臺灣師範大學地球科學系學位論文
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本研究的主要目的在初探不同學習環境對高一學生地球科學學習成效的影響，藉由進行不同學習環境的實驗教學，分析學生在地球科學的學科態度與學習成就上之差異，並提出建議供教師在營造學習環境時之參考。 研究設計採準實驗研究法，參與研究的對象是中部某國立高中一年級四個班共156名學生，以班級為單位隨機分派為實驗組與控制組各兩班。兩組學生首先接受「地球科學教室學習環境問卷（ESCLEI）」與「地球科學學習成效量表（ESLOI）」（包含學科態度與學習成就）前測，藉由分析ESCLEI的結果，了解學生對學習環境的感受與偏好，接著分別進行為期3週(6節課)的教學；實驗組學生進行符合多數學生對學習環境偏好（ALEP）的教學，也就是融合學生中心與教師中心的教學；而控制組學生則是進行不符合多數學生對學習環境偏好（NALEP）的教學，也就是教師中心的教學。實驗教學後，兩組學生再施以ESCLEI與ESLOI後測；另外，實驗組學生並填寫「課程回饋」之開放式問卷。資料分析的統計方法包括描述統計、變異數分析(ANOVA)、共變數分析(ANCOVA)與多變項共變數分析（MANCOVA）。 研究結果顯示，實驗教學後： 一、在學習成效（包含學科態度與學習成就）上，實驗組的分數比控制組的分數高，達統計上顯著差異，有中度實驗效果量。 二、在學習成就上，實驗組與控制組未達統計上顯著差異，有低度實驗效果量。 三、在學科態度上，實驗組比控制組更具正向的態度，達統計上顯著差異，有接近中度實驗效果量。 四、從學科態度的三個構念來看，在「對地球科學所持的態度」和「對學習地球科學所持的態度」上，實驗組的分數都比控制組的分數高，達統計上顯著差異，有接近中度實驗效果量。而在「對參與地球科學討論活動所持的態度」上，未達統計上顯著差異，有低度實驗效果量。 根據研究結果，本研究提出下列幾點建議： 一、由於學生的地球科學學習成就與對學科態度，似乎可以藉由教學上營造符合多數學生對學習環境偏好的教室學習環境而增強。因此，建議教師在教學時，應該多營造符合多數學生偏好的學習環境。 二、面對多元的社會環境，多元的學生特質與多元的學習方式，建議教師在教學策略的運用應該多有變化，以符合不同學生對學習的需求。 三、本研究非長時間（整學期）的實驗教學，且參與研究的對象並不具普遍代表性，因此，研究結果不宜作全面性的推論。建議未來應進行較長時間且更具代表性樣本的研究，以與本初探研究的結果相對照。
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摘要： 由於在大屯火山區內仍舊可以看到噴氣口和溫泉等地熱現象，再加上地球化學相關研究顯示，大屯火山群地底下仍有岩漿庫存在的可能性，而本研究希望藉由長時間的微震觀測來研究大屯火山群底下的地體構造。此測震網為八個測站所組成的小型微震網，目的為觀測七星山底下附近的微震活動。本實驗擷取2003年五月到2005年三月的微震觀測資料，以HYPO71程式做地震定位。地震定位結果發現，地震分佈主要有兩群，一群在七星山底下，另一群在大油坑底下，其兩群地震深度多分佈於2∼4公里；另外於挑選波相的過程，我們觀測到相似於火山地區常觀測到的低頻訊號，其暗示此地區底下有液態物質的存在。除了地震定位之外，本實驗擷取所觀測的遠距離地震，並根據其震波衰減推測其地下構造含意。其實驗結果發現其地下構造有南北上的差異。造成此結果的原因可能與地下液態物質分佈的幾何形貌有關，但因此區地下構造相當複雜，所以本區域底下真實的地下構造形貌尚有很大的探討空間。
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近年來，天然災害對於環境的破壞日趨嚴重，為了減低天然災害對民眾的傷害，教育部顧問室研擬中華民國國民對於天然災害減災的再教育，為了落實中小學的天然災害防災教育，本研究的主要目的在調查國內中小學教師對於颱風與水災態度與知識的素養為何？並且依據教師個人資料與教學環境也作進一步的交叉分析，以了解不同背景教師在防災素養差異所在。 本次研究樣本採用分層隨機抽樣的方法進行取樣，在2004年中全國公私立中小學總共有3,647所，其中小學佔2,623所，國中720所，高中304所。國小取樣比率為5%，國高中各25%取樣，共選出387所學校，先以電話調查，扣除不願意受測學校後，寄出333份問卷，回收183份問卷，回收率為55%。 由此次調查結果中顯示出，大部分的教師年齡集中在31~40歲；且大部分在國高中教授天然災害課程師資大多數是由地球科學相關科系畢業的，但國小則大部分都是非相關科系的教師。而且大多數的教師，認為學校課程內關於防災知識、技能和態度的部分皆不充足。 在防災態度方面，雖然國小教師優於國高中教師，雖未達顯著僅有低度的實驗效果量(t(183)=0.77, p=0.45, d=0.12, a small effect size)。但在防災知識部分，國高中教師組皆顯著地優於國小教師組且具有高度的實驗效果量(t(183)=-5.20, p=0.00, d=0.81)；在防災基本概念部分(t(183)=-6.05, p=0.00, d=0.92)；防災常識部分，國高中教師組顯著地優於國小教師組且具有中度的實驗效果量, t(183)=-2.73, p=0.01, d=0.43)。
