國立臺灣大學理學院暨凝態中心

103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

103 年 12 月 5 日

目 錄

壹、執行成果摘要 ................................................................................................... 1

貳、前言 .................................................................................................................. 4

參、計畫目標 ........................................................................................................... 8

(一) 教學 .............................................................................................................. 8

(二) 研究 .............................................................................................................. 9

(三) 其他 ............................................................................................................ 10

肆、本院優、劣勢分析 ......................................................................................... 10

伍、執行成果 ......................................................................................................... 12

(一) 教學 ............................................................................................................ 12

(二) 研究 ............................................................................................................ 15

(三) 產學合作及其他計畫 ................................................................................. 20

(四) 結語 ............................................................................................................ 21

(五) 遭遇困難 .................................................................................................... 22

陸、凝態中心計畫成果 ......................................................................................... 24

附 表 附表一 理學院學術領域全面提升計畫子計畫名稱總表 ..................................... 26 附表二 理學院學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表 ..................................... 28

附 件

附 件 附件 1 理學院數學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 2 理學院物理系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 3 理學院化學系 103 年度度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 4 理學院地質學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 5 理學院心理學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 6 理學院地理學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 7 理學院大氣科學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 8 理學院海洋研究所 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 9 凝態中心 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件10 理學院103年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以生物化學、

結構學及單分子影像方法探討 PriA 及 DnaC/DnaI 蛋白在 DNA 複製

再啟動之機制

附件 11 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-大氣中奈米

粒子的形成機制及其性質 附件12 理學院103年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-用高解析度X

波段合成孔徑干涉雷達影像分析台北地區的地表位移 附件 13 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-固態四咪唑

銅硫酸鹽配位聚合物之遲滯相變研究 附件 14 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以鋅離子穩

定之阿茲海默症類澱粉胜肽聚集之生化性質及分子結構測量 附件 15 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-發展化學工

具用於探索植物壓力調節相關訊息胜肽的感知受體及端粒結合蛋的

標定、純化及其生理角色 附件 16 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以先進質譜

分析與分子影像技術探討阿茲海默症腦部 tau 蛋白質的磷酸化情形 附件 17 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以光遺傳學

小鼠模式探討酬賞決策與酬賞預測錯誤之大腦神經基礎 附件 18 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-熱帶島嶼地

形與人類土地利用對季內尺度對流雲與降水之影響

1

壹 、 執行成果摘要 理學院目前涵蓋基礎科學（數學、物理、化學、心理）、地球科學（地質、地理、大

氣、海洋）與人文科學(人文心理及人文地理)等三大領域，計有七系所與四個獨立所。理

學院全體同仁不但肩負著全校基礎科學教育的教學任務，並且積極追求卓越的研究工作，

本著「培育科學人才、追求學術卓越、服務國家社會、推動科學教育」 的信念，努力邁

向一流的研究單位。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，針對學院內各單位教學、研究、環境與國際化等四大方向作計畫規劃。

在 103 年度中，本院在各項指標上，除繼續維持優異成果，並在培育科學人才與追求學術

卓越與建置優質環境上，有優良的表現。

在經費編列上，約計 6%之經費予凝態中心使用，本院動支的 94%總經費上則(1)保留

6%經費由院作為推動計畫執行，(2)以 45%左右之經費做為追求「學術研究卓越」，並以配

合款方式支持院系規畫推動執行之計畫；(3)對於新進人員之實驗室建立與改善，優先補助

新聘年輕優秀教學研究人員之新興領域創辦，以使研究得以及時擴展，這方面的經費每年

約佔全部經費的 19%；(4)另 101 年度起積極推動醉月湖平台計畫，此一部分分配約 19％

的比例 (5)另外以5%之經費，額外補助系所教學改善，其中包含教室學生實驗室設備更新、

教材研發、教學環境改善等，鼓勵校內外合作與整合跨領域之究。『研究與教學兼顧，願

景與傳承融合，國際與地方並重』積極推動理學院所有系所依其特色，多層面的成長，期

使整個學院在各方面齊頭並進，以精進研究成果與傲人的教學呈現於世界，踏足於國際。

大學課程中，基礎科學的訓練是很重要的一環，學生對於基礎科學的素養越精進，未

來也越有深遠的發展。在科學進步神速的時代，大學授課內容的更新也須跟上步調，因此

持續改善教學做法是必要的。在共同課程教學上，除了課堂內容的更新，實驗教材的前衛

化與通識教育的內涵，都需要適時的改善，方能符合時代的需求。103 年度本院在教學上

重要工作成果包括：協助「科學教育發展中心」與數學科學中心辦理演講系列與執行基礎

科學課程改善計畫、執行基礎科學資優生人才培育計畫，以及推動跨領域研究。數學系向

下紮根，結合高中端，進行數學深化及推廣；改善教學，培育人才多方發展。物理系以E

化互動教材、軟硬體實驗改善及維護，以提供物理學習及研究發展環境。化學系擴充化學

生物實驗室，以提供學生更優質的實驗研究環境。更新地質科學系 212 及 300 教室教學設

備及增添野外實習設備，並持續購置偏光顯微鏡。設立課程實作實驗室及開設心智科學課

程，改進教學方式。大氣系建置「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」。改善海

洋科學通識教育教學品質，更新課程資料，強化「海洋環境概論」課程。

理學院在 103 年度的各項計畫推行下，研究成果相當豐碩：

1. 國際期刊論文持續維持國內領先水準並逐漸與國際一流單位並步齊驅，高引用數論

2

文數持續成長。

2. 這一年，本院同仁學術表現，獲頒國內外重要獎項者眾 物理系周美吟合聘教授當

選中研院第 30 屆院士。數學系陳榮凱教授榮獲第 18 屆國家講座。化學系林金全教

授、心理系葉素玲教授榮獲第 58 屆學術獎。海洋所謝志豪教授當選中華民國第 52

屆十大傑出青年。地質系徐澔徳副教授榮獲科技部 103 年度吳大猷先生紀念獎。數

學系謝銘倫副教授榮獲 2014 年中央研究院年輕學者研究著作獎。化學系彭旭明講

座教授榮獲義大利國家科學院「路易吉塔圖法利」化學獎。地質系江博明特聘講座

榮獲 2014 年日本地質學會國際賞(2014 JGS International Prize)。物理系盧志遠特聘

研究講座教授、地質系鍾孫霖特聘教授榮獲 2014 世界科學院獎(TWAS)。物理系黃

斯衍助理教授榮獲 2014 年亞洲磁性學會聯盟年輕學者獎。化學系楊吉水教授榮獲

中國化學會 2014「會誌」論文獎。化學系邱靜雯助理教授榮獲 2014 年中國化學會

傑出青年化學獎章。地質系江博明特聘講座榮獲國際著名期刊 American Journal of

Science出版《AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE：Bor-ming Jahn Special Issue》特刊。地質系太田陽子講座教授獲得日本政府頒授的「瑞寶中綬章」

3. 重要研究成果獲國際肯定，榮登於國際最重要期刊。 (1) 地質系沈川洲教授團隊研究成果<Human Evolution using high-precision U-Th

dating techniques>榮登國際期刊《Science》(2014.6.20) (2) 海洋所張翠玉副教授與交大黃金維教授研究成果<Seafloor secrets revealed>榮

登國際期刊《Science》(2014.10.3)。物理系特聘研究講座朱時宜院士研究團隊

與國際著名超快科學團隊合作論文刊登《Nature Photonics》(2014.5.11)。 (3) 物理系陳永芳教授團隊研究成果<Self-Polarized Spin-Nanolasers>榮登國際期刊

《Nature Nanotechnology》（2014.10）。 (4) 物理系闕志鴻教授團隊研究成果<Cosmic structure as the quantum interference

of a coherent dark wave >榮登國際期刊《Nature Physics》(2014.7)。 (5) 化學系劉如熹教授團隊與大陸福建物構所合作節能環保照明研究或重要進展

發表《Nature Commun.》(2014.7.8) 。 (6) 地質科學系 Kristen Cook 博士對於大安溪峽谷侵蝕的研究──＜River gorge

eradication by downstream sweep erosion＞榮登 2014 年 8 月 17 日出刊《自然－

地質科學》(Nature Geoscience) 期刊。 (7) 海洋所謝志豪教授團隊研究成果＜Linking secondary structure of individual size

distribution with nonlinear size-trophic level relationship in food webs＞榮登國際

期刊《Ecology》(2014.4)。 (8) 另外，大氣系林依依教授團隊研究成果＜Eastern Pacific Tropical Cyclones

Intensified by El Niño Delivery of Subsurface Ocean Heat＞已被《Nature》通知收

錄，預計近期刊登。地質系徐澔德副教授團隊研究成果 Erosion influences the seismicity of active thrust faults 也已被《Nature Commun.》通知接受發表，預計

3

近期刊登。

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

(相關資料如表一~五)。在許多領域，不但在國內各單位中獨占鰲頭，更在國際間嶄露頭角，

逐步邁向世界頂尖水平。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 83 名，與本院中程目標聖地牙

哥大學相距不遠；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 55 名。考量台灣特殊地理位置，地球科學領域發展前景看好，透過各項國際合作，

有良好契機成為亞太研究重鎮。學院整體表現，可與新加坡大學、墨爾本大學或美國加州

大學並駕齊驅，並追及標竿學校。整體而言，理學院本著「培育科學人才，追求學術卓越」

的核心信念，執行邁向頂尖大學計畫，期望能成為舉世聞名的研究重鎮。

4

貳 、 前言

理學院在學科領域上涵蓋基礎科學（數學、物理、化學、心理）、地球科學（地質、

地理、大氣、海洋）與心理科學及地理科學的人文等三大領域。理學院同仁秉持過去的傳

統，都是以積極負責的態度，從事學術研究與教學工作，同時肩負社會服務的責任。在全

體同仁們之努力下，學院之整體表現，屢獲肯定，在 103 年度中，本院在各項指標上，依

然具相當優異之成果，在建置優質平台環境、培育基礎科學菁英與追求卓越學術的既定目

標上，都有亮麗的成績，在為國內各領域扮演領導角色，各項指標如表一～二。

表一、理學院暨凝態中心教師/研究人員人數與發表之 SCI 論文數量統計(2013.11)年度 2010 2011 2012 2013 2014 理學院教師人數(含凝態專任研究

員) 237 233 234 235 239

理學院專任教師人數 224 220 222 223 227 凝態專任教師與研究員 13 13 12 12 12 SCI/SSCI 901 853 1,116 1,108 715*

註： 1. 2014 年數據資料統計至 2014 年 6 月。 2. 資料來源：ISI Web of Knowledge (WOS)資料庫。

表二、過去十年理學院暨凝態中心同仁學術榮譽獎項統計

年 度 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

中央研究院院士 - - - - - 2 - 4 - 1

第三世界科學院士 1 - 1 - 1 1 - 1 2 -

行政院傑出科技獎 (81~100年共 5人次獲獎)

1 - - - 1* - - - - -

科技部特約研究員 (85~95 年共 19人次獲獎)

3 1

科技部傑出研究獎 (80-102 年共 103 人次獲

獎，包含凝態中心 3人次) 2* 2 3 9 6* 4 6 1 -

科技部傑出特約獎 (91~102年共 16人次獲獎)

1 1 - 1 - - - - - -

吳大猷先生紀念獎 (91~103年共 23人次獲獎，

含凝態中心 2人次) 2 3* 2 1 1 2 2 2* 1 1

教育部國家講座 (86~103年共 20人次獲獎) 1 - 1 3 1 - - 1 1 1

教育部學術獎 (80~103年共 21人次獲獎) 1 3 - 1 1 1 2 1 2 2

傑出人才講座 (83~101 年共 17 人次獲

獎，包含凝態中心 6人次) 1 1 - 1* - 1* 2 - - -

5

中研院年輕學者獎 (88~103年共 20人次獲獎，

包含凝態中心 3 人次) 2 2 1 1 - 1 1(1) - 1 2(1)

註:： 1. 本院校友有獲中研院院士 49 位、美國院士 9 位、諾貝爾獎 1 位 2. *為含凝態中心人員。 3. 資料來源：副校長室網站「本校教師榮譽榜」

本(103)年度，理學院共獲校方「邁向頂尖大學－全面學術提升」分項計畫經費補助台

幣 4,213 萬元執行 32 項子計畫(含凝態中心計畫)及額外補助系所教學改善 7 件，與各項國

際化補助經費，達成邁向頂尖大學整體計畫目標。

計畫與相關工作推展乃依據校方與學院訂定之相關辦法，經向校方核定後，遂成立國

立臺灣大學理學院卓越學術推動小組，下設諮議委員會、策略發展委員會及執行與管控小

組，分別負責相關業務之規劃、諮商審核與工作推動。計畫執行均設定各項指標，努力追

求各領域的學術表現。具體做法乃是根據 95 年訂定之策略，針對教學、研究與國際化等

三大方向規劃執行，因而區分為「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，且以過去執行具有規模之計畫，符合上

述走向世界潮流之前瞻研究計畫，配合經費模式支持為優先考量。重要的是此經費要善用

於符合世界潮流之尖端研究，做法上可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

開創上，給予充分的研究經費，補助年輕學者研究設備與實驗室設置，藉以強化年輕學者

的研究，及增進理學院在新創領域的研究能量。推動「醉月湖科學整合研究平台」，補助

鼓勵跨學院系、跨國際研究計畫，並積極整合跨領域合作計畫，以期本院研究成果能更具

國際影響力。所以「學術研究提昇」是顧及各領域發展需求，採取優勢重點頂尖研究與厚

植學術基礎雙軌並行之方式推動。

「專業領域提昇」項下，係以各系所領域的發展需求，特別是教學改善，更與系所評

鑑意見為規劃方向，而推展各子計畫。藉由上述的計畫執行，以強化教學實力。這樣的推

展，預期可以使學院在各研究領域中透過各系所的執行，而獲得研究成果或教學改善，其

中包含教學設備與空間環境之改良。這樣可以使系所兼顧各次領域的研究與教學，增進研

究能量，進而追求卓越表現，增加國際能見度。計畫執行以來，本院教學與研究成果表現

相當優秀，具體事項可分列如下：

（一）領域國際排名

理學院已有二項領域（物理、化學）進入世界百大排名（表三），顯示過去研究成果

豐碩，各領域的努力已經受到國際重視；各領域與亞洲各鄰近著名大學除日本東京大學與

京都大學外，台大理學院充分表現出實力可與並駕齊驅（表三）。理學院的學術表現相較

於臺大整體表現，亦顯示理學院在維持台大學術研究表現，扮演著極為重要的角色。物理

6

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 83 名，與本院中程目標聖地牙哥大學相距不遠；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 55 名。考量臺灣特殊地理位

置，地球科學領域發展前景看好，而且未來透過各項國際合作，有良好契機成為亞太研究

重鎮。

（二）SCI 期刊論文發表：

1. 學院同仁在研究的發表國際期刊論文維持一定水準，截至 103 年上半年度，含凝

態中心已有 783 篇 SCI 論文期刊發表。

2. 高引用率期刊論文數為 154 篇（台大：391 篇）[2004-2014.8.31] ，持續維持高

水平的論文數。

（三）傑出研究成果：

1. 地質系沈川洲教授團隊研究成果<Human Evolution using high-precision U-Th dating techniques>榮登國際期刊《Science》(2014.6.20)。

2. 海洋所張翠玉副教授與交大黃金維教授研究成果<Seafloor secrets revealed>榮登

國際期刊《Science》(2014.10.3)。

3. 物理系特聘研究講座朱時宜院士研究團隊與國際著名超快科學團隊合作論文刊

登《Nature Photonics》(2014.5.11)。

4. 物理系陳永芳教授團隊研究成果<Self-Polarized Spin-Nanolasers>榮登國際期刊

《Nature Nanotechnology》（2014.10）。

5. 物理系闕志鴻教授團隊研究成果<Cosmic structure as the quantum interference of a

coherent dark wave >榮登國際期刊《Nature Physics》(2014.7)。

6. 化學系劉如熹教授團隊與大陸福建物構所合作節能環保照明研究或重要進展發

表《Nature Commun.》(2014.7.8) 。

7. 地質科學系 Kristen Cook 博士對於大安溪峽谷侵蝕的研究──＜River gorge

eradication by downstream sweep erosion＞榮登 2014 年 8 月 17 日出刊《自然－地

質科學》(Nature Geoscience) 期刊。

8. 海洋所謝志豪教授團隊研究成果＜Linking secondary structure of individual size

distribution with nonlinear size-trophic level relationship in food webs＞榮登國際期

刊《Ecology》(2014.4)。

7

9. 另外，大氣系林依依教授團隊研究成果＜Eastern Pacific Tropical Cyclones

Intensified by El Niño Delivery of Subsurface Ocean Heat＞已被《Nature》通知收錄，

預計近期刊登。地質系徐澔德副教授團隊研究成果 Erosion influences the

seismicity of active thrust faults 也已被《Nature Commun.》通知接受發表，預計近

期刊登。

表三、臺大理學院與鄰近大學近十一年分領域論文數及其排名(2003~2014 上) 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 8,071 15 (0)

4,332 15

(+2) 1,341

62 (+1)

16,989 8

(0)

京都大學 9,008 13

(+1) 2,096

73 (-5)

1,346 60

(-1) 10,284

19 (-1)

日本東北大學 6,201 33 (0)

1,742 93

(+2) - - 11,517

13 (+1)

首爾國立大學 5,545 40

(+2) 1,377

137 (-2)

1,239 77

(+3) 6,217

64 (-3)

新加坡國立大學 5,516 42

(-1) - - 1,186

84 (-3)

6,093 65

(+5)

墨爾本大學 2,063 240 (+4)

1,150 167 (+4)

- - 2,501 262 (+5)

北京大學 6,971 23

(+2) 2,588

44 (+3)

1,657 28 (0)

8,424 31

(+2)

(北京)清華大學 7,915 16

(+6) 671

303 (+63)

1,423 51

(-2) 9,724

22 (+8)

香港大學 1,601 373 (-91)

871 240 (-12)

730 168

(-138) 1,790

397 (-225)

臺灣大學 4,744 55

(+1) 1,601

110 (+5)

- - 5,249 83

(+5) 加州大學 柏克萊分校

5,368 46

(-2) 2,996

33 (-2)

1,916 20 (0)

10,544 16

(+1)

加州大學 聖地牙哥分校

2,582 179 (+2)

2,696 40

(-3) 915

136 (-5)

5,339 81

(+3)

備註： 1. 上表論文數收錄年代為 2004 年 1 月至 2014 年 6 月，更新時間為 2014 年 9 月 12 日。 2. 僅涵蓋進入 ESI 排行名之領域，即世界排名前 1%之領域，空白處代表該校該領域未進入排名。 3. 資料為本校圖資系黃慕萱教授依 ESI 資料庫整理提供(2014.09.23)。

8

（四）國內外重要學術獎項：

1. 化學系牟中原教授榮獲世界科學獎(TWAS)化學獎。

2. 物理系周美吟合聘教授當選中研院第 30 屆院士。

3. 數學系陳榮凱教授榮獲第 18 屆國家講座。

4. 化學系林金全教授、心理系葉素玲教授榮獲第 58 屆學術獎。

5. 海洋所謝志豪教授當選中華民國第 52 屆十大傑出青年。

6. 地質系徐澔徳副教授榮獲科技部 103 年度吳大猷先生紀念獎。

7. 數學系謝銘倫副教授榮獲 2014 年中央研究院年輕學者研究著作獎。

8. 化學系彭旭明講座教授榮獲義大利國家科學院「路易吉塔圖法利」化學獎。

9. 地質系江博明特聘講座榮獲 2014 年日本地質學會國際賞(2014 JGS International

Prize)。

10. 物理系盧志遠特聘研究講座教授、地質系鍾孫霖特聘教授榮獲 2014 世界科學院

獎(TWAS)。

11. 物理系黃斯衍助理教授榮獲 2014 年亞洲磁性學會聯盟年輕學者獎。

12. 化學系楊吉水教授榮獲中國化學會 2014「會誌」論文獎。

13. 化學系邱靜雯助理教授榮獲 2014 年中國化學會傑出青年化學獎章。 14. 地質系江博明特聘講座榮獲國際著名期刊 American Journal of Science 出版

《AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE：Bor-ming Jahn Special Issue》特刊。 15. 地質系太田陽子講座教授獲得日本政府頒授的「瑞寶中綬章」

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 97 年度都完全執行完畢，因有這些先前計畫搭配邁向頂尖大學計畫，使得

理學院的學術研究更加茁壯，提升研究水平。

執行邁向頂尖大學計畫多年來，理學院在優質環境，延攬人才，追求卓越等方面均有

進步。計畫執行上區分「頂尖研究」、「教學卓越」與「國際化」三大方向推動。就結果而

言，在各項指標都已達成預期指標，有效改善教學環境與設備，研究論文發表成果績效持

續維持領先地位；積極拓展國際關係，支持學生與研究人員參加國際會議，提升國際聲望，

使理學院更穩健地在踏上頂尖大學之道路。

參 、 計畫目標

(一) 教學

建立優質教學環境--提昇教學品質及學生素質 臺灣最菁英的學生群聚於台灣大學，他們將會是台灣領導階層人才，因此學校既定教

學目標相當明確。課程設計與教學方式需要讓學生有最新且有挑戰性的訓練，除了課堂專

9

業教育外，也要望眼世界，有社會群體的認知，在校園的學習與團體互動上，認識自我，

接受外來的挑戰，成為世界一流的人才。

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。這樣環境與先進的經驗，提供學生之學習成效與開創新學習領域，務期讓學生的訓練

達到世界一流。依據系所規畫的課程結構，並與教學品質與實驗設備的提升，融入創新的

課題，讓學生樂於學習，所得訓練具備一流水平。系所各學門的課程資訊網，與學校整體

的教學網相連結，使學生更容易掌握學習之脈絡。除固定之基礎課程外，研究所開設專題

訓練課程，藉以培育領導人才。實驗課程內容修訂與儀器設施更新，也是重要目標。

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，考慮地科、

生物、數學、物理、化學作為選擇性之必修課，讓學生增加學習興趣及動機，因此教學改

善應朝此方向進行，系所與學院課程委員會每學期對於新訂課程給于審查，確保課程品質。

根據系所評鑑結果，依據評鑑委員建議各系所自行訂定教學改善中長程計畫，各系所逐年

編列方案執行。今年度更是配合教育部進行教學評鑑，完成各學系之教育目標與課程地圖，

使同學更清楚自己的定位。

理學院老師不斷追求卓越之學術表現，而且肩負起校園內基礎科學教育之責任，為了

確保科學教育品質，多數老師均須擔任共同科目教學，致使教師教學負擔過重，影響到教

學品質。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。因此理學院在教學改善方面，將朝向下述

目標努力: (1)學院所屬各系所之專業領域課程之改善。(2)基礎課程採用大班授課小班輔導

與實驗課程改善，施行數年來，漸漸獲得改善。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，亦是提升教學成效的方案。

102 學年度評鑑值≧4.0 且填答人≧5 的課程數有 652，獲頒臺大教學傑出教師有地質

系鄧屬予、林惠雯等 2 人，另有獲頒臺大教學優良教師 26 人。地質科學系碩士班林姿綺

同學榮獲 2014 亞洲大洋洲地球科學學會最佳學生海報獎。103 年度斐陶斐榮譽會員 18 人。

(二) 研究 鼓勵學術研究，促進成果發表

理學院具有良好傳承，教師對於學術研究相當重視，因此在許多領域的表現，不僅在

國內領先地位，國際上亦備受重視。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，積極尋求創新的研究，以達到國際水

10

平，使台大的名聲得以為國際上所仰慕。執行五年來成果豐碩，各領域學術領域的表現，

已經步入世界水平，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。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 83 名，與本院中程目標聖地牙哥大學相距不遠；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 55 名

這樣的現況，促使學院的同仁在研究上，採取更積極的態度。因此「學術研究提昇」

項下，需要支持卓越且能立竿見影之研究，並且以配合經費方式支持。另對於持續性的計

畫執行仍採支持補助，這樣方能支持更多計畫，並且能夠順利達成目標。由本院「推動邁

向頂尖大學工作小組諮議委員會」審查核定，經委員會審查確認，由學院主導補助其研究

設備建立，藉以拓展延攬優秀人才，並開拓新的領域發展，以充實理學院的整體研究聲譽

提昇。

各系所延攬人才發展新領域，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。

鼓勵跨學院系研究團隊有更多發展空間，推動「醉月湖科學整合研究平台」計畫，對

於跨校際與國際的計畫，更優先予以經費補助，以其本院研究成果更具國際影響力。

(三) 其他 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，將併與理學院之計畫一同執行。

肆 、 本院優、劣勢分析 本院優勢

理學院有著過去優良傳統，認真教學與積極參與研究都是每位學院同仁的義務，使得

基礎科學、地球科學與心理科學等專業領域的發展，均得到全台灣各領域的肯定，這樣優

越感與責任，促使每位同仁不敢放鬆，兢兢業業的從事自己的工作，這樣的優質環境讓每

位理學院同仁都感到自豪。理學院一直以來，延攬傑出人才，精英招生，使本院成為擁有

優秀人才的學院。在優質文化的影響下，使科學之研究與教育人才均發揮最大效能。因此，

邁向世界一流大學，在基礎科學、地球科學與心理科學等方面是指日可待。在許多學術表

現項目上，理學院獨占鰲頭，尤其是以 Nature、Science、SCI 或 SSCI 期刊發表數目與高

引用率論文發表，均是校園中表現最傑出的單位(參見表四)，並在持續進步中。

另外，化學系二期工程與數學天文大樓的陸續完工，提供這三領域有充裕的空間，進

行研究、教學與國際合作運作，預期未來三年，學院會有更多提升的空間。

11

表四、校園學術表現比較 指 標 項 目 台 大 理 學 院

Nature(1980-2014.11. 20)

/Science(1968-2014.11. 20) 27/38 10/18

Highly cited Papers (2004.1-2014.8.31) 391 154

本院劣勢

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，地球科學相關系所館舍老舊，

未能獲得改善。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，應付共同必修課程與專業課

程的人數需要很多，因此教師除了系所專門課程外，還需負擔共同必修課程教學，平

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. 高級研究人力與技術人員的支持仍顯不足，特別博士後人力與技術員，這對於重要儀

器之運作維護，影響甚巨，而薪資結構是因素之一。

4. 貴重儀器的需求採購無法與研究工作推展適時配合，儀器購置經費仍顯不足，運作維

護之經費亦不足；又，囿於法規限制，設備採購費時，明顯跟不上發展速度。

5. 校方原定於水源校區籌建世界一流之大學部共同實驗教學空間，讓本校所有基礎科學

實驗教學可以有世界一流之良好學習環境，然此方案在水源校區變更籌建共同研究大

樓後並未有適當替代方案，造成大學部學生之實驗學習環境成為校內改善教學設施中

明顯成長最慢之部分。

克服方案:

1. 爭取地球科學大樓與心理系側館之籌建，思亮館空間改善作為轉圜空間，以滿足空間

需求。

2. 「大班教學、小班輔導」教學方案已經推展五年以上，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，並加強學習成效。

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. 建請校方積極規劃與推動大學部共同教學實驗室之改善方案。

12

伍 、 執行成果

在教務處支持的學術領域全面提升計畫方案，持續執行五年理學院的做法都是區分為

「專業領域教學提昇」與「學術研究提昇」兩大計畫經費運用。由各系所則依評鑑相關改

進意見，分別提出「提升教學」、「強化學術研究」與「優秀教學研究人員之創始研究經費」

三項計畫，經審查後給予補助執行。全院計有各系子計畫 8 件、優秀教學研究人員之創始

研究經費 13 件、醉月湖科學整合研究平台 9 件，另補助基礎科學教學改善 3 件、補助教

學改善 4 件（見附表）。計畫依序推動執行。

(一) 教學 – 科學教學改善 各學系所除了需要開授專業教學，因應校園其他系所的基礎科學教學(表五) ，系所教

師的教學任務相當沉重。因此，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採逐步進行

改善，在 2-3 年的計畫執行中將可以完成整體更新的計畫，然後再重新更新新內容。不過

教學的改善是需要持續的，在目前進步日新月異的時代中，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。

103 年度教學上重要績效:

學院內新聘 13 位教師，開創新領域教學與研究，並強化跨領域研究。

協助「科學教育發展中心」與數學科學中心辦理演講系列與執行基礎科學課程改善

計畫、執行基礎科學資優生人才培育計畫，以及推動跨領域研究。

數學系向下紮根，結合高中端，進行數學深化及推廣；改善教學，培育人才多方發

展。

物理系以E化互動教材、軟硬體實驗改善及維護，以提供物理學習及研究發展環

境。

化學系擴充化學生物實驗室，以提供學生更優質的實驗研究環境。

更新地質科學系 212 及 300 教室教學設備及增添野外實習設備，並持續購置偏光顯

微鏡。

設立課程實作實驗室及開設心智科學課程，改進教學方式

大氣系建置「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」。

改善海洋科學通識教育教學品質，更新課程資料，強化「海洋環境概論」課程。

13

表五、理學院 97-102 學年度各系所開授課程數 系所 97 學年度 98 學年度 99 學年度 100 學年度 101 學年度 102 學年度

數學系 182 164 163 157 144 146

物理系 324 321 324 269 285 279

化學系 503 520 510 667 655 706

地質系 239 169 215 225 215 215

心理系 228 191 234 246 271 271

地理系 163 123 127 121 130 141

大氣系 119 98 102 122 120 115

海洋所 141 120 138 140 133 135

天文物理所 38 27 36 32 34 32

應用物理所 17 10 20 32 35 35

應用數學所 - - - - - 23

合計 1,929 1,954 1,743 1,869 2,011 2,098

一、延攬人才：103 學年度中，本院各系成功延攬 13 位新進教師，強化師資。此外，本院

（含凝態中心）歷年來共有 67 位教師獲聘為特聘教授，16 位獲頒臺大講座榮銜。

二、「專業領域教學提昇」執行成果依序陳述如下(附件 1~8)：

1. 數學系在本期計畫期間(1)結合高中端，進行數學深化及推廣。(2)重新檢討及設計

榮譽學程，舉辦多面向的數學沙龍，培育人才多方發展。(3)建置公共空間及討論

室節電系統，降低電費。

2. 提供物理學習及研究發展環境

(1) 物理系教材 E 化成果：完成 a.持續進行必修課程如大一普物、大二力學、熱物

理、電磁學、應用數學及多門選修課程之建置。b.多種 Java 動畫之撰寫並可與

大一普物 E 化教學結合以提高效率。c.持續改善物理系內研究與教學環境。

(2) 提升專業進階實驗課程教學品質

(近代物理-高年級教學實驗)：購置

多套件式光學實驗系統，讓學生充

分了解調變雷射的用途，也讓學生

學習到如何將聲音與影像透過雷射

調變與解調變。此外，透過此調變

雷射與鏡面設計可進一步測量光

速。

3. 擴充化學生物實驗室，提供學生更優質的實驗研究環境

14

(1) 順利擴充化學生物實驗室設備，已採購分析級高壓液相層析儀及全自動製程電

漿處理機，並已投入支援系上研究。

(2) 提升國際交流，持續有重要國際人士訪系。與日本岡山及神奈川大學進行教授

及學生交流計畫。

4. 地質科學教學改善

(1) 持續改善教學環境，購置 2 部偏光顯微鏡。

(2) 補助課程之野外實習車資，增進學生更加了解地質系野外課程知識，並將教室

所學應用於野外。

(3) 為提升教學品質，於今年更換地質系 212 及 300 教室教學設備，包含課桌椅及

數位中控系統、添購野外防護安全帽以供野外實習使用、更新下大講堂內空調

設備、加強系館無障礙空間，以提供給本系學生更好的學習環境。

5. 設立課程實作實驗室及開設心智科學課程，改進教學方式

(1) 設立課程實作實驗室及開設心智科學課程，朝向結合理論課程與實驗操作，目

前已有學生使用實驗室儀器進行心智科學的專題研究，能有效收集資料並進行

統計分析與推論。

(2) 開設正念、身心互動課程，提升學生專注當下的能力，減少心思漫遊程度與衝

動反應，在注意力控制方面有所進步，且經過練習後比練習前以及對照組調節

自己情緒能力更為提升。同時，學生表示在實務臨床的應用上，能與輔導個案

的實習經驗有所呼應，學生們也因實際體驗，加上文獻閱讀以及操作，更加理

解身心一體的意涵，甚至形成研究小組，持續研究與設計適合本國兒童的訓練

課程，符合本課程目標的期待。

6. 建置「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」（大氣系 B105 教室外牆）

透由 4 部顯示器不斷自動更新與播放不同天氣資訊(圖 1)，包括全球尺度天氣

系統氣流現況、地面天氣圖(含颱風軌跡預報路徑)、通過台灣上空的 MODIS 衛星

影像以及中央氣象局 WINS 預報場等畫面資訊，做為大一必修課程之輔助應用及

提供全系師生在教學與研究交流上更好的設備支援，圓滿達成教學展示與研究討

論風氣建立之目標，大大提昇學習效能，亦在國際訪賓及一般民眾進入本系時留

下深刻印象成為良好的互動媒介。

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圖１：「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」（本系 B105 教室外牆）

