科研需務本，本立而道生。基礎化學乃化學系立足本位再跨足尖端領域發展

6

之基石。本系長久以來基礎化學研究陣容即當堅強的，未來除將繼續爭取保持

既有之優勢外，在合成(有機、無機)領域上將加強合成方法(methodology)的創新

如不對稱合成的研發及基理等等，重要天然，具光學活性生化分子的全合成嘗

試，挑戰複雜分子或超分子的理性設計(rational design)及合成。於物化方面應在

複雜體系(包含固態表面，軟物質，溶液態及大分子等等)反應基理以及理論方法

創新上尋求突破，用以配合尖端跨領域導向之研究。物化分析將尋求發展最新，

先趨性(state-of-the-art)的技術，而不以一昧購置貴重儀器，從事代工(OEM)式模

仿研究為述求。

在強化本系深具規模的基礎化學研究帶動下，我們將平行開展四大尖端跨領

域團隊研究。以下謹列相關研究概要，詳細內容請參閱計劃書附錄。

3.1 功能性材料之設計與合成

本系已藉由新合成材料之卓越計畫、奈米科學教育與實驗及奈米科技之核

心設備計畫等多項國家型計畫的整合，於此尖端領域上投入多達 15 位教師，互

相支援，組成國內材料研究之超強團隊。在考量與國際科研的競爭優勢下，未

來擬優先發展之研究主題如下:

奈米複合材料、雙性高分子、有機金屬材料之開發；基理及應用。

限制空間催化反應；孔洞材料之非均相觸媒研究。

仿生物質合成，生物模擬酵素系統，藥物釋放材料合成與釋放機制。

前瞻性光機、光電及光磁材料的設計合成與應用。

分子材料為主導之電子元件開發與檢測。

以光電材料為基礎之新能源開發。

3.2 生醫化學與科技

本團隊乃藉由奈米生技創新，基因體等國家型計畫的整合而衍生。化學系

現有多達 10 位師資從事這方面之研究，從合成技術、功能檢測、光譜鑑定、分

離技術的發展與化、物性的檢測等領域的契合，組成一強大生技團隊，發展分

子化學在生技上之應用。此領域咸認為未來化學科研主流趨勢之一。未來將優

先發展的研究主題如下：

生物分子間及新藥與生物大分子間作用力之探討及其結構分析。

有機、組合式化學、酵素、基因工程法合成高價值及特異性新藥。

快速天然物新藥之活性篩選。

高通量及超靈敏度基因及蛋白質體分析技術開發與應用。

晶片檢測技術，生物光學感應器等之開發與應用。

7

3.3 分子結構與影像技術

化學系近半師資與此領域相關，遍及物化、有機、無機與生化等專長，相

互支援，組成強大之研究團隊。該團隊目前正在執行教育部補助之核磁造影研

究之卓越計畫。應用核磁共振、X-光晶體繞射、雷射光譜、高解析度質譜儀、

顯微影像技術、歐傑表面儀、X-光螢光儀等解析分子，晶體及表面結構；以及

各式顯微技術應用在這些化學分子的動態與化、物性觀測的研究。衡量國際競

爭優勢處，未來亟待發展的主題有：

單分子光譜與動力現象。

多重波段的影像技術開發與其在分子動態學的應用。

利用光譜儀與影像技術建構生化分子結構與相關動力行為。

奈米材料結構之解析；晶型排列與缺陷之基理研究。

旋轉異構物(rotamers)與光學活性之起源

3.4 永續化學與環境分析

目前此團隊的主要發展領域涵蓋了固態觸媒材料，太陽能電池，分離技術

以及環境分析。其中尤以分離及檢測研究表現突出，於生技檢測、化生感應器、

超臨界流體分離、毛細管電泳分離、雷射檢測分析，感應耦合電漿質譜儀等發

展上成果卓著。本計畫未來發展的重點有：

開發催化式，零副產物化學製程反應。

開發無污染或低污染合成製程；污染物的分解與消除。

新能源材料設計與合成。

快速層析/質譜新技術的發展以及及時/高通量分析技術的開發等。

這些主題與 2003 年由美國國家科學院出版之『Beyond the Molecular

Frontier：Challenges for Chemistry and Chemical Engineering』一書所列之現代化

學主流研究範疇不謀而合。唯同中取異之處乃在於化學系立足於基礎化學研

究，迭經細思熟慮，整體考量本系目前團隊所佔的研發能量優勢，以及未來新

聘任之專長如何彌補弱勢之處。因此，化學系的研發能量不只力求質與量的提

昇，在主題的探索上更能與世界先進國家接軌，並相互競爭甚至超越。透過這

些整合研究團隊，化學系目前正在執行教育部補助之新合成材料與核磁造影研

究之 2 項卓越計畫，以及奈米科學教育與實驗、奈米科技核心設備、奈米分子

電子學、奈米生技創新等國家型計畫。年度的研究經費約貳億元，為國內個人

獲得平均研究經費最多之系所。未來擬在此計畫經費支助下，聘雇高級技術人

8

員及研究人員加入研究團隊。綜而言之，化學系的前景是充滿期待的。

1.4 發展面臨之問題1.4.1. 系館空間

2004 年 12 月化學新研究大樓第一期工程竣工後，第二期工程也於 98 年底

完工，將於 99 年初全面啟用。之前所面臨空間協調的問題，已獲大幅改善。

1.4.2. 人力支援

一方面限於員額編制，無法依實際需要進用化學專任教師及技術人員；另一方

面近年化學服務性課程及實驗之日益增加，不僅加重每位教師之教學負荷，也

阻礙研究品質之提昇。

9

貳、改善教學品質2.1 計畫目標

理學院化學系已經教育部同意，自 96 學年度起碩博士班除化學組外，增設

化學生物學組，目的在建立化學生物學領域之基礎設施與人力，並利用本校之

支助為槓桿向外爭取經費購買大型研究及教學儀器。

本案主持人為方俊民教授，目前已經參與研究之師資主要包括牟中原、周

必泰、羅禮強、陳昭岑、張煥宗、陳振中、李弘文、陳平等本系教師，和中研

院合聘教授翁啟惠院長、陳仲瑄主任（中研院基因體中心）、林俊宏博士（中研

院生化所）、陳玉如博士（中研院化學所）、張大釗教授、張煥正教授(中研院原

分所)，及陳長謙院士為臺大講座教授，以提升專業領域諮詢及提高國際知名度，

並參與本計畫領導研究向外爭取資源。

臺灣大學化學系碩、博士班化學生物學組的學程計畫，是提供化學和生物

的學習介面，著重培育研究生和專題生從事相關的跨領域研究，以有機、無機、

物理和分析化學為基礎，從原子和分子的層次，去瞭解和研究複雜的生物現象

和生物化學反應，進而發展出新的化學研究策略，去診斷、預防和治療人類的

疾病。由於化學系的專長在於具有合成新化合物，和建立解析結構的關鍵技術，

因此在化學研究所成立化學生物學組是很合適的。

在「挑戰 2008 國家發展重點計畫」中，列有「基因體與蛋白體學」、「分子醫學」

和「奈米生物醫學」等重點發展項目，這些都是臺大化學系碩、博士班成立化學

生物學組要努力從事的目標。臺大化學系目前在從事化學生物學相關領域的研

究，已經有相當的成果表現，如在生物分子探針設計、生物單分子動力學、葉綠

體 ATP 合成酶動力學、DNA 與蛋白質檢測方法、含醣多肽分子結構、奈米生物

技術、生物羥基磷灰石奈米結構、藥物開發等研究。

但因學組成立不久，教學和研究設備仍然嚴重不足，為符合時代之教學和

研究潮流，及邁向國際一流大學頂尖系所的目標，亟需本校鼎力支助。

2.2 執行策略與執行方案配合化學生物學領域之增設，將逐年積極增聘專任/合聘/兼任師資，整合

及逐步開授化學生物學領域之必選修課程，建立教學助理之制度，協助課程輔導、

教材編纂及製作教學投影片。並規劃化學生物學之研究實驗室，購買中小型化生研

究類儀器，另積極爭取其他計畫經費購置大型教學及研究儀器。各項儀器及課

程均開放，並歡迎化學系、生化系及相關化學生物學科系的學生參與學習使用，

其執行方式如下：

10

2.2.1. 教材編纂：

1. 整合化學生物學領域之教材，彙整建立高等化學生物學專論課程大綱，作為

化學生物學領域學習之必修綱要及教材，有效指導指導化學生物學領域學生

或其他有興趣修習學生。

2. 化學生物學組 98 學年授課科目如下表：

上學期科目/學分數下學期科目/學分數教師高等生物化學專論 3 實驗分子生物物理 3 和中研院合開

生物化學 3 羅禮強陳昭岑

單分子化學生物學方法 2 李弘文高等化學生物學一 4 陳平

陳仲瑄張大釗張煥正

高等化學生物學二 3 林俊宏生物分析化學 3 陳玉如蛋白質化學生物學 2 陳長謙

生物物理化學導論 2 許昭萍分子細胞生物學與實驗方法 2

王廷方

為擴大本系與台大生化所和中研院「化學生物學與分子生物物理學」國際

研究生學程之合作，自 98 學年度進行課程之整合，針對博士班課程調整，以嘉

惠學生，並健全化學生物學組之發展。博士班高等必修科目以英文授課，必修「高

等化學生物學一」（4學分，內容為基礎化學生物及生物物理學），及至少選擇一

門必選課程，此三門必選課程為「高等化學生物學二」（3 學分，內容為化學合

成在生命科學之應用），「實驗分子生物物理」（3 學分，內容為結構生物學之儀

器技術），及「高等生物化學專論」（3學分，內容為介紹生命科學跨領域之趨勢

及技術，著重整合化學和結構之分子生物學）。

2.2.2.空間規劃：

「化學新研究大樓」總樓地板面積 5730 坪，第一期 A棟面積 8137 平方公尺（2461

坪），工程已竣工，2005 年夏遷入，第二期 B 棟工程「積學館」已於 2009 年完

成。除各教師原有研究的空間，擬在積學館四樓規劃專屬化學生物學共用研究

的核心實驗室，包括冷房、生物細胞培養室及基本共用儀器空間。有關化學生

物學核心實驗室的規畫剖面圖詳見附件。

11

2.2.3.儀器設備：

1. 大型共同設備：擬由其他計畫配合編列，逐年增購主要大型共同設備。

2. 中小型化生教學研究類儀器：預計由本計畫編列每年增購中小型化生教學研

究類儀器約 200-300 萬，以開放化學系、生化系及相關化學生物學科系的學

生使用。

2.3 執行時程本計畫初步規劃二年的時程，配合積學館完工遷入，建立化學生物組專屬

之共同實驗室，除由其他計畫爭取大型共用設備外，擬由此理學院提升專業領

域計畫購置中小型儀器。

12

参、經費需求總表第三年單位：元

以上申請項目懇請校方全力補助，若有不足，本系將嘗試提供配合款。


資本門設備費

centrifuge and rotors(Fixed-Angle)

350,0001,500,000

Fluorescence Microscopy 900,000

滅菌式二氧化碳培養箱 250,000

合計 1,500,000

13

肆、執行管控機制本系有化學生物組之編列，牟中原教授現任該教學組召集人，負責教學事務之

協調。牟教授亦為本計劃之主持人，將召集相關教師、技術人員及學生代表制

定共同實驗室及儀器使用規則，本計畫申購之儀器亦將納入此機制管控。

伍、績效評鑑機制5.1 評鑑方式1.由本系組成之儀器管理委員會依職責督導，執行並定期評鑑。

2.儀器使用記錄：每一儀器都建立使用記錄，可以隨時瞭解儀器狀況及使用

情形。

3.問卷調查：就儀器、設備更新完成後，對實驗品質及效率，學習效果，技

能培養等的影響設計問卷，了解實驗改進的成果。

4. 經費執行進度百分比：1

第一季：15%，第二季：50%，第三季：75%，第四季：100%。

5. 3 個月一次自評紀錄。

5.2 評鑑範圍1.本案申購之儀器是否在本系所妥當裝置。

2.儀器是否正常運作。

5.3 評鑑指標1.儀器使用之人數、時數。

2.是否有助益本系化學生物學研究。

3.參考教學評鑑結果，作為 99 年改進實驗的依據。

14

化學系學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國際化

就讀學位國際生數 6 8 11 18 22

交換國際學生數 0 0 6 7 7經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃件數

2 3 1 0 1

經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃金額(仟元)

4,588(仟元)

3,400(仟元)

1,500（仟元）

0 1,500（仟元）

英語授課課程數 11 22 27 28 30重要國際會議主辦數 4 3 4 6 7

國外學者來訪人次 74 59 76 65 80

參與重要學術組織運作之人次

30 28 28 23 23

教學及學術研究成果

專任教師人數 33 33 34 35 37

國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數

238 251 252 130(至 10月)

255


國際重要學會會士 7 7 7 7 7


國內外重要獎項累計 26 18 19 14 16

國科會計畫件數 52 53 54 48 50國科會計畫金額(仟元) 172,039 169,451 188,526 161,339 170,000國科會以外政府計畫件數 15 12 16 15 15國科會以外政府計畫金額(仟元)

45,744 39,315 31,309 21,817 30,000

財團法人計畫件數 1 2 3 0 1財團法人計畫金額(仟元) 500 1,250 1,900 0 1,000民營企業計畫件數 5 8 6 2 5民營企業計畫金額（仟元） 2,210 5,630 5,289 260 2,000國內專利數 2 3 3 0 2國外專利數 0 0 1 0 0技術移轉件數 0 0 0 0 0技術移轉金額（仟元） 0 0 0 0 0

15

陸、附件台大化學系化生組 99 學年開設課程綱要

高等生物化學專論 (張震東)

課程大綱

為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印

課

程

概

述

此課程為本所博士班必修課，係介紹整合性生命科學的重要趨勢，強調以分子為基礎

去闡釋生命現象，給合分子生物、細胞生物、結構生物及化學生物領域。課程內容從

基礎知識到研究技術、當前觀念及未來發展。期許學生能藉此跨越個人背景之限制而

拓展視野，同時能體會各種目前最先進之研究模式及研究技術，以期未來運用到個人

的研究上或加強與他人的合作。課程分四段落；包括細胞分子生物、模式生物與功能

性基因體、化學全物與藥物發現及結構生物與蛋白質體。每週課程主題如下；

Epigenetic and gene regulation，Signal transduction and cancer development，Cell migration and

cytoskeleton，Stem cells，Zebrafish as a model organism: from disease model to drug

screening，Drosophila as a model organism for biomedical research，Adventures in modern

bacteriology: Cell division in 3 dimensions，Common Mechanisms in Biological Chemistry，

Summary of Biological Transformations，Enzyme Catalysis，Visualizing and Measuring

protein-ligand interactions, thermodynamics, kinetics, and spectroscopy，From Genomics to

Proteins and Peptide Chemistry; Omics Integration and Systems Biology，MS approach to

understand Proteome Dynamics and Modification，Protein Complexes, Assembly and Structural

Genomics，Glycosylation and Glycomics

16

高等化學生物學一(陳平、張煥正)

課程大綱


課程概

述

This course provides an overview for chemical biology with emphasis on the structure and

function of biological molecules and spectroscopic techniques for investigating biomolecular

systems.