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學生在接受教育前，往往已經根據自身的感官經驗，在心中發展一套想法解釋自然現象。然而，學生發展的先前知識，礙於本身侷限的經驗與推論，經常與科學家們所認同的科學概念有所出入，有時很難藉由教學的過程加以改變，常造成學習的困擾，阻礙學習的進行（Hashweh, 1986；Vosniadou & Brewer, 1992）。這些和科學家們所認同的科學概念相左的概念，稱為另有概念（Gilbert & Swift, 1985）。 人們發現學生的另有概念是根深蒂固，必須藉由特殊的教學策略才能加以改變（Hashweh, 1986）。文獻中常見的概念改變教學策略有異例、類比、電腦模擬、合作學習、Driver和Oldham的教學模式等。在本研究中將異例、類比、電腦模擬等教學策略設計於教師中心和學生中心的課程，以苗栗縣某國立高中四班高二第一類組選修地球科學的學生為研究對象，試圖探討不同教學方式對學生進行「四季成因課程」中的概念改變情形，以及了解不同空間能力、學習方式的學生，在學習成效的差異情況。 首先，研究者以「四季成因診斷測驗」及概念圖分析高二學生在進行課程之前具有的四季成因另有概念。並利用準實驗研究法探討「四季成因課程」對學生學習四季成因概念改變的情形。 研究獲得以下結果： 1.接受過四季成因概念改變課程的學生，其在四季成因的概念瞭解上有顯著的進步。 2.接受學生操作教學法的學生其概念圖後測成績顯著高於接受其他教學法之學生，而接受學生模擬教學法之學生其後測成績顯著高於老師模擬。在課程第二階段，「產生其他另有概念」的學生中，學生操作組的學生並未產生新的另有概念，而老師模擬組有較多學生產生新的另有概念，其中又以產生日地距離之另有概念的人數最多。 3.高空間能力之學生在概念圖前測上的得分顯著高於低空間能力的學生。且具有中或高空間能力的學生，在後測晤談的壓克力半球上繪製的太陽視運動軌跡以及診斷測驗有關於太陽視運動軌跡（第12題）的答對率會較高。 4.學習方式為練習與記誦的學生其概念圖後測成績顯著高於學習方式為遊戲與仿作的學生，而學習方式為同儕教學的學生顯著高於學習方式為協同研究、獨立研究、討論或遊戲與仿作的學生。 5.比較三種診斷工具，診斷測驗所偵測到另有概念皆較概念圖偵測到的多，因為診斷測驗本身希望能偵測到所有另有概念，所以就算是學生認為有可能造成的四季，但非四季的主要成因，仍舊可以透過診斷測驗偵測到。若學生診斷測驗前測的另有概念類型可以包含概念圖前測的另有概念類型，則診斷測驗的概念分類較接近晤談結果。若學生診斷測驗前測的另有概念類型並未包含概念圖的另有概念類型，則須斟酌診斷測驗與概念圖的分類結果才會較接近於晤談結果。
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研究模式在月或季節尺度的大氣可預報度時，大氣平均狀態可分為自然變化分量和邊界力分量，自然變化分量是因為大氣內部動力過程所產生，為內部的變化；邊界力分量是外部對大氣所作用，視為外部給予大氣的訊號，而內部的變化是隨機產生無法預測的雜訊，以這二者的變化去評估模式潛在的可預報度。 變異量分析的方法，將因為海表面溫度改變而產生的變異量佔總變異量的比例定義為潛在的可預報度，描繪出季節平均的可預報度分布。熱帶地區受海表面溫度影響較大，存在較高的可預報度，熱帶外地區的大氣主要受到內部動力過程主控，大多為混亂的訊號，可預報度較低。使用距平型態的相關係數方法，分別對El Nino、La Nina、平均年及其他年等，計算平均海平面氣壓場在亞洲地區（0??∼45??N；90??∼150??E）、降水場在東亞地區（20??∼45??N；90??∼150??E）及Z500(500-mb height)高度場在PNA(Pacific-North American)地區（20??∼70??N；180??∼60??W）的可預報度在ENSO及非ENSO年的季節性變化，藉以了解ENSO事件對可預報度的影響。 本研究主要是使用下列四個模式：ECHAM4氣候模式、CWB模式、GFDL新一代大氣海洋耦合模式及NCEP模式，模式模擬的時間都取1955年12月至2000年2月，每個系集模式都有10個個別模擬，針對降水場、海平面氣壓場及z500進行分析、探討可預報度的特性。分析結果顯示，海平面氣壓場和降水場的可預報度主要是集中在熱帶太平洋，降水場甚至更集中在赤道附近，Z500高度場則呈帶狀分佈環繞整個熱帶地區，不論哪一個變數，一般而言，模式在El Nino的可預報度比La Nina年要高，這兩者的可預報度又比非ENSO年的可預報度要高很多；可預報度的值在El Nino年的1-3月達到最高，La Nina年的可預報度比平均年要高，但是在春天時會快速的下降到和平均年差不多，稱之為春天預報障礙(Spring barrier)，主要是這時候的雜訊突然增大的結果。 另外以GFDL模式在不同實驗設計下的結果來探討，在模式裡中考慮海氣交互作用和未考慮海氣交互作用的差異，實驗設計分別有MLM模擬和CTRL模擬，這兩個模擬在東赤道太平洋(15°S-15°N,172°E-South American coast)區域內都使用觀測的海溫資料，也就是說這兩個模擬同時受到ENSO事件的影響，區域外在MLM模擬則使用一個簡單的海洋混合層模式所模擬的海溫資料，而CTRL模擬所使用的SST是從MLM模擬結果長期平均，並不包含年際變化部分，以研究海氣交互作用對氣