7. 海洋科學通識教育改善

(1)聘請臨時工協助「海洋環境概論」課程的教學工作，使課程內容更完整，教

學更順利。(2) 更新及補充課程內容資料，讓教學更有系統，激發學生學習興趣，

進而提升教學品質。(3) 課程中也探討臺灣沿海過度開發對生態的影響及其帶來的

民生與環境的衝擊，引導學生省思對環境保持的重要及盡己棉薄之力愛護我們的家

園國土。(4)除了學習海洋通識教育重要的課題，我們也教導學生修習品德及人文素

養，期許培養健康快樂積極的人生觀。

(二) 研究--「學術研究提昇」計畫 本院追求學術研究表現，不遺餘力，歷年來之研究成果，頗為豐碩，具體表現於下列

相關數據： 1. 國際期刊論文持續維持一定領先水準，高引用數論文數持續成長。

2. 這一年，本院同仁學術表現仍是傑出，獲頒國內外重要獎項者眾，物理系周美吟

合聘教授當選中研院第 30 屆院士。數學系陳榮凱教授榮獲第 18 屆國家講座。化

學系林金全教授、心理系葉素玲教授榮獲第 58 屆學術獎。海洋所謝志豪教授當選

中華民國第 52 屆十大傑出青年。地質系徐澔徳副教授榮獲科技部 103 年度吳大猷

先生紀念獎。數學系謝銘倫副教授榮獲 2014 年中央研究院年輕學者研究著作獎。

化學系彭旭明講座教授榮獲義大利國家科學院「路易吉塔圖法利」化學獎。地質

系江博明特聘講座榮獲2014年日本地質學會國際賞(2014 JGS International Prize)。

物理系盧志遠特聘研究講座教授、地質系鍾孫霖特聘教授榮獲 2014 世界科學院獎

(TWAS)。物理系黃斯衍助理教授榮獲 2014 年亞洲磁性學會聯盟年輕學者獎。化學

系楊吉水教授榮獲中國化學會 2014「會誌」論文獎。化學系邱靜雯助理教授榮獲

2014 年中國化學會傑出青年化學獎章。江博明特聘講座榮獲國際著名期刊

American Journal of Science 出版《AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE：Bor-ming

16

Jahn Special Issue》特刊。地質系太田陽子講座教授獲得日本政府頒授的「瑞寶中

綬章」

3. 最近這 2 年升等教師之年資與論文發表分析: 102 學年度有 7 位教師升等，103 學

年度有 10 位教師升等，申請升等年資約 4~7.25 年，升等前多有發表 10 篇以上重

要的期刊論文，其中更有超過 30 篇者，足見本院對學術研究之要求與積極，也顯

示理學院年輕學者持續成長成熟。

本年度執行「學術研究提昇」計畫重點方向如下：

推動九項前沿研究計畫: 高效能病原篩檢晶片之開發、購置「心智科學儀器」，提昇「情

緒、文化與神經機制研究」、提升跨領域地理學的研究能量-環境與社會專題、理論科學中

心研究計畫、亞太宇宙學與粒子天文物理學中心、地震活斷層領域研究、擴充共同儀器質

譜儀實驗室、標本處理共同實驗室設備暨建置海域長期觀測平台等七項領域，建立相關實

驗室，強化實力，追求學術卓越。

高效能病原篩檢晶片之開發

協助化學系三位新聘教師王宗興、陳浩銘、廖尉斯分別建立有機合成與細菌病原機制、

奈米材料的製備與性質探討、表面修飾與感測元件製作實驗室，研究成果包括：

1. 聚集誘導發光（aggregation-induced emission, AIE）：嘗試以類綠色螢光蛋白發光團

(m-ABDIs)來發展新機制的 AIE 例子—利用排除溶劑 -溶質氫鍵 (exclusion of

solvent-solute hydrogen bonding, ESSHB)的方式。在 AIE 的影響下，m-ABDIs 無論在質

子性或是非質子性溶劑中皆具有螢光放射行為，這代表 m-ABDIs 可以做為一個有潛力

的螢光染料。這樣利用 ESSHB 增強螢光的概念可以應用在細胞顯影上。

2. 選擇性聯結具手性的檸檬酸與鳥胺酸:利用鐵載體(siderophore)作病原菌感測，先以金黃

色葡萄球菌的 staphyloferrin A (SA)為合成目標，目的是在金表面的自組裝單層薄膜

(SAM, self-assembled monolayer)修飾上鐵載體配體(ligand)。在分子設計上，期待以點擊

化學(click chemistry)來進行金表面鐵載體修飾，例如末端炔基(terminal alkyne)與疊氮基

(azide)可進行 1,3-偶極環加成反應(1,3-dipolar cycloaddition)。點擊化學可於水溶液相反

應且可容忍多數官能基團的存在；在實務上，因為不需要保護官能基團，可大大減少

合成複合體的複雜度。目前已成功地選擇性聯結了具手性的檸檬酸與鳥胺酸。 3. 結合模組塌陷型分子層拔除法及生物檢測器設計之製作：利用軟性材料基板模組的塌

陷現象，已成功結合模組塌陷型分子層拔除法及生物檢測器設計之製作在晶片表面上

含有 Biotin 分子修飾的部位成功鑑接上 Streptavidin 蛋白質，並以螢光訊號呈現。也將

此技術進一步推展至奈米製作的控制，並將進行金屬奈米串珠的製成，以研究其特殊

的光學和物理性質，以及其在生物檢測器設計上的特殊應用。此外，也研發出一種新

式的分析晶片平台，係結合熱塑型塑膠、紙質檢測裝置，以及化學反應顏色變化分析

之高效率低成本可拋棄式檢測晶片。此類試片不但製作方便快速，所使用之材料成本

17

也相當低廉，符合近幾年先端生物晶片設計開發之概念。此研究成果也已向美國專利

局提出先期專利之申請。 4. 自發太陽能光解水:為實現自發太陽能光解水，模仿自然界中光合作用 Z-scheme 的概念

設計人工光合作用之結構，催化劑與保護層共修飾之結構可於未施加偏壓下，實現自

發太陽能光解水，其在可見光情況下，轉換效率可達 0.17%、開路電壓約 0.53 V 與 0.19 mA/cm2 之光電流，此數值與單電極量測呈現相同之結果，顯示自然界中光合作用

Z-scheme 之概念已成功藉由無機材料實現，達成自發太陽能光解水之目的。

探討「華人家庭情緒研究」及「人類行為與腦科學的巨量資料研究」

心智與文化共進演化研究，藉由大腦電生理多頻道記錄系統的添購，配合現有的電生

理及腦造影技術，可更進一步探討心智運作的共同性與差異性；同時，高效能、大資料專

用的電腦叢集的建置，得以與現今行為和腦科學研究朝大樣本數之目標發展同步。而華人

的家庭情緒研究，有助於心理系朝向結合社會文化、認知、情緒與生物機制的學術目標向

前邁進，並期能對目睹或遭受家暴的兒童與青少年，提供早期的介入與協助資源。

提升跨領域地理學的研究能量-環境與社會專題

本計畫包含兩個子題，分別是：(1) 公路開發與台灣高山農業的政治生態學；(2) 都市

政治生態學與台灣永續發展，探討的都是要處理自然與社會的關係，在這兩個子題當中，

關於自然的現象以及詞彙(例如溫帶果樹、永續發展等)都不可能純屬自然，因此本計畫透

過訪談與之相關的人員，並蒐集有關聯的文獻，闡明純粹的自然從來就不可能存在，任何

自然現象都身處在複雜的政治互動當中。本計畫在地理學報，以及日本的東亞環境史研討

會上的發表，都會以台灣的環境經驗說明這些現象。除了研究方面的成果之外，計畫人員

透過本計畫所建立的人脈以及累積的知識，也透過在課堂上邀請相關專業人士進行講座，

以及安排校外參訪這兩個部分，提升教學的品質。

理論科學中心研究計畫

與物理系合作，舉辦理論物理相關領域的專題演講課程，103年度共計舉辦 16場演講。

中心成員已發表的研究論文數共計 39 篇；其中 6 篇論文被標記為高引用論文，刊載於

inSPIRE(hep)網站上的論文數共計 22 篇。本年度海外來訪學者人數共計 23 位，於駐留臺

大期間與中心成員從事國際合作研究等事宜。

亞太宇宙學與粒子天文物理學研究中心

2013年開始由中心出版的”The Universe”被美歐之最大實驗室(SLAC/ Fermilab/ CERN/ DESY)的網站 INSPIRE.NET 收錄。

地震活斷層領域研究

本系在國科會和國立臺灣大學的共同資助下購置了一台加速器質譜儀（HVE 1.0MV

Tandetron Model 4110 BO-AMS），用來進行碳十四定年和其他宇宙源同位素（如：Be-10、

18

Al-26、I-129）的測量，今年度更添購相關周邊設備（石墨靶製備系統與高真空抽氣系統）。

此儀器是臺灣目前唯一一台用於地球科學領域的加速器質譜儀。AMS 實驗室的建立，無論

是在教學上，還是在研究上，都將起重要的作用，它將填補我們在這個領域裏的空白，打

破依賴國外實驗室的枷鎖，使臺大成為世界頂尖大學的目標更近一步。

擴充共同儀器質譜儀實驗室、標本處理共同實驗室設備暨建置海域長期觀測平台

1. 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備：（王珮玲老師）

共同儀器質譜儀實驗室之穩定性同位素質譜儀(Finnigan MAT253) 已完成更換質譜

儀之離子源，其質譜訊號之靈敏度與穩定度均達標準，可符合測量微量樣品之高精度

分析需求。

2. 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師）

數位化倒立螢光顯微鏡結合反射光源 (inverted fluorescence microscope with a

reflective lighting system)，目前已完成採購與驗收核銷。螢光顯微鏡運作正常，並且在

加裝反射光源後，有助觀察不透明生物及非生物標本，更加提升顯微鏡的功能。

3. 建置海域長期觀測平台- 購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師） 已採購並驗收完成四組寬頻地震儀。目前正規劃校園內實地資料接收實驗以及觀

測站場地探勘。

新興領域開創

在學院各系所新聘人員來開發新興領域上，最近數年有快速成長。這些學者的參加，

使各系所未來發展更能符合潮流。

今年度新聘人員領域涵蓋: 多餘維空間之極小曲面系統及均曲率流之研究(崔茂培副

教授)、Study of Higgs production in association with two hard jets or leptons at the LHC (裴思

達教授)、Superstring Theory, M-theory and the Dynamics of Branes (細道和夫教授)、規範場

論及量子重力之散射幅度(黃宇廷助理教授)、研究多層膜結構中熱自旋電流操控(黃斯衍助

理教授 )、使用多種氮同位素記錄重建末次冰消期時 (last deglaciation)亞北極太平洋

(subarctic North Pacific)海洋表面的養分狀態(任昊佳助理教授)、資訊學在大規模人類行為與

腦資料分析之基礎科學與臨床社會應用(黃從仁助理教授)、由工作關懷到生活照顧:華人主

管「工作外支持」的探討(吳宗祐助理教授)、臺灣地形降水之分析研究(游政谷教授)、臺灣

地區劇烈天氣降水物理過程之模擬研究(楊明仁教授)、運用漸進複雜度的海陸分布模式探

討氣候變遷對大氣環流及區域降雨之影響(黃彥婷助理教授)、海底峽谷地質災害及陸源有

機物對深海底棲多樣性及功能性的影響(魏志潾助理教授)、臺灣東岸黑潮流域之流-地形交

互作用(張明輝助理教授)。這些新進人員在學院「優秀教學研究人員之創始研究經費」給

予創新研究經費，使其在數月間，完成實驗室建立，方能進行研究課題之推展。

醉月湖科學整合研究平台

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為提升本院國際知名度與影響力，增加跨領域合作研究，並加強與國內外一流學術研

究組織之學術合作，推動「醉月湖科學整合研究平台」。

目前已通過與中央研究院、美國Woods Hole Oceanographic Institute、Research National

Council of Italy and Department of Bari Polytechnic、哈佛醫學院等國內外單位合作計畫 13

件，其中 3 件將於 2013 年執行完畢，1 件因合作計畫主持人被香港中文大學延攬而提出中

止。本年度執行中的計畫有 9 件：(1)以生物化學、結構學及單分子影像方法探討PriA及

DnaC/DnaI蛋白在DNA複製再啟動之機制－結合生物化學和生物物理的技術，利用結晶學

以及單分子實驗來探討此酵素群組的結構及功能，目標是定義出DNA複製再啟動過程中

PriA及DnaC/I的反應作用機制。(2)大氣中奈米粒子的形成機制及其性質－為了理解成核機

制所需的環境參數及其對氣候和人類健康的影響，此研究將結合觀測與實驗，探討部分台

灣區域大氣中粒子核化現象，並量測新粒子的光學特性，及其形成雲凝結核的能力。 (3)用

高解析度X波段合成孔徑干涉雷達影像分析台北地區的地表位移－利用高解析度X波段雷

達影像及持久性散射體合成孔徑干涉技術結合光達數值高程模型、連續GPS測網及精密水

準測量，監測臺北盆地的地層下陷、山腳斷層和大屯活火山群的活動性，由持久性散射體

合成孔徑干涉技術所觀測到的地表變形將有助於瞭解這些地質災害的過程，有助於評估大

台北都會區地質災害的防災和減災。(4)固態四咪唑銅硫酸鹽配位聚合物之遲滯相變研究－

探討固態四咪唑銅硫酸鹽配位聚合物之合成、構造解析、遲滯相變表徵、升溫相變焓、降

溫相變焓、相變溫度區間電子共振光譜、變壓拉曼光譜、變壓晶體構造解析。(5)以鋅離子

穩定之阿茲海默症類澱粉胜肽聚集之生化性質及分子結構測量－擬用固態核磁共振光譜

找出類澱粉蛋白在低分子量聚集體與已纖維化的蛋白之結構相異處，希望可以藉此更深入

了解其初始聚合時的分子機理。(6)發展化學工具用於探索植物壓力調節相關訊息胜肽的感

知受體及端粒結合蛋的標定、純化及其生理角色－透過光親和性探針技術與高效質譜分析

平台進行端粒結合蛋白以及植物訊息胜肽結合蛋白的辨識標定與純化工作，並探究該結合

蛋白與其受體間的相應結合位置，以期能藉此探知其生理角色，有助於瞭解端粒酶活性的

調節機制及改善植物對病原的抵抗力。(7)以先進質譜分析與分子影像技術探討阿茲海默症

腦部tau蛋白質的磷酸化情形－運用先進的蛋白質質譜技術，配合阿茲海默症小鼠模型，研

究這兩種容易錯誤摺疊的蛋白質，如何在神經突觸發生交互作用。同時利用自行開發出的

神經突觸影像技術，觀察錯誤摺疊蛋白質的空間分布情形。(8)以光遺傳學小鼠模式探討酬

賞決策與酬賞預測錯誤之大腦神經基礎－透過與中研院生醫所陳志成副研究員及其團隊

的合作，將利用帶有感光離子通道的基因轉殖小鼠及AAV病毒為途徑，共同攜手在台灣建

立這套實驗方法。同時將使用這項先進技術來探討酬賞決策行為的神經機制以及止癢行為

的神經迴路。這些研究將有助於瞭解酬賞決策的內在神經機制與歷程。(9)熱帶島嶼地形與

人類土地利用對季內尺度對流雲與降水之影響－透過分析多種衛星觀測資料，並運用最先

進的SP-CAM全球雲解析氣候模式，來瞭解海洋大陸熱帶島嶼地形與土地利用改變對季內

20

尺度對流活動的影響機制。上述 5 件 2 年期計畫將視本年度執行成果核定。

(三) 產學合作與其他計畫 理學院本著追求學術卓越的信念，開創更頂尖的研究成果，除了執行教學與學校之計

畫外，經由國科會等政府機構與產業等單位進行合作。

表六、歷年與現執行計畫經費總覽如下（不含凝態中心）:

年度 99 100 101 102 103 計畫數 406 386 370 365 358 總主持人數 219 212 214 215 220 計畫總金額

（萬元） 113,114 114,358 100,430 106,043 110,517

*本表依據研發處及研發處資料庫提供，時間截止為 103 年 11 月 18 日

21

（四）結 語 理學院執行「邁向頂尖大學－學術領域全面提升計畫」工作，整體績效已達預期目標，

有效提升本院國際學術影響力，具體量化績效數據如附表二，質化指標績效達成率說明如

下：

1. 人才延攬與培育：成功延攬各領域共 13 位新進教師，有效擴增新興學術領域。近

二年有十七位助理教授及副教授通過升等，升等時間平均約 5～7 年，皆有相當數

量的重要論文發表，顯示理學院年輕學者持續穩健成長成熟。

2. 建構優質環境，堅實學術基礎：徵聘具跨領域、跨學科之優秀國內外學者與國外

客座教授，以強化人力，進行跨領域合作。

教學改善上協助「科學教育發展中心」與「數學科學中心」辦理演講系列與執

行基礎科學課程改善計畫、基礎科學資優生人才培育計畫，以及推動跨領域研究。

數學系向下紮根，結合高中端，進行數學深化及推廣；改善教學，培育人才多方發

展。物理系以 E 化互動教材、軟硬體實驗改善及維護，以提供物理學習及研究發展

環境。化學系擴充化學生物實驗室，以提供學生更優質的實驗研究環境。更新地質

科學系 212 及 300 教室教學設備及增添野外實習設備，並持續購置偏光顯微鏡。設

立課程實作實驗室及開設心智科學課程，改進教學方式。大氣系建置「天氣即時資

訊與氣候環流之教育展示平台」。改善海洋科學通識教育教學品質，更新課程資料，

強化「海洋環境概論」課程。本院全面改善基礎教學環境，提升教學品質與學生學

習成效外，亦將持續與國際名校保持學術交流，並獎勵教師與學生於國際一流期刊

發表研究論文，以增加台大在基礎科學，地球科學及相關領域的名聲和影響力。

本院同仁之重要研究成果獲刊國際肯定，有助提升本校國際學術地位。地質系

沈川洲教授團隊研究成果<Human Evolution using high-precision U-Th dating

techniques>榮登國際期刊《Science》(2014.6.20)海洋所張翠玉副教授與交大黃金維

教授研究成果<Seafloor secrets revealed>榮登國際期刊《Science》(2014.10.3)。物理

系特聘研究講座朱時宜院士研究團隊與國際著名超快科學團隊合作論文刊登

《Nature Photonics》(2014.5.11)。物理系陳永芳教授團隊研究成果<Self-Polarized

Spin-Nanolasers>榮登國際期刊《Nature Nanotechnology》（2014.10）。物理系闕志鴻

教授團隊研究成果<Cosmic structure as the quantum interference of a coherent dark

wave >榮登國際期刊《Nature Physics》(2014.7)化學系劉如熹教授團隊與大陸福建物

構所合作節能環保照明研究或重要進展發表《Nature Commun.》(2014.7.8) 。地質

科學系 Kristen Cook 博士對於大安溪峽谷侵蝕的研究──＜River gorge eradication

by downstream sweep erosion＞榮登 2014 年 8 月 17 日出刊《自然－地質科學》(Nature

Geoscience) 期刊。海洋所謝志豪教授團隊研究成果＜Linking secondary structure of

individual size distribution with nonlinear size-trophic level relationship in food webs＞

22

榮登國際期刊《Ecology》(2014.4)。另外，大氣系林依依教授團隊研究成果＜Eastern

Pacific Tropical Cyclones Intensified by El Niño Delivery of Subsurface Ocean Heat＞已

被《Nature》通知接受發表，預計近期刊登。地質系徐澔德副教授團隊研究成果Erosion

influences the seismicity of active thrust faults 也已被《Nature Commun.》通知收錄，

預計近期刊登。

3. 國際活動：加強參與重要國際大學組織並積極扮演重要角色，舉辦大型國際研討

會，積極推動與姐妹校的學術交流活動。

4. 新興領域開創：多餘維空間之極小曲面系統及均曲率流之研究(崔茂培副教授)、

Study of Higgs production in association with two hard jets or leptons at the LHC (裴思

達教授)、Superstring Theory, M-theory and the Dynamics of Branes (細道和夫教授)、

規範場論及量子重力之散射幅度(黃宇廷助理教授)、研究多層膜結構中熱自旋電流

操控(黃斯衍助理教授)、使用多種氮同位素記錄重建末次冰消期時(last deglaciation)

亞北極太平洋(subarctic North Pacific)海洋表面的養分狀態(任昊佳助理教授)、資訊

學在大規模人類行為與腦資料分析之基礎科學與臨床社會應用(黃從仁助理教授)、

由工作關懷到生活照顧:華人主管「工作外支持」的探討(吳宗祐助理教授)、臺灣地

形降水之分析研究(游政谷教授)、臺灣地區劇烈天氣降水物理過程之模擬研究(楊明

仁教授)、運用漸進複雜度的海陸分布模式探討氣候變遷對大氣環流及區域降雨之

影響(黃彥婷助理教授)、海底峽谷地質災害及陸源有機物對深海底棲多樣性及功能

性的影響(魏志潾助理教授)、臺灣東岸黑潮流域之流-地形交互作用(張明輝助理教

授)。

5. 論文質與量的提昇:全院 SCI + SSCI 論文發表總數穩定成長，截至 2013 年上半年

度已有 454 篇(含凝態中心)，有效的提升國際學術表現。又高引用率文章數呈現成

長趨勢，顯示本院學術表現在質的方面，有顯著提升。

6. 追求國際一流大學之成效上，頗為豐碩：依據 ESI 統計資料，本院在化學、物理、

等領域之世界排名上，有所進步。化學：55 名; 物理：83 名。上述主要領域之研

究成果已經達到國際知名學府的水平。

7. 全院努力提供行政人員在職訓練與研習，強化行政支援。

（五）遭遇困難

1. 薪資結構水準明顯低於國際水準與支援人力仍然不足，造成延攬人才困難，特別

是研究頂尖之團隊，要長留一流人才不易。因此，積極延攬人才工作項目仍是一

大挑戰。

23

2. 空間不足影響研究發展：地球科學相關系所館舍老舊，未能獲得改善；全院空間

明顯不符建置跨領域研究中心發展需要，影響全院發展甚巨。大學部共同實驗教

學空間之新建計畫在校方變更水源校區用途後並未規畫適當替代方案造成未來共

同實驗教學之限制。

3. 與國際一流大學相較，基礎科學教師員額遠落後於國際水平，使教師授課負擔過

重，不利學術卓越之追求。實驗與教學技術人員的支援機制與名額也與世界一流

大學落差非常大，實驗空間也十分不足，皆是再成長之瓶頸所在。

4. 獎學金提供名額有限，使國際學生招生不易，對於推展國際化的業務不易。英語

環境與中短期的校方居住安排也是造成大量國際交流不易之原因。

24

陸 、 凝態中心計畫成果（附件 9）

計畫目標 凝態中心本年度計畫分成兩個子計畫進行。(1) 凝態中心共用儀器功能提升計畫：

凝態中心共儀室、各研究實驗室空間數位電表系統全面建置電量擷取、統計、與分析，作

為中心長期電力使用規劃與節能措施推動的依據，結合前二期中心增能計畫完成的電腦預

約系統，提升中心共儀系統的設備使用效能與服務品質，達成積極提供本中心各研究群組

必要的研究技術支援。(2) 研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM 顯微鏡計畫：過去數年

(2009-至今)實驗室開放此先進光學平台促成數次跨領域的研究合作與產學技轉服務，統計

目前與實驗室有密切學術合作 (包含技轉雷射光譜與顯微技術）的國內研究團隊已達十餘

個，分別分佈於台大、清華、中研院、NDL、成大、中山、淡大、海洋、與台師大校園內。

特別值得一提的是 2012 年透過台大產學合作計畫，我們將實驗室的時間解析雷射光譜暨

影像技術開發成一套「多功能光譜與影像量測平台」，目前已順利建置於清華大學貴重儀

器中心，並於今年五月正式開放全國科研單位申請使用。我們實驗室設定的研究目標與自

我定位是：(一) 持續研發先進的超快雷射光譜與影像技術，用來探索新穎凝態材料的超快

物理現象，期許成為具有國際能見度的超快雷射光譜研究團隊；(二) 透過自行研發的雷射

光譜核心技術，開放讓國內年輕的研究團隊分享研究資源與研究經驗。

執行成果 (一)凝態中心共用儀器功能提升計畫---王立義副主任

凝態中心共用儀器室系統對中心各研究群提供空間放置具有共用共享性質的研究設

備，此計畫補助購買製冰機(如圖二)目前已完成採購程序，並延續共儀系統的設備使用效

能與服務品質，更積極有效率地提供本中心各研究群組必要的量測技術支援，增進本中心

的研究能量。建置中心共儀電力使用規劃措施推動計畫，作為電力使用規劃與節能措施推

動依據。提升本中心的能源使用效率並強化研究能量與國際主流接軌，可望在全球凝態科

學發展中獲更高能見度及具有更深影響力。提升中心的能源使用效率並強化研究能量與國

際主流接軌，可望在全球凝態科學發展中獲更高能見度及具有更深影響力。

(二)研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM顯微鏡計畫---張玉明研究員

本執行計畫原規畫透過此次全面提升計畫的設備經費補助，採購一組時間相關單光子

計數器 (TCSPC: Time Correllated Single Phonon Counting) 及一套 375nm 脈衝雷射光源，建

構出一套先進光學量測系統並開放中心同仁申請使用。然而由於此計畫獲得的全面提升補

助經費僅 30 萬元，上述光學系統所需之關鍵設備(例如 375nm 脈衝雷射光源與 TCSPC 模

組)已確定無法採購，該經費皆用於採購光學零組件，關鍵設備的採購仍由本人國科會計畫

25

經費自行支應，目前使用的雷射光源也是實驗室現有的白光雷射，過去一年透過實驗室博

士後與研究助理的努力，目前已完成光學系統的架設與測試工作。

圖二： 製冰機

結語

全面提升計畫經費使中心研究能量提升、整合中心研究資源並提供積極有效的管理，

是本中心此次全面提升計畫設定要達成的目標。在計畫執行期間內，我們協助研究員順利

完成研究設備的採購，讓其實驗室的研究能量獲得提升；另一方面我們也順利推動中心共

用研究資源的『數位電表設置』、『共儀室的管理』、『推動國際化』等相關管理辦法的建立。

以目前經費執行率顯示此計劃的執行成效已被中心同仁們努力達成，而且此經費是真正完

全運用在凝態中心研究能量與行政效能的全面提升上，對於中心在有限的國科會經費補助

下紓解了研究經費不足的壓力。

26

附表一 學術領域全面提升計畫子計畫名稱總表

計畫名稱

理學院-學術領域全面提昇-總經費

學院運作經費

理學院-理學院推動經費

理學院學術領域全面提升

1 理學院-數學系學術領域全面提升

2 理學院-物理學系學術領域全面提升

3 理學院-化學系學術領域全面提升

4 理學院-心理學系學術領域全面提升

5 理學院-地質科學系學術領域全面提升

6 理學院-大氣科學系學術領域全面提升

7 理學院-地理環境資源學系學術領域全面提升

8 理學院-海洋研究所學術領域全面提升

9 凝態中心-學術領域全面提升

額外補助項

10 基礎科學教學改善-數學系

11 基礎科學教學改善-化學系

12 基礎科學教學改善-物理系

13 改善教學-地質科學系

14 改善教學-地理環境資源學系

15 改善教學-心理學系

16 改善教學-大氣科學系

理學院創始經費

17 創始經費-心理系黃從仁老師

18 創始經費-數學系崔茂培老師

19 創始經費-物理系裴思達老師

20 創始經費-物理系細道和夫老師

21 創始經費-物理系黃宇廷老師

22 創始經費-物理系黃斯衍老師

23 創始經費-地質系任昊佳老師

24 創始經費-心理系吳宗祐老師

27

25 創始經費-大氣系游政谷老師

26 創始經費-大氣系楊明仁老師

27 創始經費-大氣系黃彥婷老師

28 創始經費-海洋所魏志潾老師

29 理學院-創始經費-海洋所張明輝老師

理學院醉月湖科學整合研究平台

30 醉月湖科學整合研究平台-化學系李弘文老師

31 醉月湖科學整合研究平台-大氣系洪惠敏老師

32 醉月湖科學整合研究平台-心理系徐永豐老師

33 醉月湖科學整合研究平台-地質系胡植慶老師

34 醉月湖科學整合研究平台-化學系林英智老師

35 醉月湖科學整合研究平台-化學系陳振中老師

36 醉月湖科學整合研究平台-化學系陳昭岑老師

37 醉月湖科學整合研究平台-化學系戴桓青老師

38 醉月湖科學整合研究平台-心理系賴文崧老師

39 醉月湖科學整合研究平台-大氣系陳維婷老師

28

附表二、理學院學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表 (統計至 2014.10.15)

量化項目 現況值 目標值

99 年 100 年 101 年 102 年 103 年 104 年

國

際

化

就讀學位國際生數 55 67 75 68 65 65 交換國際

學生數 送出 39 34 26 32 35 35 來校 31 21 35 34 35 35

海外教育/移地研究/實驗

送出 115 166 126 142 145 135

來校 5 29 21 20 20 15

學生出席國際會議 172 219 256 345 197 200 經簽約且含有計畫

經費之國際合作計

劃件數* 26 29 27 28 28 28

經簽約且含有計畫

經費之國際合作計

劃金額(仟元)* 55,645 36,547 25,119 26,741 23,778 25,000

英語授課課程數 61 62 73 74 79 80 重要國際會議主辦

數 59 39 35 30 35 35

國外學者來訪人次 695 872 569 781 603 605 參與重要學術組織

運作之人次 77 62 59 68 74 75

教

學

及

學

術

研

究

成

果

專任教師人數 224 220 222 223 227 230 國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇

數 901 853 1116 1095 1108 *715

國際重要期刊編輯

人數 50 68 71 100 108 110

國際重要學會會士 29 35 38 41 45 45 國內外院士人數 8 9 10 10 10 10 國內外重要獎項累

計 60 43 40 51 44 54

國科會計畫件數 324 302 295 301 298 300 國科會計畫金額

(仟元) 934,779 955,484 836,336 879,942 914,845 920,000

國科會以外政府計

畫件數 71 65 61 44 45 45

29

國科會以外政府計

畫金額 (仟元) 180 ,339 161,781 152758 207311 120290 120000

財團法人計畫件數 1 7 6 5 9 9 財團法人計畫金額

(仟元) 835 7,500 5,218 4,760 6,091 6,500

民營企業計畫件數 8 12 8 8 13 13 民營企業計畫金額 （仟元）

17,085 11,813 9,986 13,157 19,206 20,000

國內專利數* 2 1 3 10 7 7 國外專利數* 3 0 0 3 1 1 技術移轉件數* 6 3 1 4 1 1 技術移轉金額（仟

元）* 1,490 1,071 100 938 472 480

**103 年論文數僅統計至 6 月。

附 件 附件 1 理學院數學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 2 理學院物理系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 3 理學院化學系 103 年度度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 4 理學院地質科學學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 5 理學院心理學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 6 理學院地理環境資源學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 7 理學院大氣科學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 8 理學院海洋研究所 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 9 凝態中心 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告 附件 10 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以生物化學、結構學及

