科學教育研究所
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本所於民國75年秋奉教育部核准設立，經當時理學院吳院長京一、與數學系、物理系、化學系、生物系、地球科學系等系主任，以及本校科學教育學者之籌備和規劃，分別於75年成立博士班，於76學年度招收第1屆博士班學生，83年成立碩士班，於84學年度起正式招收第1屆碩士班學生，87年成立教學碩士班，於88學年度招收第1屆教學碩士班學生。
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Item 探討高中生氧化還原心智模式及概念改變之研究(2008) 江文瑋; Chiang,Wen-Wei探討高中生氧化還原心智模式及概念改變之研究 本研究的主要目的在探討高中學生氧化還原概念心智模式的類型及相關概念改變情形。利用質性晤談，找出學生氧化還原的心智模式，發展封閉式二階層試題診斷工具，並針對屏東縣前三志願公立高中學生進行施測，研究結果以質化與量化兼具的方法進行分析。 在質化分析方面，從RAINBOW理論(邱美虹，2008)中的認識論面向、本體論面向、概念發展等面向，探討不同年級的學生概念改變的情形：(一) 就認識論面向來看，學生對氧化還原概念的心智模式類型(1)就氧化還原反應概念而言，學生持有的心智模式有八種：氧模式、燃燒模式、電子模式、氧化數模式、時序模式、途徑模式、化合/分解模式、科學模式；(2)就氧化數定義及應用概念來說，學生持有的心智模式有七種：氧原子個數模式、非氧原子個數模式、電荷數模式、莫耳係數模式、程度模式、速率模式、科學模式。 (二) 就本體論面向而言，學生在氧化還原反應定義概念上，高一學生多數持有的氧模式、化合／分解模式，多錯置在物質本體中，高二學生若持有的是電子模式與氧化數模式，則分別錯置在過程本體的直接過程與物質類別中，高三學生若持有的是氧化數模式，則會誤派在過程本體的直接過程。 (三)就概念發展的觀點來解釋學生的想法，發現到學生對氧化還原反應的自發性解釋，常常與科學史上已經放棄的舊典範相同。高一學生多持有「燃燒模式」，其想法與Scheele(1779)發現到燃燒現象不謀而合，亦有學生持有「氧模式」，誠如Lavoisier發現到空氣中有一種物質，命名其為「氧氣」的想法呈現一致。高二、高三學生在學習過原子、電子、酸鹼反應單元後，再接觸到氧化還原課程，大多持有「電子模式」，認為氧化還原反應與離子價數有關，此想法與Arrenhius(1884)提出的離子理論與Lewis(1916)的價電子理論相呼應。而持有化合／分解模式的學生，認為一般反應中化合物的分解過程亦是氧化還原反應的一種，此想法與Liebig(1837)將氧化還原定義為化合物移出氫或釋放出氧原子的想法有其類似之處。 在量化分析方面，採用的是SPSS的統計軟體分析概念表現情形，與研究者自行研發的一套機率統計軟體，研究發現學生在回答二階層試題時，我國高中生多數以氧的得失屬於氧化還原反應的概念普遍表現良好，隨年級增加上升；電子的得失亦屬於氧化還原反應的概念，高二學生表現略優於高三學生，但統計上無顯著差異；高三學生氧化數定義及應用概念得到較高的分數，隨著年級而有明顯增加的現象。 本研究從多元面向探討高中學生氧化還原心智模式類型及概念改變情形，研究成果可作為課程設計者、科學教師們、科學教育學者之參考。Item 探討多重表徵教學對八年級學生複習酸鹼鹽單元的學習成效與心智模式建立的影響(2016) 林東昇; Lin, Dong-Sheng本研究旨在探討多重表徵教學法與傳統教學法對八年級學生在暑期輔導期間複習酸鹼鹽單元的學習成效與心智模式建立的影響。研究設計為準實驗研究設計，研究對象為新竹市某國中兩班學生共38人，其中實驗組學生有18人，對照組學生有20人，實驗組之教學方式採多重表徵教學法，並搭配筆者自行設計的學習單，對照組之教學方式採傳統板書的方式，並搭配市售的複習講義，教學時間為三堂課。 本研究結果顯示： 一、 多重表徵教學組學生在酸鹼概念診斷測驗的整體後測及延宕測表現都顯著 優於傳統教學組，而在三個次主題的分析中，在較著重記憶性知識的單元 裡，多重表徵教學法和傳統教學法的差異不大；但在較複雜的單元中，多重 表徵教學法的教學成效明顯優於傳統教學法。 二、 兩組學生在心智模式的改變上，多重表徵教學組的表現優於傳統教學組， 能夠有效地增進學生建構更良好的心智模式。 三、 在兩組的半結構式晤談方面，教學前兩組學生並無差異。而在教學後， 多重表徵組的回答正確比率比傳統教學組高出許多，並且傾向於利用粒子 等概念及動態的過程解釋相關概念，然而傳統教學組的學生在晤談當中仍 呈現許多不穩定性及不完整性，即便是高成就組的學生亦然。足以證明多 重表徵教學法較傳統教學法對於建構正確的酸鹼概念擁有良好的建設性。 四、 經由分析學生在學習情意問卷的想法，發現實驗組多數學生普遍認同多 重表徵教學法。 本研究建議：1、教科書在編排中可適度融入多重表徵的編排設計，利用多重表徵的教學策略去呈現科學知識中的微觀概念。2、針對較抽象的微觀概念，教師可以結合教師群組的力量共同設計多重表徵教學的教案與活動。