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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    利用眼動追蹤技術分析學生物理標準化試題之解題歷程
    (2020) 郭育廷; Guo, Yu-Ting
    本研究以物理學為範疇，篩選具鑑別度之學科能力測驗試題，根據Bloom認知分類為記憶、理解、應用、分析等四層次問題，透過眼動，呈現選擇題型標準化測驗解題歷程，探討其與解題表現之間的關係。本研究將30名大專生以上受測者依四種分組方式比較組間差異，分析各組於各層次問題的眼動資料與解題表現。 研究結果發現(1)透過試題分析與視覺注意力分配了解，物理解題中認知層次越高的題目，難度越高，受測者所花費的時間也越多。(2)依測驗成就分組發現在分析層次中，高分組較低分組在問題區有更多回視，及較多在問題與說明、問題與圖片間之交互閱讀次數，推論兩組之間的差異與分析層次之題目理解及問題與圖片區域間資訊整合的能力有關；(3)在學科背景與測驗成就之交互分組中，理工低分組較非理工低分組有較多的眼動模式差異 。(4)在解題成功與不成功分組中，可以發現在低層次（記憶、理解、應用），成功組較不成功組花費較少閱讀時間，推論這些層次中成功組已達自動化程序，能夠較快搜尋解題關鍵資訊以解題。特別是分析層次題目，成功組較不成功組在正解區之眼動指標數據多達顯著差異，而在解題關鍵區也是成功組高於不成功組，可推測Bloom認知層次分類之分析層次的確與其他三層次題目不同，分析層次之題目多為物理課程中相關但不相似的題目，所以在解題成功組來看，的確有較佳的閱讀理解能力。 研究結果可作為標準化測驗試題設計參考，並提示教師進行學科知能教學時，應著重於基本知識理解與應用。
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    地球科學標準化測驗之解題歷程：眼動研究分析
    (2017) 陳俐陵; Chen, Li-Ling
    本研究以地球科學為研究範疇，篩選具鑑別度的學科能力測驗試題，根據Bloom認知分類為記憶、理解、應用、分析等四層次問題，透過眼動儀紀錄，並配合晤談與問卷資料，呈現選擇題型標準化測驗解題歷程，探討其與解題表現、解題策略之間的關係，以及科學認識觀在解題歷程的影響性。本研究將45名大專生以上受測者依據成績分為低、中、高三組，分析各組於各層次問題的眼動資料或科學認識觀量表、解題晤談的表現，並討論研究變項間關係。研究結果發現依不同成績分組後，除低分組於記憶題說明區與選項區的再閱讀凝視時間明顯較長與回視次數多外，中分組於理解層次題的許多眼動指標數值亦顯著較高，但高分組於應用或分析題等高階認知層次之說明區的眼動指標數值均較其他兩組低，顯示高分組並未在此層次解題時比其他兩組受測者耗時於瞭解題意上；且解題表現與眼動資料代表之解題歷程相關分析顯示，成績越高者與各區域多項眼動指標數值呈現負相關的趨勢。而各組間的科學認識觀各向度並無顯著差異，僅驗證向度與解題凝視時間百分比接近顯著相關。由於測驗試題的題幹區域內容多半屬於概念提示或條件限定的描述，作答資訊多集中於選項區，故受測者大多採取逆向解題策略，僅應用計算題採順向解題策略。一般而言，高分組具有較高比例受測者的概念正確性程度高、解題表現最佳，但在個別單題計算解題時，中分組的概念正確程度最高、解題表現亦較佳。本研究結果可作為標準化測驗試題設計參考，並提示教師進行學科知能教學時，應著重於基本知識的建立與理解。