單分子影像方法探討 PriA 及 DnaC/DnaI 蛋白在 DNA 複製再啟動之機制 附件 11 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-大氣中奈米粒子的形成

機制及其性質 附件 12 理學院 103年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-用高解析度X波段合成

孔徑干涉雷達影像分析台北地區的地表位移 附件 13 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-固態四咪唑銅硫酸鹽配

位聚合物之遲滯相變研究 附件 14 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以鋅離子穩定之阿茲海

默症類澱粉胜肽聚集之生化性質及分子結構測量 附件 15 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-發展化學工具用於探索

植物壓力調節相關訊息胜肽的感知受體及端粒結合蛋的標定、純化及其生理角

色 附件 16 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以先進質譜分析與分子

影像技術探討阿茲海默症腦部 tau 蛋白質的磷酸化情形 附件 17 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-以光遺傳學小鼠模式探

討酬賞決策與酬賞預測錯誤之大腦神經基礎

附件 18 理學院 103 年度醉月湖科學整合研究平台計畫成果報告-熱帶島嶼地形與人類土

地利用對季內尺度對流雲與降水之影響

附件 1、理學院數學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、執行成果摘要

本計畫以「創造優質教學環境，充實學生基本學養，增進研究之影響力」為主要目標。

在教學方面

加強基礎及專業數學訓練，培育具國際競爭力之第一流數學專業人才，奠基下一

世代之數學發展領導人才。並以此計畫提昇本系教學設施及環境品質，支援數學

系所之成長，追求卓越的研究與教學成果，進而引領數學教育之形塑。

在增進研究及國際化方面

本系補助教師及學生出國參加會議或短期訪問研究，提昇在國際上的能見度。鼓

勵及支持學生之國際交流經驗，積極主動延攬國際知名學者，及具潛力之年輕優

秀人才。籌設全球華人數學會，擴大臺大數學系之影響力。

在建置設備方面

持續導入最新資訊數位科技，增進本系教學及研究用計算資源，建構兼具科技與

人文之友善學習環境。添購數學專軟體供本系師生、研究員及訪問學者使用。並

為節約用電，裝設節能風扇以加強空調效用、裝設燈具自動感應裝置避免閒置時

的浪費。

貳、前言

將以培養具備優秀數學能力之未來人才為目標，重點作法包括榮譽學程之推動、課程設計

之檢討、預修制度之設計； 將以建構世界一流數學系所為目標，重點作法包括積極招募

傑出研究人員、鼓勵從事前沿研究； 將以促進數學科學之具體應用為目標，並採取主動

拓展觸角、建立產學鏈結等策略，重點作法包括建構數學與業界對話之平台、促進學生至

產業界實習，並加強與業界系友之連繫，預期績效為增加學生至業界就業之機會，拓展數

學科學應用之面向；將以成為亞洲頂尖研究中心為目標，並採取促進與各研究中心、大學

系所之合作、推動長期計畫等策略，重點作法包括加強與國家理論中心、數科中心、中研

院數學所之合作計劃、積極參與推動國科會之國際化與業務，預期績效為提升計畫執行之

規模與績效。

参、計畫目標

3.1 教學

由於學生學習狀況及進度差異很大，為紮實訓練未來希望從事數學研究的學生，

我們特別成立榮譽學程。參與榮譽學程之學生，在大二時改修習代數導論優與

2

分析導論優，系上同時為每位學生指定指導教授，在大三以後帶領其作專題研

究或建議修習高階之數學課程至少 12學分，學生畢業前應完成學士論文，始

能獲頒榮譽學程證書。

本系的規模不大，負擔全校的微積分教學，學生人數大約每年 5600人次，老

師的教學負擔不易減輕，進而影響到其他專業課程的開設。而由於各學科對高

階數學的需求日益增高，數學專業課程常常爆滿，負擔同樣沈重。薪資制度僵

化且台北生活費較高，無法提供吸引人才的足夠誘因。授課鐘點規定呆板，無

法給新進教師有制度的減少授課時數。

聘任博士後研究為兼任教師教授基礎課程，已減輕專任教師的教學負擔。

3.2 研究

透過補助教學研究相關人員赴海外頂尖學術機構交流及研究，支持教師及學生

積極參與國際學術事務，促進研究國際化，提升教師及學生國際觀與世界觀。

預計藉由各項推動相關國際化的活動，厚植國際競爭力，邁向學術主流，提升

本系整體學術研究水準與教育品質，增進國際學術地位與能見度。

為教學與研究共用之實驗設施及週邊配套設施，購置保養與維護服務，並汰換

已經老舊、耗損之消耗性料件。另外，擴充現有實驗室僅剛好夠用的電氣系統，

以使未來應用數學與科學計算領域能有更充裕的能量，從事更大規模的研究。

添購師生常用之科學軟體之新版、添購公共使用之資訊設備、汰換部份教職員

老舊的研究設備及增列研究相關書籍。

升級或添購新的檔案伺服器提供給系上師生研究員訪問學者足夠的檔案儲存

及網路數位多媒體教學，老師網站空間加大提供給更多資料給學生參考。

升級或添購新的刀鋒高效能伺服器提供給全系師生研究員訪問學者等大量研

究資料運算使用。

內部網路設備多數為高速網路設備，因應數位多媒體教學應升級為超高速網路

設備。

3.3 其他

實驗室研究設備(含電腦教室)等設備維護，研究教學耗材購置維護。

肆、執行成果

4.1 分項計畫量化指標成果

3

件數 總金額 人數 班數

科技部計畫 33 5,106萬

非科技部計畫 8 1,388萬

微積分 TA 每年需花費約 337

萬

118 58

數學系課程 TA 每年需花費約 211

萬

89 44

訪問學者 175

(截至 9 月份)

舉辦國際會議 17

(截至 9 月份)

4.2 分項計畫質化指標成果

4.2.1 教學

在系上同仁的努力，及提供更多如 TA 等資源後，數學系學生的學習及討論風氣，

有很大的改善，常在數學系各個角落，看到群聚討論的學生蹤影。

每月舉辦數學沙龍，提供例如系友演講、如何利用圖書資料庫、認識Latex、

如何作研究、數學與應用等不同主題的演講及經驗分享。更在 10月份邀請了

SAP的執行副總裁給予一場公開通俗講座，SAP的執行副總裁更是在現場即提供

兩位實習名額給本系學生。另外，也邀請了GOGOLOOK資料科學家高義銘博士介

紹一個統計人如何走進資料科學的世界和這個領域在實務上和生活上的應用，

GOGOLOOK的高博士也承諾，只要他們公司有實習機會，一定即刻通知本系。這

些活動開拓了學生視野，並且增進他們對數學跨領域應用的認識及準備，皆令

學生受益豐碩。

4

為減輕微積分對系上教學的負擔，維持大班教學、小班輔導的策略。同時增加

聘任 7名博士後為兼任教師協助教學，大大減輕本系人力不足的壓力。提供博

士後教學經驗，也是人才養成之重要一環。本系為此特別敦請二位傑出教師朱

樺及林惠雯教授指導這些新進教學人員授課技巧及班級管理。

本系對招生名額及辦法，進行全面檢討及修改，並且募款設立第一志願獎學金，

吸引對數學有興趣的優秀高中生進入臺大數學系就讀。另外對在學學生，亦籌

設「事恩獎」來幫助本系經濟弱勢學生專心向學，以及為獎勵表現優異學生，

培養卓越之數學人才，特設立「卓越獎」。

為加強與高中端之結合，進行數學的深化及推廣活動，本系特別邀請齊震宇老

師專門負責此事，擔任活動總監，他所設計的第一個活動是「數學潛水艇」，

目的在將數學的美妙介紹給高中生，及做紮根的訓練工作。

數學潛水艇

活動簡介：

每次活動包含三部份（1）09：50-12：00大課（2）13：30-14：10講古時間

（3）14：30-16：30小課

另外，9：00-9：50為開放諮詢的「問題討論時間」

預定活動：

日期與地點：10/26(日)高雄鳳山高中

大課：無限有多大？談集合

小課：整數知多少？歐幾里得的算法

日期與地點：11/08(六)高雄鳳山高中、11/09(日)台北(台大天文數學館二樓 202)

大課：群的概念(一)

小課：格子點與多邊形面積

日期與地點：11/15(六)高雄、11/16(日)台北(台大天文數學館二樓 202)

大課：群的概念(二)

小課：函數圖形有多陡？

日期與地點：12/07(日)台北(台大天文數學館二樓 202)

大課：群與對稱 - 學校沒教的組合計數法

小課：多項式在給定範圍內有多少根？

日期與地點：12/20(六)高雄、12/21(日)台北(台大天文數學館二樓 202)

5

大課：微積分(一)

小課：光怎麼走？

落實人才培育之多樣發展

(1)重新檢討及設計榮譽學程：本學程是針對具強烈學習動機以及資賦優

異之學士班學生，提供更具前瞻性及挑戰性之課程規劃，以利學生有

效學習，並激勵學生從事數學以及數學相關應用之研究。參與此學程

之學生得以較早接觸具有挑戰性的題材，且於小班制的教學環境中，

和目前於研究上活躍的教師以及同樣對數學有高度熱忱的同學有更多

互動。目前正規劃更全面完善的系列課程，以培育第一流能與國際競

爭及接軌的頂尖數學人才。

(2)重新檢討及設計數學系課程，以大一、大二為基礎訓練，大三、大四

規畫為不同的學程或提供學生相應之修課建議，使其能順利銜接及準

備好未來各種不同的多元發展。並舉辦多面向的「數學沙龍」演講及

提供各式資訊讓學生了解數學的可能應用領域及就業方向。數學系相

關修業規定及設計，正在研擬如何修改以達成此項目標。

4.2.2 研究

本系同仁在研究上有許多傑出表現，吸引多位外籍博士後專程前來學習以及知名研究學者

來本系進行長期訪問及合作。以下僅舉部份傑出事蹟：

陳榮凱教授的傑出研究表現，讓他獲選為今年的教育部國家講座得主。

近年來，陳陳榮凱教授持續專研於三維多樣體的具體幾何，特別是三維極小模

型理論的具體描述，獲得許多重要的成果，並得到國內外學界的肯定。透過陳

教授的研究工作，可以將三維極小模型理論中的各種映射給予相當清楚的刻劃，

這些刻劃已成為學者研究三維多樣體的基本工具。透過這些新發展的手法與工

具，陳教授已經對於三維多樣體的分布給出一個輪廓，同時也給出示性類之間

的一些不等式。這些工作也提供了極小模型理論的另一種觀點，這種新觀點對

於更高維度的極小模型理論也可望有所助益。

謝銘倫副教授在 BSD conjecture 上有重要的突破，因此獲得中央研究院年輕

學者研究著作獎。

在 2000年，Clay Mathematics Institue提出當代七大百萬懸賞數學問題。其

中的一個是 BSD猜想(Birch and Swinnerton-Dyer conjecture)。此猜想說任

何佈於有理數體的橢圓曲線 E 其 Mordell-Weil群的秩(rank)等於對應 L(E,s)

6

(Hasse-Weil L-function) 在 s=1的零根。自從在 1995年，Wiles證明存在

一個 f模型式(modular form)使得 f的 Mellin transform L(s,f)等於 L(E,s)，

數論學家一直嘗試用模型式理論結合算術幾何去研究 BSD猜想。例如假定 L(E,s)

在 s=1的零根是小於等於 1的時候，此猜想可由 Gross-Zagier formula結合

Kolyvagin的歐拉系統(Euler system) 證明。謝銘倫副教授的研究領域是利用

p進方法(p-adic methods)來研究 BSD猜想或其一般化 Bloch-Kato猜想，並

取得重大的進展。

本系林長壽院士近年在mean field equation 及可積系統，有許多重要的突破，

發表非常多文章在最頂尖的期刊，2010年至今一共發表 40餘篇文章，成果非

常豐碩。林教授的全新見解，讓他對方程背後的結構，有深刻的認識，並且和

幾何、代數及數論等重要領域都有所連結，許多國外知名學者，特別來台大與

林教授討論及合作，他正在進行中的有許多涵蓋不同主題的合作研究案。

募款成立「臺大數學系訪問講座」，以邀請如費爾茲獎、麥克阿瑟獎得主或先

進國家院士等重量級數學家到本系訪問3個月至1年，促進蓬勃學術研究氛圍，

提昇整體研究之質與量，增加數學系及應用數學科學研究所的國際知名度及影

響力。另外設置「系友會青年數學家講座」及「新進專任教師額外加給辦法」

以爭取第一流年輕學者及優秀人才至本系任職。

由於本系同仁的傑出研究表現，讓本系順利爭取到下階段的國家理論中心數學

部份在台大執行。

4.2.3 其他

本系於公共空間之燈具加裝感應器，也於部分空間裝設節能風扇，以降低用電

費用。本年度 1-8月份電費較去年同期月份減少 19%，有非常大的改善。

本系於兩間討論室中整合了空調、照明與插座電力系統，藉由本校門禁系統達

節能減碳環保目標。

伍、結語

本計畫之執行讓我們能夠更新部分資訊設備，以協助教學及研究之進行，聘任計畫臨時人

員，抒解本系人力不足之困境，改善教學環境並提升課程的教學品質，提供學生更好之學

習環境。補助教學研究人員出國訪問，不但拓展相關人員的國際合作及視野，也同時提升

本系知名度。我們也利用部份經費改善本系的環境設施，並在節約能源上有非常大的進

展。

附件 2、理學院物理系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、執行成果摘要

[物理系] 1. 新聘 3名專任教師：裴思達教授、細道和夫教授、黃宇廷助理教授。

2. 在研究上，本系今年獲得國科會的研究計畫 42 件。此外，研究成果 SCI 篇數，從民

國 2000年以來均大幅領先台灣其他大學。

3. 本年度製作電子顯微鏡薄膜試片的設備離子蝕薄機也正式加入營運服務校內外同

仁。

4. 提升專業進階實驗課程教學品質(近代物理-高年級教學實驗)：增加實驗--多套件式光

學實驗系統。

5. 教師得獎紀錄：

(1)教育部 第 17屆《國家講座主持人》：熊怡；第 57屆《教育部學術獎》：郭光宇。

(2)2014 Fellow 英國物理學會會士：梁啟德；美國光學學會會士：董成淵

(3)第三世界科學院 2014 年 《工程科學獎》(2014 TWAS Prize in Engineering

Sciences)：盧志遠(特聘研究講座教授 )

(4)2014年亞洲磁性學會聯盟《年輕學者獎》（2014 AUMS Young Researcher

Award）：黃斯衍

[理論科學中心] CTS 每周與物理系合作，舉辦理論物理相關領域的專題演講課程，103 年度至今共計

舉辦 16 場專題演講。中心成員已發表的研究論文數共計 39 篇；其中，有 6 篇論文被標記

為「高引用」論文，刊載於 inSPIRE(hep) 網站上的論文數共計 22 篇。

本年度的海外來訪學者人數共計有 23 位，海外來訪學者於駐留臺大期間，密切地與

中心成員從事國際合作研究等事宜。在學生研究成果方面，「最佳理論論文獎」得獎人為

黃上瑜、謝昀達、林昇慶、吳致樑、陳伯達、李曉峰。以上 6 人以理論科學為其研究論文

主題，且具真知灼見表現優異，獲評審委員讚賞。

[亞太宇宙學與粒子天文物理學中心] 本中心從 2013年起，在APCosPA之下推出一個 Journal/Newsletter “The Universe”，

探討主題為宇宙學與天文物理學，每季出版一期，該 Journal/Newsletter 內容以邀稿為主，

目前已為 SLAC / Fermilab / CERN / DESY 共同 run 之 INSPIRE 收錄（2014 年 10 月）；利

用“亞太宇宙學與天文物理學組織”（Asia Pacific Organization for Cosmology and Particle

Astrophysics）及亞太之領先大學（墨爾本大學、北京大學、中國科學院、上海交通大學、

東京大學、京都大學、東京工業大學、群山大學校、漢陽大學、韓國科學技術院、中央研

究院、臺灣大學、夏威夷大學、紐西蘭坎特伯雷大學等）之努力，可以創出一個奇蹟。

貳、前言 [物理系]

2

本系擁有一台 200 kV G2 FEI 穿透式電子顯微鏡(LaB6)，用以服務校內外同仁取得高

品質的穿透式電子顯微鏡影像。由於儀器本身有許多消耗性材料如燈絲、液態氮等，因此

需要補充以及汰換。在副技師盧勁羽認真工作下，不僅服務物理系同仁，也照顧了理學院

以及醫學院的研究工作者。之前的穿透式電子顯微鏡所能服務的對象僅限於已在他處將樣

品處理成薄膜試片,或是以撈取法製成的試片；在服務他處製試片的客戶時通常會遇到樣

品氧化或積碳的問題,而撈取的試片則會有樣品高低落差太大及樣品過厚電子束無法穿透

的問題。擁有離子蝕薄機後試片製作完可在最短時間內進電子顯微鏡內操作,而原本易飛

散或是具有磁性的樣品亦可以磨片方式製作,讓原本不能在穿透式電子顯微鏡觀測的樣品

可以執行，對於學術研究的高品質要求及最直接的觀測結果可以完全由本系的電子顯微鏡

服務來提供。而在之前僅能提供撈取樣品的製作,在添購離子蝕薄機後我們可以直接將塊

材打磨成可以進電子顯微鏡操作的樣品。近幾屆諾貝爾獎所研究的石墨烯（graphene）及

氮化鎵（GaN）本系的電子顯微鏡及磨片設備皆處理過且成效良好。

[亞太宇宙學與粒子天文物理學中心]

本中心網羅了亞太地區之名校及機構之宇宙學相關的知名學者所組成，黃偉彥教授為

期三年理事長之任期已滿，今年開始由 Prof. Jun’ichi Yokoyama（University of Tokyo）為

理事長，Prof. Raymond Volkas（University of Melbourne）為副理事長，Prof. Sang Pyo Kim

（Kunsan National University）為 General Assembly 主席，黃偉彥教授擔任“The Universe”

之總編輯。每年除了 CosPA 國際會議（參與國輪流每年舉辦），理事長亦應帶頭舉辦（Winter

or other） School，以便年青學子學習 CosPA 之新知。

[理論科學中心] 本中心有三個主要目標，藉由理論科學研究，本中心期望能成為一知識創新與學術卓

越的國際性中心、理論科學研究中心、科技整合的中心，同時並為理論科學培育人才。

参、計畫目標 [物理系]

1. 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。為有效改善學生實驗訓練，

擬在近代物理專業實驗課程增加現代雷射光學實驗項目，以期能有效改善目前面臨

光學實驗較為缺乏之問題；並藉由實驗讓學生學習物理前瞻科技訓練。

2. 穿透式電子顯微鏡：就研究所課程而言，穿透式電子顯微鏡可以提供研究生第一手的

經驗，達到為國家訓練研究人才與提升研究能量的重要目標。研究生在副技師盧劲

3

羽幫助下可以了解樣品製作中之優缺點，進而改善樣品，這樣的教與學是最實在的

實務操作。目前已連續兩年參與研究所課程：奈米元件的製程及檢測技術中介紹及

操作 TEM。

3. 物理系(所)黃光無塵室:現已有掃描式電子顯微鏡(SEM)、電子曝寫機(E-beam

Writer)、光罩曝光機(Mask Aligner)、光阻塗佈機(Spin Coater)、離子覆膜機(Ion

Coater)、真空蒸鍍機(Thermal Evaporation Coater)、原子力顯微鏡(AFM)、快速

高溫退火爐(RTA)、打金線機(Gold Wire Bonder)、傅利葉轉換遠紅外光譜儀(FTIR)、

恆溫烤箱、超音波洗淨機、排氣櫃等主要設備。目前除供應本系所師生使用外，還

開放本校其他系所使用。從過去到現在，本系共用黃光無塵室已提供了校內、校外

一個非常實用的實驗環境，包括台大物理系所、材料所、機械所、電子所、光電所、

凝態科學中心等多個單位二十餘間實驗室的研究生在使用，校外則涵蓋了中研院原

分所、師大物理所、光電所、中央大學物理所、中正大學物理所、海洋大學光電所

及大葉大學電機所等多位教授近 80位的學生在使用，使用者的身份包括:研究助理、

博士後研究人員、博士生、碩士生及大學部學生。在半導體產業發達的今天，畢業

學生熟悉光阻製程、電子束微影製程及蝕刻製程，在職場上佔有極大的優勢，本系

(所)黃光無塵室恰好提供研究生學習製程的良好環境，更是一個重要且使用率非常

高的實驗室，對於帶動本系及本校的研究發展都有很大的貢獻。

3.2 研究

1. 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。

2. 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。

3. 現有教學研究設備儀器的改進與昇級。

4. 利用使用高解析 TEM 對於奈米材料的晶體結構分析，內部缺陷型態等作為佐證實驗

與模型的重要工作。我們提供品質的穿透式電子顯微鏡影像可以幫助研究工作者發表

成果在高品質的國際期刊上，提升研究能量與向校外爭取研究經費，達到良性循環的

結果。對於本系及校內研究人員提供比外界低廉許多的試片製作費用，令原本屬於高

門檻的 TEM試片製作變得平易近人，讓研究者更能在自己的研究成果上得到更直接的

證據。

3.3 其他 促進系際、院際、校際以至於跨校與跨國的合作。不同領域之研究工作者能夠腦力激

盪，獲得高品質的跨領域研究成果。

[理論科學中心]

4

3.1 教學 在教學方面，為鼓勵理論科學的研究，中心設置有獎學金以鼓勵學生從事理論科學研

究並撰寫優質科研論文。自 97 年迄今，已有 41 位學生因表現傑出，獲得獎學金的殊榮。

此外，中心亦配合物理系之課程規畫合作舉辦專題演講，並計畫舉行數次以研究生為

主的論壇講座，同時亦鼓勵學生參與國際會議或短期海外活動。

3.2 研究 為展現各相關領域的研究成果，並促進科際及相關領域間的學術對話，中心每週舉辦

學術演講及專題討論。參加人員除修課學生外，亦廣邀校內外相關領域學者與會，並定期

於專題研討會後舉行座談茶會，增進各領域間的學術對話。同時，CTS 亦與國家理論科學

中心(NCTSn)合作，結合眾研究成員之力舉辦專業性的國際會議與國內討論會。

為鼓勵強化國際合作，中心也邀請國際知名學者到訪分享研究成果。目前，與中心成

員有實質合作關係的海外研究機構或單位已超越 20 所。截至目前，累積來訪的海外學者

已超過 200 人次。

[亞太宇宙學與粒子天文物理學中心] 本中心經過數年之構思，終於從 2013 年起，開始出版 Journal/Newsletter，每季一期，

初期以邀稿為主，該 Newsletter/Journal 定名為 “The Universe”。以期從 APCosPA 出來

的研究文章，將會在 Cosmology 佔有 leading 之重要文章，甚至超過美國及歐洲，可以媲

美 Nature 或 Science 之重要雜誌；目前網站等皆沿此規劃。

肆、執行成果 亮點:

1. 進階實驗課程中增添多套光學實驗可增強光學學習效果。

2. TEM增購離子蝕薄機後功能增進許多。

3. 出版期刊 Univers 為 Inspire,net所收錄。

4. 與中心成員有實質合作關係的海外研究機構或單位已超越 20所。截至目前，累

積來訪的海外學者已超過 200人次。

[物理系]

4.1.1 教學

1.物理系教材 e 化成果

目前已完成：

A. 持續進行必修課程如從大一普物，大二力學、熱物理、電磁學、應用數學及多門

選修課程之 e化建置。

B. 持續進行 Java動畫之撰寫並可以與大一普物 e化教學結合以提高教學效率。

5

C. 持續改善物理系內研究與教學環境部分

2. 提升專業進階實驗課程教學品質(近代物理-高年級教學實驗)： 增加實驗：多套件式光學實驗系統。

(1)儀器介紹：本多套件式光學實驗系統包含雙通道接收器、1MHz振盪器、調變雷射、光

束分光鏡、反射鏡、凹面鏡、聲道接受器、影像接受器、鏡頭、顯示器等。

(2)內容大綱：本多套件式光學實驗系統可使用調變雷射測量光速。並可將聲音與影像透

過調變雷射傳送至遠方，並在目的地處解調變還原。

(3)成果：本多套件式光學實驗系統讓學生充分了解到調變雷射的用途，也讓學生學習到

如何將聲音與影像透過雷射調變與解調變。另外，可透過此調變雷射與鏡面的設計可

進一步測量光速。

4.1.2 研究 穿透式電子顯微鏡

(1) 教育訓練:訓練博士生使用本儀器。

(2) 研究:發表重要結果在一流國際期刊奈米尺度通訊上包括 Applied Physics

Letters ， ACS Nano,，Nanoscale Research Letters 等

(3) 增強功能服務社群；增添離子蝕薄機提升 TEM 效能

(4) 其他: 促進跨國合作，得以執行國科會台印合作計劃。

[亞太宇宙學與粒子天文物理學中心] 1. 出版 “The Universe”：

The Universe 創刊甫一年多，便為美歐之最大實驗室（SLAC / Fermilab / CERN / DESY）

所有網站 INSPIRE.NET“收錄”其中，可以說邁向成功的第一步。

2. 第五屆 APCosPA Summer School：

2014.7.31 – 8.4 於日本舉行，臺灣亦派了 5-6 位年輕學子參加。

3. 專題演講：每星期四中午舉辦 Seminars in Astrophysics I。

伍、結語 [物理系]

6

台大物理系是國內在物理方面，從事學術研究及人才培育，歷史最久，造就菁英最多

的單位，對促成物理學在台灣生根影響也最深。尤其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。

五年五百億對台大物理系在教學與研究的投入，目前對於改善普通物理實驗教學的模

式、環境與儀器、E 化教室的建置與維護、課程內容與教材 E 化、專業進階實驗課程、以

及網際網路的建置與學習、理論科學中心與其他研究領域的研究提升與國際交流的接軌，

均有助益。在研究成果上，本系歷年來均大幅領先台灣其他大學物理系。

在未來，台大物理系也必能承先啟後，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。

[亞太宇宙學與粒子天文物理學中心] 本中心結合了北大、東京大學、墨爾本大學等知名大學之宇宙學及粒子天文物理學方面之

人力，以之推動這方面之研究與教學，藉由各項活動的舉辦，規模日益擴大，也希望給學

校相當的可見度，並且在國際合作上，可謂大有作為。而從 INSPIRE 發生的故事，可見得

我們自己有“本事”，便遲早會被選中（只是有些早的有些意外。）所以以“The Universe”

命名，也在 ISSN 上登記，成為一個 Journal 之生力軍。

附件 經費執行率(按季呈報)

3個月一次進行自評記錄，

經費執行進度百分比：

第一季：經費執行 5.9％

第二季：經費執行 39.7％

第三季：經費執行 74.5％

第四季：經費執行 100％

附件 3、理學院化學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、 執行成果摘要 本計畫成功協助本系三位新聘教師王宗興、陳浩銘、廖尉斯分別建立有機合成與細菌

病原機制、奈米材料的製備與性質探討、表面修飾與感測元件製作實驗室，使各項研究工

作順利展開。此外，也協助質譜儀與純水機等公共儀器的維護，維持全系的需求。教學方

面，有笠井俊夫客座教授協助光譜學與動力學課程。楊吉水教授則受邀於國際會議演講螢

光蛋白發光團螢光性質之研究。相關論文五篇，專利一份。

貳、前言 本系於 2007 年成立化學生物學組後，在教學與研究上成為國內化學系的一大特色。

化學生物學乃以化學的各項技術與方法來探討生物學中重要的課題，使生命科學的研究立

基於分子科學的層次。102 年本系新聘任的三位年輕教授分別專精於有機合成與細菌病原

機制、奈米材料的製備與性質探討、表面修飾與感測元件製作，藉此機會，本系提出「化

學生物學教學與研究—高效能病原篩檢晶片之開發」研究計畫，整合三人之專長，發展具

有特色且具高度應用潛力的研究計畫。目前國際級的大型與前瞻性研究通常需透過不同專

業合作無間方能達成，本系所有專任教授具有獨特的化學專業，若能加強彼此間合作，必

能有更多國際級的研究突破。因此，希望本計畫能創造出一個新的合作平台與團隊，以提

升並強化本系專任教授間之合作精神，達到研究頂尖的目標。

参、計畫目標

3.1 教學 1. 增開化學生物相關課程。

2. 加開英文授課課程。

3. 加強國際學術交流。

4. 添購化學生物核心實驗室設備。

5. 增聘化學生物專長人才。

3.2 研究 A. 強化跨領域研究。

B. 提升論文質與量。

3.3 產學合作

無。

2

3.4 其他

無。

肆、執行成果

4.1 分項計畫量化指標成果

量化項目 現況值 目標值

99 年 100 年 101 年 102 年 103 年 104 年

國

際

化

就讀學位國際生數 11 14 16 26 29 31 交換國際學生

數 送出 4 5 2 5 1 2 來校 1 2 3 3 0 1

海外教育/移地

研究/實驗 送出 7 41 28 28 20 22 來校 0 0 0 4 0 0

學生出席國際會議 28 33 42 25 21 25 經簽約且含有計畫經費之

國際合作計劃件數 4 3 4 2 3 3

經簽約且含有計畫經費之

國際合作計劃金額(仟元) 4,971 3,731 7,582 900 4,590 4,700

英語授課課程數 40 40 40 40 40 40 重要國際會議主辦數 6 4 5 6 0 2 國外學者來訪人次 74 80 94 87 76 80 參與重要學術組織運作之

人次 6 6 6 6 6 6

教

學

及

學

術

研

究

成

果

專任教師人數 33 31 33 36 35 36 國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數

202 274 251 261 190 230

國際重要期刊編輯人數 15 13 12 12 13 13 國際重要學會會士 4 4 4 4 5 5 國內外院士人數 2 2 2 2 2 2

國內外重要獎項累計 8 5 3 3 5 6

科技部計畫件數 45 40 39 38 42 43 科技部計畫金額(仟元) 171,569 143,121 133,591 122,498 126,167 129,000 科技部以外政府計畫件數 5 3 2 1 1 1 科技部以外政府計畫金額 (仟元)

3,000 2,600 714.5 1,400 1,400 1,500

財團法人計畫件數 5 5 1 0 0 1

3

財團法人計畫金額(仟元) 5,225 18,032 1,000 0 0 500 民營企業計畫件數 2 3 1 0 0 1 民營企業計畫金額 （仟

元） 260 1,720 750 0 0 500

國內專利數 1 1 1 1 2 3 國外專利數 1 0 3 2 3 3 技術移轉件數 1 2 0 0 0 1 技術移轉金額（仟元） 500 135 0 0 0 500

4.2 分項計畫質化指標成果

4.2.1 教學 A. 已採購分析級高壓液相層析儀及全自動製程電漿處理機，並已投入支援系

上研究。

B. 已開設多門英文課程，包括高等化學生物學專論，高等無機化學專論等。

C. 提升國際交流，持續有重要國際人士來訪。與日本岡山及神奈川大學進行

教授及學生交流計畫。

4.2.2 研究 聚集誘導發光（aggregation-induced emission, AIE）是一個有趣的行為，因為它違

背了大多數螢光團在聚集時會發生螢光淬滅的現像。楊吉水實驗室嘗試以類綠色螢光

蛋白發光團(m-ABDIs)來發展新機制的 AIE 例子—利用排除溶劑-溶質氫鍵(exclusion

of solvent-solute hydrogen bonding, ESSHB)的方式。在 AIE 的影響下，m-ABDIs 無論

在質子性或是非質子性溶劑中皆具有螢光放射行為，這代表 m-ABDIs 可以做為一個

有潛力的螢光染料。這樣利用 ESSHB 增強螢光的概念可以應用在細胞顯影上。

王宗興實驗室在過去十個月中積極開發利用鐵載體(siderophore)作病原菌感測，

我們先以金黃色葡萄球菌的 staphyloferrin A (SA)為合成目標，目的是在金表面的自組

4

裝單層薄膜(SAM, self-assembled monolayer)修飾上鐵載體配體(ligand)。在分子設計上，

我們期待以點擊化學(click chemistry)來進行金表面鐵載體修飾，例如末端炔基

(terminal alkyne)與疊氮基(azide)可進行 1,3-偶極環加成反應(1,3-dipolar cycloaddition)。

點擊化學可於水溶液相反應且可容忍多數官能基團的存在；在實務上，因為不需要保

護官能基團，可大大減少合成複合體的複雜度。目前已成功地選擇性聯結了具手性的

檸檬酸與鳥胺酸。

圖 1. 以點擊化學(click chemistry)來進行金表面鐵載體修飾。

廖尉斯實驗室利用軟性材料基板模組的塌陷現象，已成功結合模組塌陷型分子層

拔除法及生物檢測器設計之製作在晶片表面上含有Biotin分子修飾的部位成功鑑接上

Streptavidin 蛋白質，並以螢光訊號呈現。也將此技術進一步推展至奈米製作的控制，

並將進行金屬奈米串珠的製成，以研究其特殊的光學和物理性質，以及其在生物檢測

器設計上的特殊應用。此外，也研發出一種新式的分析晶片平台，係結合熱塑型塑膠、

紙質檢測裝置，以及化學反應顏色變化分析之高效率低成本可拋棄式檢測晶片。此類

試片不但製作方便快速，所使用之材料成本也相當低廉，符合近幾年先端生物晶片設

計開發之概念。此研究成果也已向美國專利局提出先期專利之申請。

為實現自發太陽能光解水，陳浩銘實驗室模仿自然界中光合作用 Z-scheme 的概

念設計人工光合作用之結構，催化劑與保護層共修飾之結構可於未施加偏壓下，實現

自發太陽能光解水，其在可見光情況下，轉換效率可達 0.17% 、開路電壓約 0.53 V

5

與 0.19 mA/cm2 之光電流，此數值與單電極量測呈現相同之結果，顯示自然界中光合

作用 Z-scheme 之概念已成功藉由無機材料實現，達成自發太陽能光解水之目的。

論文發表： Lin, C.-J.; Kundu, S. K.; Lin, C.-K.; Yang, J.-S. “Conformational Control of Oligo(p-phenyleneethynylene)s with Intrinsic Substituent Electronic Effect: Origin of the Twist in Pentiptycene-Containing Systems” Chem. Eur. J. 2014, 20, 14826-14833. Sun, W.-T.; Huang, G.-J.; Huang, S.-L.; Lin, Y.-C.; Yang, J.-S. “A Light-Gated Molecular Brake with Antilock and Fluorescence Turn-on Alarm Functions: Application of Singlet-State Adiabatic cis → trans Photoisomerization” J. Org. Chem. 2014, 79, 6321-6325. Kao, C.-Y.; Lee, I-T.; Ch. Prabhakar; Yang, J.-S. “Light- and Redox-Gated Molecular Brakes Consisting of a Pentiptycene Rotor and an Indole Pad” J. Chin. Chem. Soc. 2014, 61, 507-516. (an invited article with cover picture of the May issue) Tou, S.-L.; Huang, G.-J.; Chen, P.-C.; Chang, H.-T.; Tsai, J.-Y.; Yang, J.-S. “Aggregation-Induced Emission of GFP-like Chromophores via Exclusion of Solvent-Solute Hydrogen Bonding” Chem. Commun. 2014, 50, 620-622. Yang, H. B.; Miao, J.; Hung, S.-F.; Huo, F.; Chen, H. M.*; Liu, B.*, “Stable Quantum Dot Photoelectrolysis Cell for Unassisted Visible Light Solar Water Splitting”, ACS Nano 2014, 8, 10403-10413. 專利申請：

Liao WS; Wang CM “Thermoplastic-Paper Integrated Analytical Platforms” US Patent, Provisional Application, filed Sept. 2014.

