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 建模教學對國小五年級學生酸鹼心智模式改變之探究(2009) 邱柏融; Chiu Po-Jung摘 要 本研究由概念改變的觀點出發，探討建模教學對國小五年級學生酸鹼心智模式之改變。本研究針對國小階段的酸鹼概念，設計適合國小階段的建模教學方案，並發展酸鹼概念二階層診斷式問卷。透過晤談與問卷收集資料，分析並整理出國小五年級學生所持有的酸鹼心智模式，並由此得知國小學生經過建模教學後期心智模式的改變。 本研究共晤談了19位國小五年級的學生，並使用酸鹼概念二階層診斷式問卷，共調查了實驗組( 建模教學組 )與對照組( 一般教學組 )各50位學生。研究發現國小五年級學生在酸與鹼的意義及其性質之心智模式主要有：1.現象模式( 38% )；2.關鍵字模式( 23% )；3.推論模式( 36% )；4.微觀結構模式( 36% )；5.微觀粒子模式( 34% )。在酸鹼中和的部份，本研究在教學前所發現的有1.酸鹼並存模式1( 33% )；酸鹼並存模式2( 17% )；3.抵銷模式( 41% )。在酸鹼指示劑部分，本研究則發現特定顏色模式( 29% )與科學模式( 65% )。 在教學上，本研究亦發現，不論是建模教學組或是一般教學組，在教學後這些心智模式均仍有出現，但其分布的情況就有所差異。在酸與鹼的意義及其性質上，在教學後，兩組的關鍵字模式均明顯下降，建模教學組的學生主要轉移到推論模式；而一般教學組則主要轉移到現象模式。在酸鹼中和部份，建模教學組與一般教學組之酸鹼並存模式均明顯下降，一般教學組主要轉移到抵銷模式；而建模教學組的學生除了轉移到抵銷模式之外，有38%的學生可以達到筆者所設計的科學模式。可見本研究所設計之建模教學雖然不能完全的把所有的學生建構出正確的科學模式，但大部分的學生已經能有效的修改既有的心智模式，以接近科學模式。 本研究接受建模教學之學生在後測表現與前測表現間具有顯著差異。顯示藉由建模教學活動，國小學生已經可以接受微觀模式的教學，甚至透過視覺與動作表徵的建模方式，修改學生原有的心智模式。本研究結果也呼應了Maskill ＆ Cachapuz ( 1997 )的研究，國小高年級學生是可以有效的學習微觀概念的科學知識。Item 探討建模教學對於八年級學生學習物質粒子概念之學習成效與建模能力之影響(2010) 賴俊文本研究旨在探討建模教學對八年級學生學習物質粒子概念之影響，希望藉由建模教學提升學生物質粒子概念學習成效與建模能力。研究對象為92位台北市某國中八年級學生，研究對象依據教學方式共分為三組，其分別為「靜態模型講述組」、「動態模型講述組」與「動態模型建模組」，利用研究者自行發展測驗工具分析學生學習成效，並利用建模能力評估指標（MAAI）分析晤談學生之建模能力表現。研究結果顯示： 1.三組學生於物質粒子概念後測成績比較（F＝15.49，p＝.000＜0.001）或總結性評量比較（F＝4.663，p=.012＜.05）均達顯著差異，再經由Scheffe’s事後多重比較分析，顯示建模教學有助於學生物質粒子概念建立。 2.三組學生於動態評量部分，除動態評量（Ⅱ）未達顯著差異外（F＝0.965，p＝.385＞.05），其餘三次動態評量比較結果均達顯著差異（F＝4.270，p＝.017＜.05； F＝4.101，p＝.020＜.05； F＝4.577，p＝.013＜.05），再經由Scheffe’s事後多重比較分析，顯示建模教學有助於學生在學習過程中，對物質粒子概念的建立。 3.研究結果亦顯示，不同的教學策略對於學生建立原子結構心智模式演變途徑並不相同。靜態模型講述教學主要途徑為：實心球原子模型→拉塞福原子模型→拉塞福原子模型；動態模型講述教學與動態模型建模教學主要途徑則為：實心球原子模型→波耳原子模型→波耳原子模型，顯示動態模型較能建立學生波耳原子結構模型，而學生所建立的原子結構心智模型愈接近科學模型，學習成效愈好。 4.三組學生於物質粒子建模能力之表現，研究結果顯示，三組學生於模型效化、模型重建與整體建模能力等三個方面均有顯著差異（p=.033＜.05），顯示建模教學有助於提升學生整體之建模能力，特別是在模型效化與模型重建。