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 高中生使用鷹架式空氣汙染建模軟體的建模實務之研究(2010) 呂蓓榮本研究依據情境學習與社會建構的觀點，搭配鷹架理論，以探討高中生使用空氣汙染建模軟體所發展出的建模實務，以及可能遭遇的困難。 研究對象為北市某高中的學生，採以兩人為一組的方式進行建模活動，共12組（23人），而有效樣本為9組（18人），再依據個人概念試題的前、後測驗成績分成高分群與低分群。活動時間總計四週共16小時。資料收集方面，包括概念試題前後測、課室錄影、螢幕側錄、小組錄音與學生作品。 研究結果顯示，學生在整體的概念上有顯著性的進步，說明了提供機會讓學生參與擬真性的建模活動，可促進概念的理解。高分群在使用軟體功能的事件量上，比低分群多，但統計結果顯示，未達顯著性差異。而學生所進行的建模實務來說，分析實務方面，發現學生可提出其他軟體或課堂上所沒有探討且可能影響汙染物散佈的變因；此外，也能以直觀的方式探討模擬圖中汙染物的散佈情形。關係推理方面，則以單變因的推理為主。實驗模擬方面，學生未能以系統化的方式進行模擬。評估方面，學生並未根據模擬結果來修正模型。Item 鷹架式建模數位學習環境對學生科學學習影響 之研究-子計畫三：表徵式鷹架對學生科學建模的影響之研究 (3/3)(行政院國家科學委員會, 2008-07-31) 吳心楷; 許瑛玿; 黃福坤科學建模已被科教社群視為重要的學習及教學活動，但是科學建模是個複雜的過 程，學生必須分析系統中各變數，建立變數間的關係，監控建模過程，並透過模擬結果 來修正原模式。由於在教室環境中，個別教師能提供的支援有限，在此複雜而學生可能 無法獨力完成的學習過程中，科技工具能提供的鷹架更顯重要。子計畫三即在深入瞭解 建模工具中的功能，尤其是以表徵方式呈現的鷹架 （representational scaffold），如何扮 演輔助建模的角色，以幫助學生在近側發展區內，完成原本無法獨力完成的複雜學習任 務。計畫第一年將進行專家生手研究，以仔細比較科學家（或是博士班研究生）與高中 生建模過程的差異並探討生手建模的困難，將針對生困難設計建模工具中的鷹架功能。 計畫第二年將進行前導性研究，透過學生建模及鷹架使用行為的分析，改進學習模組內 容及鷹架設計。計畫第三年將進一步以比較性研究（有無表徵式鷹架存在的兩種狀況） 瞭解鷹架對學生建模過程的影響。研究結果將深入釐清工具設計、科學學習與表徵鷹架 間的關係，並豐富鷹架理論在學習科技方面的應用。Item 鷹架式建模數位學習環境對學生科學學習影響之研究-子計畫三：表徵式鷹架對學生科學建模的影響之研究 (2/3)(行政院國家科學委員會, 2007-07-31) 吳心楷; 許瑛玿; 黃福坤科學建模已被科教社群視為重要的學習及教學活動，但是科學建模是個複雜的過 程，學生必須分析系統中各變數，建立變數間的關係，監控建模過程，並透過模擬結果 來修正原模式。由於在教室環境中，個別教師能提供的支援有限，在此複雜而學生可能 無法獨力完成的學習過程中，科技工具能提供的鷹架更顯重要。子計畫三即在深入瞭解 建模工具中的功能，尤其是以表徵方式呈現的鷹架 （representational scaffold），如何扮 演輔助建模的角色，以幫助學生在近側發展區內，完成原本無法獨力完成的複雜學習任 務。計畫第一年將進行專家生手研究，以仔細比較科學家（或是博士班研究生）與高中 生建模過程的差異並探討生手建模的困難，將針對生困難設計建模工具中的鷹架功能。 計畫第二年將進行前導性研究，透過學生建模及鷹架使用行為的分析，改進學習模組內 容及鷹架設計。計畫第三年將進一步以比較性研究（有無表徵式鷹架存在的兩種狀況） 瞭解鷹架對學生建模過程的影響。研究結果將深入釐清工具設計、科學學習與表徵鷹架 間的關係，並豐富鷹架理論在學習科技方面的應用。Item 鷹架式建模數位學習環境對學生科學學習影響 之研究-子計畫三：表徵式鷹架對學生科學建模的影響之研究 (1/3)(行政院國家科學委員會, 2006-07-31) 吳心楷; 許瑛玿; 黃福坤科學建模已被科教社群視為重要的學習及教學活動，但是科學建模是個複雜的過 程，學生必須分析系統中各變數，建立變數間的關係，監控建模過程，並透過模擬結果 來修正原模式。由於在教室環境中，個別教師能提供的支援有限，在此複雜而學生可能 無法獨力完成的學習過程中，科技工具能提供的鷹架更顯重要。子計畫三即在深入瞭解 建模工具中的功能，尤其是以表徵方式呈現的鷹架 （representational scaffold），如何扮 演輔助建模的角色，以幫助學生在近側發展區內，完成原本無法獨力完成的複雜學習任 務。計畫第一年將進行專家生手研究，以仔細比較科學家（或是博士班研究生）與高中 生建模過程的差異並探討生手建模的困難，將針對生困難設計建模工具中的鷹架功能。 計畫第二年將進行前導性研究，透過學生建模及鷹架使用行為的分析，改進學習模組內 容及鷹架設計。計畫第三年將進一步以比較性研究（有無表徵式鷹架存在的兩種狀況） 瞭解鷹架對學生建模過程的影響。研究結果將深入釐清工具設計、科學學習與表徵鷹架 間的關係，並豐富鷹架理論在學習科技方面的應用。Item Designing a technology-enhanced learning environment to support scientific modeling(The Turkish Online Journal of Educational Technology, 2010-10-01) Wu, H.-K.; Hsu, Y. S.; Hwang, F. K.Modeling of a natural phenomenon is of value in science learning and increasingly emphasized as an important component of science education. However, previous research has shown that secondary school students encounter difficulties when engaging in modeling activities and need substantial support in order to create meaningful scientific models. Therefore, the purpose of this article is to present the design of a technology-based modeling tool (Air Pollution Modeling Tool, APoMT) that supports students to engage in scientific modeling. The design of APoMT is based on theories and guidelines of scaffolding. APoMT decomposes a modeling process into manageable tasks, supports an increasingly sophisticated modeling process by integrating multiple variables into students’ models, provides multiple representations to help students visualize data and relationships, and embeds expert guidance to help learners apply science content to modeling. An implementation study shows that combining APoMT with well-designed learning lessons could effectively support students’ development of conceptual understandings and modeling abilities (Wu, 2010).