6

4.2.3 產學合作

無。

4.2.4 其他

計畫經費執行率：

伍、結語

本邁頂計畫提供一個整合本系專任教授間之研究、創造新的合作團隊的平台，對教學

與研究的提升有極佳的幫助。因此，希望邁頂計畫能持續推動，力求邁頂目標之達成。

附件 4、理學院地質科學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

一、 執行成果摘要 本年度提升計畫係希望在教學、研究及國際交流三方面提升品質，以達成世界級的研

究環境及水準為目標。其執行成果在教學方面添購偏光顯微鏡及補助野外課程實習費用，

冀望改善教學環境，並鼓勵學生主動至各大學進修，培養國際觀及研究能力；研究方面，

本系積極增聘新興研究領域人才，並邀請在特定領域學有所成之學者為客座教授，以共同

研究提升研究之深度及水準；添購加速器質譜儀（Accelerator Mass Spectrometer, AMS）相

關周邊設備以加強研究能量。此儀器為臺灣第一台用於地球科學領域的 AMS，未來將配合

引進 AMS 相關優秀人才，期望以此帶動改善整體之研究環境與設備。國際交流方面，除

鼓勵師生參加國際學術活動以期開拓學術交流、深化師生國際觀，並主動邀請知名學者來

系訪問或演講；在全系師生努力下，本系之研究能量已有長足進步，不但師生赴外進修、

參與國際學術會議的人數增加，也主辦了重要的國際學術會議。

二、 計畫內容說明

本計畫分為教學、研究、國際等三方面進行。教學方面，因偏光顯微鏡是地質科學系

最基本的教學與研究儀器，用以鑑定礦物和岩石，是每個地質系學生應該擁有的最基本學

養。因此，為了達到每位學生可獨自操作一台顯微鏡的期望，本系認為應分階段添購偏光

顯微鏡，以改善教學品質，故本年度計畫再增購 2 部偏光顯微鏡，供學生使用。另外，補

助野外課程實習費用，鼓勵學生至國外著名大學研究，增廣其能力與見聞。研究方面，積

極增聘新興研究領域教授，協助設立相關實驗室，厚植其研究實力。邀請國內外科學研究

有深度的學者為客座教授，共同合作研究以鞭策自我的研究水平。協助爭取各類研究計畫，

並爭取經費增聘博士後研究人員。同位素（包括放射性和穩定同位素）是許多科學領域裏

研究利器，它們在地球科學、物理、化學、考古、海洋、醫學等學科中的應用佔有舉足輕

重的地位。可用於測量微量的放射性同位素的加速器質譜儀（Accelerator Mass Spectrometer,

AMS）在世界上許多先進國家已經廣泛使用，尤其是在放射性定年學上形成了龐大的研究

團隊。目前在亞洲，日本、韓國、中國都已經建立了 AMS 定年實驗室。本系在國科會和

國立臺灣大學的共同資助下購置了一台加速器質譜儀（HVE 1.0MV Tandetron Model 4110

BO-AMS），用來進行碳十四定年和其他宇宙源同位素（如：Be-10、Al-26、I-129）的測量，

今年度持續添購相關周邊設備（石墨靶製備系統與高真空抽氣系統）。此儀器是臺灣目前

唯一一台用於地球科學領域的加速器質譜儀。AMS 實驗室的建立，無論是在教學上，還是

在研究上，都將起重要的作用，它將填補我們在這個領域裏的空白，打破依賴國外實驗室

的枷鎖，使臺大成為世界頂尖大學的目標更近一步。國際方面，鼓勵師生多加參與國際學

術活動，並廣邀國內外知名學者來系短期訪問演講，以加速研究新知的交流。此外，鼓勵

碩博士研究生投稿國際學術期刊，亦鼓勵師生積極參加國際學術活動與出國進修研究，加

強本系與國際間之研究與教學交流。

2

三、 計畫目標

1. 教學

改善教學環境。

提升教師教學知能與增進學生學習能力。

更新教學所需之教室網路硬體與教學軟體及維護實驗儀器設備。

補助野外課程實習費用。

2. 研究

更換研究室之基礎設備零件。

維護各實驗研究用之儀器，提高實驗數據精確度。

建立 AMS 碳十四定年技術，包括石墨靶製備系統，AMS 測量系統，為國內外需

要碳十四定年的學術和應用領域提供服務。

舉辦碳十四定年應用和研究專題講座，開設宇宙源同位素定年課程，碳十四年代

學課程，培養年輕一代的科學研究人才。

建立鈹-10/鋁-26 定年技術，應用鈹-10/鋁-26 定年技術測定岩石暴露年齡，開展活

動構造的研究。

利用 AMS 實驗室的有利條件，申請整合型研究計畫。

引進國際上相關領域的學者專家，進行合作研究。

3. 國際

鼓勵教師參加國際學術活動與出國進修研究。

獎勵碩博士研究生投稿國際學術期刊。

積極增聘客座教授、客座研究員、助理研究學者以及博士後研究人員。

邀訪國際學者來系演講與考察訪問。

增加學生赴國外進修、參與學術活動之人數。

鼓勵學生至國外著名大學學習、研究，增廣其能力與見聞。

四、 執行成果

1. 教學

新聘助理教授─任昊佳助理教授。

鄧屬予教授榮獲臺灣大學 102 學年度教學傑出教師獎；林立虹副教授榮獲臺灣大

學 102 學年度教學優良教師獎。

中華民國地球物理學會與社團法人中華民國地質學會 103 年年會暨學術研討會聯

合學生壁報比賽－特優：莊伯禹、陳承鴻、賴序衡；優等：柯彥廷、徐志煌、秦

3

念祺、張宇涵、曾衡之。

103 年度斐陶斐榮譽會員（3 人次）－蔡佳欣、陳奕維、焦中輝。

持續改善教學環境，購置 2 部偏光顯微鏡。

補助課程之野外實習車資，增進學生了解本系野外課程知識，並將教室所學應用

於野外。

為提升教學品質，於今年更換本系 212 及 300 教室教學設備，包含課桌椅及數位

中控系統等、添購野外防護安全帽以供野外實習使用、更新地下大講堂內空調設

備、加強系館無障礙空間，以提供給本系學生更好的學習與使用環境。

2. 研究

江博明教授榮獲日本地質學會 2014 JGS International Prize。

江博明教授榮獲國際著名期刊 American Journal of Science 出版《AMERICAN

JOURNAL OF SCIENCE：Bor-ming Jahn Special Issue》特刊。

鍾孫霖教授榮獲 2014 年「世界科學院」大獎（The Third World Academy of Sciences，

TWAS prize）

沈川洲教授榮獲國科會（現科技部）102 年度傑出研究獎。

徐澔德副教授榮獲科技部 103 年度吳大猷先生紀念獎。

2014 年國際期刊論文發表（SCI、SSCI、A&HCI）91 篇（統計至 2014.10）。

添購 AMS 相關周邊設備（石墨靶製備系統與高真空抽氣系統）。

3. 國際

補助學生出席國際會議。

邀請國外知名學者來系演講與合作研究。

舉辦第十二屆海洋沉積物氣體國際學術研討會 (12th International Conference on

Gas in Marine Sediments, GIMS12) (2014/9/1-9/4)（圖二）。

中國福建省地質礦產勘查開發局參訪（2014/1/6）。

中國江蘇省地質學會參訪（2014/2/20）。

越南河內大學參訪（2014/8/28）。

邀請國外專家學者來系演講─Dr. Sean Willett (瑞士)、Prof. David Hilton (美國)、

Prof. Yuji Sano (日本)、Dr. Barry M. Freifeld (美國)、Prof. Hiroo Kanamori (美國)、

Prof. Victor Tsai (美國)、Igor Aleksandrov (俄羅斯)、Prof. Yasuhiro Yamada (日本)、

Prof. Luther Strayer (美國)、Prof. John Wakabayashi (美國)、Prof. Jih-Pai Lin (中國)、

Dr. Roland Oberhänsli (德國)、Prof. Douglas Wiens (美國)、Prof. Chen Ji (中國)、

Dr. Daniele Pinti (加拿大)、Prof. Inga Moeck (德國)、Dr. Marco Bonini (義大利)、

4

Dr. Franco Tassi (法國)、Prof. Mike Searle (英國)、Ivan Koulakov (俄羅斯)。

延攬講座教授─John Suppe 博士（美國）、Yoko Ota 博士（日本）、鄧大量博士、

江博明博士、鍾孫霖博士。

延攬客座研究員─張儒媛博士(美國)。

延攬客座助理研究員─李舢博士(中國)。

延攬助理研究學者─李皓揚博士、林德嫻博士。

延攬博士後研究員─謝其泰博士、彭君能博士(香港)、Jan-Alexander Kunz 博士(德

國)、Monika Walia 博士（印度）、李政益博士、郭力維博士、賴昱銘博士、魯人

齊博士(中國)、吳恩霖博士、傅慶洲博士、楊列坤博士(中國)、波玫琳博士(法國)、

趙敏博士(中國)、趙韋安博士、周祐民博士、吳舒堯博士、段福才博士(中國)。

本系碩士班林姿綺同學（洪淑蕙老師指導）榮獲亞洲大洋洲地球科學學會年會最

佳學生海報獎(AOGS2014 Best Student Poster Award)(2014/7/28-8/1)。

師生出國參與國際學術研討會或考察訪問，如 EGU（奧地利）、AOGS（日本）、

AGU（美國）、日本（地質考察）等。

開放給本校非地質系學生選修的野外地質調查課程「地質調查導論二」也特別設

立了國際學生班，一學期開放約 30 位外籍學生，由 John Suppe 教授及施路易教

授帶領國際學生認識南臺灣恆春的地形地貌和基礎地質知識，眾多國際工作夥伴

也積極參與，在此趟旅程中進一步認識臺灣(2014/5/23-5/26)(2014/12/5-12/8)。

本系林立虹教授開設之「地質調查(五)」課程，由林立虹教授、李寄嵎博士帶領 6

位地質系大學部學生，至中國大陸武漢地區進行大陸三峽大壩庫區地質調查(並帶

學分回臺大)(2014/8/16-8/25)。

由本系太田陽子教授、徐澔德教授帶領 13 位地質系大學部學生至日本東北地區

進行野外地質調查(2014/9/26-10/5)。

2014 年國際期刊論文發表（SCI、SSCI、A&HCI）91 篇（統計至 2014.10）。

五、 結語

國際化是學校邁向世界頂尖大學的重要目標之一，本系歷來亦鼓勵師生積極參加

國際學術活動與出國進修研究。然而本系每年有超過 30 位研究所學生申請經費或自

費前往外國發表論文、海報或參加會議，卻囿於經費常未能全額補助。隨著國際交流

頻繁，學生出國參加會議或邀請國外學者來台發表演說數量逐年上升，適當的補助將

有助於學術交流的推廣。

本系在未來主要發展重點朝向多元化及深度化之進展，以成為具國際水準的系所

為目標。除了全面改善基礎教學環境，提升教學品質與學生學習成效之外，亦將持續

與國際名校保持學術交流，繼續獎勵教師與學生於國際一流期刊發表研究論文，並積

5

極鼓勵師生出國參與國際學術研討會或考察訪問，以增加臺大地質科學系的名聲和影

響力。

附 圖

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

第一季 第二季 第三季

經費執行率

圖一、經費執行率曲線圖

圖二、第十二屆海洋沉積物氣體國際學術研討會 (12th International Conference on Gas in Marine Sediments, GIMS12)與會人員合照

6

地質科學系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

99 年 100 年 101 年 102 年 103 年 104 年

國

際

化

就讀學位國際生數 23 22 22 17 24 24

交換國際學生數 送出 3 4 3 2 2 2 來校 0 1 3 3 3 3

海外教育 /移地研究 /實驗

送出 4 4 48 19 19 19 來校 0 0 0 0 0 0

學生出席國際會議 49 30 15 37 35 35 經簽約且含有計畫經費之國際合

作計劃件數 0 2 2 0 0 0

經簽約且含有計畫經費之國際合

作計劃金額(仟元) 0 218.3 218.3 0 0 0

英語授課課程數 7 8 7 8 9 9 重要國際會議主辦數 2 1 1 0 1 1 國外學者來訪人次 37 66 40 49 59 59 參與重要學術組織運作之人次 13 13 13 13 13 13

教學

及學

術研

究成

果

專任教師人數 25 24 24 25 23 23 國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數

98 100 105 42 91 91

國際重要期刊編輯人數 5 7 7 7 4 4 國際重要學會會士 10 10 11 11 11 11 國內外院士人數 1 1 2 2 2 2 國內外重要獎項累計 20 14 18 22 18 18

國科會計畫件數 48 47 46 43 44 44

國科會計畫金額(仟元) 143,768 156,570 138,181 192,501 186,546 185,546 國科會以外政府計畫件數 19 20 25 22 19 19 國科會以外政府計畫金額(仟元) 54,968 36,718 38,562 49,411 34,084 34,084 財團法人計畫件數 財團法人計畫金額(仟元) 民營企業計畫件數 民營企業計畫金額(仟元) 國內專利數 1 2 國外專利數 1 技術移轉件數 技術移轉金額(仟元)

附件 5、理學院心理學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、 執行成果摘要 本年度計畫建置課程實作實驗室，配合相關課程的開設，結合理論與實驗操作，同時

也提供學生從事心理學研究的絕佳入門管道，使之成為具有心智研究特色的實作實驗室；

正念、身心互動課程之多元教學方式，讓學生能更深入探索，激發研究興趣與潛能。此外，

心智與文化共進演化研究方面，藉由大腦電生理多頻道記錄系統的添購，配合現有的電生

理及腦造影技術，可更進一步探討心智運作的共同性與差異性；同時，高效能、大資料專

用的電腦叢集的建置，得以與現今行為和腦科學研究朝大樣本數之目標發展同步；而華人

的家庭情緒研究，有助於本系朝向結合社會文化、認知、情緒與生物機制的學術目標向前

邁進，並期能對目睹或遭受家暴的兒童與青少年，提供早期的介入與協助資源。

貳、 前言 本年度計畫在改進教學環境與品質方面，設立課程實作實驗室，透過實際課程實作，

有助於學生從實作中理解科學知識與培養科學研究的興趣；正念與身心互動課程，透過動

態實作訓練、分組議題探究、以及靜觀教學等活動，使學生進一步瞭解可能的機制、效用

與方法，建立並培養對相關議題研究與實作運用的能力。研究能量提昇方面，購置多頻道

微電極電生理記錄系統，以取得活體細胞電生理實驗資料，進而了解大腦神經活動及行為

認知間的因果關係；建置高效能、大資料專用的電腦叢集，以進行腦科學的巨量資料研究；

此外，在新興領域方面，側重於華人家庭暴力下兒童或青少年創傷或情緒反應的影響。

參、 計畫目標 3.1 教學 ● 設立課程實作實驗室與開設心智科學實作課程

本計畫希望能建置含腦電波儀與腦刺激儀器設備等尖端儀器之實驗室，配合認知神經

科學相關領域課程，讓學生能藉此學習實驗設計、資料收集與分析，以及資料的解釋

與推論，更能落實課程理論知識與實驗操作的結合。從實作中理解科學知識的產生與

培養科學研究的興趣，其效益為培養出具國際水準之心理系學生。

● 正念、情緒、身心互動課程

課程希望達到兩個目標：一為藉由課堂實作訓練提升學生自我覺察力與專注力，增進

同理心與認知彈性，有助於未來心理專業能力的運用。再者藉由實作結合課後小組文

獻閱讀，使學生進一步瞭解身心以及意識提升的可能機制，培養未來對相關議題進行

研究與實作能力。

3.2 研究 ● 心智科學儀器—大腦電生理多頻道記錄系統

本計畫規劃購置多頻道微電極電生理記錄系統 (multi-channel microelectrode recording

system)，這套系統不僅能在動物清醒並能做出知覺及決策行為時，穩定記錄數個大腦

2

中神經細胞的活動，也可透過最新的雷射及光遺傳學的技術，同時激發同腦區中數百

個神經元的活動，進而了解大腦神經活動及行為認知間的因果關係。

● 華人家庭情緒研究

本研究旨在探討台灣兒童目睹家庭暴力所導致的心理受虐問題，討論目睹親密暴力是

否為一種心理受暴形式，以探究家庭暴力的真實面向與家暴經驗對於兒童與青少年情

緒的影響。因此，本研究採用深度訪談法與質性編碼，希冀透過一對一訪談回溯家暴

目睹兒的記憶，以深入而全面地了解家暴目睹兒童的心理受暴經驗，對於華人的家庭

情緒研究能有更深入的了解，也使社會心理學所研究的領域更為寬廣。

● 人類行為與腦科學的巨量資料研究

藉由本計畫配合其他研究計畫的補助，建置高效能、大資料專用的電腦叢集

(computer cluster)，此電腦叢集的建立將幫助臺大心理學系從事大資料、跨領域的心

理學研究。我們期望在這個大資料的時代，心理學作為一門人類行為、心智、與大腦

的科學，在研究上能夠更多元並與其他領域接軌。

肆、 執行成果 教員研究、學生研究及經費執行成果如附件所示。

4.1 教學 ● 改進教學環境與品質—設立課程實作實驗室及開設心智科學課程

本實驗室 朝向結合理論課程與實驗操作，目前已有學生使用實驗室儀器進行心智科學

的專題研究，能有效收集資料並進行統計分析與推論。雖然本實驗室仍在建置尚未完

備，但已經有部分實作成果將於本年度的台灣心理學年會發表與報告。

● 改進教學方式—正念、情緒、身心互動課程

進行評量結果顯示，本課程有效提升學生專注當下的能力，減少心思漫遊程度與衝動

反應，在注意力控制方面有所進步，且經過練習後比練習前以及對照組調節自己情緒

能力更為提升。同時，學生表示在實務臨床的應用上，能與輔導個案的實習經驗有所

呼應，學生們也因實際體驗，加上文獻閱讀以及操作，更加理解身心一體的意涵，甚

至形成研究小組，持續研究與設計適合本國兒童的訓練課程，符合本課程目標的期

待。

4.2 研究 ● 增進研究能量－心智科學儀器：大腦電生理多頻道記錄系統

本研究由葉俊毅助理教授研究團隊執行。非人類靈長類動物研究不僅對了解行為認知

的大腦神經基礎非常重要，同時對大腦神經病變的肇因研究也至為關鍵，我們可以運

用這套先進的設備(圖一)，搭配清醒非人靈長類動物的行為實驗，記錄動物在做出知覺

及決策行為時的大腦神經訊號，藉此了解這些行為的神經基礎、以及大腦神經活動及

行為認知間的因果關係。未來，這套系統將會放置於校總區的「全校型實驗動物中心」

的「非人類靈長類動物大腦心智功能及行為研究的實驗室」。

3

圖一、大腦電生理多頻道記錄系統

● 增進研究能量－華人家庭情緒研究

本研究由趙儀珊助理教授研究團隊執行。資料分析結果證實童年家暴目睹經驗確然為

一種心理虐待的形式，家暴目睹經驗普遍在受訪者心理上留下深遠的影響，包括普遍

性的無助感、自我責備傾向、低自我價值感與安全感，以及對於人際關係缺乏信賴，

造成深遠的負面影響。研究成果做為未來的家暴目睹兒相關研究與實務處遇之參考。

● 增進研究能量－人類行為與腦科學的巨量資料研究

本研究由黃從仁助理教授研究團隊執行。利用此一電腦叢集進行各種大資料的機器學

習分析來找出人類行為和腦訊號在不同條件下所具有的規律性。目前與臺大醫學院曾

文毅教授研究合作，應用腦造影的資料來分類男女或分類正常人和精神分裂患者

(Schizophrenia)，不僅有科學上的意義，更具臨床的實用價值。除了腦訊號外，也嘗試

從 Facebook/Twitter 等社群媒體中搜集巨量行為資料，此方向的研究正與資策會創新應

用服務研究所的資料科學小組進行合作，期待不久之後能有更多具體成果。

伍、 結語 教學方面，課程實作實驗室的建置，在提昇教育品質上扮演相當重要的角色，不但能

夠幫助學生瞭解心理學的重要概念，也讓學生從實作中學習心理學實驗的重要技巧，同時

亦為學生從事心理學研究的絕佳入門管道。此外，過去心理學的學習多著重知識內容的研

讀或方法學訓練，少有身心與意識狀態的體驗，也少有實作課探討提昇心智功能的方法，

正念、身心互動課程可以提供此缺失的一環，讓學生的訓練更完整，專業能力更能發揮。

研究方面，多頻道微電極電生理記錄系統購置，本校將具備最先進的猿猴類行為電生

理實驗技術，此技術不僅可與齧齒類 (大鼠、小鼠) 的行為研究及人類認知研究連成一氣，

也讓台大在大腦認知科學領域中有了突破性的發展；而華人家庭情緒研究，可協助相關學

界與實務者，深度了解家暴目睹兒之心理受暴經驗，做為未來相關研究與發展實務處遇之

參考，盼以此為始，持續地引入更多資源來關懷、陪伴這些家庭中看不見的傷痕；此外，

電腦叢集系統工程的建置，使得巨量資料研究得以順利進行，研究觸角已擴及各不同領域

的應用，進行跨領域的心理學合作，除具科學上的意義，更有臨床的實用價值。

4

附件：心理學系教員研究、學生研究及經費執行成果

● 教員研究成果

(1) 教員論文暨專書專章發表共 67 件，包含 SCI 論文 14 篇、SSCI 論文 13 篇、TSSCI 論

文 9 篇、專書專章 13 篇，專書專章篇名詳見表一。

(2) 數位教師參與學術組織運作及期刊編審，說明如下。

黃光國老師擔任 Journal for the Theory of Social Behaviour 之編輯；花茂棽老師擔

任 Epilepsia 編輯；姚開屏老師擔任 Social Indicators Research 及 Encyclopaedia of

Quality of Life Research 編輯；周泰立老師擔任 Frontiers in Linguistic 編輯；趙儀珊

老師擔任 Journal of Child Sexual Abuse 編輯。

黃光國老師擔任第六屆『亞洲本土及文化心理學』國際研討會第一任會長，姚開

屏老師參與 MAPI Research Institute, Lyon, France；賴文崧老師擔任 France-Taiwan

Frontiers of Science（台灣-法國前鋒論壇）規畫委員；張玉玲老師參與 International

Neuropsychological Society 與 Society for Neuroscience；葉俊毅老師擔任臺灣認知

科學學會理事。

● 學生研究成果

(1) 大學部學生通過國科會 103 年度大專生專題研究計畫共 5 人。

(2) 黃光國教授指導博士生徐欣萍，以博士論文計畫「華人關係互動與心理調適歷程中

的緣觀運作：理論建構與實徵研究」獲國科會「103 年度獎勵人文與社會科學領域

博士候選人撰寫博士論文」。

(3) 葉素玲教授指導博士生楊詠皓，以博士論文計畫「意識在視覺獨特物的角色：以跨

面向轉換耗損現象為例 (The Role of Awareness in Visual Singleton: A case of

across-dimensional switch cost effect)」獲國科會「103 年度獎勵人文與社會科學領域

博士候選人撰寫博士論文」。

(4) 周泰立教授指導博士生李姝慧，以博士論文計畫「Functional specialization of semantic

processing to Chinese characters」獲國科會「103 年度獎勵人文與社會科學領域博士

候選人撰寫博士論文」。

(5) 周泰立老師指導碩士生劉允中、葉怡玉老師指導博士郭郡羽、及翁儷禎老師指導博

士生黃柏僩，共 3 位學生之研究成果獲本校「102 學年度理學院院長獎」。

(6) 本系大學部暨研究所學生研究成果統計表，詳見表二。

● 經費執行成果

本年度經費執行，配合課程實驗室等教學環境改進、及增進研究能量之設備購置，資

本門執行率 100%，經費總執行率估可達成設定目標。經費執行率依季呈現，如圖二

所示。

5

表一 心理系教師 103 年度專書專章出版統計表 著作名稱 著作人 年 出版商 On the flexibility of the automatic us-them divide. In N. Weinstein (Ed.), Integrating human motivation and interpersonal relationships: Theory, research and applications, (pp. 97-119)

林以正 2014 New York: Springer.

Bridging scientific universality and cultural specificity in psychology education and training: a Chinese perspective. Psychology Education and Training: A global perspective, (pp.134-149)

黃光國 2014 New York: Psychology Press

倫理療癒與德性領導的後現代智慧 黃光國 2014 台北：心理出版社。

Self-Exertion : Confucian Theory of Ethical Healing. Asian Healing Traditions Implications for Health and Mental Health. In Moodley, R. , Lo, T., Zhu, N., & Ishii, M., (Eds).

黃光國 2014 New York: Sage Publications.

Dual belief in Heaven and spirits: Metaphysical foundations of Confucian morality. In Turner, B. & Salemink, O.(Eds), Handbook of Asian Religions.

黃光國 2014 New York : Routledge.

Concurrent Validity. In Michalos, Alex C. (Ed).Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research. pp. 1184-1185.

姚開屏 2014 Springer

Convergent Validity, In Michalos, Alex C. (Ed).Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 1275-1276.

姚開屏 2014 Springer

Item Discriminant Validity. In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 3414-3415.

姚開屏 2014 Springer

Norms, In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 4379-4380.

姚開屏 2014 Springer

Predictive Validity. In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 5020-5021.

姚開屏 2014 Springer

Psychometric Analysis. In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 5179-5180.

姚開屏 2014 Springer

Scoring Weights. In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 5729-5031.

姚開屏 2014 Springer

Taiwan, In Michalos, Alex C. (Ed). Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research, pp. 6583-6586.