課程目

標

課程要

求

Office

Hours

參考書

目

“Biochemistry” Sixth Edition, by Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, and Lubert

Stryer, W. H. Freeman and Company, NewYork, New York, 2006.

“Principles of Physical Biochemistry” Second Edition, by Kensal E. van Holde,

Curtis Johnson, and Pui Shing Ho, Pearson Education International, 2006.

評量方

式

(僅供參

考)

17

生物分析化學 (陳玉如)

基本資訊

課程名稱生物分析化學

開課學期 98-1

開課系所醫學系化學系化學生物學組化學系化學組化學系

課程編號 223 U2630

上課時間星期四 234

上課地點普 304

課程網址 https://ceiba.ntu.edu.tw/981AB

課程概述

內容: 現代生物分析技術及在生物化學、臨床醫學的應用。

Concepts and General Principles of Analytical BiochemistryCentrifugation Methods in BiochemistryPurification and Identification of Biomolecules by ChromatographyCharacterization of Protein and Nucleic Acids by ElectrophoresisMass Spectrometry in Biomedical ApplicationsSpectroscopic Analysis of Biomolecules: FRET, X-ray Crystallography, MRIBiomolecular Interaction BiosensorComputer in Biochemistry and Molecular BiologyReal World Problems: SNP analysis, Cancer Diagnosis

課程目標 a

課程要求 a

關鍵字 a

指定閱讀

Office Hours

參考書目

1. Principle and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology(6th edition, 2005, CAMBRIDGE), by Keith Wilson and John Walker2. Analytical Biochemistry (3rd edition, 1998, LONGMAN), by David J. Holmesand Hazel Peck,

18

蛋白質化學生物學(陳長謙)

基本資訊

課程名稱

蛋白質化學生物學

開課系所

化學系化學組化學系化學生物學組化學系

課程編號

223 U2680

上課時間

星期二 34

上課地點

化 121

課程網址

https://ceiba.ntu.edu.tw/981proteins

課程概述

The course is designed to introduce you to the wonderful world of proteins,addressing such issues as1. How proteins fold? The pathways of folding, and the forces that stabilize protein structures.2. How proteins are identified and their 3-dimensional structures determined?3. How proteins are coded, synthesized, and post-translationally modified in cells?4. How proteins are sorted? Protein and membrane trafficking in cells.5. How proteins levels are regulated in cells? Systems biology.6. How proteins function as enzymes, and in signal and free energy transduction?7. Molecular basis of protein aggregation diseases.

課程目標

See above

課程要求

Reading assignments

These assigned readings are given at the end of the power point files of the lecture notes each week.

Reading and writing assignments

From time to time, you will also be assigned a key paper in the literature as a reading assignment. For homework,you will be asked to turn in a 2-page essay based on the reading of this paper. The paper will be posted on thecourse website.

The essay should be written in English or Chinese and typed. Use Arial 16 font boldface for title, Times NewRoman font 14 bold face for headings, and Times New Roman font 12 and 1.5 space for the body of the text. Theessay should include a brief introduction including a description of the issue under study, main findings, a briefcritique, a short summary (no more than 5 lines), and a few key references (no more than 3). Be succinct andto-the-point.

Your Chinese name and student number should appear in bold font 12 on each page of the essay at the upperright hand corner.

19

In writing your essay in English, refrain from copying outright from the article under review. Plagiarism isextremely unprofessional. Use your own words, even if your usage of the English language is not as accurate,correct, or polished as it should be. Your ability to communicate in English will improve with practice! If youwrite your essay in Chinese, refrain from direct translation of the English text.

Please feel free to augment the essay by a few tables and figures. However, the total number illustrations(schemes plus figures and tables) should not exceed 3 items. Again, refrain from copying figures or tablesoutright from the article you are reviewing. The entire essay, including illustrations and references, should notexceed 3 pages.

This writing assignment is due in class two weeks from the date assigned at 10:20 a.m.

Tentatively, there will be 10 of these essay assignments. Only 5 of these essays need to be turned in. We willdetermine 40% of your grade based on the 5 essays you turned in, or using the best 5 of your essays, if you turnin more than 5.

Each of your essays will be graded, and assigned a grade of A (9 points), B (6 points), or C (3 points), based onclarity of presentation, conciseness, flow of ideas, depth of comprehension, and the originality of your insights.

Midterm and final examinations

A midterm examination has been scheduled for the course. In addition, there will be a comprehensive finalexamination based on multiple-choice questions as well as questions requiring brief writtenresponses. In order to eliminate any disadvantages or handicaps related to language, the written responses couldbe in English or Chinese. The final is a “take home” examination requiring no more than 3 hours. It will bedistributed on Monday January 11, 2010, and due back on 4:00 p.m. Friday January 15th.

Lecture notes

Lecture notes will be available as pdf files on the course website two or three days before the Tuesday the lectureis to be given. Only students who are taking the course for credit will be given access to the website. If you areregister for the course, you will be given the “password” to access the site. The notes are copyrighted, and therights belong to the instructor or lecturer. Please do not abuse this privilege!

關鍵字

指定閱讀

OfficeHours

每週五 14:00~15:30Office Hours at NTU, NTU Office: 614 New Chemistry Building, NTU Office Phone: 2-3366-1679

參考書目

No Textbook Required

20

實驗分子生物物理(邱繼輝)

課程大綱


課

程

概

述

This course, named ‘Experimental Molecular Biophysics’, emphasizes on principles and

applications of biophysical instruments. The course topics includes: mass spectrometry, protein

crystallography, cryo-electron microscopy, NMR, spectroscopy, and computational biophysics.

課

程

目

標

One teaching coordinator will be invited to teach or invite other teachers to teach. The course

topics listed are suggestions to the coordinator, but the coordinator needs to keep at least 70% of

them. Textbooks will be suggested.

課

程

要

求

21

高等化學生物學二(林俊宏)

基本資訊

課程名稱高等化學生物學專論二

開課系所化學系化學生物學組

課程編號 223 D1620

上課時間星期一 3星期五 34

上課地點

課程網址 https://ceiba.ntu.edu.tw/972advbiochem2

課程概述

(1) Synthetic DesignRetrosynthetic analysisSteps in planning a synthesisStereochemical considerations(2) The Concept of Protecting Functional GroupsProtection of NH groupsProtection of OH groups of alcoholsProtection of carbonyl groupsProtection of carboxyl groupsProtection of double bonds(3) Functional Group TransformationsOxidation and reductionThe chemistry of (83e0)-bonds and related reactions(4) Formation of Carbon-Carbon Single BondsEnolatesOrganometallic reagents(5) Formation of Carbon-Carbon (83e0)-BondsFormation of double bondsFormation of triple bonds(6) Synthesis of BiomoleculesCombinatorial chemistryPeptide chemistryCarbohydrate synthesisNucleoside and nucleotide chemistry

課程目標

(1) Synthetic DesignRetrosynthetic analysisSteps in planning a synthesisStereochemical considerations(2) The Concept of Protecting Functional GroupsProtection of NH groupsProtection of OH groups of alcoholsProtection of carbonyl groupsProtection of carboxyl groupsProtection of double bonds(3) Functional Group TransformationsOxidation and reduction

22

The chemistry of (83e0)-bonds and related reactions(4) Formation of Carbon-Carbon Single BondsEnolatesOrganometallic reagents(5) Formation of Carbon-Carbon (83e0)-BondsFormation of double bondsFormation of triple bonds(6) Synthesis of BiomoleculesCombinatorial chemistryPeptide chemistryCarbohydrate synthesisNucleoside and nucleotide chemistry

課程要求

關鍵字

指定閱讀

Office Hours

參考書目

23

生物物理化學導論(陳長謙)

課程資訊

課程名稱生物物理化學導論(國際學程)

INTRODUCTION TO BIOPHYSICAL CHEMISTRY(TIGP)

開課系所理學院化學系化學組

授課教師陳長謙

課程編號 223EU9250

班次

學分 3

全/半年半年

必/選修選修

上課時間星期三 34星期五 3

上課地點

備註

本課程以英語授課。開放非國際學程 TIGP生修習。上課教室：中研院化學

所。

總人數上限：60人

(附件 10)

國立臺灣大學理學院心理學系



計畫名稱：教學環境及教材提昇計畫

計畫主持人 : 翁儷禎電話: 3366-3092 e-mail: [email protected]

連絡人 : 劉韶郁電話: 3366-3115 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

2

目錄

壹、心理學系現況之自我分析及評估............................................................................... 3

1.1 學系簡介 ..................................................................................................................... 3

1.2 學系研究現況 ............................................................................................................. 3

1.3 未來願景 ..................................................................................................................... 3

1.4 發展面臨之問題 ......................................................................................................... 4

1.4.1 空間不足影響教學品質與研究能量提昇 .......................................................... 4

1.4.2 空間不足不易延攬優秀人才 .............................................................................. 4

貳、增進研究能量 ............................................................................................................... 5

2.1 計畫目標 ..................................................................................................................... 5

2.2 執行策略與執行方案 ................................................................................................. 5

2.2.1 研究室及課程實驗室建置 ................................................................................. 5

2.2.2 階梯大教室及客座研究室建置 .......................................................................... 6

2.2.3 教室及測驗室建置、儀器紀錄與展示 .............................................................. 6

2.3 執行時程 ..................................................................................................................... 7

2.4 經費需求 ..................................................................................................................... 8

参、經費需求總表 ............................................................................................................... 9

肆、執行管控機制 ............................................................................................................... 9

伍、績效評鑑機制 ............................................................................................................... 9

