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 透過科學解釋架構輔助自我解釋對科學文本理解的影響-以靜電學為例(2022) 張維仁; Chang, Wei-Jen自然現象發生的原因可透過科學解釋架構加以解釋，主要包括參與此現象的實體、其特性與所造成的活動等三要素。本研究想探討大學生閱讀靜電學科學文本並進行自我解釋時，透過科學解釋架構輔助，對靜電學科學文本的學習情況之影響以及受試者使用科學解釋架構中實體、特性與活動的情況。本研究的自變項為「科學解釋架構」，實驗分成兩個組別，兩組皆閱讀相同的科學文本「生活中的靜電現象」，並且透過自我解釋任務來進行學習活動，差異在於其中一組受試者的文本中有標示科學解釋架構中的實體、特性與活動（簡稱科學解釋組），另一組受試者的文本中則未標示（簡稱對照組）。受試者透過科學解釋架構的輔助，將會影響到受試者對科學解釋架構掌握程度，進而影響其自我解釋任務表現。最後，也會對科學解釋能力產生影響。因此本研究的應變項為「科學解釋架構掌握程度」、「自我解釋任務表現」以及「科學解釋能力」。本研究透過網路招募40位非理工科系的大學生做為研究對象，在實驗前先依照學測自然科成績，平均分配到科學解釋組與對照組，以利進行後續的實驗。研究結果顯示，大部分後測解釋表現，科學解釋組與對照組未達顯著，僅在應用題有達顯著差異，並且是對照組表現比科學解釋組好。實體、特性與活動的完整辨識比例上，可以看出辨識實體、特性與活動間的難易程度，實體最容易被辨識，活動次之，最後是特性，對學生而言特性是最難辨識的。自我解釋任務表現中，科學解釋組的表現較不理想，較難將文本內容的因果關係連結，由後續訪談得知，部分科學解釋組的學生對科學解釋架構感到疑惑，學生在進行任務的過程中，發現自己主觀判斷與文本內容標示不符時，會造成學生缺乏信心，顯示科學解釋架構是有一定的門檻，學生沒辦法短時間內理解或接受此架構的拆解。對於科學解釋架構的掌握程度，受試者間也存有一定的落差，將近一半的受試者能夠掌握三要素以及要素間的連結，但也有約四分之一的受試者面臨到障礙。本研究建議在進行科學解釋架構的教學時，透過一系列的課程來發展，經過長時間的教學與適應，使學生熟悉科學解釋架構並產生認同，期望學生能自主使用科學解釋架構並應用到日常生活中。Item 探討自我解釋對四年級學生閱讀不同表徵之學習教材的影響-以國小「繁殖」概念為例(2006) 覃湘晴摘 要 許多的研究均指出自我解釋有助於學習(Chi et al., 1989, 1991, 1994)，因此有些學者發現圖表或圖解具有促進自我解釋的功效( Ainsworth& Loizou, 2003; Cox, 1999)，但亦有學者持相反意見(Wilkin, 1997)；再者在教材中加入了輔助的圖表或圖解後，是否對學習者產生過多的認知負荷而不利學習亦是研究者想探討的問題；因此本研究以自我解釋的方式閱讀不同表徵的教材，以探討各組的學習表現、自我解釋數量、自我解釋類型的數量分佈、自我解釋的型態、在閱讀時所感知到的認知負荷並探知各組概念改變的情形及對自我解釋的態度。 研究對象為國小四年級中等程度的學生32名，隨機、平均分配至文組、格文組、圖文組、圖格文組共四組進行研究。閱讀過程中以自我解釋的方式學習，並於前測、後測結束後晤談以瞭解受試者的迷思概念及概念改變情形。研究結果如下： 1.各組學習表現：以圖文組表現最佳，之後依序為圖格文組、格文組、文組。 2.自我解釋數量：圖文組自我解釋量為數最多，再來是圖格文組、格文組、文組，且學習表現和自我解釋數量為顯著正相關。 3.