姚開屏 2014 Springer

6

表二 心理系大學部暨研究所學生研究成果統計表

圖二、經費執行成果

獎項名稱 計畫名稱 獲獎人 指導老師

行政院國家科學委員會 103 年度大專生專題研究計畫

Interactions Between Bilateral IFG During Chinese Classifiers Processing: An fNIR Study

古筱菲 周泰立

多向度反芻型反應預測親職壓力並以社會網絡互動系統作為調節 林高賢 雷庚玲

中文或英文在前？母語和外語呈現順序對國小學童學習外語詞彙的影響 沈伯郡 曹峰銘

從絕望中看見希望— 探討數理資優生習得性無助背後的學習動機與家庭因素 鄭澈 雷庚玲

主管工作敬業如何驅使部屬有較高的績效？以社會學習理論的觀點探討 高念慈 吳宗祐

行政院國家科學委員會 103 年度獎勵人文與社會科學領域博士候選人撰寫博士論文

華人關係互動與心理調適歷程中的緣觀運作：理論建構與實徵研究 徐欣萍 黃光國

意識在視覺獨特物的角色：以跨面向轉換耗損現象為例 (The Role of Awareness in Visual Singleton: A case of across-dimensional switch cost effect)

楊詠皓 葉素玲

Functional specialization of semantic processing to Chinese characters 李姝慧 周泰立

國立臺灣大學102 學年度理學院院長畢業論文獎

論文題目：語意處理神經機制作為精神分裂症的內生表徵型 劉允中 周泰立

論文題目：表徵特性對工作記憶為基注意力攫取的影響 郭郡羽 葉怡玉

趙軒甫

論文題目：A Penalized Likelihood Method for Structural Equation Modeling and Its Asymptotic Properties

黃柏僩 翁儷禎 陳 宏

附件 6、理學院地理環境資源學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、執行成果摘要 本計畫包含兩個子題，分別是：(1) 公路開發與台灣高山農業的政治生態學；(2) 都市政治

生態學與台灣永續發展。第一個子題研究方法主要是蒐集歷史資料和田野調查，第二個子

題則是透過歷史資料和文獻蒐集。在教學成果部分，透過本計畫的資源，邀請與本計畫相

關的人員在課堂上進行講座，並帶領學生至本計畫田野調查地點參訪。在研究部分，第一

個子題將於 2015 年於日本舉行之「東亞環境史研討會」與《地理學報》發表。第二個子

題則撰寫〈批判的永續發展-都市政治生態學理論回顧與研究方向建議〉一文，預計發表於

《地理學報》。

貳、前言 本系目前的研究領域分為四類：自然地理、人文地理、地理資訊系統以及環境資源經理。

在這四個分類之上，又可大致區分為自然與社會兩個部分，然而不論是自然領域當中的生

態環境、集水區管理，或者是人文領域當中的都市發展、全球化與地方文化，都無法與另

一個領域清楚切割，就如同 Castree 所說的：「自然…無可避免地是政治化的」，此處所說

的政治不僅僅代表所謂的政黨、選舉，而是代表著各種價值觀的折衝，以及取得、散播、

使用知識的權力，只是這些隱微的事實，經常躲藏在自然科學的語彙之後，因此，本計畫

即希望能夠透過社會、政治的視野來討論看似自然的事件。本計畫以兩個子題：「公路開

發與台灣高山農業的政治生態學」、「都市政治生態學與台灣永續發展」作為案例，討論「自

然─社會」之間的關聯。

參、計畫目標 3.1 教學 本系大學部的必修課程當中，最主要的為人文地理學通論，以及自然地理學通論，在人文

地理學通論的部分，希望大學部的學生能夠延伸、突破高中時期所學習的地理知識，更進

一步地以評論分析的視角，理解地理學當中自然與社會的連結和互動。本計畫所進行的各

項調查，能夠成為此人文地理學通論或其他相關課程的教授與討論教材，而本研究人員進

行田野調查的地點，也可作為校外參訪的地點，增加課外參訪時對當地議題了解的深度。

3.2 研究 3.2..1 公路開發與台灣高山農業的政治生態學

本議題的研究範圍位於中橫沿線的高山農業地帶。高山農業地景的生成與演變，包含著國

共內戰、榮民安置、原住民保留地、農技引進以及農業全球化等等眾多歷史意義，因此本

文希望透過整理高山農業、中橫開發的資料、訪問相關人員，以及實地觀察當地農民或是

其他群體的日常生活實踐，以了解三個主要的問題： (1) 國共內戰與中橫公路開發的歷史

如何被挪用來建構台灣高山農業地景的論述與意象？(2) 高山農業地景的建構如何重新塑

造榮民和其後代與土地的關係？(3) 榮民與其後代如何藉由高山農業的日常生活實踐裡，

2

重新定位自身與市場和國家之間的關係？

3.2.2 都市政治生態學與台灣永續發展

本計畫的目標在於闡明永續發展的建構與資本主義發展的關連，並重要的說明其中自然、

社會的關係如何被呈現，與其中的意識形態又如何連結使得社會產生廣泛的共識，並且致

力於回顧自 1990 年代末期蓬勃發展在激進地理學中衍生出的都市政治生態學(Urban

political ecology)的理論發展，指出雖然都市政治生態學仍舊在蓬勃發展與構成中，但此取

徑有機會直指核心理解環境、社會與經濟發展的議題：都市自然(urban nature)本身是歷史

地理的與深刻政治的和高度競奪的，同時也是文化交織的。此外，本文也對台灣都市環境

議題提出研究方向的建議，並且就都市政治生態學理論發展提出工業化國家所處視角的建

議。

肆、執行成果 4.1 分項計畫量化指標成果 表 1 103 年學術領域全面提升計畫之經費核銷表(單位：元)

3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月

當月核銷金額 62,500 155,841 120,709 68,750 129,368 124,411 78,121 76,119

累計核銷金額 62,500 218,341 339,050 407,800 537,168 661,579 739,700 815,819

執行率(%) 5.83% 20.39% 31.66% 38.08% 50.16% 61.77% 69.07% 76.17%

統計日期：103.10.23

圖 1 103 年度學術領域全面提升計畫經費使用情形

3

本計畫總共進行兩次經費項目的變更流用，在第一次的變更當中，原先預計聘僱專任助理

一名，聘期從民國 103 年 4 月至 12 月，後改為 103 年 4 月至 11 月，因此將一個月的專任

助理薪水變更至國內差旅費，以因應本研究多次進行田野調查之需。同樣在此次變更當中，

由於業務費花費較少，因此將業務分流用至資本門購買設備。而第二次的項目變更，是由

於在原訂的資本門設備添購完畢之後，仍然有剩餘經費，因此在十月底之前，新增數位相

機一項。剩餘的經費將在十二月底使用完畢(如表 2)。 表 2 103 年度學術領域全面提升剩餘經費說明 項目 剩餘經費

(單位：元) 預計使用情形

專任助理薪資 42479 本項資金預計於 11 月核銷完畢。 臨時工薪資 122125 臨時工薪資，將於十二月底使用完畢。 國內差旅費 45492 預計於十一月與十二月繼續進行田野調查，在十二月底

使用完畢。 論文編修費 28500 預計將研討會文章修改成英文期刊文章，預計在十二月

底使用完畢。 影印、郵寄、硬碟、記憶體等電

腦周邊耗材、問卷調查禮品費、

文具等

16585 預計在十二月前報支完畢。

合計 255181

4.2 分項計畫質化指標成果 4.2.1 教學 a.) 課堂講座

透過本研究的經費，共於 102 學年第二學期之「全球化地理學:批判導論」課程當中，邀

請兩位專業人士進行演講，第一場演講舉辦於 2014 年 5 月 15 日，題目是「生態綠的美

味聖戰」，邀請生態綠負責人余宛如進行演講。而第二場演講，則是與台大圖書館原民

資訊中心合作，邀請莎韻西孟導演至台大放映紀錄片：「好久不見 德拉奇」，並進行映

後演講與座談會，這場演講同時也是「全球化地理學:批判導論」的課程

b.) 校外參訪

在本計畫當中，至目前為止，至大梨山地區進行了三次田野調查，對於環山部落，以及

梨山地區種植果樹、茶葉、高麗菜的居民，以及當地推動文化復興、生態歷史觀光的人

員都有所接觸與了解，故本學期(103 學年)第一學期之「人文地理學地景研究」課程，將

於 12 月時規劃校外參訪活動，利用目前在大梨山地區已建立的人際網絡和當地認識，

提供修課學生在地景的變遷和意義有更多的理解。

4.2.2 研究 4.2.2.1 公路開發與台灣高山農業的政治生態學

a.) 解析溫帶果樹遷徙路線

4

一般認為臺灣高山地區果樹栽培起源為官方單位，其中最主要的單位即是退輔會，以及

曾經於退輔會轄下的福壽山等農場。但在本研究的田野訪談與歷史資料蒐集當中，卻發

現在官方途徑之外，另外存在著蓬勃的非官方果苗遷徙途徑，而這些遷徙途徑的出現，

同時也反映出當時特定的時代背景。本研究目前初步將這些途徑分為三個部分：(1)日本、

(2)中國大陸、(3)美國。在日本的途徑部分，主要是日治時期在臺灣高山地帶試植的溫帶

果樹，在二戰日人回台之後，仍有留存，因此無法從國民政府取得果苗的原住民，就可

能使用日治時期留下來果樹作為基礎進行栽培；除此之外，日人對於臺灣的百岳有很高

的興趣，從日治時期，環山部落就是重要的台灣百岳登山入口，二戰後原本限制日本人

來台，但在 1952 年解禁，之後許多日人來台旅遊登山，其與環山部落的原住民建立友

誼之後，也為環山部落的原住民從日本帶來溫帶果樹的果苗。在中國大陸的途徑部分，

則是在開放大陸探親之後，從臺灣回到中國大陸探親者，直接從中國大陸移植回果苗。

美國的部分，則仍需進一步的確認，但從訪談資料得知，除了官方向美國購買果苗，來

台灣協助中橫建造的工程師當中，也有人從美國帶果苗給予台籍工程師。 b.) 國家/地景/社會相互關係 表 3 大梨山地區地景變遷列表

日治時期 1980 年代 2013

在這樣的地景變遷中(表 3)，可以看到國家權力在其間的變化，不論是全力推廣農業上

山，鼓勵林班地出租為果園、將梨樹蘋果樹等視為造林樹種，或是到後來的以強制手段

將生長多年的果樹砍掉，直接栽種小樹苗，國家都擁有對於山林地景變化的強大權力。

梨山地區的溫帶果樹，在戰後曾經受到政府以及社會的大力推廣，但 1979 年德基水庫

興建完成之後，國家的政策開始著重於如何延長水庫的使用年限，在 1991 年制定「德

基水庫集水區陡坡農用地處理方案」，林務局不再續約超過 28.8 度的陡坡林地。2004 年

敏督利颱風之後，經建會所帶領的勘災小組所下退耕還林結論，成為後續國家的重要政

策方向。但不論是社會或是國家對於高山農業的責難，都很大程度地，忽略了其他高山

土地利用、自然災害所造成的更全面性的影響。在國家當中眾多單位裡，林務局則是從

早期就開始積極推動造林，只是當年的手段較為委婉溫和，後來因應國家與社會輿論的

變化，改為強制的手段。

c.) 研討會或期刊發表

透過上述田野調查，和相關文獻的蒐集，本議題已發表一篇國際期刊文章： Hung, P.-Y.,

5

2014. Frontiers as Dilemma: the Incompatible Desires for Tea Production in Southwest China,

Area. DOI: 10.1111/area.12120 (SSCI 前 40%)

預計進行兩項發表：(1)參加 2015 年於日本香川縣舉辦的東亞環境史研討會(Third

Conference of East Asian Environmental History,EAEH 2015)，洪伯邑老師預計將於會議上

發表的文章：Hung. P.-Y.,2015. Political Technology of Fruits: Mountain Agriculture and the

Politics of Territorialization in Taiwan.。(2) 本議題研究人員助理教授洪伯邑與助理蕭彗岑

將合寫文章：〈觀看梨山-公路開發與臺灣高山農業的地景政治〉(暫定)，目前暫定投稿

於《地理學報》。

4.2.2.2 都市政治生態學與台灣永續發展

a.) 歐美學界批判永續發展的文獻探討與思辨

批評永續環境政治對自然的錯誤理解：在認識論上認為世界擁有單一的自然(a nature)，

而不是多樣的自然面貌(natures)。主流永續發展對自然的認識持續被一種末日的想像所

助長，這種末日式的想像會排除政治問題。永續發展其實是資本主義下發展危機的產物，

並且它的實踐真實帶來的是新自由主義的漩渦反應 (keil, 2007)

b.) 永續發展帶來的後政治進行「政治經濟學」化

都市政治生態學：該領域認為物質組合成為都市環境(自然)的過程是被控制、操作和服

務於菁英利益，並犧牲邊緣的人們。都市自然的生產，非獨立於社會、政治與經濟的過

程以及文化建構。實際上，社會與生態(自然、環境)的相互網絡帶來高度不勻的都市環

境，並形塑不勻地理發展的過程(Castree 1995; Gandy 2002; Grundman 1991; Harvey 1996;

Keil and Graham 1998; Smith 1984; Swyngedouw 1996, 1997; Kaika and

Swyngedouw,1999)。

c.) 研討會或期刊發表

本研究子題目前由徐進鈺老師和曾裕淇同學共同撰寫〈批判的永續發展-都市政治生態學

理論回顧與研究方向建議〉一文，引介歐美學界批判的理解永續發展的建構和實踐的文

獻，以及詳細說明都市政治生態學取徑的框架、視角並回顧其發展。以期對台灣主流對

永續發展的認識提出反省。此文章預計投稿至《地理學報》。

伍、結語 本計畫當中的兩個子題，都是要處理自然與社會的關係，在這兩個子題當中，關於自然的

現象以及詞彙(例如溫帶果樹、永續發展等)都不可能純屬自然，因此本計畫透過訪談與之

相關的人員，並蒐集有關聯的文獻，闡明純粹的自然從來就不可能存在，任何自然現象都

身處在複雜的政治互動當中。本計畫在地理學報，以及日本的東亞環境史研討會上的發表，

都會以台灣的環境經驗說明這些現象。除了研究方面的成果之外，計畫人員透過本計畫所

建立的人脈以及累積的知識，也透過在課堂上邀請相關專業人士進行講座，以及安排校外

參訪這兩個部分，提升教學的品質。

附件 7、理學院大氣科學系 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、 執行成果摘要

本計畫四項目標在經費運用與進度上均如期完成，成果概述如下: (1) 建立本系 B 館

1F 之天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台。(2)透過(a)項組成教學與研究的靜態與動

態資訊工作團隊。(3)持續推動研究與教學國際化腳步。(4)配合(3)目標進行討論室公共空

間重整。在建立天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台部分，7 月上旬於本系 B 館 B105

教室外牆完成 4 部 32 吋液晶顯示器以及組成教學與研究的靜態與動態資訊工作團隊，將

各顯示器自動更新與播放不同天氣資訊，經過暑期「高中生大氣營」活動以及本系師生反

映均達預期目標。研究與教學國際化腳步推進部分，數十場國外訪問學者到系演講，完成

大學部學生暑期海外(日本與美國)短期交流活動，以及暑期參訪中國蘭州大學大氣科學系，

最後安排德國 Munster University 18 位師生來系訪問與舉行 international student

conference。

貳、 前言

本系定期檢討必修科目授課內容以及教師的更替與傳承，強化大一必修科目(大氣科

學概論、地球系統概論)課程內容，也持續關注研究所學生論文素質際化之提昇，並營造

與提升大學部與研究所學生交誼討論之風氣。綜整以上概念方向以及回顧本系軟硬體建設

不足之處與銜接歷年計畫的成果，乃設定四項具體項目執行來精進教學與研究的成效。

参、計畫目標

3.1 教學 1. 調控專任老師人力與本系必修課程的對應。

2. 研究所學生專題討論學術風氣提升。

3. 減少本系學生在不同階段修習課程之重複性，建立優秀學生直攻博士機制。

4. 鼓勵博士班學生出國進修。

5. 鼓勵碩士班學生選擇新聘年輕教師擔任指導教授。

6. 鼓勵大學部高年級學生申請國際化專款進行海外觀摩與實作。

7. 加強大學部學生對大氣科學的研究興趣，培育下一代大氣科學人才。

8. 加強高中生對進入大氣科學領域的認識與興趣。

3.2 研究 1. 持續致力於天氣動力與劇烈天氣領域、氣候與地球系統領域、大氣物理、化學與

環境領域、大氣觀測與資訊領域等四大領域的深入研究。

2. 延攬具上述領域專長之國外學者蒞系演講交流。

2

3. 強化本系與中研院環境變遷中心在東亞環境及氣候變遷以及雲物理 氣膠以及深

對流機制等議題的合作互動。

肆、執行成果

4.1 分項計畫量化指標成果

4.2 分項計畫質化指標成果

4.2.1 教學

建置「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」（本系 B105 教室外牆）---透由 4

部顯示器不斷自動更新與播放不同天氣資訊(圖 1)，包括全球尺度天氣系統氣流現

況、地面天氣圖(含颱風軌跡預報路徑)、通過台灣上空的 MODIS 衛星影像以及中

央氣象局 WINS 預報場等畫面資訊，做為大一必修課程之輔助應用及提供全系師

生在教學與研究交流上更好的設備支援，圓滿達成教學展示與研究討論風氣建立之

目標，大大提昇學習效能，亦在國際訪賓及一般民眾進入本系時留下深刻印象成為

良好的互動媒介。

4.2.2 研究

安排各國專家、學者及研究團隊到系訪問與演講---全年到訪學者截至目前約 75 人，

其中包括日本京都大學地球物理系 Prof. S. Yoden 帶領之 15 人學術訪問團、日本名

古屋大學 Dr. Taro Shinoda 帶領的 5 人學術訪問團，另外德國 Munster University 地

理系教授 Otto Klemm 則透過台德雙邊交流計畫，帶領 16 位學生來台參訪 2 週，

並在本系進行全天 international student conference(圖 2)，雙邊學生代表共 16 篇文

章口頭發表交流。此外還協助德國 Univ. of Munster 師生前往金門氣象站進行 1 個月

雲霧化學觀測，本系和中央研究院環境變遷研究中心也在同一期間和地點進行雲霧、

氣膠的物理和化學觀測(圖 3)，透由不同形式的國際化互動模式，提升師生的國際觀

競爭力。

規劃建置 Global Lab.---提供國際訪問學者一個較為友善舒適的研究、教學及討論的

空間（圖 4，建置中），期能提高訪賓的研究效能，進而嘉惠本系師生。

學生海外教育及移地研究計畫---今年暑假期間計有 8 位大學部同學分別前往新加坡

南洋理工大學、美國 UC Irvine 及日本京都大學進行海外教育學習，在學期中亦有 4

位碩博士班學生分別前往美國、德國及中國進行移地研究，以及師生組團前往中國

蘭州大學大氣科學系參訪進行短期交流活動等，藉由與國外一流研究團隊的帶領學

3

習，開拓學生的國際觀，奠定良好的研究基礎。

伍、結語

本年度在 B105 教室「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台建立」計畫如期完工

並達成預設目標，讓本系師生在教學與研究交流上有更好的學習與交流空間與設備支援，

外賓與民眾進入本系也有第一良好印象。全年度安排的國際學者演講以及暑期大學生短期

國外觀摩見習過程、中國甘肅蘭州西北大陸參訪以及德國來訪師生的研討會交流，都讓本

系師生在國際各方面的交流都有具體進展。

附件

圖１：「天氣即時資訊與氣候環流之教育展示平台」（本系 B105 教室外牆）

圖 2：德國 Univ. of Munster 師生至系參訪並前往金門氣象站進行 1 個月雲霧化學觀測，本系

和中央研究院環境變遷研究中心也在同一期間和地點進行雲霧、氣膠的物理和化學觀測

圖 3: 德國 Univ. of Munster 師生蒞系訪問

4

圖 4：Global Lab.

附件 8、理學院海洋研究所 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

壹、 執行成果摘要

1.1 改善教學品質方面─持續海洋通識課程改善（范光龍老師）

持續海洋通識教育改善: 聘請臨時工協助「海洋環境概論」課程的教學工作；更新及

補充課程內容資料，激發學生學習興趣；探討臺灣沿海過度開發對生態的影響及其帶來的

民生與環境的衝擊，引導學生省思對環境保持的重要及盡己棉薄之力愛護我們的家園國土。

除了學習海洋通識教育重要的課題，我們也教導學生修習品德及人文素養，期許培養健康

快樂積極的人生觀。

1.2 本年度計畫增進研究能量方面之執行成果，依預設主題可歸納為下列四項：

1.2.1 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備：（王珮玲老師）

共同儀器質譜儀實驗室之穩定性同位素質譜儀(Finnigan MAT253) 已完成更換質

譜儀之離子源，其質譜訊號之靈敏度與穩定度均達標準，可符合測量微量樣品之高精度

分析需求。

1.2.2 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師） 數位化倒立螢光顯微鏡結合反射光源 (inverted fluorescence microscope with a

reflective lighting system)，目前已完成採購與驗收核銷。螢光顯微鏡運作正常，並且在

加裝反射光源後，有助觀察不透明生物及非生物標本，更加提升顯微鏡的功能。

1.2.3 建置海域長期觀測平台- 購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師） 已採購並驗收完成四組寬頻地震儀。目前正規劃校園內實地資料接收實驗以及觀測

站場地探勘。

貳、 前言 海洋所 103 年度學術領域全面提升計畫經費補助一覽表

2.1 改善教學品質方面─持續海洋通識課程改善（范光龍老師）

項目 細項 預算 計算方式說明 小計

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) 100,000 2 x 50,000 (人次)= 100,000

291,965 業務費

及其他 儀器設備耗材 191,965

可加熱毛細管 29,232 元 x2 支= 58,464元，質譜儀燈絲1支10,080元，地震儀維修費 26,250 元，實

驗用耗材、雜支。

資本門 設備費

螢光顯微鏡 453,600 (Olympus BX53)1 部

2,240,635

反射光源 93,800 質譜儀的離子源 514,400 陸上寬頻地震儀 870,785 地震資料紀錄器 210,000 電腦設備 98,050

合 計 2,532,600

2

(1) 聘請助教協助資料編排及更新教學檔案等工作，讓教師有更多時間專注於教學。 (2) 更新及補充課程內容資料，重新編印成書。 (3) 課堂上不僅傳授知識，也著重於心靈啟發，開導正確陽光的人生態度。 (4) 全球暖化對海洋環境的影響是全世界關注的議題，且大自然的反撲也越來越不容小覷，

因而與學生討論地球生態環境改變的衝擊及學習應變改善之良策。

2.2 增進研究能量方面

(1) 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備（王珮玲老師） 穩定同位素氣態質譜儀之技術發展已經進入成熟期，在地球科學相關研究的運用十

分廣泛，也在生態學的研究中扮演重要角色，因此因應不同形式、種類樣品，也發展出

許多前置處理系統，讓使用者能夠在自動化系統的配合協助下，快速地進行分析。對於

本所的研究發展而言，穩定同位素氣態質譜儀技術在海洋地質、海洋化學和海洋生物等

領域中，均早已有使用需求，本所已經整合資源設立共同儀器質譜儀實驗室，但部分設

備已有因老舊而效能降低的情況，因此此計畫更換舊有質譜儀之離子源，以恢復分析微

量樣品時所需之精確度與穩定度。 (2) 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師）

倒立螢光顯微鏡結合反射光源系統 (microscope with a reflective lighting system) 是海洋浮游生物生態研究上不可或缺的利器。此系統可提升針對細菌、浮游植物及浮游動

物的精確計數能力，並以影像分析對生物大小進行估算，大大提高對浮游生物之生物量

估算效率。加裝反射光源有助於觀察不透明標本（例如泥沙顆粒，魚類耳石，魚卵分類

等），將可大幅提高顯微鏡的功能。

(3) 建置海域長期觀測平台- 購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師）

在開發與組裝海底地震儀的同時，本計畫擬申請購置 3 套陸上寬頻地震儀。陸上地

震儀機動性高，可依觀測任務需要靈活架設，搭配其他機構在台灣各地已有的永久觀測

站，在研究目標區收集更高密度數據，提供高解析度的震波資料。未來尤其可設置於缺

少長期地震觀測站的沿岸地區，搭配海底地震儀的佈放，形成海陸跨域觀測陣列，提高

對近海海底構造的解析能力和對近海域地震的定位能力，進一步理解近海域地震的發生

機制做為防災研究之基礎。陸上地震儀架設成本較低，亦可用於訓練學生及研究人員地

震儀的操作原理，以及震波資料處理與分析，為將來處理海底地震儀資料做好準備。

參、 計畫目標 3.1 教學─改善教學品質（范光龍老師）

(1) 臨時工除了協助教學工作外，也更新教材，期使教學內容與國際接軌。 (2) 利用網路或實地參訪收集相關資料，除充實教學內容外，也省思人為開發與自然環境

間的影響及其效應。 (3) 除學習海洋通識教育重要的課程外，也教導學生修習品德及人文素養，期許培養健康

快樂積極的人生觀。

3.2 研究 (1) 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備（王珮玲老師）

本所目前已完成共同實驗室質譜儀室設置，各種樣品與分析介面均運作順暢，但是

在分析之精準度與微量樣品分析能力上仍有許多改進空間。舊有質譜儀之使用已達長 8

3

年，近來發現因其離子源老化而導致靈敏度下降，以至於無法負擔微量樣品高精度分析

需求，大大限制了微量樣品研究的可能性，因此更新質譜儀之離子源，已恢復原有之分

析穩定度與靈敏度。

(2) 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師）

結合顯微鏡與反射光源系統，將可提升針對細菌，浮游植物及浮游動物精確的計數

能力，並提高對浮游生物之生物量估算效率。此外，加裝反射光源有助於觀察不透明標

本（例如泥沙顆粒，魚類耳石，魚卵等），將可大幅提高顯微鏡的功能。

(3) 建置海域長期觀測平台-購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師）

購置四組寬頻地震儀，增加觀測能量。

肆、 執行成果 4.1 教學：持續海洋通識教育改善（范光龍老師）

(1) 參加[全國通識課程與教學資料庫建置計畫]，已將”海洋環境概論” 重新整理並完成錄音

教案，讓學生可隨時上台大網站點讀，發現這些教案對本課程之教學助益良多。

(2) 整理多次觀察沿海環境的資料適時更新現況，並討論沿海過度開發付出的代價以及對環

境保持與愛護，才能擁有安定的生活環境及確保國土的安全。。

(3) 更新及補充課程內容資料，重新編印成書。

(4) 鑑於年青學子極端脫序行為，在課堂上也利用時間討論思想觀念態度的差異，也著重於

心靈層面的啟發，開導正確陽光的人生態度。

4.2 研究

(1) 人才延攬 教師 博士後研究人員 客座(含專案)研究人員 其他 99 年 32 9 0 100 年 35 11 0 101 年 36 13 0 102 年 33 15 0 103 年 33 12 1

(2) 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備（王珮玲老師）

本所共同儀器質譜儀實驗室之穩定性同位素質譜儀 (Finnigan MAT253) 銜接全自

動碳酸鹽分析儀 (Kiel Carbonate Device IV)、元素分析儀 (EA) 和氣相層析燃燒儀

(GC-C) 等主要分析設備，使用率極高，支援本所與地質所同仁的多項研究，對於穩定

性同位素分析方面的研究，助益良多。其中負責碳酸鹽和固態樣本分析的質譜儀，因離

子源老舊而無法藉由一般調校而達成良好的精準度，且穩定度不佳，因而對於微量樣品

分析產上莫大限制。本計畫執行該質譜儀之離子源更換，離子源更換後的各項測試顯示

以均已達到原廠出廠標準，該質譜儀已恢復原有效能。至於碳酸鹽微量樣品分析，業已

完成部分測試，供同仁評估整體表現中。

4

(3) 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師）

已完成顯微鏡結合反射光源系統 (microscope with reflective lighting system)的購置

（圖二）。測試結果已確實發現此系統能有效提高觀察透明及不透明標本的效率，並大

幅提高魚卵卵量估算正確度以及魚卵成熟度分類（圖三）。

(4) 建置海域長期觀測平台-購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師）

本所業已採購並驗收完成四組 Nanometrics Trillium Compact 寬頻地震儀，另外增

購國內玉豐海洋科儀公司自行研發之高採樣率地震資料記錄器。預計於十月下旬在校園

內進行實地資料接收測試，將帶領學生實習地震儀架設實務，並練習基本資料處理流程。

此外將積極展開野外現地設站之規劃與場地探勘，初期預備於明(104)年一月在台東鹿野

與關山地區設置一小型地震接收網，開始記錄台灣東部及沿海之地震資料。

4.3 經費執行情形

伍、 結語

5.1 教學─改善教學品質：持續海洋通識教育改善（范光龍老師）

補助教學的經費，不但減輕教學者的負擔，大大提升教學品質，希望教育部能夠繼續補助。

5.2 研究方面

(1) 擴充共同儀器質譜儀實驗室設備（王珮玲老師）

穩定同位素質譜儀之離子源更新後，分析精準度與穩定度均恢復以往水準，可進行

微量樣品測試分析工作。目前主要的微量樣品分析需求為需要高空間解析度的魚耳石樣

品，在改善微量樣品取樣能力和質譜儀離子源穩定度後，該研究需求應可初步滿足。未

來將針對其他老舊機械部分，評估是否有更新之必要。

(2) 擴充標本處理共同實驗室設備（王慧瑜老師）

顯微鏡結合反射光源系統 (microscope with a reflective lighting system) 能有利於觀

5

察透明與不透明生物標本，大幅擴充顯微鏡功能以及提高生物量及魚卵成熟度分類的效

率及精確度。

(3) 建置海陸跨域長期觀測平台─購置陸上寬頻地震儀與建立地震儀教學平台（陳勁吾老師）

本計畫協助完成四套寬頻地震儀之採購，配合本所持續研發之海底地震儀，將可規

劃進行陸地與海洋連續觀測。近期此儀器並可用作課堂教學與實作之用，提供研究生第

一手的實際觀測與儀器操作經驗。

附表、海洋所學術領域全面提升計畫評鑑指標一覽表

量化項目 現況值

99 年 100 年 101 年 102 年 103 年

國

際

化

就讀學位國際生數 0 1 1 1 1

交換國際學生數 0 0 0 0 0

經簽約且含有計畫經費之國際合

作計劃件數 4 2

經簽約且含有計畫經費之國際合

作計劃金額(仟元) 4,816 10,747

英語授課課程數 8 11 11 13 12

重要國際會議主辦數 5 3 7 4 3

國外學者來訪人次 150 32 113 40 52

參與重要學術組織運作之人次 16 2

教學

及學

術研

究成

果

專任教師人數(註 1) 32 35 36 33 33

國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）

篇數 78 100 97 51 57

國際重要期刊編輯人數(註 2) 1 5 5 4 13

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(註 3) 1 2 2 4 1

科技部計畫件數 34 37 34 39

科技部計畫金額(仟元) 102,064 149,272 150,691 180,886

科技部以外政府計畫件數 17 17 17 14

科技部以外政府計畫金額 (仟元) 30,192 73,391 35,385 46,126

財團法人計畫件數 0 3 1 3

財團法人計畫金額(仟元) 0 2,950 980 1,400

民營企業計畫件數 0 2 2 0

民營企業計畫金額(仟元) 0 3,378 2,021 0

國內專利數 2 2 2 2 2

6

國外專利數 1 1 1

註 1：含與中研院合聘教師。

註 2： 教師姓名 期刊名稱 備註

詹森 Terrestrial, Atomospheric, and Oceanic Sciences Associate editor

謝志豪 Population Ecology Editor

謝志豪 Frontiers in Marine Science Associate editor

謝志豪 PLos One Editor

謝志豪 Journal of Marine Science and Technology-Taiwan Editor

三木健 Population Ecology Editor

三木健 The Scientific World Journal Editor

三木健 Ecological Research Associate-Editor-in-Chief

戴昌鳳 Galaxea 編輯

林曉武 Journal of Asian Earth Sciences guest editor

陳韋仁 Frontiers in Marine Science Associate editor

孫志陸 Fisheries Research Guest editor

蕭仁傑 Journal of Marine Science and Technology-Taiwan Handling Editor

註 3：103 年謝志豪副教授榮獲十大傑出青年獎。

附圖

圖一、Nanometrics

Trillium Compact 寬頻

地震儀及電纜與保護筒。

圖二、倒立螢光顯微鏡與反射光

源，右下方為表面光的電源控制

器。此光學顯微鏡的放大倍率範

圍為 40 至 1000 倍，而反射光源

可視需求搭配不同濾光片使用。

圖三、以螢光光學顯微鏡檢視魚

卵樣本，高放大倍率有利於觀察

未成熟魚卵，也可配合

反射光觀察樣本表面結構。

附件 9、凝態中心 103 年度學術領域全面提升計畫執行成果報告

1

一、 執行成果摘要

執行方案 I：凝態中心共用儀器功能提升計畫-------------------------王立義副主任

本中心於 2005 年經中心事務會議通過共用儀器室設置準則後，正式設立凝態中心共用儀

器室系統，並對中心各研究群提供空間放置具有共用共享性質的研究設備。本計畫擬更新/升級儀器之部分零組件，以提升儀器的效能，符合各研究群開拓新興研究領域與方向的需求，另

將支援目前之運作經費，延續共儀系統的設備使用效能與服務品質，並更積極有效率地提供本

中心各研究群組必要的量測技術支援，增進本中心的研究能量。 數位電表系統建置已於近期完成建置，紀錄每天用電狀況，並可與總表進行比對數據。另

外，中心業已於今年完成本中心共用儀器室的數位電表設置並上線監視用電狀況，此案將提供

實驗室空間每天用電模式之研究分析模型，例如儀器設備、新增電力等用電的使用模態，作為

中心節能推動的示範性指標，並作為後續全面設置數位電表之重要參考依據。 執行方案 II：研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM顯微鏡計畫----------張玉明研究員

本實驗室過去數年已建立的雷射掃描光譜與影像核心技術資源，及多次的產學技轉經驗，

透過此次全面提升計畫的設備經費補助，採購一組時間相關單光子計數器 (TCSPC: Time Correllated Single Phonon Counting) 及一套 375nm 脈衝雷射光源，建構出一套先進光學量測系

統並開放中心同仁申請使用。(圖一)為「可調波段的雷射掃描共聚焦 FLIM 顯微鏡」的系統架

構，其中灰色區塊由本人實驗室負責提供，黃色區塊則須有賴本研究經費的補助。 二、 計畫內容說明

執行方案 I：凝態中心共用儀器功能提升計畫--------------------------王立義副主任

我們將延續及修正現行制度，讓共用儀器充分發揮其功能。相關執行內容如下： （一）共同儀器的使用管理系統：維護中心行政室建立之共同儀器預約與使用管理網路平台針 對使用人員，提供完善的管理與使用介面，方便儀器使用預約與管理作業。 （二）儀器管理人的聘僱與專業加給制度：藉由本計畫延續儀器管理人與專業技師加給制度， 提供專業職稱與薪資加給的誘因，使中心能真正留住有經驗的技術人才，讓此共儀永續經營。 （三）共用儀器操作的教育訓練課程：藉由延續目前儀器管理人的聘僱與專業技師加給制度， 責付各儀器管理人或技師，協助各項貴重儀器設備的教育訓練課程，透過教授實作課程、上