3


1.1 學系簡介

國立臺灣大學心理學系暨研究所是臺灣歷史最久、規模最大的心理學相關系所，培養

了不少傑出的校友，在教育及研究工作方面都有出色的表現，於推動臺灣心理學發展中，

扮演領導的角色。最近一次所舉辦之系所自我評鑑，委員針對本系過去幾年積極回應與改

進成效相當肯定，並明確指出與前次的評鑑相比，在研究發表面向上有相當大的改進，在

爭取校外研究經費上也很有成績，研究生的培訓亦有所進步。但在面對目前臺灣及全球化

的競爭時，仍有許多挑戰。


在台大社會科學類組各系所中，心理系是唯一屬於理學院的系所，然而其教學研究成

員需要與人文學、社會科學、自然科學、工程科學、生命科學、醫學等各領域相互溝

通並形成密切互動。本系研究領域呈多方發展，其師資專長涵蓋認知、生物、發展、

計量、工商、社會人格、以及臨床等心理學範疇。現有教師包含專任 22 名(教授 13、

副教授 5、助理教授 4)，7 位合聘教師，以及兼任 19 名(教授 9、副教授 2、助理教授

2、講師 1、實務教師 5)。本學年度在學學生人數，大學部 317 位、碩士班 107 人、博

士班 63 人。

心理學系在理學院屬於基礎科學的領域，有別於同一領域的其他系所（數學、物理、

化學），心理系研究的對象是「人」，利用科學方法探討人類的心智活動。進入二十一世紀

後期，我們預期學術界會越來越重視「社會」、「認知」與「生物體」三者如何交互作用，

產生文化、心智與生命三者的共進演化(co-constructive evolution)。心理系近年的訓練目標

是使學生具備人文及社會學科之素養，並汲取生命科學新知識，使其在知識上與研究能力

上，具備探討正常與異常的心智活動之多元性潛力。

1.3 未來願景

心智研究具有多端的面向與複雜的歷程，已非傳統的心理學系所能獨力完成，心智研

究是跨學門、跨科系的主題，它必須仰賴許多不同領域的人才、設備、技術與方法，在哲

學的、行為的、功能的、資訊的及甚至生命層次上的研究彼此互補，才有可能展開全面系

統性的探討，進而在理論與實用上有所突破。臺灣大學得天獨厚，擁有多個相關領域的系

所；心理學系掌握問題的核心，非常樂於跨出理學院與其他學院互動，以期在學術上獲得

更好的進展。

同時，由於心理學的研究發展朝向以心智運作、社會文化與生物機制三者的互動來探

4

討人類的正常與異常行為。此一發展趨勢，不但有利於非心理學主流國家發展其具有文化

特色的本土心理學，同時也有利於研究不同文化氛圍下的共同機制，具有文化特色的心理

學研究將受國際重視。因此具文化特色、國際競爭力之研究主題成為本系之學術目標，此

一目標亦可同時兼顧本地社會需求。故具備跨領域學術能力是心理系師資的最大特色，亦

是未來持續延聘之目標。透過對國人心智活動的深入探討，將華人文化與生命現象貫穿起

來，積極培植學術人才，推展台灣心理學教育與研究，並兼顧實務訓練，以因應心理專業

人才之社會需求。


然而當本系所在規劃一現代化之心理學課程及研究訓練時，深覺本系過去的傳統設

計，在空間、人力等各方面受到極大的限制。進行各項改革時發現，最大的困難在於空間

與設備嚴重的老舊與不足，無法因應本系增聘教師與改善教學研究環境之企圖。本系大學

部招生兩班，每年招收新生七十五名，其後加上轉系與轉學及其他分發入學者，大學部學

生超過三百人。研究所碩博士班為配合學校發展研究所教育之政策，逐年增加招生，現在

已達一百七十人。心理系總計有近五百名學生，與物理化學等系人數不遑多讓，但計算每

位學生所分配的空間，根據理學院的記錄僅有不足 10 平方米，幾乎是理學院各系所中最

狹小的，也遠低於教育部的標準。專任老師以目前人數在空間使用上早已不敷使用，更遑

論聘足所有待補名額。空間不足導致下列後果：

1.4.1 空間不足影響教學品質與研究能量提昇

1. 教室容量不足、設備老舊，教學品質受影響。

2. 缺乏教學實驗室，無法開設實驗與實習課程，導致訓練不完整；缺乏實驗訓練，

亦致使教育品質無法提升。

3. 缺乏專業實驗室，無法進行尖端研究，影響作品發表於國際知名期刊。

1.4.2 空間不足不易延攬優秀人才

1. 提供之研究空間設備不足，難以吸引頂尖人力，亦難以擴充人力、增添新領域人

才，導致現有教師空缺名額填補不易。

2. 無法邀請、吸引優秀國際學者至系進行短期教學、從事合作研究，妨礙國際化推

行。

5

貳、增進研究能量

2.1 計畫目標

過去多年來，本系由於空間設備不足，導致無法擴增人力；人力缺乏，導致負擔沈重；

負擔沈重，妨礙研究潛力發揮，無法獲得較佳評價；系所評價不佳便不易爭取資源（例如

側館興建計畫未獲學校認可），更加無力改變空間與人力結構。要擺脫此一惡性循環，尋

求經費於改善本系之空間及軟硬體設備一直為本系一致共識。此舉作法可同時呼應系所自

我評鑑時，評鑑委員提出本系應盡速重新規畫北館殘舊空間，以因應增聘教師與改善教

學、研究環境之企圖的建議。


為解決上述問題，需要充分的空間才能提供本系與本校較佳的心理學教育與研究訓

練。為達成上述改善空間與設備之目的，當務之急，首在整修本系目前殘舊無法適當使用

之空間，使之能成為研究室、實驗室或實習場所。同時，增加本系教學研究所需的軟硬體

設備。下述各項工作預計於 97-99 年視經費多寡及需求緩急輕重逐年依序完成，空間整修

改善項目如下：

2.2.1 研究室及課程實驗室建置

改善、擴增研究空間：心理系正在發展研究所教育，同時心理學界也正推動博士後

訓練，並提倡跨領域訓練之必要性。為因應此一趨勢，宜擴增研究生及博士後研究

人員空間，透過研究室重整規劃、增加相關設備，提供研究生舒適的研讀與討論環

境。此一研究空間改善將使研究生與博士後研究人員更能積極參與心理系之研究。

建置課程實驗室：心理學為實驗科學的一支，實驗技巧向來是心理學的重要環節。

過去數十年來，礙於經費，多數實驗課均未能切實執行，僅藉由口頭講述或以示範

方式進行。本系除了基礎的心理實驗法以外，並未提供高階實驗課，此與先進國家

之心理學教育相去甚遠。為求改善大學部基礎訓練，擬規劃建置認知心理實驗室、

知覺心理實驗室、生理心理實驗室等。設置此實驗室後，其效益為培養出具國際水

準之心理系學生

2.2.2 階梯大教室及客座研究室建置

階梯大教室改建：心理學是二十一世紀人類生活所需要的基本知識之一，美國高中

已經設立心理學的課程。心理系最基本的專業課程－普通心理學，不僅是本系大一

必修課，同時也是對外的主要服務性課程，修課人數近年來穩定成長，是一門需求

6

量甚高的一般性基礎知識課程。每班上課人數常超過一百五十人以上。為因應本校

及社會對心理學知識需求日益重視，本系計畫將現有約可容納一百人上課之階梯大

教室增建座位，以因應本系或院校級服務性課程大班上課之需求，以提昇教學品質。

增設客座及訪問學人研究空間：為恢復早年心理系能有世界級的心理學者前來講學

或工作之優良傳統，宜增設學人空間，以滿足優秀學者前來講學及研究的要求。

2.2.3 教室、測驗室及實驗室建置、儀器紀錄與展示

系館老舊教室修繕及活動空間重整：將持續進行老舊教室修繕、建置 e 化教學設備，以提昇教學上課品質外，南北館間庭園及周邊步道等空間，亦做景觀與安全維護之整體規劃，除可增加師生活動空間外，亦可美化校園，也同時能達到減少治安死角的目的。

建置心理測驗室：利用心理測驗進行人類心理衡鑑是心理學一重要訓練，對於臨床

組研究生尤為重要。本系多年來已購置智力、性向、成就、適性、發展、創造力、

人格、投射、臨床、興趣等超過五百份測驗，傳統置物櫃已無法容納及有效保存與

管理為數可觀、且大小不一的測驗。預計將進行測驗室空間整建，加強溫濕度控制

設備，以維持並延長測驗的使用年限，同時，改置軌道移動可調式櫃子，使得測驗

的借還與管理更加方便師生使用，期讓本系測驗室的設立發揮更大效用。

實驗儀器紀錄與展示：本系除典藏日據時代古董級心理學實驗儀器外，尚有創系以

來由本系教師與技師設計自製、改製、訂製或採購之儀器，其具心理實驗科學儀器

之歷史演進意義，預計整理考究、將儀器做詳細紀錄與說明、配合實驗文物展示，

做為教學及展示用。

專業實驗室建置：先端研究需要現代化之實驗室方能推動，目前已陸續規畫建置以

下實驗室，以容納本系新購入或待購入之尖端儀器，如多頻道腦波掃瞄系統，穿顱

磁場刺激器，多頻道電生理記錄器。這些實驗室將由教師向多方爭取經費配合，包

括：

(1) 嬰兒實驗室：其中又以嬰兒語言習得、親子情緒協調共構為主要研究目標。

(2) 視覺實驗室：含暗室，探討人類視知覺之特殊歷程。

(3) 語言實驗室：含防音室，探討人類語言功能。

(4) 情緒實驗室：含生物回饋及各項生理行為指標測量設備，探討人類情緒反應。

(5) 人類神經行為實驗室：探討腦傷的病人的行為反應。

(6) 臨床治療室：進行心理治療之實習與研究訓練。

(7) 動物神經行為實驗室：探討動物學習反應之生理、解剖與生化反應之改變。

7

(8) 人腦功能定位實驗室（EEG、MRI、TMS 等）：進行認知功能之腦部定位。

2.3 執行時程

本系已於97年度完成研究空間及課程實驗室建置等兩個部份。研究空間建置的部分，

透過空間重整、提供標準化隔間，以改善整體獨立與舒適感；配合密碼設定置物櫃方便研

究生放置書籍或重要物品；增加網路、電源、燈光、書架等相關設備，提供研究生方便、

舒適的研讀與討論環境。

另外，在課程實驗室建置的部分，為結合本系長程課程規劃，使本系大學部學生必修

『人類學習與認知』及『知覺心理學』學習成果更佳，提升學生學習動機與概念理解，並

且從實作中理解科學知識的產生與科學研究的進行。此部份已建置完成一個小班教學的電

腦化共同實驗教室以及小型防音及光線控制實驗室。改進提昇的重點在於建置認知心理實

驗室及知覺心理實驗室相結合之標準實驗空間與設備、配合相關實驗課程的建立，提供原

有之大班講演式教學之外，進行小班討論與經典心理學實驗實作之訓練，此與本校所推動

的『大班教學，小班討論』的立意相輔，亦符合國外先進大學對該項課程的教學要求。而

另一規畫之生理心理實驗室，由於生心實驗需要高規格動物飼養環境，以及受過專業訓練

並領有執照之專人來負責操作處理以策安全，在考量人力及空間不足的情形下，目前暫由

本系生理心理實驗研究室支援，提供有興趣投入此領域研究之學生參與。

於 98 年度以階梯大教室改善工程為主軸，另配合教師實驗室、學者研究室以及小型

研討教室空間改善等兩大部份。為使教學環境符合國際級教室水準、提昇教學環境品質，

由本計畫與教務處經費支援下完成階梯大教室整建工程，該教室除一般課程使用外，同時

也舉辦年會或研討會，受到全體師生及外賓一致的好評，此場地整建完成，可使舉辦國內

外研討會時，提供一較具國際級水準之研討會場，有利於會議選擇在台大心理系舉辦，可

藉此蒞臨本系的機會，與教師研究實驗室進行學術交流。相關說明如下：

1. 改善教室之土木結構、減緩階梯度及減少回音。

2. 擴增及更新課桌椅、方便進出、改善座椅舒適度。

3. 改進空調設施及教室照明。

4. 強化視聽設備，改善教室廣播品質，設置高解析單槍投影機、階梯兩側投影螢幕以

改善上課視角。

5. 增設座席插座，方便筆電使用。

6. 黑板及白板兩用設計，方便教學使用。

再者，為延攬國內外學術成就卓著之學者，提升本系學術研究與教學水準，使國際知

名學者能來系訪問，著手進行系館空間調整，設置客座學人研究室。訪問學者來系除協助

8

經費申請外，並提供完善的研究空間、儀器設備、教學助理及行政支援。另外，也配合教

師研究需求，進行實驗室空間整建。

本(99)年度仍將以教學研究環境改善為主要執行重點，執行目標分別為教室環境改善、

測驗室重整、以及古典儀器紀錄與展示等三大部份逐步進行。

首先，在老舊教室修繕方面，本年度將以南北館各一間中型教室為主要修繕重點，進

行空間重整、空調、吸音及照明改善，並汰換老舊課桌椅，建置互動式、上課與研討多功

能之 e 化教室，以提昇教學品質。另外，心理系學生在獲配理學院幾乎是最狹小空間的情

況下，為求有限空間內最大的利用，系館外南北館間庭園即成為師生研究室與教室以外，

最佳活動空間。目前已鋪設完成西側步道，期能在本年度得到補助完成東側步道鋪設及加

強夜間照明。

其次，在測驗室重整的部份，將更換傳統櫃，換成有軌道、可左右移動、雙面都可放

置測驗的大型櫃，櫃子內部層板可因應測驗大小不同做調整，以增加測驗放置的空間。測

驗放置的地點，將做專業評估，以防潮及載重安全為優先考量，配合系館空間清點與整理

再做決定。目前已完成測驗盤點、編目，待空間及新櫃設置完成後即可上架。

最後，有關典藏日據時代古董級心理學實驗儀器，規劃以紀錄及實物展示的方式呈現，

將敦請本系畢業生、現任高雄醫學大學心理學系系主任櫻井正二郎教授主筆，並與日本學

術研究機構合作。由本系提供配合人力，專責協助櫻井教授，進行整理考究、拍攝儀器圖

片及撰寫紀錄與說明、配合實驗文物展示，做為教學及展示用。

2.4 經費需求

1. 教室整建工程經費預算約需一百五十萬元，包含地板、天花板、吸音、照明等空

間整修，以及投影、實物投影、電子白板、數位多功能講桌、液晶顯示器、冷氣

空調等設備，為提供學生高品質之教學空間，此列為本年度優先執行之目標。

2. 測驗室重整，需購置移動式櫃子，總計經費約需二十萬元。

3. 實驗儀器說明紀錄方面則包含櫻井教授台北-高雄往返交通費、出席指導費、臨時

工資，攝影設備、設計美編排版及印製費等，總計約需四十萬元。

4. 師生活動空間－庭園通道鐵捲門及東側步道粗估經費約需五十萬元。

9

參、經費需求表

完成上述 97～99 三年計畫，99 年度經費預算如下：

年項目預算說明申請經費

97年已完成

經常門業務費及其他

150 萬重點在改善研究空間、建置教學課程實驗室。

50 萬

資本門設備費 100 萬 100 萬

合計申請理學院補助經費 150 萬

98年已完成


400 萬

首要重點在積極爭取教學改善經費配合款，整建視聽階梯教室，以改善教學環境品質。改善研究、客座及訪問學人工作研究空間。

200 萬

資本門設備費 100 萬 0 萬


99年

經常門人事費業務費及其他

175 萬老舊教室修繕；建置心理測驗室；實驗儀器紀錄交通費、出席費、臨時工資；師生庭園活動空間改善

100 萬

資本門設備費 85 萬投影機、實物投影機、電子白板、數位多功能講桌、液晶顯示器、冷氣空調、移動式櫃子、攝影設備

50 萬



系所參與人員都具有豐富的專業經驗與能力，且執行方向明確，因此，配合工程監督

可如期完成計畫。同時，系辦公室將定時、適時舉辦行政會議，邀請相關人員做進度檢討，

以確保計畫工程執行品質，以提昇教學環境品質；另外，亦會每季更新教師學術研究成果、

提供行政支援，協助舉辦研討會，以提昇教師研究能量。


就國內人文社會科學領域而言，臺大心理系表現是相當出色的。過去在資源不足與人

力有限的情況下，心理系對於校外經費爭取的表現，向來不落人後，本系不僅爭取到卓越

10

計畫、卓越延續計畫。這種表現，是本校及全國所有人文社會領域系所中絕無僅有的。但

這些出色的表現，並未得到校方在空間與人力上太多的回應與支援。我們認為，如果心理

系空間能獲得改善，老師將能發揮比現在更大的潛力，訓練更優秀的學生，產生更好的研

究成果，並能爭取更多的經費。

改善本系的空間設備，提升專業訓練水準，將為國家培養出一批具現代化知識與能力

的心理學專才，最大獲益者應是學生。此一效果非僅用量化數據所能概括，同時三、五年

內也不可能明顯，但十年、二十年後必然有成。績效評鑑將以兩方面進行，分別為論文質

與量的提昇（期刊論文（含研討會、TSSCI、SSCI）的篇數、專書與專章的數量做為評鑑

重點；另外，在出席國際會議（會議論文發表）、舉辦研討會（與會人數、國際化成果）

以及學生獲獎（國內外各獎項）等方面亦為評鑑指標。另一則為本系教學與研究設施改進

情形之師生滿意度。除了論文出版及師生滿意之外，評鑑方式也包含「經費執行進度百分

比」及「三個月一次自評記錄」，執行百分比列於下表。

11

經費執行預計進度百分比 (完成項目視經費補助及配合款依順位完成)經費執行進度預計百分比

自評日期經費自評記錄04/30 5% 教室重整-規畫及設計

測驗室建置實驗儀器-資料收集

師生活動空間-通道鐵捲門換修07/31 10% 教室重整-暑期動工

測驗-上架、重新編目、借用及管理規則檢視實驗儀器照片拍攝及撰寫說明初稿

師生活動空間-東側步道施工10/31 75% 教室重整-開學期完成驗收

實驗儀器-紀錄文稿再校、潤稿12/31 100% 實驗儀器紀錄完成

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心理學系學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國際化