自我解釋類型分佈：含有圖片的組別在「情境精緻的自我解釋」比無圖片的組別來得多；含有表格的組別在「講述摘要或大意的自我解釋」比無表格之組別來得多。 4.自我解釋的型態：格文組、圖文組各有5類，圖格文組有6類，其中的共同點為：若受試者有交互參看不同表徵而自我解釋者，在學習表現及自我解釋數量上會表現得較好。 5.各組的認知負荷：圖文組的認知負荷最低，文組的認知負荷最高，且認知負荷和學習表現為顯著負相關。 6.迷思概念與概念改變的情形：在動物和植物的繁殖概念中共同迷思概念為「學生易將繁殖和生長混淆」，且迷思概念主要成因為動、植物之外形、字義上的錯誤學習、日常生活經驗、直覺式的判斷；在概念改變方面，受試者較難產生概念改變的亦為上述這些成因之下的迷思概念。 7.對自我解釋的態度：圖文組和圖格文組「對自我解釋的接納度」及「自我解釋的學習功效」有較高的正向支持率，反之格文組、文組則無。Item 運用自我解釋策略結合多重表徵對於氣體動力論概念學習的影響(2007) 邱智仁本研究以三種多重表徵的教材讓學生閱讀，學生閱讀研究者所指定的教材時必須依提示產生自我解釋，而研究對象為高中二年級的學生二十七名，平均分配為文本組、圖文本組、動畫文本組三組，資料收集的來源為前、後測與學生自我解釋的回答。研究目的為探討運用自我解釋策略結合多重表徵對於氣體動力論概念學習的影響，研究結果顯示： （一） 多重表徵對於氣體動力論概念學習成效（後測）並無明顯的影響，前、後測驗的進步分數是以動畫文本組學生進步的分數最多，文本組次之，圖文本組最少，動畫文本組與圖文本組之間有顯著差異。 （二） 多重表徵對於學生自我解釋推論的數量上並無明顯的影響；自我解釋的正確程度以動畫文本組學生最高，圖文本組次之，文本組最低，動畫文本組與其他兩組之間有顯著差異。 （三） 自我解釋的推論類型出現的次數由高而低依次為：相關型推論、邏輯型推論、參考型推論、常識型推論類、公式型推論、統整型推論、類比型推論、比較型推論，其中相關型推論出現的頻率幾乎佔了所有推論的一半。文本組擅長於參考型推論，圖文本組擅長於常識型推論與公式型推論。動畫文本組擅長於相關型推論、比較型推論、邏輯型推論及統整型推論。 （四） 多重表徵對於學生所呈現的氣體動力論概念：動畫文本組表現最正確，圖文本組次之，而文本組表現是三組中較不好。所有概念類型是以「氣體分子數目」及「氣體分子運動」產生的另有概念的類型為最多。 綜合量化與質化分析結果顯示，提示自我解釋可以促進學生在氣體動力論的概念學習，多重表徵的教材促進學生概念發展的獲益程度也不同。本研究詳細探討學生利用多重表徵以自我解釋為策略的概念學習過程，供未來相關研究參考。Item 探討高一學生對於「板塊構造運動」所持有之概念架構之解釋融貫性(2005) 曾舒平; Su-Ping Tseng本研究為一初探性質之研究，目的在於嘗試以Thagard(1992)的解釋融貫性理論來探討高一學生對於「板塊構造運動」的理論架構之解釋融貫性，以其所提出的ECHO程式加以檢驗，並探討擁有不同解釋融貫性的學生在學習成效上的差異，及其在概念改變的程度上有何相異之處。另外，本研究探討以反駁式文本與自我解釋技巧來進行教學是否對於學生理論架構之解釋融貫性有所影響。研究結果顯示：（1）在板塊構造學說上學生常見之另有概念為「大陸漂移就是板塊構造運動」、「軟流圈等同地函等同岩漿」，而其概念架構之錯誤也與這些另有概念相關，使得學生在板塊構造學說之概念架構上有特定之錯誤類型；（2）反駁性文本與自我解釋技巧的使用能提高學生之學習成就；（3）學生持有之原有概念架構之解釋融貫性不影響其在教學後的學習成就，但是原有概念架構之解釋融貫性較高者較難以改變其概念架構，而較低者則較容易改變其概念架構。