機 操作訓練、設置網路教材、與錄製影片演示的方式，將各項儀器設備的操作與使用保存下去。 （四）永續的共儀設備更新與維護經費：為維持目前中心共儀設備的使用妥善率，我們期望能 透過此全面提升計畫，逐年編列預算，進行中心共儀系統的量測儀器維護與校正，電腦網路

設 備更新、重要零組件汰舊換新、與實驗耗材補充，維持中心共儀系統的正常運作。 (五) 中心數位電表系統全面建置：中心、共儀室、各研究實驗室空間之用電量擷取、統計、

與 分析，作為中心長期電力使用規劃與節能措施推動的依據。 執行方案 II：研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM顯微鏡計畫----------張玉明研究員

為了進一步精進實驗室的技術並提供先進光學技術給中心各研究群組使用，我們擬申請凝

態中心全面提升計畫的部分經費支援，將目前實驗室的「時間解析雷射光譜核心技術」及發展

2

中的「光電熱量測顯微平台 (POET)」，進一步提升為具備時間解析螢光顯微影像 (FLIM: Flourescence Lifetime Imaging Microscopy) 的功能。本執行方案所設定的計畫目標為：「研發可

調波段的雷射掃描共聚焦 FLIM 顯微鏡，並列入凝態中心共儀儀器名單，開放本中心各研究群

組申請使用」。 三、 計畫目標

執行方案 I：凝態中心共用儀器功能提升計畫-------------------------王立義副主任

凝態中心共儀室、各研究實驗室空間數位電表系統全面建置電量擷取、統計、與分析，作

為中心長期電力使用規劃與節能措施推動的依據，結合前二期中心增能計畫完成的電腦預約系

統，提升中心共儀系統的設備使用效能與服務品質，達成積極提供本中心各研究群組必要的研

究技術支援。

執行方案 II：研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM顯微鏡計畫---------張玉明研究員

另外過去數年(2009-至今)我們實驗室開放此先進光學平台促成數次跨領域的研究合作與

產學技轉服務，統計目前與我們實驗室有密切學術合作 (包含技轉雷射光譜與顯微技術）的國

內研究團隊已達十餘個，分別分佈於台大、清華、中研院、NDL、成大、中山、淡大、海洋、

與台師大校園內。特別值得一提的是 2012 年透過台大產學合作計畫，我們將實驗室的時間解

析雷射光譜暨影像技術開發成一套「多功能光譜與影像量測平台」，目前已順利建置於清華大

學貴重儀器中心，並於今年(2013)五月正式開放全國科研單位申請使用。我們實驗室設定的研

究目標與自我定位是：(一) 持續研發先進的超快雷射光譜與影像技術，用來探索新穎凝態材料

的超快物理現象，期許成為具有國際能見度的超快雷射光譜研究團隊；(二) 透過自行研發的雷

射光譜核心技術，開放讓國內年輕的研究團隊分享研究資源與研究經驗。 四、 執行成果

執行方案 I：凝態中心共用儀器功能提升計畫--------------------------王立義副主任

凝態中心共用儀器室系統對中心各研究群提供空間放置具有共用共享性質的研究設備，此

計畫補助購買製冰機(如圖二)目前已完成採購程序，並延續共儀系統的設備使用效能與服務品

質，更積極有效率地提供本中心各研究群組必要的量測技術支援，增進本中心的研究能量。建

置中心共儀電力使用規劃措施推動計畫，作為電力使用規劃與節能措施推動依據。提升本中心

的能源使用效率並強化研究能量與國際主流接軌，可望在全球凝態科學發展中獲更高能見度及

具有更深影響力。

(1) 凝態物理館的各項用電的使用模式分析報告 (如圖三)

(2) 根據「電力使用模式」報告，訂定數位電表設置 (如圖四)

(3) 協調廠商，設計電表網路、決定各實驗室數位電表設置數量、與施工方式各樓層電表 網路、

電盤、與設備位置及施工用工程圖(如圖五)。

執行方案 II：研發可調波長的雷射掃描共聚焦 FLIM顯微鏡計畫----------張玉明研究員

本執行計畫原規畫透過此次全面提升計畫的設備經費補助，採購一組時間相關單光子計數

器 (TCSPC: Time Correllated Single Phonon Counting) 及一套 375nm 脈衝雷射光源，建構出一

套先進光學量測系統並開放中心同仁申請使用。建立此量測光學平台所需的其他實驗設備、光

學耗材、與研發人力，將由計畫主持人實驗室之國科會整合型研究計畫自行負責與支應。然而

由於此計畫獲得的全面提升補助經費僅 30 萬元，上述光學系統所需之關鍵設備(例如 375nm 脈

衝雷射光源與 TCSPC 模組)已確定無法採購，該經費皆用於採購光學零組件，關鍵設備的採購

3

仍由本人國科會計畫經費自行支應，目前使用的雷射光源也是實驗室現有的白光雷射，過去一

年透過實驗室博士後與研究助理的努力，目前已完成光學系統的架設與測試工作。執行成果(如

附圖六)

五、 推動國際化計畫

臺灣大學 2005年與日本京都大學締結成姊妹校，臺大京大研討會（2014 NTU-KU Symposium）

於 9月 1日至 2日在京都大學舉辦，在楊泮池校長及陳良基副校長率領下，本校共 121人參加。

凝態中心在教育部第二期邁向頂尖大學全面提升計畫與國科會的經費資助之下由林麗瓊主任

帶領中心研究員共 5位參與。(如圖七)

本次研討會分為 14個主題，奈米科學與技術主題的 coordinators：林麗瓊主任（NTU）和

Professor Norihiro Tokitoh（京都），凝態科學研究中心（CCMS）：林麗瓊主任、王立義副主

任、林昭吟研究員、林倫年研究員、張之威研究員，物理學系：陳永芳教授、黃斯衍教授，化

學系：陳逸聰教授、劉如熹教授，材料科學與工程系：陳俊維教授、溫政彥教援等人。奈米科

學和技術會議召開地點於京都大學宇治校區，會期共二日。本次研討會涵蓋的專業非常廣泛的

領域，研討會的目的是刺激和加強兩校之間有更多的合作，並為克服未來的挑戰在人類知識的

每一分支交換新的想法。

凝態中心(CCMS)與日本京都大學(ICR)於 2013年 12月簽署締結諒解備忘錄 MOU。單位間加

強未來有更多的合作、交換學者和學生的協議，在研究方面因此次的學術研究交流建立林昭吟

研究員(CCNS)與 Daisuke Kan (Kyoto)、林倫年研究員(CCMS)與 Shigeru Yamago (Kyoto) 未

來學術合作計畫。

六、 結語

全面提升計畫經費使中心研究能量提升、整合中心研究資源並提供積極有效的管理，是本

中心此次全面提升計畫設定要達成的目標。在計畫執行期間內，我們協助研究員順利完成研究

設備的採購，讓其實驗室的研究能量獲得提升；另一方面我們也順利推動中心共用研究資源的

『數位電表設置』、『共儀室的管理』、『推動國際化』等相關管理辦法的建立。以目前經費執行

率顯示此計劃的執行成效已被中心同仁們努力達成，而且此經費是真正完全運用在凝態中心研

究能量與行政效能的全面提升上，對於中心在有限的國科會經費補助下紓解了研究經費不足的

壓力。

附 圖 (一) 可調波段的雷射掃描共聚焦 FLIM 顯微鏡系統架構 (二) 製冰機

(三) 凝態物理館的各項用電的使用模式分析報告

4

(四) 數位電表設置

(四) 數位電表網路數據

(六) 光學系統架設

A111的電錶箱 A121的電錶箱 九樓管道間資訊轉接箱

5

(七) 臺大京大研討會（2014 NTU-KU Symposium）

(a) 可攜式共聚焦雷射掃描器

(b) 白光光纖雷射光源

(c)光電元件四點電性量測機台

(d)「光電熱顯微量測平台」光電量測程

式撰寫與功能測試

6

凝態科學研究中心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

101 年 102 年 103 年 104 年 105 年 106 年

國

際

化

就讀學位國際生數 - 1 2

交換國際學生數 送出

來校 2 2

海外教育/移地研究/

實驗

送出 2 1

來校 2 1

學生出席國際會議 -

經簽約且含有計畫經費之國際合作計

劃件數 - 2 1 1

經簽約且含有計畫經費之國際合作計

劃金額(仟元) - 1,500 1,800 1,800

英語授課課程數 - - - ~

重要國際會議主辦數 0 1 0 1

國外學者來訪人次 20 15 15 15

參與重要學術組織運作之人次 0 1 1 1

教學

及學

術研

究成

果

專任教師人數 12 12 11 12

國際論文（SCI、SSCI、A&HCI）篇數 ~100 ~110 ~110 ~110

國際重要期刊編輯人數 1 1 1 2

國際重要學會會士 1 1 1 2

國內外院士人數 0 0 0

國內外重要獎項累計 3 0 4 3

國科會計畫件數 11 11 13 12

國科會計畫金額(仟元) 48,000 56,000 69,000 65,000

國科會以外政府計畫件數 4 ~4 ~4 ~4

國科會以外政府計畫金額(仟元) 16,450 ~17,000 ~7,550 7,000

附件 10

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 化學系 計畫總期間 102.1~103.12

計畫主持人 李弘文 填表人及電話 李弘文 6-4089

合作主持人 單位:

中研院分子生物研究

所 姓名 蕭傳鐙 博士

計畫名稱 Characterizing PriA and DnaC/DnaI Proteins Involved in DNA Replication Restart Using Integrated Structural, Biochemical and Single-Molecule Imaging Approaches (以生物化學、結構學及單分子影像方法探討 PriA 及 DnaC/DnaI 蛋白在 DNA 複

製再啟動之機制) 壹、 重要研究成果與執行成果

This NTU-Academia Sinica collaborative project aims to define the functional and structural mechanism of PriA and DnaC/DnaI involved in replication restart. We use various biochemical and biophysical tools, such as X-ray structural studies and novel single-molecule experiments in this integrated project.

一、摘要

1. 利用單分子觀察技術觀察到 PriA 與叉狀 DNA 的解旋過程 2. 從單分子架設下可定義 PriA 辨識 DNA 的效率、解旋效率與解旋長度。 3. 隨 ATP 濃度提升，PriA 辨識 DNA 的效率、解旋效率與解旋速度皆提升。 4. 藉由加入此機制的輔助蛋白、觀察 PriA 的行為模式可有助於建構重啟機制的原理。

二、執行內容與成果

目前我們將 PriA 胺基酸序列 C 端或 N 端的 Histidine 與表面帶有 anti-Histidine 的奈

米乳膠小球進行抗原抗體結合。隨著 PriA 解旋時在 DNA 上的的位置變化，此乳膠小球

的布朗運動也會隨之改變。因此我們可利用單分子方法觀察 PriA 在重啟複製叉時首先

進行的雙股解旋過程。 1. 奈米小球以不同位向結合 PriA 造成的 PriA 活性差異:

以 N 端接合小球的 PriA 結合叉狀 DNA 的能力遠不及以 C 端與乳膠小球接合的

PriA，從文獻中可知 PriA 的 N 端胺基酸序列具有辨識與結合 DNA 的能力，因此我

們推測當 PriA 以 N 端與乳膠小球結合時，該 PriA 辨識叉狀 DNA 的過程會受到乳膠

小球造成的立體障礙(steric effect)影響而不易結合叉狀 DNA，故後續實驗我們皆以

C-His PriA 進行實驗。

2. [ATP]影響 PriA 辨識 DNA 效率: 初步實驗中使用 2 個不同的 ATP 濃度(50uM、1.5mM)，並以不含 ATP 的實驗結

果作為對照組。我們另外定義出結合效率(binding efficiency)：每單位時間內(五分鐘)畫面上出現的起始值符合篩選標準的栓球數目(beads/5mins)。實驗結果顯示隨著

[ATP]的濃度增加，PriA 與 DNA 的結合效率有明顯的上升。

2

3. [ATP]影響 PriA 解旋效率:

我們發現並非所有結合到叉狀 DNA 的 PriA 在觀測時間內都會有解旋行為。為

了比較不同條件下 PriA 發生雙股解旋事件的效率差異，我們另外定義解旋效率

(unwinding efficiency)：結合到叉狀 DNA 的 PriA 進行雙股解旋的比率。初步結果顯

示隨著 ATP 濃度增加，PriA 進行雙股解旋的比例也提高。

4. 解旋速率觀察:

我們的初步實驗顯示在[ATP]=50 μM 的情形下，PriA 解旋速率為 29.7 ± 16.2 bp/sec (N=7)。而[ATP]=1.5 mM 時，解旋速率為 38.0± 13.0 bps/sec (N=15)。以目前所

得數據與 Lineweaver–Burk equation 可推得 PriA 在 ATP 過量時最大解旋速率 值

為 38.4 bp/sec，與 值為 14.6 μΜ 的[ATP]。但目前數據點仍不足，後續我們希望能

獲得其他 ATP 濃度下的實驗數據與增加有效樣本，得到更有說服力的結果。

我們的初步實驗指出重啟停滯複製叉反應的啟動者(initiator) PriA的 N 端確實會

影響結合叉狀 DNA 的功能。使用以 C 端與小球結合的 PriA 進行實驗後，結果顯示

加入 ATP 能夠提升 PriA 對類複製叉狀的 DNA 的結合比率。同時，在 TPM 的架設下，

我們確實可以觀察到 PriA 對叉狀 DNA 的解螺旋行為。目前的初步實驗結果顯示在過

量 ATP 的情況下，PriA 進行雙股解螺旋的速度約在每秒 40 個鹼基對左右，但是從時

Table 3 初步實驗得到的 PriA 雙股解旋速率，並以 Lineweaver–Burk equation 方程 式計算 MK 值與最大解旋速率

Table 2 不同[ATP]下，結合在叉狀 DNA 上的 PriA 進行解旋行為的比率變化。指出 PriA 需要 ATP 才能進行解旋行為，並且隨著 ATP 濃度增加，PriA 進行雙股 解旋的比例也提高。

Table 1 在不同 ATP 濃度下觀察每五分鐘出現的符合篩選標準的栓球。顯示 隨著[ATP]提升，PriA 結合叉型 DNA 的比率增加。

3

間對栓球布朗運動值的變化可以看見 PriA 並不會將我們所設計的 518 個鹼基對完全

解旋。對於此現象可能有兩種原因：其一是以 C 端與乳膠小球結合的 PriA 雖會解旋

雙股，但在栓球靠近表面時 PriA 受限於乳膠小球的體積(半徑 220 nm)影響難以繼續

進行解旋；其二則是 PriA 在該 DNA 複製重啟系統中本來就非主要的解旋酶 。PriA的功能目前推測是針對停滯情形中的叉狀雙股進行部分解旋，以利後續的輔助蛋白結

合在裸露出的單股參與重啟反應 。我們可以利用設計較長的叉狀 DNA 避免在低 BM值時栓球體積對解旋可能造成的影響。

從時間對 BM 值的變化過程中，可定義 PriA 在 DNA 上的作用依序為未結合→結合→解旋→停滯。我們猜想 PriA 解旋的過程為一平衡系統，一開始未加入 ATP 時，

PriA 結合 DNA 的活化能相當高，導致 PriA 不易進行對叉狀 DMA 結合。當加入 ATP後，PriA 與 ATP 的結合造成 PriA 本身的構型變化，提供 PriA 一個活化能較低的路

徑去結合叉狀 DNA，促使反應向右移動，使得 binding 狀態的[PriA]增加。同時 binding DNA 的造成 PriA 的構型變化促使 PriA 可以水解 ATP 進行雙股解旋，而最後到達停

滯狀態。

目前的實驗結果我們可定義出許多 PriA 的行為特質(結合效率、解旋效率)，利

用單分子技術可以幫助我們獲取這些動力學上的資訊，這幫助我們在觀察改變反應環

境後及加入不同的輔因子( SSB , DnaD , DnaB ..等) 對 PriA 行為上的變化，有利於明

白此一重啟反應的機制。

三、合作者執行相關成效 1.在 ATPase 及解旋 gel assay 中，觀察到 GkPriA 及 EcPriA 的解旋酵素活性在高溫下 較佳，可能反應出其物種的耐熱性。

Figure 1 PriA 解旋過程的化學平衡模型

4

2.在加入 DnaD 後提升了 PriA 的解旋酵素活性，指出 DnaD 可能具有穩定 PriA 在 DNA 上的功能 3.在 Native-PAGE 與 gel filtration profiles 觀察到 GkPriA/SaDnaD 形成複合體的形式，

指出兩者可能有專一的反應性。

四、結語

目前與中研院蕭傳鐙老師的實驗室合作提供 GkPriA 與輔助蛋白 DnaD…等，並

進行 PriA 的晶體分析，同時藉由我們的單分子實驗(TPM)獲得更多動力學(結合

DNA、雙股解旋、離去雙股..)上的資訊，如加入不同輔因子(SSB、DnaD……等)。利

用本實驗觀察到的性質(解旋效率、解旋速度..等)，我們希望對於 PriA 的複製叉重啟

過程有更深入的了解，合力架構出此一反應的反應機制。 未來我們希望能以對距離變化敏感的 FRET ( Förster resonance energy transfer )技

術，更直接地觀察到 PriA 階段性的行為變化。

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

-- Li, J.-R., Yu, T.-Y., Chian, I.-C., Lu, C.-Y., Lin, J.-J.* & Li, H.-W.*, “Pif1 Regulates Telomere Length by Preferentially Removing Telomerase from Long Telomere Ends” Nucleic Acids Res., 42, 8527-8536 (2014). -- Wu, H.-Y. & Li, H.-W.*, “Crowding Alters Dynamics and Length of RecA Nucleoprotein Filaments in RecA-Mediated Strand Exchange” ChemPhysChem, 15, 80-84 (2014). -- Su, G.-C., Chung, C.-I., Liao, C.-Y., Lin, S.-W., Tsai, C.-T., Huang, T., Li, H.-W. & Chi, P.*, “Enhancement of ADP Release From the RAD51 Presynaptic Filament by the SWI5-SFR1 Complex” Nucleic Acids Res.,42, 349-358 (2014).

二、發表現況與目標值

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 1 3

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

附件 11

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 大氣科學系 計畫總期間 102/1/1-103/12/31 計畫主持人 洪惠敏 填表人及電話 洪惠敏,33663919 合作主持人 單位: 中央研究院環境變遷中心 姓名 周崇光

計畫名稱 『醉月湖科學整合研究平台-創新性合作計畫』- How the nature generates nanoparticles in atmosphere and their properties

壹、 重要研究成果與執行成果

一、 摘要

1. 在有二氧化硫的實驗條件下，氨氣會明顯助長粒子的生長，甲基胺有些許類似作用，而

過氧化氫則有些許抑制作用。 2. 都會區的小粒子生成與汽機車排放有明顯的相關性，顯示汽機車直接排放或轉換大粒子

至小粒子的現象。 3. 在郊區的觀測中，新粒子生成偶而會被觀測到，但新粒子生成機制在大自然環境中仍無

法有一致的需求條件。

二、 執行內容與成果

在今年的計畫中，除了對實驗室的量測

實驗最近一步改進及控制條件來了解核化

機制也持續先前的觀測實驗。在觀測實驗部

分，暑假與中研院環境變遷中心研究團隊在

坪林鄉漁光國小進行觀測實驗；在十月份也

針對台北區早晨時間的小粒子生成最一探

討；溪頭的觀測持續，但因台大其他實驗需

求，主要由中研院來進行。

實驗室的量測實驗結果: 在改進的實驗裝置(圖一) 以針筒幫浦

來控制加入的反應二氧化硫量，而以氣液平

衡原理吹拂不同溶液表面來加入NH3，

H2O2或甲基胺來進行反應。目前結果顯示

H2O2 會抑制SO2在此實驗中的核化反應

而NH3則會促進粒子的核化及生長，目前正

對其詳細機制作探討並撰寫論文。

觀測結果:

由於小粒子的生命期短，通常小粒子的濃度主要在源區。由於背景粒子數及環境中的成分

不同，郊區與都會區的核化反應機制不盡相同；在郊區,粒子的生成通常與當地的氧化反應有

圖一：實驗裝置圖。

圖二：粒子數量濃度隨加入氣體種類的變化。

2

關,氧化劑的生成需要光化反應，因此小粒

子的生成與日出時間有一相關性，粒子數量

增加與粒子的成長有競爭的作用，小粒子的

生成數量會明顯減緩而伴隨明顯粒子成長

現象。對於都會區，小粒子的生成與人為汽

機車排放有很明顯的相關性(如圖三)，推測

汽機車排放可能是都會小粒子的生成的主

因: 一是直接由汽機車本身排放有關或是

引擎吸入空氣本有的粒子在經燃燒凝結成

小粒子，觀測結果正進行詳細分析討論。

成果自評:

經由醉月湖計畫補助，此一研究得以

進行初步研究；對於粒子生成的過程及可能抑制作用有所瞭解，除了發表這兩年的成果外，也

將向科技部進行經費補助申請來延續此計畫，希冀在未來更完整的成果並與國際這方面的研究

接軌。

合作者執行相關成效

An intensive observation experiment was conducted at the Xitou experimental forest in central Taiwan during the spring and summer of 2014 to study new particle formation (NPF) events from biogenic sources. A number of instruments were collocated to measure particle number concentration and the mixing ratios of volatile organic compounds and of inorganic gases. As shown in Figure 1, the results indicated that the non-NPF events days dominated most of the sampling dates, even with conducive conditions for particle formation to initiate. The potential mechanisms behind the retardation of new particle formation were explored in this study.

Figure 1. Time series of measurements during spring of 2014 in the Xitou experimental forest. (a) particle size

圖三: 粒徑小於 40 nm 粒子數量濃度隨 NOx 濃度變化。

3

distribution (b) SO2 and UVB (c) RH and cloud cover. The three black boxes indicate the three specific cases (i.e. Mar 8:

high NOx without NPF; Mar 15: high ozone without NPF; March 18: NPF) for detailed analysis. There were no

measurement during March 11 and 19 due to power shortage.

A number of factors that may have caused the inhibition of particle formation were investigated in this study which includes meteorological conditions, as well as OH radical scavenging by isoprene and/or NOx. Among the parameters mentioned, the effect of NOx, quantified by the ratio of the measured monoterpenes and NOx mixing ratio, was most likely the major factor contributing to the impedance of new particle formation. Elevated values of MT/NOx, due to relatively clean air mass, were observed before the onset of the particle formation on March 18, which were significantly higher than those for the non-NPF days (shown in Figure 2). This showcases how urban activities can directly affect the aerosol formation, which in turn may alter the radiative climate forcing. As the recent IPCC report (AR5) indicated, aerosol can induce, through its interaction with radiation and participation in cloud formation, a radiative forcing of -0.9 W m-2. This means that particulate matters generally induce cooling to the steadily warming earth. With the increasing industrialization across the globe particularly in the developing countries, we might expect that global number concentration of particulate matters originated from biogenic sources (e.g. forest) may decrease due to interferences from urban pollutants. With this, the total radiative forcing may undeniably change through time due to reduction in the total number concentration of biogenic aerosols. Indeed, a global, long-term and more comprehensive analysis upon the effect of NOx on particle formation should be done to explore its influences on climate.

Figure 2. Noon profile of MT/NOx during March 8, 15 and 18. The black box indicates the onset of the new particle

formation during March 18. The data for March 18 was incomplete due to power failure.

4

三、 結語

大氣中的懸浮微粒對氣候的影響很重要但其不確定性很大，其中之一是對粒子的核化了解

不足，此仍是一重要需要探討的領域。在本實驗室的研究中顯示有些常見的氧化物可能扮演抑

制核化反應，是否此結果可協助解釋郊區所看到的核化抑制作用將持續被研究及驗證。

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

H.-M. Hung*, W.-J. Lu, W.-N. Chen, C.-C. Chang, C. C.-K. Chou and P.-H. Lin" Enhancement of the hygroscopicity parameter kappa of rural aerosols in northern Taiwan by anthropogenic emissions” Atmos. Environ., 2014, 84, 78-87 H.-M. Hung*, Ting-Wei O, “The impact of H2O2, NH3, and (CH3)2NH on the particle nucleation process” in preparation.

二、發表現況與目標值

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 1

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

附件 12

1

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 地質科學系 計畫總期間 103/1/1-103/12/31

計畫主持人 胡植慶 填表人及電話 胡植慶 62943#312

合作主持人 單位: 中研院 地球所 姓名 陳宏宇

計畫名稱 用高解析度 X波段合成孔徑干涉雷達影像分析台北地區的地表位移(2/2)

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式)

1. 已完成 C波段、L波段以及 X波段持久性散射體合成孔徑雷達干涉(PS-InSAR)分析，

探討台北地區平均視衛星方向變形。

2. 進行時間序列分析，並由中央研究院地球科學研究所分析台北盆地連續全球衛星定

位系統(GPS) 時間序列分析比較。

3. 將 C波段、L波段以及 X波段的 PS-InSAR 分析結果與台北地區三條水準測量測線比

較，評估三種影像的 PS-InSAR的精度。

4. 針對 X 波段分析台北地區地下水位高低與地表變型的相關性，進行土壤壓縮模型建

置。

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

此計畫預計便用高解析度 X 波段 CosmoSkyMED 雷達影像，以及 C 波段 EnviSAT

和 L波段 ALOS雷達影像，利用持久合成孔徑干涉雷達技術，分析台北地區的地表位移。

主要著重在觀測台北盆地山腳斷層、金山斷層和大屯火山的活動性以及監測台北盆地的

地層下陷區域。

目前三種影像均分析完成，以 GPS 測站 WUKU 為參考點，對所有 PS 點做校正。

首先，由 ERS結果顯示，北部區域於 1996年到 2000年之間主要以為對視衛星方向抬升

的運動為主，最大抬升速率為位於士林、北投地區的 9 mm/yr。而土城地區則有最大下

陷速率，約為 10 mm/yr。而和早期精密水準測量變形速率比較，整體而言，其趨勢一

致為由西向東跨過三腳斷層後有一明顯向視衛星方向抬升的趨勢，其 LOS方向速率約為

3~4 mm/yr。以 ENVISAT 結果來看，在 2003 年到 2008 年這段期間，臺北盆地主要以對

視衛星方向下陷的運動為主，最大下陷速率為位於泰山、五股地區的 9 mm/yr，而盆地

西側則為平均 3~4 mm/yr 的下陷速率。而其 PS 結果與三條由北至南的水準測線比較，

雖有部份速率不同但趨勢相當一致，皆為由西向東跨過三腳斷層下陷速率越來越大。由

ALOS 結果顯示，此區域在 2007 年到 2011 年其間，臺北盆地主要以往視衛星方向輕微

抬升或不動的運動為主。而在這段期間水準測線結果卻比以往速率增加許多，因此在對

比上無法看出此期間跨過三腳斷層兩邊是否有變形速度的差異。最後，由 COSMO_SKYMED

結果顯示，在 2011年到 2013年這段期間，臺北盆地主要以對視衛星方向下陷的運動為

主（圖 1），最大下陷速率主要集中於蘆洲地區的 15mm/yr 以及三重地區的 10 mm/yr。

另外，值得注意是在大屯火山區南緣，PS-InSAR 視衛星方向抬升速率可達約 5-10 mm/yr，是否與大屯火山的活動相關，值得進一步探究。

2

為對比精密水準資料，將 X波段影像結果分為時間間段一(2011/09-2012/09)以

及時間間段二(2012/09-2013/07)。結果顯示，此兩時間段所觀察到的台北盆地地表變

型型態完全不同，與精密水準測量於盆地中央結果一致，均為時間間段一以對視衛星方

向下陷的運動為主；時間間段二以對視衛星方向下陷的運動為主（圖 2）。由於台北地

區近期為建造捷運有多處工程施工，因此後續研究期望利用此波段影像對比於地下水位

高低或施工區域分析，以釐清台北盆地鄰近地區活動構造的活動性和其它潛在的地質災

害。初步 PS-InSAR 研究成果顯示其對大面積地表變形觀測的潛力，有助於增強傳統大

地測量測點分布不足的缺點。

圖 1. 利用 X 波段 COSMO_SKYMED 影像和 PS-InSAR 技術求得台北盆地平均視衛星

方向變形。

3

圖 2. 剖面之地形剖面、水準測線與 PS-InSAR 視衛星方向變形速率的比較。

三、合作者執行相關成效

1. 中央研究院地球科學研究所

a. 協助處理分析精密水準測線資料，做為鄰近持久性散射體變形的參考點。

b. 協助處理分析連續全球衛星定位系統(Continuous GPS)變形資料；將其水平及垂直

變形投影至視衛星方向，做為鄰近持久性散射體變形的地表真值。

c. 協助處理分析 L和 X波段雷達影像 PS-InSAR 分析。

四、結語

PS-InSAR 技術相較傳統大地測量主要有下列優勢：面狀變形資料、對植被的穿透性及

高觀測精度。傳統的地表變形測量主要以點狀(GPS)及線狀(精密水準測量)資訊為多，

PS-InSAR 可於單次干涉提供大面積的地表變形資訊，相對於全球衛星定位系統(GPS)

或是精密水準測量，PS-InSAR 是少數能提供面狀資訊的研究工具，對於斷層錯動的反

演或是火山岩漿庫的幾何形貌，可以提供重要的近場變形資訊。本計畫利用高解析度

X 波段雷達影像及 PS-InSAR 技術結合光達數值高程模型、連續 GPS 測網及精密水準

測量，監測臺北盆地的地層下陷、山腳斷層和大屯活火山群的活動性，目前已有初步

成果，將透過持續監測 PS-InSAR 所觀測到的地表變形時間序列，將有助於瞭解這些活

動構造和地層下陷的變形趨勢，有助於評估大台北都會區地質災害的防災和減災。

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

1.參加日本筑波的台日地震地下水研討會，並發表「Monitoring of ground displacements in

Metropolitan Taipei Basin by using high resolution X-band SAR interferometry」。

2. 預計於 11 月 12--15 日參加 GEEA 台法會議，並發表海報「Analysis of ground displacements in Taipei area by using high resolution X‐band SAR interferometry」。

二、發表現況與目標值(如計畫為 102年核定，無須填寫 104年目標值；如計畫為 103年核

4

定，則無需填寫 102年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 0 2

本計畫 SSCI發表數 0 0

本計畫 TSSCI發表數 0 0

本計畫專章發表數 0 1

本計畫專書發表數 0 0

附件 13

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 化學系 計畫總期間 民國 102年 1月 1日

至 103年 12月 31日

計畫主持人 林英智 填表人及電話 馮怡蓁 33661658

合作主持人 單位: 中央研究院化學所 姓名 劉陵崗

計畫名稱 醉月湖平台計畫

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式)

(1) We synthesized copper complexes 2a-b and 7b with various simple heterocyclic ligands such as thiazole, pyrimidine and imidazole containing SO4

2- or (OAc)22- anion.

(2) Proper single crystals for 2a-b and 7b complexes were obtained and structure of 2a was confirmed by single crystal X-ray diffraction analysis.

(3) Phase transition of 2a in solid state was explored at low temperature range by single crystal X-ray diffraction analysis.

(4) Phase transition of copper complex with non-substituted imidazole ligand was explored in detailed by 合作主持人

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

In our previous investigation, we successfully synthesized five copper(II) complexes 5a-e containing imidazole rings with different substituents. Interestingly, when the substituents on imidazole is changed, the sulfate anion (SO4

2-) provided one or two O atom to bound to one Cu(II) or bridged between two Cu(II) metal centers to form complexes with different coordinated geometry on copper(II). Interestingly, Dr. Liu (劉陵崗) found that in a single crystal of the polymeric copper complex [Cu(imidazole)4]SO4, 5x (R1 = R2 = R3 = H) upon cooling from higher temperature, the crystal form changes from C2/c to became C2 at 182.0(1) K, whereas upon warming from the lower temperature the C2 crystal form transformed back to the C2/c at 187.0(1) K, the scattered plot of the cell volume against temperature with experimental data points from cooling-warming-cooling cycle on a single crystal diffractometer reveals hysteresis behavior. However, no obvious phase transition point is observed for all our

NN

R2

CuSO4•5H2O

H2O4

6a, R1= CH3;R2=

H;R3= H

6b, R1= H;R2=

CH3;R3= H

6c, R1= H;R2=

H;R3= CH3

6d, R1= (CO)CH3;R2=

H;R3= H

6e, R1= CHCH2;R2=

H;R3= H

5a-e100

oCR1

R3 5a 5b 5c

5d 5e

3

2

copper complexes either in the cooling cycle from 210 K to 160 K or in warming cycle from 160 K to 195 K. The space group or molecular structure remains the same for all our polymeric [Cu(imidazole)4]SO4 complexes 5a-e.