就讀學位國際生數 2 2 3 1 5交換國際學生數 9 1 3 6 7經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃件數 0 0 0 0 1


0 0 0 0 1

英語授課課程數 2 3 2 3 4重要國際會議主辦數 1 2 2 1 2國外學者來訪人次 14 15 14 36 45參與重要學術組織運作之人次

2 3 3 9 12


專任教師人數 23 23 23 22 23國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數

32 38 37 47 55

國際重要期刊編輯人數 2 2 2 2 3國際重要學會會士 2 1 1 2 3國內外院士人數 1 1 1 1 1國內外重要獎項累計 3 3 2 2 3國科會計畫件數 33 23 27 28 30國科會計畫金額(仟元) 39,411 52,682 30,838 34,494 40,000國科會以外政府計畫件數 2 2 2 5 7國科會以外政府計畫金額(仟元)

1661 0 750 2710 3000

財團法人計畫件數 0 0 0 0 1財團法人計畫金額(仟元) 0 0 0 0 1000民營企業計畫件數 0 0 0 0 1民營企業計畫金額（仟元） 0 0 0 0 1000國內專利數 0 0 0 0 1國外專利數 0 0 0 0 1技術移轉件數 0 0 0 0 1技術移轉金額（仟元） 0 0 0 0 1000

(附件 11)

國立臺灣大學理學院地質科學系



計畫名稱:_____________________________

計畫主持人: 陳文山電話: 33662913 e-mail: [email protected]

連絡人: 顏心儀電話: 33662922 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、地質科學系現況之自我分析及評估....................................................................................... 1

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................. 1

1.2 學系研究現況 ......................................................................................................................... 1

1.3 未來願景 ................................................................................................................................. 1

1.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................................... 1

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 2

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 2

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 2

2.3 執行時程 ................................................................................................................................. 2

2.4 經費需求 ................................................................................................................................. 3

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 3

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 4

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 4

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 4

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................. 4

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................. 4

1

壹、學系現況之自我分析及評估1.1 學系簡介地質科學系為臺灣大學創校理學部四科系之一，其傳統特色即是為國家社會培育能源

與礦產資源探勘，以及探究各種地質現象奧秘的人才。本系早已體認進入 21 世紀後，人

類對於環境的保護及關心，與對地球資源的渴求同等重要，甚至更為重視，因此數年前即

積極轉型，不但延聘了多位環境科學的專家來系任教，並在研究所成立應用地質組，希望

能配合「全球變遷」、「環境保育」及「節能減碳」等世界性的研究課題，使本系的學術研

究與全世界契合，亦使未來學生的工作能與所學相結合。然而對於傳統地質學如岩石成

因、地體構造，或是資源探勘的研究也未曾放鬆。與國外著名大學或研究機構，亦有密切

交流與長期合作，經常於國內外著名學術期刊發表論文，足見本系在地質科學研究領域承

襲傳統與開創新局皆有長足進展。

經過系所評鑑後，依據評鑑委員建議，本系體認本土環境優勢，鎖定發展領域，並持

續尋找新人及開創新領域（如地質微生物學，環境科學或地表作用等），努力訂出明確策

略，在一、二十年內達到世界級的水準。為能達到目標，將依照評鑑建議，分成研究、教

學與國際化三方面進行。

1.2 學系研究現況本系共有 3 位特聘講座教授、14 位教授、5 位副教授、5 位助理教授、4 位合聘教授，

及 8 位兼任教師，大學部學生人數 171 人，研究所學生 127 人。2009 年，學生在本系教師

的指導下，榮獲美國地球物理年會傑出學生論文獎，以及地質學會暨地球物理學會聯合學

生壁報比賽榮獲 7 獎項，3 位教授在教學方面獲得學校評鑑的肯定為"教學優良"教師，1 位

教授榮獲國科會傑出研究獎。2008 年本系共有 85 篇研究文章發表於 SCI 期刊，其中有一

篇更榮登頂尖期刊 Science。由此可見，本系在地質科學的各項研究領域中表現突出，不僅

在台灣的地質科學界占有領導的地位，在國際上的能見度也逐漸提高。

1.3 未來願景本系未來努力的方向，包括提升教學品質、改善教學環境，及提供系上研究室更良好

的研究環境，爭取達成世界級的研究水準。具體的策略包括逐步更新教學用設備及教室，

增聘新研究領域教授、客座教授及博士後研究員，亦鼓勵碩博士研究生投稿國際學術期

刊，以加強研究能量。並大幅增加教師學生赴國外進修與參與學術會議之人數，加速國際

化，以成為亞洲地質學研究重鎮為目標。

1.4 發展面臨之問題1.4.1 空間明顯不足，研究環境不佳。

1.4.2 部分教室設備仍老舊，教學環境不佳。

1.4.3 生師比偏高。

1.4.4 經費不足，補助師生出國人數有限。

2

貳、增進研究能量

2.1 計畫目標工欲善其事，必先利其器。要增進研究能量，需先提供良好的研究環境與設備，因此

更新本系研究室環境與維修實驗室儀器是首要之務。另一方面，積極增聘新研究領域教

授、客座教授及博士後研究員，亦鼓勵碩博士研究生投稿國際學術期刊，以加強研究能量。

另外，除了碩博士研究生外，開發高年級大學生之研究能量也是未來趨勢。為求研究

能量向下紮根，因此需配合改善教學品質，除提升教師教學知能與增進學生學習能力外，

系上教學設備亦需能配合各項課程，方可達到最大的教學效益。本系擁有許多野外教學課

程，因此野外調查所需儀器設備等不可或缺，本年度擬繼續編列部分經費，用以積極改善

或更新教學所需儀器設備並 e化系上部分老舊教室。


2.2.1 增聘新研究領域教授，協助設立相關實驗室

2.2.2 邀請客座教授，共同合作研究

2.2.3 協助爭取國科會計畫，增聘博士後研究員

2.2.4 廣邀國外知名學者來系演講

2.2.5 鼓勵碩、博士研究生投稿國際學術期刊

2.2.6 鼓勵學生至國外著名大學學習、研究

2.2.7 更新野外教學課程所需設備

2.2.8 維修各實驗課程所需之實驗儀器

2.2.9 補助野外課程實習費用

2.2.10 協助教師充實「課程地圖」

2.2.11 規劃展示教學與研究成果之空間

2.3 執行時程自民國 99 年 1 月 1 日至 99 年 12 月 31 日。

3

2.4 經費需求表一經費需求表單位：仟元

項目細項預算小計


儀器維修費 500 500

耗材、影印費 200 200

整修工程 200 200

野外實習費 100 100

學術研究演講費 100 100

資本門設備費

實驗儀器設備 200 200

資訊設備 100 100

冷氣 OA 設備 100 100

合計 1,500


單位：仟元


經常門

人事費

1,100

國外差旅費

業務費及其他

儀器維修費 200耗材、影印費 300整修工程 300野外實習費 200學術研究演講費 100

資本門設備費

實驗儀器設備 200 400

資訊設備 100

冷氣 OA 設備 100

圖書費

4

肆、執行管控機制1. 本系教授組成之諮詢委員會定期開會檢討，除規劃指導外，亦定期監督與考核。

2. 接受理學院的監督與考核。


3 個月一次自評紀錄，並交由本系各諮詢委員會評鑑，檢討計畫執行進度及效果。若

未達績效者，相關諮詢委員會得向系務會議提議停止其參與和運作。

經費執行進度百分比：第一季 25%，第二季 50%，第三季 75%，第四季 100%。

5.2 評鑑範圍本系實驗室、教師及碩博士研究生。

5.3 評鑑指標5.3.1 分年量化指標如下表

5.3.2 質化指標：課程教學評鑑值提升、完成「課程地圖」

地質科學系學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國際化

就讀學位國際生數 5 7 20 21 20

交換國際學生數 0 2 2 4 2經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃件數

1 0 0 0 0


215,000 0 0 0 0

英語授課課程數 9 6 7 8 8


國外學者來訪人次 38 31 32 34 34

參與重要學術組織運作之人次 8 8 7 7 7

教學及學術

專任教師人數 23 23 23 24 24


66 74 97 66 (至10/19)

66



合計 1,500

5

研究成果


國內外重要獎項累計 9 2 9 15 15國科會計畫件數 38 36 49 42 42國科會計畫金額(仟元) 113,195 86,376 124,776 126,242 126,242國科會以外政府計畫件數 10 12 24 17 17國科會以外政府計畫金額 (仟元) 36,095 42,407 61,041 58,609 58,609

(附件 12)

國立臺灣大學理學院大氣科學學系



計畫名稱:大氣科學視算展示平台之建立

計畫主持人: 吳俊傑電話: 33663916 e-mail: [email protected]

連絡人 : 朱淑華電話:33663928 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、大氣科學學系現況之自我分析及評估................................................................................... 2

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................ 2

1.2 學系研究現況 ........................................................................................................................ 3

1.3 未來願景 ................................................................................................................................ 3

1.4 發展面臨之問題 .................................................................................................................... 3

1.4.1 師資結構調整 3

1.4.2 研究與教學空間壓縮 3

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 3

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................ 3

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................ 4

2.2.1 牆面大型視算展示平台建立 ........................................................................................ 4

2.2.2 學生學術服務深耕與國際交流 ................................................................................... 4

2.2.3 擴大教師延攬 ............................................................................................................. 4

2.3 執行時程 ................................................................................................................................ 5

2.4 經費需求 ................................................................................................................................ 5

