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以學習環之教學策略探討國中學生溶液相關概念的學習成效

本研究旨在探討學生對於溶液相關概念的認知情況以及經過教學後學生的學習情形。研究進行時藉由面談及開放式問卷等方式來瞭解學生對於溶液概念的想法，再以「示範式群測」的測試工具收集資料，並根據學習環之教學策略針對溶液相關概念設計教學活動，藉以幫助學生學習與導正學生既有的錯誤概念，最後再藉由學習興趣暨態度量表的實施，以瞭解學生對於本教學模式之興趣與態度。本研究的對象為國中一年級至三年級學生，分成實驗組與控制組，共計433人。主要的研究結果說明如下： 一、學生對於溶液的基本定義不清楚，習慣用日常生活經驗來解釋溶解現象，並以溶質的巨觀外型來判斷其在溶液中的微觀情況。多數學生受到不同的溶解方式與靜置時間的影響而對溶質均勻分佈與粒子概念產生許多錯誤的想法。而在溶質粒子守恆性概念方面，多數學生認為加熱會讓溶解在溶液中的溶質進一步溶解，因而改變溶質的體積大小與數量多寡。 二、比較年級的認知差異方面，研究主要發現學生在氣體溶質粒子概念、粒子守恆性概念與濃度概念等方面的答對率隨著年級的增加而成長。 三、本教學模式對於實驗組學生溶液相關概念的學習具有正面的幫助，尤其在溶質的粒子觀點以及溶質粒子守恆概念的進步幅度最大。另外，本研究中所取樣的國二學生整體的學習效果比國一好，而國三學生的學習效果則略高於國二學生。 四、從學習感受問卷結果顯示，大部分的實驗組學生對於這次的學習環教學活動感到有興趣且多數持有正面的態度，並認為這個活動的教學內容對於以後學習理化是有幫助的。

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含釕配位化合物-黏土修飾電極之研究

含釕配位化合物，如Ru(bpy)32+，可於氧化還原時產生電化學發光反應(Electrochemiluminescence，簡稱ECL)；而5-胺基菲繞林(5-aminophenanthroline，簡稱NH2-phen)及其金屬化合物，可於氧化時聚合於電極表面，並形成導電聚合膜。根據這些反應，本論文於是對多種含釕配位化合物進行研究，並將之製備成修飾電極，並藉以探討這些含釕配位化合物的光電性質。實驗顯示：部分含釕化合物可修飾於碳質陣列印刷電極上，並可與三丙基胺(tripropylamine)進行電化學發光反應。此外，本論文也利用此修飾電極對生化物質如多巴胺進行偵測。 暫態螢光光譜分析顯示：這些被吸附的含釕配位化合物受到光激發時，常顯現兩種暫態光譜，其一可能受到黏土中吸附力較弱的位置所吸附，生命期較長；其二，則可能受到吸附力較強的位置所吸附，生命其較短，接近儀器的偵測極限。對於此一現象，我們發現不含鐵離子的黏土微粒較不會顯現生命期縮短的現象。由於此一差異，我們推測含釕化合物生命期縮短的可能原因是受到鐵等離子的抑影響。而我們也發現含有-NH2基的含釕配位化合物若吸附於黏土微粒時，其生命期也會縮短，配位基中-NH2基數目越多，其生命期縮短愈為明顯。