In our previous investigation, we found that the extra substituents of the imidazole rings may hinder the SO4

2- from approaching two Cu centers to serve as a linker to form 1-D polymer chain. In this work, various simple heterocyclic compounds such as oxazole, thiazole, and pyrimidine are selected to react with CuSO4. Initially, we examined the reaction of oxazole with CuSO4 in MeOH/H2O. However, no desired copper complex was isolated. For thiazole, the reaction under similar condition affords the copper complex 2a and the chemical equation is shown below. The structure of 2a is confirmed by a single crystal X-ray diffraction analysis. An ORTEP drawing of 2a is shown in the Figure 1. In the solid state structure of 2a, there are two different coordination modes on the copper metal center. First, four nitrogen atoms from four thiazole ligands and one oxygen atom of the sulfate anion (SO4

2-) is coordinated to the Cu(II) metal center and displays a square pyramid geometry. In the other mode, each Cu(II) ion is surrounded symmetrically by four nitrogen atoms of the thiazole ligand at the corners of a square plane, with two oxygen atoms of sulfate anion lying above and below the square plane at a slightly larger distance to complete a distorted octahedron geometry. Two [Cu(thiazole)4

2+] cation units are linked by different oxygen atoms of a tetrahedral SO42-

anion connectors and display polymeric chains structure. In contrast, the structure of the non-substituted complex [Cu(imidazole)4]SO4, prepared by Prof. Liu, and the substituted complex [Cu(1-R-1H-imidazole)4]SO4 (R = CH3, CHCH2, (CO)CH3) both display polymeric chains. Each copper center is coordinated by four or two imidazole ligands and the sulfate anion provides two O atoms to bridge between two Cu(II) units. For complex 2a, the average distance of four Cu-N bonds (about 2.0 Å) is typical for similar Cu complexes. The bond length of the Cu(1)-O(1) (2.109(11) Å) is a single Cu-O bond. The bond length of the Cu(2)-O(5) (2.715 Å) is significantly longer than a typical Cu-O single bond.

Figure 1. The molecular structure of complex 2a.

A single crystal of complex 2a was mounted on X-ray diffractometer for complete

CuSO4•5H2O

MeOH/H2OCu(thiazole)4SO4

2a65

oC

N

N

1b

other ligand = NO

NS

1a3

3

diffraction data collection at varying temperatures. However, no phase transition is observed for complex 2a as shown in Figure 2. No obvious phase transition point is observed either in the cooling cycle from 210K to 160K or in warming cycle from 160K to 210K.

160 170 180 190 200 210

1750

1800

1850

1900

1950

2000

Cel

l Vol

ume

(Å3 )

Temperature (K)

Warming Cooling

Figure 2. Scattered plot of cell volume against temperature with the unit cell volume data obtained from the orientation matrices of a

single crystal on the X-ray diffractometer during a warming cycle (160 to 210 K) followed by a cooling cycle (210 to 160 K) for 2a. The

temperature was controlled at ±0.1 K. For pyrimidine, under the same synthetic condition, the reaction gave 2b with blue crystal. Identification of the structure of 2b is in progress.

The sulfate salt CuSO4．5H2O, 3, is changed to Cu(OAC)2, 4, in order to develop different coordination geometry of copper(II) imidazole complexes with acetate bridge. This is to study the effect of sulfate anion. We synthesized four copper imidazole complexes 7b-7e containing (OAc)2

2- anion. The non-substituted complex 7a, with the coordination geometry on Cu(II) displaying a distorted octahedral environment, has been reported in the literature.[1] The structure of 7a consists of four imidazole nitrogen atoms in a plane with two carboxylate oxygen atoms in a trans disposition along a vector that is nearly perpendicular to the plane of the four imidazole nitrogen atoms. Identification on the structures of the other copper imidazole complexes 7b-7e are still in progress. Reference: [1] A. L. Abuhijleh, C. Woods Inorg. Chim. Acta 1992, 194, 9-14.

三、合作者執行相關成效

The collaborator group had prepared the deuterated imidazole (d-imidazole) in 2014 and proceeded to synthesizing the polymeric, parent [Cu(d-imidazole)4]SO4. It was found interestingly that very large portions of crystalline material obtained were [Cu(d-imidazole)3(H2O)]SO4 instead. The crystal structure of [Cu(imidazole)3(H2O)]SO4 was obtained (Figure a), indicative also of polymeric chains of [Cu-O-SO2-]n. in that the Cu centers

MeOH

7a-7e0 oC

Cu(OAc)2NN

R2

4

6a, R1= H;R2=

H;R3= H

6b, R1= CH3;R2=

H;R3= H

6c, R1= H;R2=

CH3;R3= H

6d, R1= (CO)CH3;R2=

H;R3= H

6e, R1= CHCH2;R2=

H;R3= H

R1

R3

Cu(C3HN2R1R2R3)4(OAc)24

4

are hexa-coordinate with axially coordinated H2O. Coordinated H2O molecules were labile enough. After loss of coordinated H2O, the related [Cu(imidazole)3]SO4 structure was also solved crystallographically (Figure b), where the Cu centers in [Cu-O-SO2-]n chains become penta-coordinate. Crystals of [Cu(imidazole)3]SO4 are seemingly easy to become powder materials.

Figure a. [Cu(imidazole)3(H2O)]SO4. Figure b. [Cu(imidazole)3]SO4.

四、結語

This research project was first initiated by observation of the hysteresis phase transition of a copper imidazole complex by crystal structure determination at various temperatures. We modified substituent of the imidazole ring aiming at the structure- and the coordination geometry change of the metal center in copper complexes in order to find the controlling factors of the hysteresis. The imidazole ring with substituents at nitrogen atom (such as methyl, vinyl, acetyl group) leads to formation of 1-D polymeric chain linked by two O atoms of sulfate anion. For the imidazole ring with a methyl group at either 2- or 4-position, the coordination geometry around the copper center becomes a square pyramid. However, no phase transition is observed for this copper complex. The imidazole is thus changed to other simple heterocyclic compounds in order to mimic the polymeric chain structure with identical central unit. For the thiazole ligand, the copper complex has two different coordination geometries for the metal center. In a square pyramid coordination mode, four thiazole ligands are located at four equatorial sites and one oxygen atom of the sulfate anion (SO4

2-) occupies the top of a Cu(II) center. In a distorted octahedron coordination mole, each [Cu(thiazole)4

2+] unit is linked by two O atoms of the sulfate anion displaying polymeric chains. However, the new thiazole complex shows no hysteresis phase transition. Identification and structure determination of other copper complexes are still in progress. We hope to find other appropriate ligand that will mimic the polymeric chain structure with identical metal center unit thus displaying hysteresis.

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

1. Hsin-Tzu Hsu, Fu-Yuan Tsai, Ying-Chih Lin, (2014) Coupling Reaction of N-Propargyl

5

Sem-Salen Compounds Induced by Ruthenium Complex Organometallics 2014, 33, 3366–3372.

2. Yi-Jhen Feng, Fu-Yuan Tsai, Shou-Ling Huang, Yi-Hong Liu, Ying-Chih Lin, (2014) Cyclizations of Aryl Enynes Containing Propargyl Alcohol and Diallylamine Group to Yield Indolecarbaldehydes Induced by Ruthenium Complexes Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 29, in press.

DOI: 10.1002/ejic.201402678 3. Chi-Ren Chen, Ying-Chih Lin, (2014) Syntheses of Arylphosphonium Salts from

Cyclotrimerization of Terminal Aryl Alkynes by Ruthenium Pentadienyl Complex and Revisiting the Catalytic Dimerization Organometallics 2014, 33, in press.

dx.doi.org/10.1021/om500745y 4. Tung-Yuan Yung, Li-Ying Huang, Tzu-Yi Chan, Kuan-Syun Wang, Ting-Yu Liu, Po-Tuan

Chen, Chi-Yang Chao, Ling-Kang Liu, (2014) Synthesis and characterizations of Ni-NiO nanoparticles on PDDA-modified graphene for oxygen reduction reaction Nanoscale Res. Lett. 2014, 9(1), 1-6. DOI:10.1186/1556-276X-9-444.

5. Norman Lu, Lauren M. Hight, David R. McMillin, Jyun-Wei Jhuo, Wei-Cheng Chung, Kwan-Yu Lin, Yuh-Sheng Wen, Ling-Kang Liu, (2014) Structure and emission studies of dimorphic crystals of [PtBr2(5,5'-bis(CF3CH2OCH2)-2,2'-bpy)] (1) Dalton Trans. 2014, 43, 2112-2119. DOI:10.1039/c3dt52713a.

6. Jer-Yeu Lee, Ling-Kang Liu, (2014) Graphite oxide functionalized with ionic liquid and ruthenium as hydrogenation catalyst Internat. J. Hydrogen Energy 2014, 39(30), 17492-17500. DOI:10.1016/j.ijhydene.2013.10.051

二、發表現況與目標值(如計畫為 102年核定，無須填寫 104年目標值；如計畫為 103年核

定，則無需填寫 102年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

附件 14

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 化學系 計畫總期間 103-01-01至 103-12-31

計畫主持人 陳振中 填表人及電話 陳振中 33662994

合作主持人 單位: 中研院基因體中心 姓名 陳韻如

計畫名稱 以鋅離子穩定之阿茲海默症類澱粉胜肽聚集之生化性質及分子結構測量

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式)

1. ZnAβ oligomers are on-pathway intermediate of amyloid fibrils 2. ZnAβ oligomers have substantial structural order at the molecular level 3. Zn will destabilize the structure of Aβ fibrils 4. Interaction of Aβ with zinc ion promotes stable oligomer formation 5. ZnAβ show effect of elevation of Ca2+ influx and membrane-leakage property

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

1. ZnAβ oligomers are on-pathway intermediate of amyloid fibrils This project focuses on the structural study of the oligomers formed by β-amyloid (Aβ) peptides associated with the Alzheimer's disease. Previously, we found that Zn ions can be used to stabilize the oligomeric aggregates of Aβ peptides (Dr. Yun-Ru Chen, Academia Sinica). To verify that the stabilized aggregates are on-pathway intermediate of the Aβ fibrils, we used EDTA to remove the Zn ions and monitor the aggregation state of the Aβ peptides. Figure 1 shows the TEM image of the ZnAβ sample treated with EDTA. After the removal of the Zn ions, fibril formation has been observed after incubating the sample for 7d. This observation proves that the ZnAβ sample is an on-pathway intermediate for the formation of Aβ fibrils. That is, our target sample is a biological relevant system.

Fig. 1. TEM image of ZnAβ sample before (a) and after (b) treating with EDTA. The filamentous aggregates in (b) have microns in length and tens of nm in width, which are consistent with the typical dimension expected for Aβ fibrils.

The amount of Zn ions before and after treatment of EDTA have been measured by ICP-MS. Using the calibration curve shown in Figure 2, the ratio of Zn: Aβ of the ZnAβ sample is about 0.38: 1. After the EDTA treatment, the amount of residual Zn ion in the sample becomes comparable to the residual Zn ions

2

in the buffer solution.

Fig. 2. ICPMS Data. The blue line represents the

calibration curve of the Zn concentration in the

range of 0 to 500 ppb. The buffer sample provided

an estimation of the residual Zn ion concentration

in the buffer, from which the Zn ion concentration

of the ZnAb sample had been calculated.

2. ZnAβ oligomers have substantial structural order at the molecular level Figure 3 shows the solid-state homonuclear 13C correlation spectrum acquired for Zn-Aβ. Because it is not trivial to prepare the 13C labeled sample with sufficient amount, the signal/noise ratio of the spectrum remain limited. Nonetheless, the linewidth of the signals is in the range of 2 to 3 ppm. It indicates that the structural order of Zn-Aβ is rather significant and it should be possible to elucidate the molecular structure of Zn-Aβ by solid-state NMR.

Fig. 3. Solid-state 13C−13C correlation

spectrum acquired for the ZnAβ sample at a

600 MHz NMR spectrometer.

3. Zn will destabilize the structure of Aβ fibrils It is very interesting to find that Zn ions can destabilize the structure of Aβ fibrils. As shown in Figure 4, addition of Zn ions to the sample of Aβ fibrils led to the observation of curvy and short filaments, which are typically associated with the precursor of mature fibrils. Although it is not yet clear

3

the biological significance of these peptide aggregates, it would be very interesting to study their structural relationship to Aβ fibrils, with respect to the fibrillization pathway.

Fig. 4. TEM images of Aβ fibrils

before (a) and after (b) the addition of

Zn ions.

三、合作者執行相關成效

4. Interaction of Aβ with zinc ion promotes stable oligomer formation We prepareded ZnAβ aggregates by incubating Aβ40 or Aβ42 with zinc ion at a ratio of 1:1 for 1 week at room temperature, and confirmed the morphology of ZnAβ by TEM. We found that interaction of Aβ with zinc ion promotes oligomer formation (Fig. 1). We also found some pore-like morphology in ZnAβ40 or ZnAβ42 oligomers as indicated by white arrowhead in Fig. 1. We further examined toxicity of ZnAβ oligomers and used 3K MWCO centrifugal filters to remove excess zinc ions in the ZnAβ samples due to overdose of zinc ion is cytotoxic. After dialysis, we re-confirmed the morphology of ZnAβ oligomers by TEM after removing excess zinc (Fig.2). We calculated the size distributions of ZnAβ oligomer before and after dialysis and compared the results with those of the conventional Aβ oligomer preparation without zinc ions (amyloid-beta derived diffusible ligands, ADDLs). According to the TEM image and dynamic light scattering, the diameter of ZnAβ40 oligomer (~6 nm) is slightly smaller than ADDLs (~8 nm), but after dialysis the size of ZnAβ40 is slightly larger (~10 nm) than ADDLs (Fig. 3A). We also used inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) to analyze the concentration of zinc ion after dialysis and confirmed that the zinc ion concentration was still higher than that in buffer control, demonstrating that Aβ-Zn interaction still existed (Fig. 3B).

5. ZnAβ show effect of elevation of Ca2+ influx and membrane-leakage property To understand whether ZnAβ40 oligomers are different in biological effects compared with ADDLs

generated from DMEM/F12, we performed toxicity assays using human neuroblastoma BE-(2)C. From the MTT and LDH assays (Fig. 4 and 5), ZnAβ40 was shown to be more cytotoxic than ADDLs. In the previous literatures, Aβ oligomers was shown to generate calcium influx to promote apoptosis in the neurons, and also show potential to induce membrane leakage, therefore we use Ca2+ binding dye, Fluo-3 AM, for Ca2+ influx assay and POPG [1-hexadecanoyl-2-(9Z-octadecenoyl)-sn-glycero-3-phospho- (1'-rac-glycerol)] for membrane leakage assay. We found ZnAβ40 and ADDLs showed similar effect to

4

increase Ca2+ levels in the BE-(2)C cell (Fig. 6.), and ZnAβ40 has shown membrane-leakage effect to release fluorescence dye in the POPG liposome (Fig.7.).

Fig. 2. Dialysis of ZnAβ oligomer to replace excess zinc ion.

Fig. 1. Generation of ZnAβ oligomers.

Fig. 3. Size distribution and ICP-MS analysis Zn/Aβ oligomers after dialysis.

Fig. 4. Cell viability assay (MTT) of dialyzed Zn/Aβ oligomers in BE-(2)C cell.

5

Fig. 5. Cytotoxicity (LDH) of dialyzed Zn/Aβ oligomers in BE-(2)C cell.

Fig. 6. Calcium influx of dialyzed Zn/Aβ oligomers in BE-(2)C cell.

Fig. 7. Dye-leakage assay of Zn/Aβ oligomers in POPG vesicles.

四、結語

Thanks to the grant support from NTU and Academia Sinica, the collaborative study between the Chan lab at NTU and the Chen Lab at GRC has been kicked off successfully. The preliminary results demonstrated in this report strongly indicates that very fruitful results are anticipated for the study of the oligomeric states of Aβ peptides, which is of paramount importance to the development of therapeutics for the Alzheimer's disease. While we are very satisfied with the current progress of this collaborative study, it is very much hoped that continuous support could be granted to keep the momentum of this project.

6

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

三、論文或著作目錄：

四、發表現況與目標值(如計畫為 102年核定，無須填寫 104年目標值；如計畫為 103年核定，

則無需填寫 102年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 0 3

附件 15

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 化學系 計畫總期間 103/01/01-104/12/31

計畫主持人 陳昭岑 填表人及電話 陳昭岑 33664200

合作主持人 單位: 中研院生農所 姓名 陳逸然

計畫名稱 Developing Chemical Tools to Explore Pressing Plant Signaling Peptide Perception for Stress Regulation and Telomere Binding Proteins

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式)

1. A novel peptidomics approach was developed and using this approach successfully discovered defense signaling peptides in plants at the first time.

2. Several novel peptides were confidently identified in tomato (Solanum lycopersicum) and quantified to be induced by both wounding and methyl jasmonate (MeJA).

3. A series of affinity-based probes (AfBPs) equipped with different recognition units including defense peptides (SolA11) and telomere targeting ligand (BMVC) and photoreactive groups to isolate the peptide receptor of canonical defense peptide in tomato and telomere binding proteins in yeast were designed and synthesized.

4. A series of new G-quadruplex (G-4)-directed alkylating agents were designed and synthesized. They display remarkable alkylating reactivity as well as site specificity towards G-4 DNA topologies, providing a credible tool for the structural and functional characterization of the prevalence of G-4 DNAs in biological systems.

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

In the past few months, my group and the collaborated group executed some work independently and some work synergistically in order to achieve the common goals with high effectiveness. The executing contents and the results are summarized as follow. 1. It is known that tomato wounding can induce an antiherbivore response, which is regulated by the peptide hormone systemin, and the small molecule hormone jasmonic acid (JA) and its methyl ester, MeJA. However, its endogenous level in tomato has not yet been proved to be induced by tissue damage or MeJA, a potent inducer of systemic wound signaling and response in tomato. Furthermore, no study to date has quantitatively profiled the global changes in cellular peptide expression in plants before and/or after the induction of stress responses. Our collaborator-Dr. Y.-R. Chen and his group members thus developed a MS-based platform using a hypothetical database to discover peptides involved in defense that are induced by stress. The new platform enables profiling global endogenous peptides possible and comparison before and after stress induction was conducted at the first time. To reduce the time and possible errors arising from handling large amount of data, a hypothetical

2

peptide database (HT database) using partial protein sequences was used as the target database for the peptide identification. As a result, several novel peptides were confidently identified in tomato (Solanum lycopersicum) in addition to the canonical peptide systemin, and quantified to be induced by both wounding and methyl jasmonate (MeJA). Moreover, the study highlights a role of PR-1 in immune signaling and suggests the potential application of plant endogenous peptides in efforts to defeat biological threats in crop production. As PR-1 is highly conserved across many organisms, the current founding suggests that this peptide may be useful for enhancing resistance to stress in other plant species as well. The results generated from this study are published in the internationally renowned journal-Plant Cell, ranked No.1 in the plant research journal with 10.656 5-year impact factor. In order to identify the SolA11 perception receptor in tomato and study its physiological roles in vivo, we actively engaged in designing and synthesizing a series of photoaffinity-based probes (AfBPs) equipped with SolA11 peptide in the past few months. The chemical structures are shown in the figure 1. With rigorous efforts, we are very close to the completion of synthesizing the designed probes.

Figure 1. The chemical structures of photoaffinity probes consisting of SolA11 peptide as a

targeting group

2. A series of G-quadruplex (G-4)-directing alkylating agents, BMVC-CnM (n= 2, 3, and 6), were designed and synthesized to integrate the 3,6-bis(1-methyl-4-vinylpyridinium)carbazole diiodide (BMVC) with aniline mustard in different length of spacers. Remarkable alkylating reactivity (33~42%) toward G-4 DNA, in comparison to other DNA categories (<5%), and excellent specificity under competition condition were observed by high-resolution denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). Different telomeric G-4 structures (hybrid-2 type and basket) were conducted to react with BMVC-CnM, and the hybrid adducts were hydrolyzed by chemical and enzymatic treatment. Our results indicate that alkylating-site selectivity is greatly modulated by the length of linkers and structure of telomeric G-4, which showed the preferential alkylating site toward hybrid-2 type G-4 located on A15, G18, and A21; and toward basket G-4 located on G4, G12, and G16, respectively. With the great assistance on the mass identification from my

3

collaborated group, the alkylated adducts were further characterized by electrospray ionization mass spectroscopy (ESI-MS), and 1 to 1 of DNA/BMVC-CnM crosslinking ratio was found as majority with one of bifunctional alkylating warhead being substituted by DNA, leaving another being hydrolyzed. This stable and site-specific cross-linking ability of BMVC-CnM allows them as credible tools for further G-4 study in biological system. The results generated from this study are recently submitted for publication.

H24 H26

BMVC-C3M

Na+ K+

Figure 2. Schematic structures of human telomeric G-4 (left) H26 in a K+- and (right) Illustration H24 in a Na+-containing buffer upon the treatment of BMVC-C3M. Alkylated nucleobases are highlighted in green. Only Gs (yellow) were shown. Nonreacted A, T, and alkaline cations were omitted for clarity.

Helicases are considered indispensable to sustain life. Some studies showed that

overexpression of Pif1 would prevent the binding of telomerase to telomere function leading to telomere length reduction. On the other hand, lowering the Pif1 activity would increase the risk of cancer formation. It is also speculated that it is not directly involved in cancer formation, but tends to stabilize the genome to prevent the formation of cancer-causing genes. Up to date, most details of biological roles of telomere binding proteins still remain elusive because of a paucity of suitable tools to confidently quantify and confirm the identity of these enzymes. With the successful experience in developing site-specific telomere alkylating agents, we would like to extend our efforts to label telomere binding proteins and study their biology role. A photoactive affinity probe capable of specifically labeling helicases proximal to telomere is designed. The probe features3,6-bis(1-methyl-4-vinylpyridium iodine)carbazole (BMVC) as a telomere targeting

4

Figure 3. (A) Chemical structure of BMVC-DzN3; (B) Molecular action of BMVC-DzN3

to covalently label helicase in the vicinity of guanine quadruplex upon irradiation. group and phenyl diazirine as a a photoactive group (figure 3A).Once BMVC group recognize the telomere, the subsequent photo-irradiation would effectively label the vicinal binding proteins in place (figure 3B). The synthesis is complete and the labeling experiments, the identities confirmation, and their biological roles wait to be exploited in the near future.

三、合作者執行相關成效

Our collaborated group led by Dr. Yet-Ran Chen has leading expertise in developing mass spectrometer techniques to analyze complex biological samples. With their great assistance, my group is able to analyze the alkylated adducts of teleomeres obtained by application of our novel site specific alkylation probes. The mass results reveal that 1 to 1 of human telomere/BMVC-CnM crosslinking ratio was formed as majority with one of bifunctional alkylating warhead being substituted by DNA, leaving another being hydrolyzed and crosslinked adducts as minority. The mechanistic action of the probes is thus delineated unequivocally, rendering our probes as a credible tool for the structural and functional characterization of the prevalence of G-4 DNAs in biological systems. The results are submitted for the publication.

Furthermore, the MS-based platform using a hypothetical database for the peptide identification developed by Dr. Y.-T. Chen’s group, which is published in the top journal of the plant research, can handle large amount of data with reduced time and possible errors. This platform would be very critical and beneficial to our future collaborated work on the identification of telomere, Systemin and SolA11 corresponding binding proteins. With both of photoaffinity probes in hand, soon we would be able to perform the labeling experiments and the resulting adducts would highly rely on this new MS-based platform to decode and profile. It can be expected that the high impact discoveries will be resulted from these interactive collaboration in the near future.

5

四、結語

In the past few months, our collaborators and we are able to tackle the cross disciplinary research challenges with the great support from the LAKER platform. We have accomplished some research work independently as well as synergistically, laying the solid foundation for advancing towards the final goal. With the photoaffinity probes for labeling telomere, Systemin and SolA11 corresponding binding proteins in hand and the MS-based platform to analyze complex biological samples in place, we are well equipped with the tools and techniques to excel for the next stage of the project aims which include “performing photoaffinity labeling, protein identification/quantification, and exploring the physiological roles”. We thus sincerely hope that the joint project will be granted for another year. Given the support, we will be able to unveil the important biological issues involving plant signaling as well as telomere regulations.

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

1. "Quantitative Peptidomics Study Reveals That a Wound-Induced Peptide from PR-1 Regulates Immune Signaling in Tomato" Ying-Lan Chen, Chi-Ying Lee, Kai-Tan Cheng, Wei-Hung Chang, Rong-Nan Huang, Hong Gil Nam, and Yet-Ran Chen, Plant Cell, 2014, October, Vol. 26: 1–15, http://www.plantcell.org/cgi/doi/10.1105/tpc.114.131185

2. “A site-Specific Telomeric G-Quadruplex alkylating agent” Chien-Han Chen, Tsung-Hao Hu, Tzu-Chiao Huang, Ying-Lan Chen, Yet-Ran Chen, Chien-Chung Cheng and Chao-Tsen Chen (Submitted).

二、發表現況與目標值(如計畫為 102年核定，無須填寫 104年目標值；如計畫為 103年核

定，則無需填寫 102年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 1 4

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

三、其他

附件 16

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 化學系 計畫總期間 103.1.1-103.12.31

計畫主持人 戴桓青 填表人及電話 戴桓青 (02)33668682

合作主持人 單位: 中研院化學所

哈佛醫學院

姓名 陳玉如

Bradley Hyman

計畫名稱 以先進質譜分析與分子影像技術探討阿茲海默症腦部 tau蛋白質的磷酸化情

形

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式) (1) 利用免疫染色法，我們在阿茲海默症(Alzheimer’s disease, 以下簡稱 AD)患者的神經突

觸內意外地發現大量的錯誤摺疊 tau 蛋白，影響超過數兆個神經突觸，顯示 tau 的堆積範圍

遠超出原本的想像。我們的實驗證據間接支持 tau 的病變可能藉由神經突觸來傳遞的假說，

這是第一次有確切的證據顯示錯誤摺疊的蛋白會堆積在神經突觸的前端與後端，而且已經

發表在神經病理學期刊 Acta Neuropathologica Communications。 (2) 我們在小鼠 AD 模型的小鼠神經突觸內發現，受到 amyloid β 影響產生的早期磷酸化位

置是 S199/S202。在小鼠的 tau 蛋白上總共發現 19 個磷酸化位置，並予以定量。其中 199/202是最明確在 AD 小鼠神經突觸內增加的位置，並且在 AD 病患的神經突觸內也可以測量到

此位置的磷酸化顯著增加，因此這可能是一個好的生物標記。我們將與台大醫學院神經內

科邱銘章醫師合作，繼續追蹤磷酸化的 tau 是否能成為血液中的疾病生物標記。 (3) 藉由此計畫，我們進一步地了解 AD 病患大腦神經突觸內 tau 的構型與化學修飾變化，

加深了我們對於微觀分子病理的了解。

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

In the original proposal we proposed these three aims: Aim 1: Determine hyperphosphorylation sites on synaptic tau proteins in mice overexpressing Aβ and quantify the changes Aim 2: Determine the protein kinases involved in tau hyperphosphorylation Aim 3: Determine the localization Aβ oligomers and hyperphosphorylated tau at synapses and their spatial relationship

For Aim 1, we have finished quantitative phosphoproteomics experiments based on synaptosomes from APP/PS1 mouse Alzheimer model. We have finished data collection and are preparing a manuscript for journal submission. We used shotgun proteomics approach to identify protein phosphorylation sites inside the synapse. By gel-assisted digestion, metal affinity

2

chromatography, LC-MS/MS, and label-free quantification, we identified and quantified 19 phosphosites on synaptic tau proteins. 8 of these showed significant increase in APP/PS1 mice over controls. We further used Western blot to check tau phosphorylation levels, and the most significantly elevated sites were S199/S202 (mapped to full-length human tau) in the synapse, but the increase was only about 30%. Overall, the effect of Aβ on tau phosphorylation is a very modest increase, probably originating in the middle section of the protein around S199/S202. We believe S199/202 may be a useful disease biomarker. If we could detect elevation of pS199/pS202 tau in serum, it may a useful marker for early AD diagnosis. We will collaborate with Professor 邱銘章 of NTU Medical School to pursue this biomarker research.

For Aim 2, we examined GSK3β and CDK5, two proline directed kinases most often

associated with tau. Western blotting with antibodies against phosphorylated forms of these kinases did not reveal any change in their activation states states. We also quantified two forms of calcineurin, a phosphatase often associated with tau, and its expression pattern also did not change in APP/PS1 mice. At this point, we could not identify the exact mechanisms which caused tau to become modestly hyperphosphorylated.

For Aim 3, we developed a method to visualize presynaptic and postsynaptic terminals under

light microscopy, by fixing synaptosomes over glass slides, followed by immunofluorescence detection of synaptic markers and other proteins of interest. By this method, we quantified the number of terminals positive for tau, phosphor-tau, and misfolded tau. We found that trillions of synapses in an end-stage AD brain would develop deposits of misfolded tau which aggregated into SDS-resistant oligomers. Misfolded tau is equally localized to presynaptic and postsynaptic terminals, and therefore they are likely anatomical substrates for the transmission of tauopathy. Our manuscript for this synaptosome imaging study is now in press at Acta Neuropathologica Communications. We are seeking to increase the throughput of immunofluorescence analysis using flow cytometers, and new protocols for synaptosome flow cytometry are under development. 三、合作者執行相關成效

(1) 此計畫的成果是台大化學系戴桓青，中研院化學所陳玉如與哈佛醫學院 Bradley Hyman三個實驗室緊密合作的結果。AD 人腦組織與 AD 小鼠模型腦部組織由哈佛醫學院提供，生

化實驗與影像分析在台大進行，蛋白質譜實驗在中研院進行。 (2) 我們三個實驗室將繼續緊密合作來研究 AD 病患的分子病理現象，了解神經突觸蛋白體

的各種變化。

四、結語

3

由於台灣缺乏人腦組織庫，所以難以進行失智症的分子病理的研究。藉由與哈佛醫學院

的人腦組織庫合作，我們才得以跨入此一重要領域。藉由此計畫，我們對於 tau蛋白在神

經突觸內的變化已經取得進一步的理解。整體來說，我們對於神經退化時的腦部蛋白體變

化的了解只是冰山一角，仍有非常大的研究空間。我們將繼續發展大腦神經突觸的分析技

術，包含更先進的質譜分析與流式細胞儀分析，目標是在人腦神經突觸病理學研究取得世

界領先的地位。

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

Tai, H.C.*; Wang, B. Y.; Serrano-Pozo, A.; Frosch, M. P.; Spires-Jones, T. L.; Hyman, B. T.* Frequent and symmetric deposition of misfolded tau oligomers within presynaptic and postsynaptic terminals in Alzheimer’s disease. Acta Neuropath. Comm., 2014, in press.