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 6

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 6

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 7

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................ 7

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................ 7

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................ 8

2

壹、大氣科學學系現況之自我分析及評估1.1 學系簡介

本系為培育國內大氣科學專業人才的搖籃，亦為國內大氣研究機構中的佼佼者。回溯至民

國 35 年 12 月設置於農藝系之氣象研究室起，已有 1497 位學生於本系完成紮實的氣象專

業訓練，隨著國內外大氣科學研究之發展演進，本系教師之研究內容亦由以往之傳統氣象

學，逐漸拓廣至天氣學、大氣動力、氣候學、數值天氣預報、大氣遙測、海氣交互作用、

氣膠─雲─氣候交互作用等大氣物理化學各領域。近年來內引起全球與國內高度興趣之等主

題，如氣候變遷、劇烈天氣(颱風、豪雨)，則為本系之研究與教學之交集重點。根據本系

分別於 87 與 92 學年度所完成之兩次系所評鑑結果，評鑑委員建議本系應強化（1）氣膠/

大氣化學，（2）海氣交互作用/物理海洋學之相關領域課程及研究專長；本系尊重評鑑意見，

已連續聘任林依依博士、曾于恆博士以及洪惠敏博士等三位專任教師，彌補本系在上述兩

領域師資與研究人力之不足。


本系師生目前致力於大氣科學研究的發展方向如下：

（1）颱風、豪雨等劇烈天氣現象的大氣科學基礎研究

1. 推動國際尖端大氣及地球系統科學之基礎研究（如成立台大颱風研究中心），積極

參與大型國際研究計畫（例如 2008 年 SoWMEX/及 TiMREX 實驗、2008 年國際

T-PARC 計畫及 2008-2010 年國際 ITOP 計畫等）。

2. 推動災變天氣，防災科技之整合研究以協助氣象局改善現有定量降水，颱風路徑等

預報之能力。

3. 強化可移動式觀測整合系統(無人飛機、GPS 探空、光達與氣膠量測等)，及推展飛

機的大氣量測技術。

（2）東亞氣候及季風研究

1. 推動季風氣候動力診斷之合作計畫，加強本系短期氣候分析模擬之能力。

2. 整合海洋、大氣模式研究與發展以建立台灣本土之地球系統模擬平台並增強海氣交

互作用相關研究能力。

（3）大氣物理化學研究

1. 推動氣膠-雲-氣候交互作用之研究。

2. 利用衛星遙測進行大氣海洋之物理及生物地球化學交互作用之研究。

3. 建立氣象觀測站、雨量站、空氣品質與酸雨監測站等，改善本系大氣觀測基礎教學

設備。

3

4. 實驗及模擬研究大氣中的化學反應對氣候的影響。

1.3 未來願景(1)國際化持續推進/

本系除了與美國兩所姐妹系所(美國州立大學 Albany 分校大氣與環境學系、美國州立夏

威夷大學國際太平洋研究中心)，以及日本名古屋大學水文大氣研究中心保持互動互訪機

制之外，亦將積極參與國際聯合觀測實驗以及研討會。本系積極參與 2010 年 6 月西太

平洋地球物理會議 (WPGM) 及 2011 年 8 月之亞洲－大洋州地球科學學會第八屆年會

（AOGS）。

(2)區域研究主導化/

臺灣和西太平洋 2008~2009 年歷經數次颱風與西南氣流豪雨等重大民生災變，本系吳俊

傑教授領導之台大颱風中心，李清勝教授接任的國研院颱洪研究中心籌備處主任，以及

中華民國氣象學會理事長周仲島教授，分別在亞太地區相關研究扮演主導角色，本系將

繼續深耕這一優勢條件。

(3)大眾教育推廣

歷經 2009 年莫拉克風災水災劇變，民眾對於氣象預報的正確認知尚有差距，本系除了

在研究教學有龍頭地位之外，將重視氣象傳播學、通識教育、到系訪問中小學生推廣教

育等內涵，將氣候與天氣不同尺度的環流模擬，以及即時的天氣守視資訊，透過更有效

的視算展示平台加以呈現。

1.4 發展面臨之問題根據本系分別於 87 與 92 學年度所完成之兩次系所評鑑結果，評鑑委員建議本系應強化

（1）氣膠/大氣化學，（2）海氣交互作用/物理海洋學之相關領域課程及研究專長；本系

尊重評鑑意見，已連續聘任林依依博士、曾于恆博士以及洪惠敏博士等三位專任教師，

彌補本系在上述兩領域師資與研究人力之不足。

依據本系於 2009 年 3 月所進行的系所評鑑，評鑑委員指出本系發展面臨的問題及相關

建議如下

(1)本系發展方向之策略及師資結構調整：以颱風及劇烈天氣系統、東亞環境及氣候變遷

為發展領域。未來新聘師資也以考量符合系未來教學需求及長期研究發展方向者優

先。

(2)研究與教學空間壓縮：目前系上空間使用瀕臨飽和狀態，不利系未來發展，除尋求校

方提供額外空間外，也將針對系如何使現有空間運用更有效率進行規劃。


4

(1)透過大型牆面觸控科技技術之視算展示平台建立，達成研究與教學成果、即時天氣資

訊以及國際化訊息的視覺傳達之強化效果。

(2)持續推動教學效能增進方案，強化研究生擔任大學部課程助教之深度。

(3)持續推薦優秀學生的出訪，接受國際學生到系之研究交流。

(4)擴大教師延攬。

2.2 執行策略與執行方案2.2.1 牆面大型視算展示平台建立微軟公司在 2008 年 CEO Summit 中展示其研發的多點觸控電子白板，以及相關的軟

體應用，帶動新一代效能更高的面板觸控技術。一些博物館引用新一代的 touch wall 功能

來取代單機版小型的螢幕解說系統，讓參觀民眾更容意與更生動地認識參展內容(科學內

涵)。本計畫將引用國內開發與使用中的中大型(50~200 吋)multi-touch panel 技術與暗成功

範例，在本系 B 館一樓大廳、走道以及 A102 大氣資訊討論室等可能地點，安裝這類牆面

大型展示平台，將本系現有研究室的不同尺度大氣環流模擬結果製作成動畫檔，配合 WINS

系統即時之衛星雲圖與氣象雷達影像，讓本系師生以及前來本系上課的通識課程學生與(中

小學生)訪客，對於大氣科學與每日天氣資訊的認知更進一步。

2.2.2 學生學術服務深耕與國際交流為擴展本系學生國際視野與知識服務，除了既有的國外研討會報名補助之外，也將安

排學生參與 WPGM 會場服務與導覽更工讀機會，以及參與外交部青年大使前往邦交國的

知識志工團暑期活動。

2.2.3 擴大教師延攬本系於 2009 年 8 月起成立新聘教師甄選委員會，並於 9 月起於國內外重要媒體刊

登徵選資訊，將徵選具有劇烈天氣、氣候、大氣化學及其他大氣相關領域的優秀人才到系

服務，同時新聘委員會更主動地積極延攬國內外傑出人才參加本系新聘教師甄選，本系預

期在 2010 年 8 月晉用 1~2 位教師加入本系教學與研究行列。

5

2.3 執行時程

「專業領域提昇」計畫甘特圖月份

工作項目1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

牆面大型視算展示平台建立 -- -- -- -- -- -- -- -- --

教師延攬 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

學生獎勵補助 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

強化國際合作互訪 -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

預估累計工作進度(%) 5 10 15 25 35 40 55 70 85 90 95 100

2.4 經費需求本計畫總經費約 NT$150 萬，其中資本門(含「雲凝結核計數器系統」設備配合款)90 萬，

人力與耗材實驗製作等經常門經費 60 萬元。

6


表一經費需求表單位：仟元

肆、執行管控機制3 個月一次自評紀錄撰寫與經費執行進度考核追蹤

1~3 月：15%

4~6 月：40%

7~9 月：85%

10~12 月：100%


經常門

人事費

研究(教學)人員及課程助教

300 600

視算展示平台內容修訂與製作工資

100

國外差旅費

業務費及其他

國際交流業務之補助 100視算展示平台內容修訂與製作電腦電子耗材

100

資本門

設備費

牆面大型視算展示平台 600 900

教室 e化教學周邊設備 300

圖書費

合計 1,500

7


本計畫中所規劃之執行內容之績效評鑑如下：

(1)牆面大型視算展示平台效能

(2)專業師資聘任成果

(3)國際合作強化成果

(4) 學生獎勵補助成效


5.2 評鑑範圍(1)牆面大型視算展示平台建效能

1. 即時天氣資訊(中央氣象局 WINS 系統)嵌入

2. 各研究室最近研究成果的嵌入

3. 氣候環流(變遷)與劇烈天氣個案的電腦模擬成果之嵌入

4. 學生對於展示內容的滿意度

5. 訪客對於展示內容的滿意度

(2)專業師資聘任成果

1. 應徵人數與結果

2. 國外短期訪問學者總人數

3. 兼任教師授課科目總數

(3)國際合作強化成果

1. 國際學術研究互訪成果記錄

(4) 學生獎勵補助成效

1. 學生參與國內國外研討會與期刊發表篇數

2. 學生短期出國人數

5.3 評鑑指標

8

大氣科學系學術領域全面提升計畫評鑑量化指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國際化

就讀學位國際生數 1 0 0 0 1

交換國際學生數 0 0 0 0 1

經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃件數

1 1 1 1 1


1,208(4 萬美金)

1,208(4 萬美金)

1,208(4 萬美金)

1,208(4 萬美金)

1,208(4 萬美金)

英語授課課程數 1 1 1 2 2


國外學者來訪人次 30 31 38 37 40


3 4 3 3 3


專任教師人數 17 18 18 19~21 19~21


24 31 32 27 35




國內外重要獎項累計 2 4 1 0

國科會計畫件數 32 37 31 30 35國科會計畫金額(仟元) 59,764 92,007 72,088 51,019 100,000國科會以外政府計畫件數 14 18 18 12 10國科會以外政府計畫金額(仟元)

35,826 22,995 34,151 17,996 40,000

財團法人計畫件數 1 1財團法人計畫金額（仟元） 3,500 4,914民營企業計畫件數民營企業計畫金額國內專利數國外專利數技術移轉件數技術移轉金額（仟元）

(附件 13)

國立臺灣大學理學院地理環境資源學系


--專業領域計畫書

計畫名稱:國土變遷與監測專業能力提升計畫（III）

計畫主持人:_賴進貴____電話: 33665835 e-mail: [email protected]

連絡人 : 陳曉偉 ____ 電話: 33665823 e-mail: [email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 12 日

1

目錄

壹、地理環境資源學系現況之自我分析及評估........................................................................... 2

1.1 學系簡介 ................................................................................................................................. 2

1.2 學系研究現況 ......................................................................................................................... 3

1.3 未來願景 ................................................................................................................................. 5

1.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................................... 7

貳、改善教學品質 ........................................................................................................................... 7

2.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 8

2.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 10

2.2.1 計畫採購之設備 .............................................................................................................. 10

2.3 執行時程 ................................................................................................................................. 12

2.4 經費需求 ................................................................................................................................. 13

参、經費需求總表 ........................................................................................................................... 14

肆、執行管控機制 ........................................................................................................................... 15

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 15

5.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 15

5.2 評鑑範圍 ................................................................................................................................. 16

5.3 評鑑指標 ................................................................................................................................. 16