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探究式教學專業發展網站之建置及其對科學教師之影響

探究（inquiry）是用來形容好的科學教學法之核心用詞，在學習理論及實徵研究上都突顯出重要價值，並受到各國課程標準的重視，成為科學教育改革的一大突破點。不過，在行政、技術、師資等諸多因素無法配合的情況下，探究式教學在科學教室中仍舊處於邊緣地位。歸咎原因，最基本而關鍵的因素之一就是科學教師缺乏進行探究式教學的能力，甚至對探究式教學仍然一知半解。 因此，本研究目的在建置探究式教學專業發展網站，使科學教師於瀏覽網站時，能夠在網站內容與教學實務相關的情境下，以探究的方式來理解什麼是探究式教學，並進而認同且願意施行此教學。研究中先採用內容分析法評析所建置之網站，再以問卷調查及半結構晤談法收集10位教師對網站形式的看法，最後探討7位教師在瀏覽網站後，對科學教學的想法有何改變。以下為本研究的結果： 1.本網站以兩個在量（發現5個主要差別）以及質（發現67項教學特徵）上都不同的教學影片為題材，來顯示探究式與非探究式教學的差異。 2.本網站之內容包含探究式教學與非探究式教學的對照指標，以及引導式探究到開放式探究的漸進實例等資訊，並符合Ash & Kluger-Bell（2000）、NRC（2000）、Piburn et al.（2000）、CSSS（2001）與Anderson（2002）等人或組織所發展的5種探究式教學規準，且涵蓋這些規準95％以上。 3.本網站以「問題情境」導入，並能使瀏覽之教師經歷「設計探究」、「執行探究」、「提出解釋」、「評估解釋」、「傳達解釋」，以及「評論與回應」等過程（平均80％以上同意）。而且教師認為本網站的形式，比起非探究取向的網站，更能使他們「主動參與」、「重視思考過程」、「知道多元的想法」、「了解自己的學習狀況」與「願意修正自己的想法」。 4.大部分教師在瀏覽本網站後，能夠理解（7/7）、認同（6/7）並願意施行（5/7）探究式教學。亦即整體而言，本網站在提昇科學教師對探究式教學的理解、認同感與施行意願上，具有正向的效果。 根據以上結論，本研究對「如何進行探究式教學？」、「如何促使科學教師進行探究式教學？」以及未來研究方向提出多項建議。

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樟腦磺酸金屬錯合物與DNA結合機轉之探討

經由一維1H NMR光譜實驗得知，樟腦磺酸衍生物與金屬銅離子間有互相結合的性質，當其結合後為使一維NMR光譜有兩種不同的現象，為圖譜變寬及化學位移。樟腦磺酸衍生物與金屬銅離子的錯合物與銅離子結合的大多有不同程度的圖譜變寬，而與鋅離子結合則多有化學位移現象，唯有Cpd3-Zn含有兩種不同現象。 樟腦磺酸衍生物與金屬離子皆有結合的能力，差別只在於結合的強度的不同。 然後我們以洋菜膠凝電泳實驗，來探討樟腦磺酸衍生物對金屬離子的抑制力及其切割DNA的能力與選擇性，在單純只有金屬離子時其實就會對電泳實驗中的φX 174 DNA 有切割的效應，銅離子在Lane 3 (4μM) 即可將φX 174 DNA切割成碎片，而鋅離子Lane 2 (2μM) 時Form I即完全消失。然而在只有純樟腦磺酸衍生物時，以相同的條件進行電泳實驗，即使到了濃Lane 8 (60μM)也沒有明顯切割φX 174 DNA的反應。 所以以我們可以看出Cpd1及Cpd2與鋅離子的有較大的結合能力。而與銅離子間有較小結合度，而Cpd1與銅離子結合後，對切割φX 174 DNA較有選擇性。Cpd3則與銅離有高度的結合能力，在與鋅離子方面則只有很小的結合度。 而最後以CD光譜實驗來進行金屬樟腦磺酸衍生物與不同序列長度的DNA反應，而這些DNA序列中的部份如 -CCGG-、-CATG-、-AAATTT-，皆可在φX 174 DNA中含找到。當以純金屬及純化物進行CD光譜實驗可發現純金屬都沒有吸收，而樟腦磺酸衍生物因其構形上的差異所以會有不同程度的CD光譜吸收。 從CD光譜我們可以發現與銅離子結合的樟腦磺酸衍生物的CD光譜訊號較與鋅離子結合還強，而Cpd1-Cu、Cpd2-Cu與不同長度及序列的DNA會有不同比例的結合，其中Cpd1-Cu則較無選擇性，對不同長度及序列的DNA幾乎都是相同的結合比，當以Cpd2-Cu滴定DNA則較有選擇性。Cpd3-Cu則無較明顯的結合性。而Cpd1-Zn、Cpd2-Zn與DNA之間並無觀察到有結合的可能性，Cpd3-Zn與DNA之間也沒有明顯的結合變化。

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合成三?化合物並探討側鏈取代基對液晶性質的影響

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壹:以雙乙醯丙酮基氧鈦錯合物催化酯基交換反應之研究, 貳:以N-亞柳胺基酸衍生之氧釩錯合物對稱催化二?酚氧化偶合之研究

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合成Pk抗原類似物及開發新的全乙醯方法

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咔唑環與茀環為中心模板之三芳香胺在有機電致發光材料的研究