二、發表現況與目標值(如計畫為 101年核定，無須填寫 103年目標值；如計畫為 102年核

定，則無需填寫 101年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 1 1

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

附件 17

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103年)

系所 心理系 計畫總期間 103.1.1 – 103.12.31

計畫主持人 賴文崧副教授 填表人及電話 賴文崧 33663112

合作主持人 單位: 中央研究院生物醫學所 姓名 陳志成副研究員

計畫名稱 以光遺傳學小鼠模式探討酬賞決策與酬賞預測錯誤之大腦神經基礎

（Investigation of the neural basis of reward-based decision making and reward prediction error using optogenetics in mice）

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式)

1.計畫期間內如期在台大心理系及中研院生醫所建立光遺傳學所需之設備與技術。 2.計畫期間內順利引進及在實驗室繁殖實驗所需之基因轉殖小鼠。 3.計畫期間順利與國外簽署使用Channelrhodopsin2(ChR2)相關病毒的同意書（MTA）以

及獲得國內外相關使用核准證明文件，並從 Gene Therapy Center of the University of North Carolina at Chapel Hill (http://genetherapy.unc.edu/services.htm) 引進相

關病毒。 4.與台大醫學院生理學科郭鐘金教授合作，成功完成國內第一個小鼠光遺傳實驗，並將

成果發表在 Journal of Clinical Investigation 上。相關訊息如後：Pan, M.K., Tai, C.H., Liu, W.C., Pei, J.C., Lai, W.S., Kuo, C.C.* Deranged NMDAergic cortico-subthalamic transmission via NMDA receptor plays a central role in parkinsonian motor deficits. Journal of Clinical Investigation (E-publication September 9, 2014; doi:10.1172/JCI75587; SCI, 5/122 in Medicine, Research & Experimental). 5.榮獲中央研究院 2014 獎勵國內學人短期來院訪問研究獎助，利用今年寒暑假到中研

院陳志成老師實驗室進行短期合作實驗，同時選派學生及助理到中研院進行合作實驗。 6.組織跨學院團隊向校方提出「神經認知科學前瞻領航計畫：建構台大活體光控遺傳學

實驗室及從動機到動作選擇探討決策歷程」並獲得通過及經費支持。 7.在現有的基礎之上繼續申請後續的研究經費（例如已向科技部提出神經科學研究計畫

的構想書），希望有助於研究的落實與精進，也希望能繼續獲得醉月湖平台計畫的支持。

二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

本計畫雖然只有一年的經費，但在理學院、劉院長、吳副院長、心理系及系上同仁的

支持與協助下，在實驗團隊日以繼夜的努力下，配合與陳志成老師團隊的合作，短短

一年不到時間就已經累積了一些初步成果，概分成以下幾部分來分別敘述：

1.在硬體設備這部分，在本計畫與其他計畫的共同支持下，我們分別在台大心理系與中

2

研院生醫所建置了一套完整活體光遺傳學實驗設備，包含光刺激光源、光度計、小鼠

腦部手術立體固定儀、決策行為作業、及其他硬體設備等。除了仍欠缺一套腦部多頻

道的電生理紀錄設備與周邊配備外，目前添購的設備與建置已經能完整獨立進行除活

體電生理以外大部分的光遺傳學實驗。 2.在實驗動物這部分，透過中研院陳志成老師以及台大校內腦心所黃憲松及解剖所李立

仁老師的慷慨分享，我們在台大心理系動物舍建立起幾個必要的小鼠品系，包括兩個

品系的 Channelrhodopsin2(ChR2)小鼠（Gt(ROSA)26Sortm1(CAG-COP4*E123T*H134R,-tdTomato)Gfng/J 及 Thy1: ChR2 小鼠），以及兩個品係的 Cre 小鼠（Gad2tm2(cre)Zjh/J 以及

Emx1tm1(cre)Krj/J）。同時也從 Gene Therapy Center of the University of North Carolina at Chapel Hill引進相關AAV病毒，包括AAV-EF1a-DIO-hChR2(H134R)-mCherry (Cre-inducible) 以及 AAV-CaMKIIa-hChR2(H134R)-mCherry。 3.在軟體耗材這部分，我們積極與國內外相關實驗室與老師（如美國 National Institutes on Aging 的 Dr. Shih-Chieh Lin 以及陽明神經科學所的連正章教授）學習光遺傳學相關

技術，已經能夠自行跟廠商購買光遺傳學耗材半成品，自行加工製作實驗所需的光遺

傳學消耗性器材，除大大降低日後進行這類實驗的成本開銷外，也將這個技術進一步

落地生根讓本校學生熟悉與使用。 4.在國際合作與聯繫這部分，除了跟前述的 Dr. Shih-Chieh Lin 建立密切聯繫外，也在

本計畫與科技部出國開會補助的經費支持下，透過今年三月受邀到日本京都參加今年

統合失調症研究學會及進行口頭演講的機會，以及今年九月到日本橫濱參加日本神經

科學年會的機會，與日本名古屋大學的 Kiyofumi Yamda 教授建立良好的合作關係，

他目前是名古屋大學醫學院 Department of Neuropsychopharmacology and Hospital Pharmacy 的教授及主任，在決策歷程與藥物研究上享有盛名。同時也獲得他的邀請，

一起參與明年六月在加拿大舉辦的 2015 International Behavioral Neuroscience Society (IBNS) meeting，共同在會中籌組一個研討會（Decision-making in animal models for neuropsychiatric disorders），並擔任主持人以及受邀講員。在 Yamada 教授的協助下，

將更容易踏入決策研究的國際社群中。 5.在國內合作這部分也有很好的開始。透過台大醫院退休教授謝豐舟醫師的協助下，與

台大醫院神經科的郭鐘金教授以及神經科醫師潘明楷合作，使用我們建置的光遺傳學

相關設備與動物，順利於最短的時間完成台灣第一個活體光遺傳學小鼠實驗，並將研

究成果發表在Journal of Clinical Investigation，文章於今年九月刊登。這個期刊是臨床

研究名列前茅的國際期刊（5/122 in Medicine, Research & Experimental），影響因子為

13.765。雖然是與Parkinson disease 有關，而非我們研究的決策歷程，但能在最短的時

間內在我實驗室完成這個實驗並順利發表，我們同樣與有榮焉。也期待能盡快有我們

自己的研究成果發表。文章相關資訊如下： Pan, M.K., Tai, C.H., Liu, W.C., Pei, J.C., Lai, W.S., Kuo, C.C.* Deranged NMDAergic cortico-subthalamic transmission via NMDA receptor plays a central role in parkinsonian motor deficits. Journal of Clinical Investigation (E-publication September 9, 2014; doi:10.1172/JCI75587). 6.在後續研究議題這部分，在現有基礎與設備的支持下，我們進一步擴大與校內相關老

3

師的合作。適逢台大陳副校長召集「神經認知科學前瞻領航計畫」，我們團隊由我擔

任總主持人於今年七月向校方提出「建構台大活體光控遺傳學實驗室及從動機到動作

選擇探討決策歷程」這個研究計畫，幸運地在十月份獲得通過，有一年的時間與經費

來共同完成這個計畫。糾集了幾位跨領域跨學院的台大菁英，主要由理學院的賴文崧

老師、醫學院的郭鐘金教授、台大醫院的潘明楷醫師、獸醫學院的張芳嘉老師，以及

醫學院腦心所的黃憲松老師等涵蓋不同學院及領域的專家所組成。植基於團隊成員的

研究專長，並整合團隊成員的研究興趣與方向，我們匯整後提出這個前瞻領航申請專

案。提案包含兩大部分，第一部份是建構台大活體光控遺傳學核心實驗室（NTU in vivo Optogenetics Core Laboratory），第二部分是利用相關技術與實驗室專長來探討決策行為

的神經機制與動作選擇歷程，題目為 Decision making: from motivation, motor control, to action selection。在第一部分，有感於台灣/台大缺乏有系統的軟硬體支援又常流於單打

獨鬥，我們團隊成員希望能在行有餘力下，跳出來協助推動成立關鍵的核心實驗室，

除了進一步推升團隊成員現有的研究成果外，更希望帶著一份回饋服務的心來協助整

體研究社群一起走出具國際知名度的頂尖研究。希望進一步推動落實與中研院生醫所

陳志成研究員團隊現有的理學院醉月湖平台計畫的合作外，更期盼能藉由這個機會成

立能與國際團隊接軌合作的關鍵核心實驗室。同時也進一步於今年十月向科技部提出

兩年期的神經科學研究計畫構想書，計畫名稱為「以 Akt1 基因缺損小鼠及光遺傳學

來探索 Akt1 在精神分裂症多巴胺假說及酬賞決策中所扮演的角色」，希望能通過初審

於明年進一步提出完整的研究計畫書並獲得通過。

三、合作者執行相關成效

1. 在中研院生醫所陳志成副研究員的邀請與推薦下，獲得中央研究院 2014 獎勵國內學

人短期來院訪問研究獎助，並至中研院陳志成老師實驗室進行短期合作實驗，同時選

派學生及助理到中研院進行合作實驗。雙方進一步的合作正持續並加強中。 2.在中研院生醫所陳志成老師實驗室建置完整光遺傳學相關軟硬體設備，並著手利用

光遺傳學技術進行痛覺與止癢等議題的小鼠實驗，已獲得初步成效。

3.中研院生醫所陳志成副研究員今年有數篇研究論文發表在具影響力的國際期刊上。

四、結語

神經科學的研究是跨領域的研究，日新月異的神經科學相關知識與技術，則是提供我

們新的方法與觀點去探討腦中的奧秘，並試圖治癒心智疾患。隨著神經科學與認知神

經科學相關知識與技術的日漸成熟，從微觀到巨觀或從巨觀到微觀的研究取向開始可

以逐步整合起來去探討複雜的心智功能與高階心智歷程。其中一個引起越來越多注意

也吸引越來越多跨領域的前鋒學者專家開始投入的前瞻議題即是決策歷程，包括 decision making、neuroeconomics、buy-ology、gambling 等相關議題）。相關的研究學會

也陸續成立（如 Society for Neuroeconomics 成立於 2004 年），吸引世界各國越來越多

學者的投入與參與。這個議題可以橫跨神經科學的不同層面，從巨觀的人際互動或性

格、個體行為反應、大腦運作、腦區分工及神經回路，到微觀的神經電生理、神經細

胞放電共振、基因表現、及基因調控等層面，也涵蓋了動機、價值判斷、及酬賞選擇

4

等複雜認知功能，同時能延伸至賭博及成癮等臨床或社會問題。我們計畫以醉月湖平

台計畫配合校方的前瞻領航計畫來共同努力，期盼能以最短的時間達到以下幾點：(1)

人能盡其才：讓校內外相關人才皆能夠使用光遺傳設備；(2) 地（空間）能盡其利：

善用心理系南館四樓生心實驗室有 near SPF等級飼養動物 IVC相關設備，及所需的行

為作業與分析記錄軟硬體。之後也希望能在建置中的全校性動物資源中心建立全校性

的光遺傳學活體核心實驗室，讓這裡成為核心實驗區外，也可以配合台灣生物製藥產

業的起飛，負擔起 preclinical drug testing 的藥物篩選與功能評估工作；(3) 物（軟硬

體設備）能盡其用：在決策相關作業上我們已經成功發展出人類及小鼠相關的決策行

為作業。透過核心實驗室為平台，讓有需求的老師可以按規定借用，除活化設備的使

用率及增加經驗分享外，也避免重複購買類似設備所造成的資源浪費；(4) 貨（耗材）

能暢其流：活體光遺傳學相關耗材及決策相關行為作業的小鼠及耗材，可透過核集體

採購或資源分享，避免資源的浪費。希望本計畫以及計畫的順利執行與推動能帶動國

內光遺傳學技術上的突破與研究議題上的再提升，也希望我們的用心與努力可以繼續

獲得理學院及校方的支持與鼓勵。

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄：

以下幾篇研究著作均有使用本計畫的研究經費或直接使用到本計畫所購置之儀器與設備。

期刊論文：

1. Hung, C.H., Pei, J.C., Luo, D.Z., Chen, Y.W., Chen, C., Lai, W.S.* Identification of epistatic interactions between Akt1 and neuregulin 1 genes in the regulation of behavioral phenotypes and social functions in genetic mouse models of schizophrenia (under review)

2. Li, C.T.#, Lai, W.S.#, Liu, C.M., Hsu, Y.F.*, Inferring reward prediction errors in patients with schizophrenia: a dynamic reward task for reinforcement learning. Frontiers in Psychology (in press, doi:10.3389/fpsyg.2014.01282).

3. Pan, M.K., Tai, C.H., Liu, W.C., Pei, J.C., Lai, W.S., Kuo, C.C.* Deranged NMDAergic cortico-subthalamic transmission via NMDA receptor plays a central role in parkinsonian motor deficits. Journal of Clinical Investigation (E-publication September 9, 2014; doi:10.1172/JCI75587; SCI, 5/122 in Medicine, Research & Experimental).

4. Pei, J.C., Liu, C.M., Lai, W.S.* Distinct phenotypes of new transmembrane-domain neuregulin 1 mutant mice and the rescue effects of valproate on the observed schizophrenia-related cognitive deficits. Frontiers in Behavioral Neuroscience, April 14, 2014 (DOI: 10.3389/fnbeh.2014.00126; SCI, 8/49 in Behavioral Sciences).

5. Lai, W.S.*, Chang, C.Y., Wong, W.R., Pei, J.C., Chen, Y.S., Hung, W.L. Assessing schizophrenia-relevant cognitive and social deficits in mice: a selection of mouse behavioral tasks and potential therapeutic compounds. Current Pharmaceutical Design, 20(32), 5139-5150, 2014 (E-publication: January 10, 2014; DOI: 10.2174/1381612819666140110122750; SCI, 62/254 in Pharmacology & Pharmacy).

5

國際會議海報摘要：

1. Wong, W.R., Hung, C.H., Lai, W.S. The involvement of Akt1 in the modulation of immune responses and behavioral consequences in Akt1 deficient mice after neonatal polyI:C challenge. The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Nov. 15-19, 2014, Washington D.C., U.S.A.

2. Hung, W.L., Lai. W.S. Evaluation of the effect of sarcosine, an endogenous glycine transporter 1 inhibitor, on behavioral performance and the glutamate hypothesis of schizophrenia in mice The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Nov. 15-19, 2014, Washington D.C., U.S.A.

3. Liu, Y.W., Chen, C., Lai, W.S. The role of striatal subregions in reinforcement learning process and reward prediction error using excitotoxic lesion in male C57/Bl6 mice. The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Nov. 15-19, 2014, Washington D.C., U.S.A.

4. Liu, C.Y., Yu, W.C., Chang, C.Y., Lai, W.S. Behavioral response and functional neuroanatomy of male golden hamsters during social eavesdropping. The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Nov. 15-19, 2014, Washington D.C., U.S.A.

5. Chang, C.Y., Luo, D.Z., Wang, T.W., Lai, W.S. The effect of lithium on the alleviation of neuromorphological and behavioral deficits in AKT-promoted P19 embryonal carcinoma cells and Akt1 mouse model of schizophrenia. The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience, Nov. 15-19, 2014, Washington D.C., U.S.A.

6. Lai, W.S. From reward prediction error to dopamine hypothesis of psychosis: Insights from Akt1 mutant mice and schizophrenic patients. The 9th Annual Meeting of Japanese Society of Schizophrenia Research (JSSR), Kyoto, Japan, 3/14-15/2014.

7. Liu, H.H., Chien, Y.L., Lai. W.S., Tseng, Y.L. Investigation of EEG cross-frequency coupling in statistical learning of natural facial images. The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, September 11-13, 2014, Yokohama, Japan.

8. Luo, D.Z., Chang, C.Y., Wang, T.W., Lai. W.S. Evaluating the therapeutic potential of lithium on the alleviation of neuromarphological and behavioral deficits in AKT-promoted P19 embryonal carcinoma cells and Akt1 mouse model of schizophrenia The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, September 11-13, 2014, Yokohama, Japan.

9. Chen, C., Liu, Y.W., Lai, W.S. The role of Akt1, a schizophrenia susceptibility gene, in the regulation of motivational salience and reward-based choices in mice. The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, September 11-13, 2014, Yokohama, Japan.

二、發表現況與目標值(如計畫為 102年核定，無須填寫 104年目標值；如計畫為 103年核

定，則無需填寫 102年現況值)

102年現況值 103年現況值 104年目標值

本計畫 SCI發表數 N/A 4 4

本計畫 SSCI發表數

本計畫 TSSCI發表數

本計畫專章發表數

本計畫專書發表數

三、其他

除了將研究經驗與成果發表在國際期刊論文上之外，本著研究心智疾患機轉進而瞭解心智運作

機轉的想法，也期盼能治療精神疾病並減緩病患與家屬身心煎熬。我們實驗室在研究之外也努

6

力將所學與業界藥物開發篩選結合，透過台大嚴慶齡工業研究中心成立對外開放的實驗室，提

供藥物臨床前期動物測試的技術服務

（http://www.tl.ntu.edu.tw/ser_skill1.asp?id=PSY&name=心理系），從 2013 年開始

協助民間生物製藥公司進行藥物測試工作並提供篩選建議。今年也獲選參與了科技部-生技醫

藥國家型科技計畫（http://nrpb.sinica.edu.tw/），子計畫名稱為「現有市場藥品代謝物新

型NMDA受體調節劑之藥理研究（Pharmacological study for novel NMDA receptor modulator development through drug repurposing metabolites of current market drugs）」。我們實驗室主要負責

這個子計畫對於新型NMDA受體調節劑之藥理研究及小鼠認知行為測試，希望能盡快開發及測

試出可以上市的新型抗精神疾病藥物，目前計畫已獲通過正在緊鑼密鼓地執行中。如能順利開

發及篩選出新藥物，除了在臨床上改善現有抗精神疾病藥物無法有效改善負性及認知症狀的困

境外，上市後也能促進國內生物製藥產業，成為下一波國內經濟起飛的推進器。

附件 18

國立臺灣大學理學院醉月湖科學整合平台計畫成果報告(103 年) 系所 大氣科科學系 計畫總期間 103 年 1 月 1 日 至

103 年 12 月 31 日 計畫主持人 陳維婷 填表人及電話 陳維婷 x63914 合作主持人 單位: 中研院環境變遷研究中心 姓名 李時雨 計畫名稱 熱帶島嶼地形與人類土地利用對季內尺度對流雲與降水之影響

壹、 重要研究成果與執行成果

一、摘要(請條列式) We have successfully initiated the interdisciplinary research to investigate the role of topography and human land-use activities on tropical islands in modulating the intraseasonal variability of convective clouds and rainfall. Specific accomplishments and progress of this year includes: 1. Analyses of multi-satellite observations of cloud type evolution during the Madden Julian Oscillation (MJO), and the

relationships with ambient thermodynamics. (Results were presented in the 2014 Asia Oceania Geoscience Society (AOGS) Annual meeting; in progress)

2. Investigate the topographic effect on the MJO in the Maritime Continent (MC) (Results were presented in the 2014 AOGS Annual meeting)

3. Detailed high-resolution cloud resolving model (CRM) simulations to study the evolution in convective cloud types during MJO. (in progress)

4. Global model simulations to explore how deforestation in the Borneo Island will impact local and global climate, especially the modulation of the tropical convection. (in progress)

5. Implementation and initial simulations of the global cloud resolving climate model (SPCAM) to evaluate the representation of diurnal and intraseasonal convection in SPCAM. (in progress)

6. Intensive discussions to stimulate and promote collaboration across disciplinary and institutes. As a next step, we will synthesis the discoveries from the above working items to 1. Carry out analyses of satellite forest cover observations to estimate the actual deforestation rate over the MC over the

past decade. 2. Synthesize the analysis of observational data of the atmosphere and land to obtain the forcing scenarios of land

properties and convective environment to drive the numerical simulations. 3. Design and carry out a series of hierarchical modeling activities to examine the effects of topography, soil moisture,

and land use change on the convection over the MC region. 二、執行內容與成果(成果自評敘述，研究議題是否形成後續新的特定課題)

Our goal for the first year is to initiate satellite data analysis to identify key processes and to implement the SP-CAM to carry out test run. This goal has been accomplished as planned and specific progresses are listed below, with working items for second year. This project also enables a couple exciting opportunities of international collaborations, which is mentioned briefly as well.

Current Progress and Accomplishments

1. Analyses of multi-satellite observations of cloud type evolution during the MJO, and the relationships with ambient thermodynamics. (陳維婷、吳健銘)

First, an objective index is established to describe the modulation of cloud regimes (CR) over the tropical Indian Ocean and the Western Pacific warm pool. The index is based on the leading pair of the multivariate empirical orthogonal functions (EOF) of the daily areal fraction of tropical deep, high, and low clouds, derived from the 6-year CloudSat cloud

2

Figure 2. (Upper left) Cross section of MJO anomalies along 140E at day 10: vorticity (contour), zonal wind (color shading) , and meridional wind (vector). (Upper right) Cross section of MJO anomalies along 5S at day 5: diabatic heating (color shading) and zonal vertical circulation (vector). (Lower right) 5-m ocean current at day 5. (Right middle) Net radiative flux, latent heat flux, sea surface temperature and depth of 20C along 5S at day 5. (Lower right) Ocean flow and pseudo density of sea water along 5S at day 5.

Figure 1. (Left) Composite AIRS-retrieved relative humidity (RH) anomaly along the longitude-altitude cross section over tropical ocean (10oS-10oN) for each CR phase. (Rightl) Anomalous vertical profiles of AIRS-retrieved RH and CloudSat-retrieved ice water content vertical over the central Indian Ocean associated with the CR regimes.

classification data. The CR index captures the coherent evolution of cloud composition with the variation of convective activity and large-scale environment associated with the propagation of the MJO, and is well correlated with the MJO indices based on observed out-going longwave radiation and wind fields at the intraseasonal time scale. For each MJO cloud regime defined by the CR index, the vertical structures of hydrometeors, ambient moisture, thermodynamics, and dynamics are examined using the YOTC CloudSat-centric A-Train and ECMWF co-located data set (Fig. 1). The results can offer guidance to set up idealized cloud-resolving model (CRM) experiments corresponding to different cloud regime conditions to investigate how cloud and convection interacts with the environment. (These results were presented in the 2014 AOGS Annual meeting.)

2. Investigate the topographic effect on the MJO in the Maritime Continent (MC). (許晃雄)

Our previous studies identified the topographic effect on the MJO in the MC. This study revisits this unique and not-yet-well-explored phenomenon by using fine-resolution CFSR (0.25o by 0.25o) to explore the more detailed influence of the topography on the atmospheric and oceanic circulation and convection. The mountain range in the MC stretches over 1,600 km and rises up to 4884 m in New Guinea, which forced the low-level circulation and precipitation of the MJO to bifurcate at the western edge of the island, flow around the island, and converge at the eastern end. Figure 2

(upper left) shows a dipole of negative-positive vorticity encasing the high-rising mountain, which was the shear vorticity created by the mountainous frictional effect on the westerly flow. Figure 2 (upper right) demonstrates the mountain effect on the east-west vertical circulation and diabatic heating. The surface heat fluxes showed an east-west variation that was consistent with the effect of the complex land-sea contrast and topography (Figure 2 right-middle panel). A new finding revealed in this study is the strong MJO effect on the oceanic circulation and water property. Anomalous eastward ocean current driven by the overlying atmospheric westerly was observed to the south of New Guinea (Figure 2, lower left). Under the influence of the atmospheric near-surface circulation associated with the MJO (Figure 2 lower right panel), a denser upwelling anomaly appeared to the east of New Guinea. Upward latent heat flux led to the denser and cooler sea

3

Figure 3 Statistics of the VVM simulation driven by large-scale Q1 and Q2 forcing derived from DYNAMO observations at Colombo, Revelle, Guan and Malé during 10/15-29, 2011. The domain size is 256 x 256 km2 with 41 layers, 1 km horizontal resolution is 1 km. (a) Cloud height occurrence, (b) first 10% averaged cloud size (log scale), and (c) domain averaged precipitation and total raining pixels. The white dash line in (a) and (b) represents the domain averaged melting level.

Figure 4. The regional climate can be altered by deforestation in Borneo island as simulated by CAM3.0: (Left) Mean climatology (contour) and changes in surface temperature (shaded areas). (Right) Changes in precipitation rates. Climatology is based on mean values over the last 10 years in the control simulation; changes are defined as

water to the west of New Guinea. An implication of this finding is the potential impact on phytoplankton and ocean biology. Ocean color data are being analyzed for further understanding. (Results were presented in the 2014 AOGS Annual meeting.)

3. Detailed high-resolution CRM simulations to study the evolution in convective cloud types during MJO

To understand how large-scale environment can interact with the local convection and cloud type transition, an idealized CRM simulation has been carried out using the Vector Vorticity Model (VVM). The model is driven by the large scale thermodynamic forcing derived from real observations during the DYNAMO international field campaign over the tropical Indian Ocean. The temporal evolution of cloud top height occurrence (Fig. 3a) suggests that in additional to the typical cloud formation (~ 1 km) and cloud detrainment (~13 km) heights, there is a significant cloud type called cumulus congestus, which can develop up to 5 km around the freezing level. The cloud size analysis (Fig. 3b) suggests that that the cumulus congestus clouds have similar sizes from cloud base to cloud top which could be a result of strong mixing between the cloud and environment around the freezing level or the fast formation of graupel in the freezing level which depletes the clouds. From the precipitation analysis (Fig. 3c) and compared with the cloud top height, the results suggest that the cumulus congestus clouds often occur with the deep cumulonimbus clouds. Further analyses are needed to address the effects of this type of clouds. 4. Global model simulations to explore climate impacts of deforestation in the Borneo（羅敏輝、陳維婷、李時雨）

To estimate the climate effects of deforestation over the Borneo Island, we plan to carry out a series of global model simulations using the NCAR Community Atmosphere Model (CAM). Two 12-year simulations have been done so far with CAM v3.0. The control simulation used prescribed sea surface temperature (SST) from 1997-2009 at a 2-degree lat-lon spatial resolution. The experimental run deforests Borneo from forest to grass only for the majority fraction of plant function type, keeping all the remaining configurations identical to the control. Figure 4 shows the simulated changes in regional surface temperature and precipitation over the

last 10 years. After deforestation, the surface latent heat flux on the island is decreased, leading to a 0.2-1.0 K warming in surface temperature. The warming over land enhances the land-sea temperature contrast and thus the land-sea breeze, which then results in an increase in precipitation over the coastal zones by as much as 25 mm/month.

5. Implementation and initial simulations of the SPCAM global model. （陳維婷、羅敏輝、吳健銘、李時雨）

4

Figure 6. The latest fractional forest cover estimates over the Borneo based on the MOD44B product of Terra-MODIS (spatial resolution: 250m, time: day 065, 2010). Red areas signify the hotspots of deforestation.

Figure 5. Boreal winter (Nov-Apr) precipitation climatology (in mm/day) over 40N- 40S based on (top) observations of the Tropical Rainfall Measuring Mission and Global Precipitation Climatology Project (2000-2012), as well as year-2000 simulations of (middle) the regular CAM models and (bottom) the SPCAMs. The CAM5 and SPCAM5 simulations were driven by climatological SST of year 2000 and integrated for 2 year. The CAM3 and SPCAM3 simulations were driven by observed SST between years 2000-2012.

This is the first study in Taiwan’s climate research community using the state-of-the-art global cloud resolving climate model, Superparameterized CAM (SPCAM), to examine the coupled interactions between topography, land use changes, and MJO convection. Currently the SPCAM is one of the few global climate models that can appropriately represent the diurnal variability of convection, as well as the mean state MJO. We have successfully implemented the SPCAM model on our own computer cluster and the cluster of NCHC（國網中心）, including the earlier version, SPCAM3, and the latest version, SPCAM5. Figure 5 shows the year 2000 climatology of boreal winter precipitation simulated by both versions of the SPCAM, compared against the regular CAM3 and CAM5 (i.e. CAM without superparameterization) simulations, and two long-term observational data sets. Overall the SPCAMs simulated a reasonable pattern of seasonal mean precipitation climatology and variability. Compared to their non-SP version, the SPCAMs simulate stronger tropical precipitation, especially over the western tropical Indian Ocean and the South Pacific Convergence Zone. Ongoing work includes analyses on the SPCAM simulated diurnal cycle rainfall and intraseasonal variability over the tropics, extending the control runs to 10 years, and additional perturbation simulations to explore the impacts of deforestation over the MC.

Future work

1. Analyses of satellite forest cover observations to estimate the actual deforestation rate over the Maritime Continent over the past decade. （黃倬英、羅敏輝）

During the past decade, the deforestation rate over the MC region is among the highest in the world due to the large scale plantation of oil palm trees. The satellite remote sensing has been providing continuous monitoring on land surface properties. Actual deforestation rates of the MC can be derived from these satellite products. Figure 6 shows the most updated (Mar, 2010) estimates of forest cover in the Borneo Island based on the retrievals of the MODIS sensor onboard the NASA Terra satellite. Before human perturbation the Borneo was almost completely covered by primary rain forest. Significant loss of forest cover in recent years has been observed. Numerous deforestation hotspots with nearly 100% loss of forest cover can be found over the eastern and southern coastal areas and the Sabah region in the northern inland. Based on this and other satellite products such as vegetation index and soil moisture, we will estimate the historical deforestation rates over the Borneo and other MC islands, and establish a set of forcing scenarios to drive the numerical simulations examining the impact of human land use change on the hydrological cycle and climate.

2. Continue the analyses of the satellite data over the tropical Indian Ocean and MC to (1) identify clouds and rainfall variability associated with MJO; (2) distinguish the differences in cloud structure and rainfall intensity owing to

5

land-sea contrast, land surface conditions, and topographic effects; (3) estimate the perturbation/forcings associated with land use change to drive the numerical simulations. （陳維婷、羅敏輝、許晃雄、李時雨、黃倬英）

3. Design and carry out a series of hierarchical modeling activities using the detailed CRM, CAM, and SPCAM to specifically examine the individual and combined effects of (1) topography and island size, (2) soil moisture, and (3) land use change on the MJO clouds and convection over the MC area. Compare the simulated results, especially the sensitivity of cloud and rainfall associated with MJO, with the statistics from the satellite observations （陳維婷、吳

健銘、.羅敏輝、李時雨）

Opportunities for future research/international collaboration

1. We have established collaboration with Prof. Wen-wen Tung at Department of Earth and Atmospheric Sciences in Purdue University to investigate the temporal long-range dependence of precipitation simulated by the SPCAM and regular CAM. To reveal whether the GCM can capture the correct degree of temporal scaling in precipitation shown in the observation or not, the Hurst parameter will be calculated for both the simulated and observed hourly precipitation. We expect the results can help identify potential improvements in the GCM, especially the representation of moist convection, related to the multi-timescale interactions of convection.

2. A major international field campaign, the Year of Maritime Continent (YMC), has recently been proposed and organized by several worldly renowned research institutes/scientists, to understand the role of the MC on global weather and climate. The YMC is scheduled to take place in 2017-2018, with intensive observational activities.

三、合作者執行相關成效 Our collaborators have been actively and successfully contributing to this project. Their names are labeled accordingly in each of the working items in the previous section to signify their specific accomplishment and progress, thus not mentioned repetitively here. They have participated regularly in intensive discussions, which effectively stimulate interdisciplinary understandings and promote cross-institutional collaboration.

四、結語 The intraseasonal variability of tropical convection is one of the key research topics in weather and climate sciences in recent years, and this project investigates it from the new perspectives of the multi-sensor satellite observations and the idealized numerical simulations of the high-resolution global cloud-resolving model. The results advances the scientific understandings to tropical convection and the mechanisms of the hydrological cycle feedbacks, which will eventually help improve climate model representation of water and energy fluxes. This project initiates and consolidates the collaboration among experts of climate dynamics, land processes, moist convection, cloud microphysics and satellite remote sensing to form an interdisciplinary research team on Earth System Sciences in Taiwan, and to open up potential opportunities for outstanding international collaborations.

貳、 執行績效(如論文、成果、專書、研討會報告…等)

一、論文或著作目錄： Chen, W.-T., C.-M. Wu, P.-N. Feng, D. Waliser, S. Lee, L. Pan, and P. von Allmen (2014), Evolution of Clouds and

Convection Associated with the MJO over the Tropical Indian Ocean, 2014 Asia Oceania Geoscience Society Annual Meeting. (研討會報告)

Hsu, H.-H. (2014), Investigate the topographic effect on the MJO in the Maritime Continent, 2014 Asia Oceania

Geoscience Society Annual Meeting. (研討會報告) 二、發表現況與目標值(如計畫為 102 年核定，無須填寫 104 年目標值；如計畫為 103 年核

6

定，則無需填寫 102 年現況值) 102 年現況值 103 年現況值 104 年目標值 本計畫 SCI 發表數 0 2 本計畫 SSCI 發表數 0 0 本計畫 TSSCI 發表數 0 0 本計畫專章發表數 0 0 本計畫專書發表數 0 0