2


1.1 學系簡介

臺大地理學系創立於民國 44 年，初分地理學、氣象學兩組。民國 61 年，地理學系氣

象學組獨立設系，地理學組改為地理學系。民國 70 年增設研究所碩士班，78 年再增設博

士班，成為一個地理學系/所完整的教研單位，民國 89 年更名為地理環境資源學系暨研究

所，並增設碩士在職專班，以回應社會需求。

在師資人力部分，本系成立之初，地理學組專任教師僅 4 人、助教 2 人。如今本系所

已有專任教師 16 名、兼任教師 5 名、助教 2 名、技術人員 2 名、組員 2 名及工友 2 名，

為因應教學研究所需，日後仍將繼續延聘人才，以充實地理環境資源學系各專門領域的師

資。

在空間部分，本系於民國 92 年 7 月自舊館搬遷至鹿鳴廣場旁之新館（原子能委員會舊

址），與地質科學系與大氣科學系相鄰，形成地球科學的群聚。系館為六層樓、加頂樓加

蓋建築一棟，內有教室 7 間、會議室 1 間、圖書地圖室 1 間、地理資訊研究中心 1 間、遙

測實驗室 1 間、自然地理實驗室 2 間、儀器室 1 間、主任辦公室 1 間、教師研究室 18 間、

主題研究室 5 間、及碩、博士生研究室各一間。

在研究與教學領域方面，本系主要涵蓋四大領域，分別是：（一）自然地理領域、（二）

人文地理領域、（三）地理技術領域、（四）環境與區域地理領域。其中自然地理領域主要

涵蓋地球的自然環境研究，例如地形、水文與植被等與岩石圈、大氣圈、水圈和生物圈相

關的研究；人文地理領域主要涵蓋都市、經濟、社會、政治與文化地理的研究；地理技術

領域主要涵蓋地理資訊系統（Geographical Information System, GIS）、航空攝影測量、遙感

探測（Remote Sensing, RS）、全球定位系統（Global Positioning System, GPS）、地圖製圖等

方面的研究與應用；環境與區域地理領域主要涵蓋區域性的自然人文環境與環境經營管理

之研究。

本系目前的發展定位，將延續地理學探討人—地互動的傳統，在永續科學(sustainable

sciences)的發展前沿下，拓展地理學的核心價值，以因應科學社群與總體社會之發展趨勢。

在研究層面，主要集中於：（一）「土地利用與覆蓋之變遷及國土監測」、（二）「全球

化、社會變遷與產業轉型之研究」、（三）「人類安全與國土及區域之永續發展」等三大重

點，並發揮台灣位於太平洋盆的區位特性，以「城市區域」、「島嶼研究」、「邊際土地/原住

民部落」等區域研究之特色作為亞太地區的結點與窗口，串連國際學術網絡。

在人才教育的層面，截至目前，本系、所畢業生人數共有 1800 餘人，畢業後除擔任各

級學校之地理及相關領域之教師外，多從事有關於區域及都市計劃、水資源經理、國家公

3

園、海岸管理、土地利用調查、製圖、地理資訊系統、資料處理等教育、行政及工商等事

業。本系將秉持長期以來在地理、環境、生態、保育、防災等之大學基礎與研究所進階教

學，為地理與相關學科培養高等教育人才。此外，並以研究成果為基礎，配合學術與社會

脈動，一方面向下紮根，為國高中之地理與環境教育提供師資培育與教材及課綱研發的資

源；再方面向公眾教育延伸，以為台灣發展成熟的公民社會所需具備的地理、環境、生態、

保育、防災等公民知識提供支持後盾。

在服務層面，除秉持前述具社會改造意涵的公眾教育外，基於地理與環境資源經理之

學科特性，本系教師亦將持續支持各級政府與準政府之智庫單位，或受委任執行相關之調

查研究、或任重要之審查或評鑑工作、更或協助擬定相關之法規與政策，期在能源管理、

國土監測、都市與區域發展、災害防治等方面，提供在政策評估所需具備的學研基礎，以

充份發揮應用地理學對政策擬定的影響力。


本系在過去五年來，學術出版數量已有明顯的成長（詳表一），首先，英文論文，特

別是 SCI/SSCI 的篇數成長相當顯著，影響指數前 15%及 40%的篇數亦穩定增長中。此外，

外文專書及專書章節的數量也維持穩定的數量，可見同仁已從著重中文期刊論文的發表方

式，轉而以國際學術出版為重點，不過鑑於地理學的學科特性，及其學術發表在政策意涵

上的重要性，本系在策略上仍鼓勵同仁不應忽略中文的學術出版。

表一地理環境資源學系近五年學術出版概況

年度 2005 2006 2007 2008 2009

教師人數 17 17 17 16 18

SCI/SSCI 篇數 3 21 8 13 15





中文期刊論文

TSSCI 9 1 3 5 2

其他 26 28 16 4 3

專書章節

中文 3 1 0 0 0

外文 5 6 3 2 6

4

專書

中文 0 2 1 3 0

外文 1 1 1 1 0

此外，過去五年來本系學術出版的重要的發現與突破，依學術領域分述如下：

（一）自然地理領域：

5. 高山及災害的監測：嘗試瞭解中低緯度高山地區的地表作用，以及地震、颱風

的影響，填滿世界在低緯度高海拔的研究空白。

6. 進行植物抗氧化酵素活性與空氣污染的研究：採集在不同空氣品質測站之榕樹

葉片，測量不同抗氧化酵素活性及與空氣品質之關係，發現在交通量較高及空

氣污染物濃度較高之採樣點，所採集的榕樹葉片之抗氧化酵素活性有提高的情

形。

7. 進行魚類之卵黃前質與內分泌干擾物質之研究：以目前常用的界面活性劑壬基

苯酚為研究物質，發現其會引發雄孔雀魚卵黃前質的生成，顯示其為環境雌性

激素。

8. 土地利用變遷與不同生態系統的生理機制對於區域為氣候的影響：包括區域水

文降雨以及區域地表溫度變遷兩方面：前者探討不同土地利用類型與地表植被

生態系統對於夏季對流雨形成機制的影響；後者則具創新性地從地表能量收支

探討土地利用變遷與地表溫度變遷的關連。

（二）人文地理領域：

1. 全球城市研究之東方觀點：當代有關全球城市的文獻研究多側重於西方，對

於如臺北、香港、上海與北京皆未發展出足夠的理論觀點，本系學者近年研

究即企圖透過東亞的全球都會及城市鏈結之分析，重構全球城市之理論及內

涵。

2. 城市與區域治理機制：在結合發展研究與都市與區域研究方面，本系學者以

後毛時期中國為案例，提出政治與經濟不對稱的分權 (asymmetric

5

decentralization)的觀點，為晚近(城市與區域) 創新治理機制做出見解。

3. 臺灣社會文化地理學發展之反思性解讀：對於社會文化地理學在台灣學界的

邊緣地位進行脈絡性檢視，並為出路提供見解。

4. 全球化遷移研究—澳洲之亞洲移民：80 年代至今，澳洲的亞洲移民已成為全

球受矚目遷移景觀，本系學者以大量臺灣移民為訪查對象，分析了遷移行為

的區位選擇及居住偏好問題。

（三）技術領域：

4. 空間決策支援系統之研發：將多準則評估方法與 GIS 相結合，提供複雜環境

問題的客觀性決策機制。此外，利用 Internet 環境，開發群體空間決策支援

系統架構，並整合 AHP 多準則評估方法與網路 GIS 於此一架構中。

5. 第二代智慧型 GIS 技術之研發：嘗試將類神經網路、模糊邏輯、及遺傳演算

法等人工智慧技術，與 GIS 技術整合，並探討其應用能力。

6. 土地利用變遷及經濟發展階段之對應研究：分析福建及臺灣的耕地變遷，發

現由於相似的生物物理及文化條件，即使經濟發展有著時間延遲(約 15-20 年

落差)，在相對應的發展階段依舊顯現出類似的耕地變遷型態。

（四）環境資源經理領域：

1. 出版第一部以地理學整合式研究觀點探討廣泛「台灣環境資源問題」的英文專

書。除了對「環境資源研究」、「永續發展議題」提出若干觀點與見解供學

界與實務界廣泛討論，更重要的貢獻在於以專書形式，將臺灣環境經驗提升

到國際層次，與國際學界接軌。

1.3 未來願景

本系在學術研究上，以發展成為為亞太地區「永續科學」之學術重鎮為願景，此乃基

於以下三種學術發展利基與區位優勢：

首先，在全球化的發展趨勢下，台灣正位於經濟最具動態的太平洋區之重要區位。二

6

十世紀下半葉，在全球的經濟與空間分工上扮演重要的代工基地，而二十一世紀，中國崛

起的全球經濟效應顯著浮現，台灣也因兩岸特殊的政治關係與歷史文化關聯，而在世界的

政經舞台上，面臨快速轉型的挑戰。因此，自1960年代至今，台灣在政治、經濟、社會、

文化等人文社會層面的發展，與相應的都市與區域之空間發展，是全球快速發展與變動區

域—也就是後進國—的重要案例。

不僅如此，人類社會快速的工業化與都市化，對石化能源的過度與不當使用、二氧化

碳過度的排放、土地過度開發…等，產生對各類環境系統快速的衝擊與變遷，為求因應之

道，更使全球環境變遷及其相關研究，特別是在人類安全與環境治理方面，具有發展的迫

切性。台灣，因為自然環境的多樣性與災害的頻仍度，也成為環境變遷與環境治理重要的

實驗室。

上述的地理與環境特性，其實也定義與建構了本系主要研究領域在世界的潛力與研究

定位。鑒於台灣位於太平洋島鏈的區位特性，本系重要之研究領域，也採取以台灣作為亞

太區域之節點特性，發揮網絡化的(networked)國際學術經營策略，期本系成為特定重要研

究領域(詳下圖)在亞太地區的研究節點與窗口。

資資源源能能源源短短缺缺

全全球球環環境境變變遷遷

經經濟濟全全球球化化

全全球球經經濟濟整整合合

土地利用與覆蓋

變遷及國土監測

全球化、社會變遷與

產業轉型之空間研究

人類安全與國土

及區域永續發展

環境變遷與

環境治理重要實驗室

亞太地區的

研究節點與窗口

全球快速發展與

變動區域重要模式

發展利基

邊際區域島嶼研究城市區域

焦點區域

7

圖一地理環境資源學系學術短中期發展定位


近年來，台灣大學在社會殷切的期盼與自我的高度期許下，以進入世界前一百大作為

目標，除教學卓越外，更以研究卓越作為提升的重點。對於本系發展而言，主要任務就是

秉持嚴肅與認真的態度，以最快的速度提升學術與研究水平。過去這多年來，本系在社會

服務（政府部門顧問諮詢與委託研究）、在中學師資培育及大眾環境教育、在引進及發

展新興產業上（特別是GIS產業）都小有成果，並備受社會的肯定，但在學術發展與科學

研究上，多默默耕耘，並不具足夠的能見度。因此，在研究發展上，我們要以「提升系所

研究成果在亞洲地區及世界的能見度」為目標，特別要強化以下幾個發展重點：（一）高

山與海岸地形之監測與模擬、（二）災害之環境與社經衝擊、（三）沿海地區的土地利用

變遷、（四）原住民與傳統領域發展、（五）東亞全球城市、（六）高科技地區及其連結。

並以強化國際合作及積極參與和主辦國際學術會議為手段，來快速累積研究及出版成果，

跟隨學校追求卓越的腳步，進一步提升本系的研究與教學水準，期能擠身亞洲一流地理系

的目標，未來更以國際知名地理系為自我期許。

本系由因是一跨領域學科，涵蓋人文社會、地球科學、環境科學、與地理資訊科學，

在研究發展上，雖然具有當今世界對於跨領域學科的需求之利基，然對於跨領域研究所需

的高階之研究設備卻相當闕如，純然被當之以基礎的人文社會科學視之，其實無法發揮跨

領域介面的學術研究優勢。例如，國土監測是本系自然地理研究與地理資訊技術研究的學

術發展研究的重點之一，其研究基礎對於當今人類安全與防災、環境治理、與永續發展的

人文社會面研究與應用息息相關，但由於缺乏高階與完備的軟硬體設備與足夠的空間，尚

無法整合國內各政府與學術研究監測資料，以作更具科學性分析基礎，及以更具全觀性與

整合性的角度，來發揮本系在環境治理與永續發展的國際學術研究潛力與能見度。此外，

由於近年來本系專任教師屆齡退休人數有漸增的趨勢，因此如何有效補足教師人力，以大

力提升未來學系在學術發展上之研發動能發，也為本系向上躍升的重要關鍵。

貳、改善教學品質

2.1 計畫目標

本系未來在研究與教學方面的改善計畫，主要是集中於相關基礎設施，希望這些軟、

硬體的提升，可以增進研究成果的產出，並且進一步將相關的研究成果發表於國際期刊。

此外，將這些研究的成果也應用於教學方面，不僅可以增進教學內容的豐富度與深度，更

可以讓學生瞭解相關領域目前發展的成果。

8

本系專業領域的提升之重點在於國土變遷與監測領域。該領域之發展由經濟建設委員

會支持，已於去年於本系館設立國土監測中心。本系也進一步構想，在未來的地球科學園

區，設立屬於台灣大學的國土監測研究單位，持續在國土監測領域發展。

去年蒙院補助所採購的3D雷射掃描儀，已於本系國土監測中心在監測大甲溪上游地區

崩塌地動態，以及同為邁向頂尖大學計畫之另一分門都市化、災害與永續城市治理計畫，

於研究區基隆河流域之影像資料擷取中，扮演要角。另外，也有日本金澤大學博士後研究

員及本系大學部同學，藉由該設備來進行泥岩地區沉積物研究，以及執行大專生國科會研

究計畫。藉由本計畫之補助，本系已逐步拓展於國土監測領域上的研究能量。

高階的前端儀器設備，唯有能相匹配之後端資料處理能力，才能整體並充分地發揮研

究能量。就此，本年度計畫將以後端資料處理能力為基礎，輔以週邊設備的擴充，來使本

系國土監測與變遷的專業能量愈臻成熟。


為了達成上述目標，本系研擬未來進行以下各項基礎研究與教學設施之增設與改進計

畫，希望在執行之後能有效提升本系的研究與教學能量，使本系的發展更臻健全與蓬勃。

目前主要的焦點在於「國土變遷與監測」，包含：人類安全、土地利用、環境污染、自然

災害與地形變遷等研究議題。未來三年專業領域的發展目標，將延續去年之計畫成果，持

續由過去兩年的教學設備提昇轉為研究設備昇級與相關研究人員及學生之專業能力培訓

機會，特別是在國土變遷與環境監測技術及分析的專業領域能力提昇。

因此，本計畫延續上一年度所擬定之三項執行策略與執行方案，以提升本系在此方面

之教學與研究能量，分別是：（1）國土變遷與監測資料系統整合與分析、（2）不同環境

介質之物化特性分析、（3）現地遠距即時蒐集資料系統。期望透過這三項計畫的執行，

為本系未來發展奠定良好的基礎。不同於上一年度，本年度計畫將以後端資料處理能力為

基礎，輔以週邊設備的擴充，來使本系國土監測與變遷的專業能量愈臻成熟。

9

圖二地理環境資源學系「國土變遷監測」與相關領域之關係圖

氣候

水文地形

國土變遷與監測

人

類

安

全

土

地

利

用

環

境

污

染

自

然

災

害

地

形

變

遷

現場∕及時基礎資料收集野外現地觀測，以自動監測站或現地測量地形變遷，收集氣象、水文與地形等資料

環境監測資料整合與分析系統

（地理資訊中心執行）

（在自然地理實驗室進行）

環境介質物化特性分析

10

2.2.1 計畫採購之設備

1. 後端高階處理器—超級電腦

雖然本系已經購置完整的野外調查精密儀器以及龐大的空間資料庫，但要達到以上所

述跨尺度全面性自動化精確分析以及有效率的大尺度監測，在電腦計算能力、軟體與物理

化學分析設備仍須再加強：

電腦硬體設備：以目前的情形而言，龐大的影像及數值資料通常需要使用叢集電腦系

統（cluster）來做並行處理（parallel processing），但此一設備最大的缺點在於需要較寬敞

的空間放置機器，並且需要空調系統做恆溫控制。此意味著這設備耗電量龐大且其他相關

有形與無形的成本相當可觀。所幸最近由國內電腦大廠ASUS研發出之全球最快速的個人

超級電腦（ASUS ESC1000），在配合穩定的Linux作業系統後，將可勝任叢集電腦系統所

應負荷之龐大計算工作量。

圖三超級電腦外觀

2. 中階與教學用GPS

本系現有GPS，為單純GPS接收器，需使用PDA連接讀取座標資料，該GPS附加軟體

11

僅能於PDA顯示座標，無法儲存及匯出GPS的資料，且操作方式無法記錄連續軌跡，過去

於課程使用時均需再另抄寫座標資料，使用上較不便。建議購置的專業的掌上型GPS，不

論從事於資源調查、探勘、考古、環境保育的專業研究皆需要能精確定位、系統穩定的設

備，機體設計防水且能單手操控，功能包含GPS定位、電子羅盤及氣壓式高度計，再輔以

具備道路交通規則屬性之電子地圖資料庫，達到（turn-by-turn）建議路線規劃的導航功能，

GPS記錄的資料能立即匯出，與Google Earth直接結合使用。因此本年度計畫採購包括1台

精度較高(30~60公分)的trimble GeoXH 及20台提供學生實習操作的Garmin 60CSX。

國四 trimble GeoXH與Garmin 60CSX

3. 國土變遷即時監測與成果展示

本系於97年成立「國土監測中心 (Land Monitoring Center)」，積極朝向一個能整合多

重資源的研究單位努力，並參考國際社會與先進國家的研究機制，以最先進科技統整國土

監測、環境安全與永續發展，冀由引進高階儀器及尖端技術，提供國內相關產官學研單位

在環境監測、災害防治與國土永續發展議題上，資訊交流與合作研究的平台。國土監測中

心目前已累積相當多的監測資料與研究成果，本年度計畫採購即時監測與成果展示用設

備，包括LCD螢幕與工業電腦及展示軟體。

4. 3D雷射掃描儀支架與相機

本系於98年度採購3D雷射掃描儀做為地形變遷與國土監測等相關研究，在3D scanner

的掃瞄成果內，除了空間座標外，亦含有掃描器內建相機的彩色影像資料，然而掃描器內

建的相機，僅能供掃瞄時的方位辨識參考，不足以負擔重建模型時的外觀資料需求。故本

年度擬再添購對應3D雷射掃描儀的相機及支架，以取得更高品質的影像來源，便可以將重

建模型的品質提升至接近實物的層次。例如在都市化、災害與永續城市治理計畫中以高解

析度影像搭配3D數位資料，將更有助於計畫研究區基隆河河景之重建。

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圖五 Leica 3D 雷射掃描儀專用相機支架

2.3 執行時程

計畫預計以三年的時間執行，目前已進行到第三年，進度包括儀器採購、資料收集處理，以及相關人員訓練。本計畫已於 97 年度添購「含 GPS 全測站電子經緯儀」（Total Station含 GPS 衛星接收儀）儀器，於 98 年度採購 3D 雷射掃瞄儀（3D Lidar and digital camerasystem）。本年度將採購設備如下。

表二本年度採購項目及設備一覽表

項目規格數量單價金額

超級電腦 Asus ESC1000 (Intel LGA1366

Xeon W3580 3.33GH 相同或以上

等級

1 680,000 680,000

中階 GPS Trimble Geo CE 相同或以上等級 1 298,000 298,000

教學 GPS Garmin 60CSX 相同或以上等級 20 15,000 300,000

一樓大廳國土監

測成果展示螢幕

52 吋 LCD 螢幕相同或以上等級 2 88,000 176,000


測成果展示用工

業電腦

Core 2 Duo (SYS-7W7143-4A52)

相同或以上等級，含軟體

2 50,000 100,000

國土監測中心監

測與展示螢幕

42 吋 LCD 螢幕相同或以上等級 4 40,000 160,000


測與展示用工業

電腦

Dual Intel® Xeon 2.0GHz

(SYS-2U2000-5S01) 相同或以上等

級，含軟體

1 100,000 100,000

3D 雷射掃描儀

相機支架

Leica Geosystem 專用配件 1 25,600 25,600

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3D 雷射掃描專

用相機

CANYON digital EOS-350D full

frame cameras

1 96,000 96,000

合計 1,935,600

2.4 經費需求

上述計畫，97 年度經費需求約新台幣二百萬元，已執行完畢，其中申請補助經費一百五十萬元，本系支付配合款五十萬元；98 年度經費需求約新台幣五百八十萬元，其中擬申請經費二百五十萬元，本系支付配合款三百三十萬元。合計兩年度總經費共七百八十萬元。詳細經費項目請參閱下表。