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Lack of the information on upper-ocean thermal structure is one of the identified major reasons causing unsatisfactory typhoon intensity forecast. Therefore it is critical to study the relationship between upper-ocean thermal structure typhoon intensity change. This study uses a two-layer reduced gravity ocean model (TLM_NWPO), TOPEX/Poseidon and JASON-1 sea surface height anomaly data, TRMM/TMI sea surface temperature data and climatological ocean data estimate upper-ocean thermal structure in the Northwest Pacific Ocean. The estimated profiles were validated by 2258 co-located and near co-incident in situ profiles from the Global Temperature and Salinity Profile Program (GTSPP) and the ARGO floats. It is found that the two-layer reduced gravity model is not always applicable in the entire NWPO; depends on location and month. The ‘safe zones’ where the TLM_NWPO can accurately use are defined. It is encouraging to find that most category-4 and 5 typhoons intensify in the ‘safe zones’, thus we can apply the estimated profiles to study its association with typhoon intensity change. All 33 intense and super typhoons (category-4 and 5) occur during the typhoon season (May-October) in the past 6 years (1999-2004) are studied. The sensitivity of four possible parameters (pre-typhoon SST, inner-core SST cooling, pre-typhoon Tropical Cyclone Heat Potential and inner-core Tropical Cyclone Heat Potential) are assessed. It is found that the inner-core SST cooling is the most sensitive parameter and typhoon stops intensification when the inner-core SST cooling exceeds 2.5℃. In contrast, the often emphasized pre-typhoon TCHP is found to be insensitive. It is found that TCHP is over-supplying parameter and the available TCHP is always at least an order higher than typhoons can extract, suggesting that TCHP should not be a limiting factor controlling typhoon intensification.
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摘 要 本研究於新竹地區設置一高密度之小型地震網，連續記錄該地區之地震活動，以獲得更完整與高精確度的地震活動分佈情形。借由觀測所得之地震波走時資料，並整合現有地震資料，來獲得該地區之微震活動的時空分佈特性，並推求斷層面解，來瞭解該地區大地應力分佈特性。 據目前新竹微震網所得之觀測結果顯示，該地區之微震活動主要落於微震網之東南側。比較目前之微震分佈與微震網內幾條主要斷層（包含新竹斷層、新城斷層、竹東斷層、大平地斷層與斗煥坪斷層）之關係，可發現其震央分佈似乎遠離較靠近都會區之新竹斷層與新城斷層，反而與大平地斷層與竹東斷層較為接近。 於該地區所護得之斷層面解，包含了正斷層、逆斷層與滑移斷層。顯示其大地應力呈現極為複雜之狀態，其中以逆斷層居多，滑移斷層次之，正斷層之個數最少。按其分佈情形來看，滑移斷層主要分佈在斗煥坪斷層與竹東斷層附近，但其地震活動並不頻繁，因此仍需做進一步的觀測來獲得更為詳細之資料。逆斷層則大多落於大平地斷層之東南側，微震活動在此區較為頻繁，若考慮竹東斷層與新城斷層均為東南傾向之逆斷層特性，則顯示這個區域受到擠壓狀態因而產生復雜的地下構造。
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