近年來，對於以cabazole及fluorene為骨架所衍生的芳香胺（arylamines）類衍生物作為有機電致發光材料的研究，有相當多的實例。由於cabazole之3、6、9位置及fluorene之2、7、9位置很容易引入取代基，於是我們開發出一系列包含iminostilbene、iminodibenzyl或cabazole及其衍生物之cabazole 3,6-diamine及fluorene 2,7-diamine之化合物。 本論文將利用熱重分析儀（thermogravimetric, TGA）評估其熱穩定性，後以差相掃瞄卡計儀（differential scanning calorimetry, DSC）觀察其相轉變，以瞭解分子中樹枝狀片段對整體分子結構的影響。接著對此類化合物進行一系列之光物理研究，包括：拉曼、吸收、放射光譜、螢光量子產率的測量；同時也將利用循環伏安法（CV）評估其氧化還原行為和測定其HOMO-LUMO能階。我們將對此類化合物以旋轉塗佈法或真空蒸鍍法的方式製作電洞傳輸層，並搭配合適的電子傳輸層製作發光二極體元件，並測量其光電性質。 值得注意的是，cabazole 3,6-diamine與Alq3搭配的元件中，以cabazole 3,6-diamine為電洞傳輸層時，可使得Alq3的放光效率及亮度增加，且由於此一系列的化合物具有穩定的電化學性質與熱穩定性，所以此一系列的化合物可說是具有潛力的電洞傳輸層材料。

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溶液中鹵素離子與氫氧根離子的偵測探討

本論文藉由紫外-可見光吸收光譜與螢光光譜及電化學技巧探討：phthalocyanine(簡稱Pc)、紫質(porphyrin)及palmatine chloride hydrate 與溶液中的鹵素離子與氫氧根離子間的反應，並利用莫耳比作圖法求出相關熱力學特性，如錯合常數(K)及配位數(n)。 實驗結果顯示：Pc-Al-Cl可與有機相中的氟離子與氫氧根離子進行錯合，其K約為1011，n約為2；PcGa-Cl亦可與氟離子及氫氧根離子產生反應，其K分別約為1011及1015，n分別約為2與3。實驗結果也顯示：具有中心金屬的紫質，如Mn、Zn、Fe均可對陰離子進行偵測，其中含Mn的紫質具有較靈敏的選擇性，其對氟離子及氫氧根離子的K均約為104，n約為1。此外，我們也發現這些物質若製成薄膜，亦可利用反射式UV-vis光譜分析探測氟離子及氫氧根離子。我們也發現Palmatine chloride hydrate可用以偵測氟離子，其間的反應平衡常數約為107∼109，n值約為2。由於Palmatine chloride hydrate在水溶液中會顯現螢光，其強度會隨pH值變化而變化，因此我們也利用此項特點間接偵測葡萄糖。

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選擇成長不同直徑之氮化鎵奈米線

利用金做為催化劑合成氮化鎵奈米線的瓶頸已經可以克服了。進一步控制氮化鎵奈米線的直徑可以利用金的奈米粒子做為催化劑來達成。為了防止金的奈米粒子發生預先聚合的情況，我們對矽基板的表面做了對於金的奈米粒子有較強吸附力的官能基修飾，例如：末端為硫醇或胺基的三甲氧基矽烷類。經由VLS機制成長的氮化鎵奈米線的直徑會被這些金的奈米粒子的直徑所限制住，進而得到直徑分佈均勻的氮化鎵奈米線。SEM的照片顯示出我們利用3.2±0.8 奈米， 7.2±1 奈米 與 20.4± 3 奈米的金奈米粒子當作催化劑所得到的氮化鎵奈米線的直徑分別為11±3 奈米， 16±4 奈米與 50±7奈米。利用TEM作結構鑑定的結果顯示出我們合成出來的氮化鎵奈米線與塊材的氮化鎵一致，是六方晶系的wurtzite結構，其偏好的成長方向是沿著其（100）晶面堆疊的方向。隨溫度變化的光激發螢光光譜分析發現我們所合成的氮化鎵奈米線其放光位置與各種光學性質係數與高品質的氮化鎵薄膜幾乎是一致的。CL對於單根，不同直徑的氮化鎵奈米線放光研究發現，其放光峰值的能量由隨著氮化鎵奈米線逐漸減小而有向高能量（短波長）的方向偏移的現象，但是這些氮化鎵奈米線表現出來的藍位移現象比起經由量子力學預期出現的量子限量化效應要大出許多。