表三提升學術領域全面提升計畫--專業領域計畫經費需求表單位：元

經費項目

年度經常門資本門合計

97 50,000 1,000,000 1,500,000

98 0 2,000,000 2,000,000

99 0 1,500,000 1,500,000

總計 50,000 4,500,000 5,000,000

其中 99 年度各設備經費需求如下表，總計 1,935,600，不足部分由本系支付配合款。

表四 99 年度經費需求表

單位：仟元

項目細項預算計算方式說明

小計

經常門人事費 0 0 0 0國外差旅費 0 0 0業務費及其他

0 0 0

資本門設備費超級電腦 680總計畫經費需 1935.6，不足部份共計435.6 由本系支付配合款。

1,500中階 GPS 298

教學 GPS 300


測成果展示螢幕

176

14


測成果展示用工

業電腦

100


測與展示螢幕

160


測與展示用工業

電腦

100

3D 雷射掃描儀

相機支架

25.6

3D 雷射掃描專

用相機

96

圖書費 0 0 0合計 1,500


表五經費需求總表單位：元

年度項目細項預算小計補助及申請經費

97年度

經常門

業務費及其他

電腦耗材及儀器維修 500,000 1,500,000

1,500,000資本門

設備含ＧＰＳ全測站電子經緯儀」（Total Station 含 GPS衛星接收儀

1,000,000

98年度

經常門

業務費及其他

- 0

2,000,000 2,000,000資本門

設備 3D雷射掃描儀(Leica ScanStation II)

2,000,000

99年度

經常門

業務費及其他

- 0

1,500,000 1,500,000資本門

設備超級電腦等設備，詳表二 1,500,000

合計 5,000,000

註：1. 各年度計畫經費補助不足部份由本系支付配合款。2. 97, 98 年度已執行完畢。

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上述三項計畫中，「國土變遷與監測資料系統整合與分析」預計由本系「地理資訊研

究中心」負責總體規劃與執行，而本系由相關地理資訊領域之教師所組成的「地理資訊委

員會」，以教學與研究所需的角度，管控整體執行進度與相關成效評估。

「不同環境介質之物化特性分析」與「現地遠距即時蒐集資料系統」預計由管理實驗

室的技士負責結合自然地理相關領域教師，規劃與搜索在該領域之所需儀器，並且邀集相

關廠商進行展示與實地操作，瞭解各項儀器之優劣，據此開出適合的規格進行各項採購作

業。該項計畫預計由本系之「課務委員會」進行監管與查核。希望計畫執行能確實合乎在

自然地理方面教學與研究之所需。


5.1 評鑑方式

在三項計畫中，國土變遷與監測資料系統整合與分析計畫中的「籌建地圖、航空照片

與衛星影像資料庫」與「地理資訊中心電腦與軟體更新計畫」的評鑑方式是以計畫執行中

與完成後，列入資料庫之影像資料之項目多寡，以及利用該項計畫完成之研究案與教學科

目的數量，最重要的還有相關的論文發表。

「不同環境介質之物化特性分析」與「現地遠距即時蒐集資料系統」的評鑑方式是該

計畫執行後，運用該計畫所採購之儀器所進行的研究案數量增加量，以及使用這些儀器授

課之課程數與學生數。預計執行進度如表四。未來將每 3 個月一次進行自評紀錄。

表六經費執行進度百分比

項目時程預估經費執行進度百分比

預估計畫執行進度百分比

設備規劃、詢價與採購 99/1~99/3 0 30%

設備採購 99/4~99/6 30% 60%

設備測試與驗收 99/7~99/9 40% 100%

課程與研究使用 99/9~99/12 100% 100%

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5.2 評鑑範圍

本次所提之三項計畫評鑑範圍，其中「國土變遷與監測資料系統整合與分析計畫」預

計的評鑑範圍包括資料庫軟體、伺服器、地圖、航照與衛星影像等資料，以及 ARC GIS、

IMAGINE 等專業軟體之採購與安裝，並且更新部分電腦設備，使其能支援相關的研究與

教學任務。

「不同環境介質之物化特性分析」與「現地遠距即時蒐集資料系統」預計的評鑑範圍

包括相關儀器與設備採購，並且完成操作人員訓練工作。

5.3 評鑑指標

「國土變遷與監測資料系統整合與分析計畫」的評鑑指標在資料部分需完成掃瞄與校

正工作，具備大地座標（67 或 97 座標系統），以便提供研究與教學使用；在硬體設備與

資料庫軟體方面則是可以容納上述各種資料並且可以針對教學與研究等需求提供服務。在

教學方面凡是與地理資訊、遙感探測、全球定位系統、國土監測、自然環境調查與分析相

關的課程與研究均可使用該系統所提供之資料與服務。

「不同環境介質之物化特性分析」與「現地遠距即時蒐集資料系統」預計的評鑑指標

包括提供所有自然地理課程與實習之操作，以及相關研究之所需。

(附件 14)

國立臺灣大學理學院海洋研究所



計畫主持人: 喬凌雲電話: 33661388(99) e-mail: [email protected]

連絡人 : 林佳瑩電話: 33661600 e-mail:[email protected]

日期 : 民國 98 年 11 月 10 日

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目錄

壹、海洋研究所現況之自我分析及評估....................................................................................... 21.1 學系簡介 ................................................................................................................................. 21.2 學系研究現況 ......................................................................................................................... 21.3 未來願景 ................................................................................................................................. 31.4 發展面臨之問題 ..................................................................................................................... 3

1.4.1 招生來源窄化與限縮 ........................................................................................................ 31.4.2 各分組次領域缺乏互動無法整合宏觀海洋視野 ......................................................... 3

貳、增進研究能量 ........................................................................................................................... 42.1 計畫目標 ................................................................................................................................. 42.2 執行策略與執行方案 ............................................................................................................. 4

2.2.1 持續海洋通識教育改善 ................................................................................................. 42.2.2 強化海洋沈積及海路交壤之海岸地質研究 ................................................................. 42.2.3 增進海洋沈積作用與天然氣水合物形成之碳循環研究............................................. 5

2.3 執行時程 ................................................................................................................................ 62.4 經費需求 ................................................................................................................................. 6

伍、績效評鑑機制 ........................................................................................................................... 65.1 評鑑方式 ................................................................................................................................. 65.3 評鑑指標 ................................................................................................................................. 7

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壹、海洋研究所現況之自我分析及評估1.1 學系簡介

海洋研究所成立於民國五十七年，至今已逾四十週年，為國內培育海洋科學研究人才之教學單位中歷史最為悠久者，設立的目的不但是要為國家培育海洋專業人員，更重要的是匯集海洋物理、化學、地質、地球物理、生物和漁業各方面的人力對台灣四周海域作全面性的調查和研究，為我國瞭解與保護海洋環境，開發海洋資源，保育海洋生態，善盡學術研究與社會服務之責任。

本所目前有專任教師 31 位，待聘教師 4 位，與中研院合聘 3 位，兼任 6 位。設有碩士班和博士班，研究生包括碩士班及博士班，98 學年度共有 158 人。教學研究領域分為四大範疇：海洋物理、海洋化學、海洋地質及地球物理、海洋生物及漁業。除設有前述之四組外，尚有大型研究船「海研一號」以及管理研究船之船務室及支援海上探測之部門(直屬理學院貴重儀器中心之海洋探勘組)；更在國科會海洋學門支助下維持國內目前最具規模的海洋資料庫之一，均全力配合師生教學研究需要，由所長協調運作。

1.2 學系研究現況海洋所近年來在努力追求卓越的研究表現，2004-2009 年共發表了 307 篇 SCI 論文

(詳如表一)，近六年的研究經費如表二，海研一號研究船 96 年度實際出海天數為 233天，97 則為 224 天；貴儀中心 96 年度經費：40,016,000 元，97 年度經費：43,446,000元，98 年度經費：45,813,000 元，另爭取獲得船載觀測儀器汰舊精進計畫 12,000,000元，並於執行綠島海域周邊環境暨海流狀況調查計畫中爭取研究船發電機更新經費15,000,000 元並已完成細部工程進行測試。「海研一號」研究船平均每年出海超過 220天，其中大部份為執行國科會補助之專題研究計劃，為全國各大專院校服務。

中心人員編制現有技術員 8 人，負責維修及保養相關儀器，且提供操作技術及專家諮詢。歷年來已出版各種工作報告及技術手冊，並提供船上人員技術訓練，以提昇其操作技術。海洋研究船貴重儀器使用中心成立多年來，已成為海洋科技發展與技術支援不可或缺之單位，其重要性自不待言。

表一、論文質與量的提昇Science &Nature

15 % SCI論文

40 % SCI論文

其他 SCI論文

總數

93 年 0 15 15 20 5094 年 0 17 11 8 3695 年 1 16 17 27 6096 年 0 15 16 22 5397 年 1 13 18 20 5198 年 0 19 15 23 57

3

表二、近六年研究計畫及計畫總金額統計表單位:元

年度

研究計劃合計國科會計劃建教合作計劃

件數金額件數金額93 31 88,144,108 27 73,141,315 161,285,423

94 36 77,998,000 20 51,651,800 129,649,800

95 37 91, 692,000 24 50,194,422 141,886,422

96 32 105,871,700 25 62,879,031 168,750,731

97 34 154,508,600 26 139,669,679 294,178,279

98 35 118,706,000 27 113,285,863 231,991,863

備註 :1. 國科會計劃之金額包含貴儀中心計畫2. 建教合作計畫包含農委會計畫3. 93-94 年海科中心不列入本所計畫4. 95-96 年海科中心重新列入本所計畫

1.3 未來願景1. 師資年輕化並逐漸趨向年齡階層比例健康化。

2. 鼓勵跨領域研究團隊，掌握新興優勢領域及發展宏觀海洋視野。

3. 改善並增加及強化海洋相關的專業通識課程。

4. 籌建新研究船以及研議海研一號功能強化及延役的規劃。

1.4 發展面臨之問題1.4.1 招生來源窄化與限縮海洋科學是一門綜合性的應用科學，海洋所成立之初招生的對象主要來自數學、物理、化學、生物及地科等基礎科學訓練完整的大學部畢業生，因此當時並沒有規劃大學部的成立。近十數年來台灣高等教育快速發展，以少數產業需求為標的，分工日趨細瑣，其實與高等教育基本宗旨頗有扞格。影響所及，大學部各學系均有自己的碩、博士班成立，海洋所因此逐漸面臨學生來源不確定的困境，學生素質也因而逐年降低。為了克服這個問題，本所首先從加強海洋通識教育，提供普識性正確認識海洋以及介紹海洋研究與實務工作的諸般挑戰與有趣的面向，以至於做為事業生涯規劃的潛在可能著手。九十學年度即已規劃設置「海洋科學學程」，兩年前復詳細規劃成立「海洋事務學程」，希望藉此能夠吸引優秀並對自然科學有興趣的學生投入海洋相關的專業領域。此外，98 學年度成功創辦暑期大專生工作坊(summer program)吸引近 50 名優秀大專生報名並錄取 15 位實際參與各實驗室研究工作，自我創造有志海洋之大專同學間之能見度，嗣後其中參與同學確有若干因此報考本所，以海洋為職志。

1.4.2 各分組次領域缺乏互動無法整合宏觀海洋視野另外本所依研究領域不同分為四個獨立組，過去的發展顯示各組之間的互動明顯不足。但跨領域研究已成為科學界發展的主要趨勢，海洋科學更應是無領域分野的學

4

科，所以未來我們應善用已有的海洋物理、海洋化學、海洋地質及地球物理、海洋生物及漁業等完整架構，積極進行科際整合，再配合本所過半數教師都將進入退休，未來新聘師資應更能朝向跨領域整合發展。


計畫目標分為下列三項：(1) 持續海洋通識教育改善(2) 強化海洋沈積及海路交壤之海岸地質研究(3) 增進海洋沈積作用與天然氣水合物形成之碳循環研究

2.2 執行策略與執行方案2.2.1 持續海洋通識教育改善

本所開授「海洋科學概論」及「海洋環境概論」兩門大學部通識課程，每年有 1600人次修習。執行通識教育課程改善計畫後，教學更有系統、更生動活潑，也更能激發學生學習興趣，讓教師的教學更得心順手，進而提升教學品質。現已先將「海洋環境概論」的課程大綱上網，方便學生於網路上抓取資料，有助於學生課前準備及課後複習。也因有增加人力協助，教師可出問答題的試題，讓學生發揮其對課程的理解與組織能力，藉此評估學生的學習成效，作為往後檢討改善的方向。在本所規劃大學部成立前，將陸續更新及補充更多的通識課程教學資料，豐富課程內容。

2.2.2 強化海路交壤之地質－持續並改善觀測解析研究台灣西南沿海之海底湧泉對於海陸交換作用之影響

海底湧泉（submarine ground-water discharge；SGD）系統對於輸送營養鹽至沿岸水體扮演著重要的角色。一般而言，地下水中的營養鹽濃度（並且主要以硝酸鹽與氨離子型態存在）遠高於地表水，而且可能引發沿岸水體的藻華現象（如赤潮等）。由於沿岸 SGD 位置的確定十分困難，長久以來並未受到足夠的重視。審慎評估現今前緣新技術與方法中，以美國地質調查所伍茲霍爾科學中心（USGS Woods HoleScience Center）與伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution,WHOI）及佛羅里達州立大學 Burnett 教授所開發的連續氡氣測量系統最受屬目，並已成功的應用在現場 SGD 系統調查工作中。岩石中的鐳同位素經α蛻變後生成氡同位素，其中 226Ra 蛻變成 222Rn，而 224Ra 蛻變成 220Rn。由於氡屬惰性氣體，會從岩石系統逸出並進入地下水系統，而且氡氣的化學特性使其在水體中不易離子化也不容易與其他物質反應。因此，氡氣於地下水系統中唯一的移除機制為其自身的放射性蛻變，加以 222Rn 的半化期僅 3.8 天而 220Rn 的半化期更低至 54.6 秒，導致大部分地下水系統中的氡會達到活度平衡狀態。氡在地下水中的高濃度使其成為地下水研究中常用的示蹤劑，特別是相對於海水中的低 222Rn 濃度，地下水中的高濃度 222Rn成為鑑識 SGD 系統的良好指標。海洋學家對於海水中 222Rn 與 220Rn 的研究雖然行之有年，但舊的分析方法多藉由閃爍計數法以 Lucas cell 進行計測，但由於其計測效率甚低，分析過程十分耗時耗力。近年來新開發的氡氣計測系統結合 Durridge 公司生產之 RAD7 攜帶式氡偵檢儀及 RAD AQUA 連續水中氡氣監測系統並配合衛星定位系統，可大範圍、快速的進行海水中氡氣比活度的空間製圖工作。

過去幾年來在台灣西南海域的調查工作中，我們發現在枋寮峽谷頂部至枋山間的變

5

頻聲納剖面出現 Pockmark 地形，判斷應與 SGD 系統有關。雖然過去曾有文獻報導指出台灣沿海地區存在 SGD 系統（Chen et al., 2005; Peng et al., 2008），但大多針對近岸可利用潛水人員從事調查工作地區進行研究，而無法大範圍調查 SGD 位置及其影響範圍並進而評估其對近海海域生態系統之影響。另一方面，調查工作顯示枋寮峽谷至枋山之間的海床上存在著一系列的正斷層，而這些正斷層是否為 SGD 系統的通路？而此區域的 SGD 系統是否可能延伸至枋寮峽谷頂部？此一系統是否與上次冰期殘留之地下水系統有關？而枋寮海底峽谷附近海域地層中一系列的液化現象是否與 SGD 系統有關？此一 SGD 系統的存在是否為造成海床沉積物崩塌的潛在因素？種種疑問都有待進一步的研究澄清。根據國外過去十年來的研究結果，顯示222Rn 的測量工作是 SGD 調查工作中不可或缺的示蹤技術。

今年本研究室首先引進一套 RAD7 及 RAD AQUA 系統，並於十月利用海研三號成功的完成海上組裝及實測工作。由於目前僅有一部 RAD7 隨船量測，每一筆記錄約代表 1.2 公里航線上的平均值，其解析度仍嫌粗造無法精確指出海底湧泉之確切位置以供後續採水進行地化分析工作。由於 RAD7 具有可隨船連續記錄，且測量期間可同時搭配其它隨船或尾拖設備同步進行調查工作，不會造成工作人員額外的作業負擔，甚至可進一步組裝成隨船設備對於水深 50 公尺以內海域進行探測。因此本年度希望藉由本計畫擴充 RAD7 設備，以增進隨船表水氡氣測量資料的解析度。

2.2.3 增進海洋沈積作用與天然氣水合物形成之碳循環研究

在本所同仁從事之海洋沈積物與天然氣水化合物的相關研究課題中，海洋沈積物

之孔隙水和沈積物中均富含無機碳和甲烷等成分，其穩定碳同位素組成是探究其來源與作用的重要依據。為增進海洋沈積作用與天然氣水合物形成之碳循環研究，因

此欲申請購買『連續流進樣介面』，做為連接『氣相層析燃燒儀』與氣體同位素比值

質譜儀的進樣介面，配合本校地質科學系同仁添購『氣相層析燃燒儀』，即可進行二氧化碳、甲烷和各種揮發性碳氫化合物之碳同位素分析。

『連續流進樣介面』是現階段氣體同位素比值質譜儀所採用的最佳進樣介面，由於透過此介面分析所需的樣品量大幅下降，因此過去十數年間應用領域大增，技術也

漸趨成熟，對於分析微量氣體的同位素組成而言，更是不可或缺的工具。『連續流進

樣介面』是連接各種樣品處理系統與氣體同位素比值質譜儀的關鍵部分，可應用在氫、氧、碳、氮、硫等各種穩定同位素分析系統中。目前『連續流進樣介面』的設

計與功能已達多功能性，可以同時連結數台樣品處理系統於同一台同位素比值質譜儀，達成質譜儀使用之最大效能。

『氣相層析燃燒儀』連結『連續流進樣介面』可用於分析甲烷和各種揮發性有機物之碳同位素組成，其應用性甚廣，包含地球科學、石油探採、生態學、生化

科技、食品工業等領域，都有其可應用之處。『氣相層析燃燒儀』可分離各種氣態、

揮發性物質，並在分離後逐一燃燒為二氧化碳，再經由『連續流進樣介面』調整進樣訊號後送入質譜儀，得到精準度極佳的同位素組成，以相對便利的方式達成特定

組成之同位素分析。目前國內地球科學界僅中油公司探採研究所具備此一分析儀器技術，實在不敷所用。尤其近年來天然氣水合物探勘、生質能源開發、二氧化碳封

存等重要議題，都牽涉甲烷、二氧化碳與各式有機化合物的研究，這些成分的碳同

6

位素組成，自然是相關研究所需之重要資訊。對於本所執行中的天然氣水化合物研究計畫和海洋沈積物之碳循環相關研究，均有莫大助益，因此本系統的設置將可提

供本所與本校同仁從事相關研究的分析需要。

2.3 執行時程計畫項目(2) 預計於下年度三月前購進 Durridge 公司生產之 RAD7 攜帶式氡偵檢儀，期望在三月底前完成儀器基本測試及多機串接工作。隨後利用三月底的地質組學生實習航次及四月的國科會計畫航次，一方面以海研一號之變頻聲納系統訓練學生辨識海床上各種地質構造（如 pockmark、斷層等），另一方面利用 CTD 操作之示範教學機會於可能出現 SGD 位置進行採水並利用多部 RAD7 搭配已有之 RAD AQUA 附件進行氡氣測量工作，並藉此機會讓實習學生瞭解 SGD 系統中的海水特性（溫度、鹽度、溶氧及營養鹽等化學參數的變化及氡氣活度的差異），期望於 2009 年底前完成系統整併及海上測試工作。在此期間，RAD7 系統將搭配 RAD H2O 及 SOIL PROBE 附件進行高雄、屏東地區地下水中氡氣的測量工作，以利日後與 SGD 系統氡氣活度進行比對，並整合資料以陸上與海域地下水系統間的關連性。計畫項目(3)則預計於下年度三月前完成『連續流介面系統』採購，四月進行，『連續

流介面系統』裝機，並於五月連接『氣相層析燃燒儀』以及六、七月測試標準氣體，

八、九月測試標準揮發性有機物及後續的環境樣品分析。

2.4 經費需求表三、經費需求表單位：元


經費執行進度累積百分比


經常門人事費

人事費(臨時工)(協助教學、製作投影片、改作業及試卷等)

140,000 1000 x 145 (人次)= 140,000

200,000

業務費及其他

差旅費(含租車、船費等)（拍攝沿海及河川沿岸環境，製作上課教材）

60,000

資本門設備費RAD7 攜帶式氡氣偵檢儀及其附屬設備

400,0001,300,000

連續流進樣介面 900,000

合計 1,500,000

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月次

工作項目

第一季第二季第三季第四季

經常門

人事費與業務費25% 50% 75% 100%

採購 RAD7 攜帶式氡偵檢儀及其附屬系統 100%

建置『連續流進樣介面』做為連接『氣相層析燃燒儀』與氣體同位素比值質譜儀的進樣介面

50% 75% 100%

本所將於計畫執行期間，在每一季結束前，依上列工作項目自我檢討計畫經費執行進度。

5.3 評鑑指標

海洋所學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表


95 年 96 年 97 年 98 年 99 年

國際化

就讀學位國際生數 2 2 2交換國際學生數經簽約且含有計畫經費之國際合作計劃件數

1 1


1,500 1,500

英語授課課程數 0 1 4 4 4重要國際會議主辦數 2 3 2 5 4國外學者來訪人次

14 23 2724(含大陸學者)

24


19 22 29 16 16


專任教師人數(註) 31 32 34 34 34國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數

60 53 51 57 57

國際重要期刊編輯人數 1 2 1國際重要學會會士 1 1 1 1 1國內外院士人數國內外重要獎項累計國科會計畫件數 37 32 34 35 35國科會計畫金額(仟元) 91,692 105,871 154,508 118,706 118,706

8

國科會以外政府計畫件數

17 21 19 21 17

國科會以外政府計畫金額 (仟元)

38,872 61,049 110,908 103,037 50,000

財團法人計畫件數 3 1 3 0財團法人計畫金額(仟元) 5,914 600 21,247民營企業計畫件數 4 3 4 6 4民營企業計畫金額(仟元) 4,658 1,230 7,515 10,092 7,515國內專利數 1 1 1 1 1國外專利數 1 1 1 1 1

註：含與中研院合聘教師。

1

（附件 15）台大邁向頂尖大學學術領域 2009 全面提升（增進研究能量）計畫提

案

提案人：王立義、張玉明、張之威

2.1 計畫目標加強本中心公共儀器之功能性，提供各研究群組技術支援，並提昇本中心在太陽光電能源

方面拔尖之研究，及發展具單原子質量解析度之奈米質譜儀。

2.2 執行策略與執行方案（一）太陽光電能源研究

有機太陽能電池由於具有價格低廉及製備簡易的優勢，因此一直被認為極具潛力

來提供低污染且便宜的能源需求，彌補因石化原料日益匱乏而產生之能源短缺。然而

該等電池之能量轉換效率仍還偏低，有賴進一步提升元件之短路電流與開路電壓，方

有商品化之可能。最近發表之文獻指出，當電子受體與予體摻和在一起時，二者在其

介面會進行 ground-state interaction 而產生 charge-transfer complex，並且，元件之開路

電壓與生成之 charge-transfer bands 息息相關。此一結果打破以往認為僅能藉由調

整電子予體之 HOMO 與受體之 LUMO 能階以增加開路電壓的觀念，亦提供了藉由介

面調控及分子結構設計來有效提升電池效率的途徑。

本中心研究人員目前參與多項整合型太陽光電能源方面之研究，包括：

「 Development of efficient solar cells with nanostructure- and interface-controlled

photovoltaic processes」、「開發大面積效率長壽命混成太陽能電池及其成品製作程序」、

「低維度奈米材料於能源之應用」等，執行至今成果豐碩，並藉以建立共同使用之無

塵室及元件製備與量測系統。本計畫擬擴充已由先前計畫購置的螢光量測儀為時間解

析螢光光譜量測系統，可供深入探討受體/予體介面之光電特徵，進而提昇本中心在太

陽光電研究之質與量。

「時間解析螢光光譜量測系統」，將由以下儀器設備組成：(1)激發光源(2)分光光

譜儀(3)偵測系統(4)控制軟體。

（二）發展具單原子質量解析度之奈米質譜儀

本計畫將研發利用高頻的奈米機電元件研製具有單原子解析度的奈米質譜儀。過去數

年，經由本人與合作者的努力，我們首次達到了具有質量解析度達 10-18 克的質譜儀。此記

錄並在短短三年內被不斷刷新，目前世界記錄已經到達了小於單個金原子質量的解析度。

更重要的是此種新型的質譜儀不需要倚賴游離原子或分子來偵測質量，因此對於物理、化

學、生物甚至醫學等領域都具有極佳的應用潛力。可惜的是，目前這個領域仍有兩大挑戰

2

需要克服：（一）、奈米機械元件的耗散因子(1/Q)隨著尺度變小而增大：此一現象嚴重影響

到奈米機械元件的質量解析度。（二）、偵測的有效面積隨著奈米機械元件的尺度變小而縮

小：雖然奈米機械元件的共振頻率隨著尺度變小而增加，因而質量的解析度也增加，但是

有效的感測面積卻大大地減小，嚴重影響到其未來的應用價值。

本計畫將利用核磁共振的實驗原理耦合原子核自旋與電子自旋，並進而耦合奈米機械

的振盪自由度，達到利用核磁共振的原理激發與偵測單原子質量的目標。藉由核磁共振的

新實驗方法，我們可以讓原子核擁有的極低耗散因子與奈米機械的高頻振盪結合，達到增

加元件的質量解析度、解決此一領域的重大困難的目標。

除此之外，藉由核磁共振激發的奈米機械振盪有其獨特的旋轉自由度，因此我們可以

利用此獨一特性將各個的奈米機械元件結合起來，因而大大地增加其有效的偵測面積。這

種方法如能被實驗證實成功，也將解決了此一領域的第二大難題，為未來的元件應用立下

重要的里程碑。

我們計畫將研究經費用於購置偵測單原子質量的設備，其中包含了真空下的微波量測

設備與超高真空系統。我們將發展的奈米機械元件因為具有極高的質量解析度，任何的原

子吸附在奈米元件上都會影響其工作頻率或是損耗因子，也因此這些元件極易受到環境的

污染。一套超高真空的高頻量測系統將是不可或缺的實驗設備。目前此實驗因受限於國科

會經費之限制，只能夠讓我們負擔奈米機電元件製造的費用與購買部分的微波量測儀器

（如 RF 高頻鎖相放大器），而用於連接儀器與奈米元件的補助則付之闕如。我們計畫利用

此經費購買真空與微波量測的各部分零件，並自行設計組裝可在超高真空下操作的微量熱

昇華設備與量測系統。此計畫若能得到充裕的經費補助，則我們將有完整的設備，實驗也

得以進行。

2.3 執行時程本計畫擬於獲得補助後以三至五月的時間進行設備採購，後續預計於三個月內完

成儀器的架設、功能測試與系統校正，建立操作手冊、及訂定使用規範，規劃於計畫

開始執行七個月後，完成系統建置與開放申請使用。

2.4 經費需求經費需求表單位：元

參、經費需求總表表○ 經費需求表單位：仟元


經常門人事費

3

業務費及其他

光學與電子零組件 230

資本門設備費

激發光源 600分光光譜儀 200偵測系統（含儀表及軟體） 770超高真空設備 600

真空微波量測設備 200

圖書費合計 2,600

國立臺灣大學理學院暨凝態中心 - ctld x...

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