理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    提升高中聽覺障礙學生的科學素養之系列研究
    (2021) 林佳穎; Lin, Jia-Ying
    本研究之目的為提升高中聽覺障礙學生的科學素養,從理解高中聽障生對科學家與科學之態度出發,進而發展出一系列提升高中聽障生科學探究能力、科學閱讀能力與科學知識之研究。首先,研究一使用「畫科學家測驗」以瞭解高中聽障生持有之科學家意象。並參考先前研究發展出「現代科學家檢核表」,並將68位高中聽障生的繪圖資料進行檢核與分析。研究結果顯示,學生持有之科學家特徵最多為整潔乾淨、男科學家、中年以上與有好奇心;學生持有之科學家類型以刻板印象為最多,並發現學生畫出無關科學家的比例偏高;此外也發現女學生持有較正面的科學家意象,男學生持有較負面的科學家意象,不同年級學生持有之科學家意象無顯著差異,並經由深度晤談發現學生對科學較不感興趣,也認為自己較不適合學習科學。研究二以提升學生之科學探究能力為目的,指導3位高中聽障生參與科學展覽,以及發展出科學探究課程。本研究使用美國奧勒岡州教育部(ODE)提出之「科學探究活動評分表」分析學生之科展作品書,分析結果顯示學生之探究能力各項目分數皆高於4分,顯示出參與科學展覽可以培養學生之探究能力。本研究進一步分析學生實驗日誌與教師省思日記,發現有學生提及做實驗的過程很有趣,也有學生覺得自己更瞭解科學家的工作,未來可以多嘗試科學相關活動,顯示出參與科學展覽可以提升科學興趣、提升參與科學的自信心與對科學家持有正面態度。研究三以提升學生科學閱讀能力為目的,將斷詞與科學語言遊戲教學融入細胞分裂課程中,研究對象為7位高中聽障生,使用細胞分裂文本斷詞測驗、細胞分裂閱讀理解測驗與細胞分裂概念理解測驗為工具,以測驗教學前後的學生學習成就表現。研究結果顯示學生的斷詞以及概念理解之前測與後測成績皆達到顯著差異(P<.05),表示科學語言遊戲能有效提升學生的斷詞能力與科學概念理解。 研究四以提升學生科學知識為目的,研究者設計出擴增實境DNA課程,研究對象為9位高中聽障生,研究工具為DNA紙筆測驗和DNA繪圖測驗以及課程問卷。研究結果顯示,學生DNA紙筆測驗的前測與後測成績(P<.05)與DNA繪圖測驗前測與後測成績(P<.001)均具有顯著差異,表示擴增實境教學可以提升學生的DNA概念學習。從DNA繪圖分析可知,學生於教學後皆能畫出一種以上的DNA表徵模型,顯示出擴增實境能提升學生的模型表徵能力。本研究並發展出「DNA心智模式評量表」,將DNA心智模式分為0至6等級,用以分析學生之DNA繪圖。分析結果顯示,教學後可以提升多數學生之心智模式層級,但學生持有之DNA心智模式仍未達到科學模式。 本研究進行四個研究,透過這些研究以理解聽障學生對科學家與科學之態度,並設計出能提升學生之科學探究能力、科學閱讀能力與科學知識之課程。期望本研究能提供科學教育研究者、特殊教育研究者與教學現場老師們從事研究與教學之參考,並能拋轉引玉,使得更多研究者或教師關注聽障生的科學教育。
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    動畫的使用方式如何影響高二學生的化學學習 —以電化學單元為例
    (2020) 林佳穎; Lin, Chia-Yin
    本研究以中學所提到的電化學概念為例,欲探討不同的動畫使用方式,分別 是「僅觀看動畫(Visualization)」(稱為 V 組),讓學生在「觀看動畫後畫圖(Drawing)」 (稱為 VD 組),以及讓學生在「觀看動畫後製作動畫(Animation)」(稱為 VA 組),對於學生的學習成效及科學學習動機有何影響。本研究以一所市立高中, 一類組的高二學生為研究對象,共三個班級,109 人,課程模式採用 VGEM (Visualize, Generate, Evaluate, Modify,觀看、產出、評析、修正四個階段),僅 其中的 V 組無產出的階段,但三組教學時間一致。研究工具包含量化的概念診 斷測驗、科學學習動機量表,進行前、後測及延宕測驗;質性資料來自焦點學生 在課程中的對話錄音以及 VD 組、VA 組學生的成品。研究結果顯示,V 組、VD 組、VA 組之間在電化學概念上並無顯著差異,但是僅觀看動畫的 V 組,較無法 提升關於電荷平衡的概念,而 VA 組對於微觀層次和多層次概念的記憶滯留是有 顯著的效果,且透過製作動畫能夠有效地減少學生的另有概念;除此之外,VD 組、VA 組因產出方式的不同,在過程中也有很大的差異,VA 組比 VD 組有更 高的比例是與化學概念相關的對話,且能夠應用更多的先備知識,雖然三組之間 在科學學習動機上並無顯著差異,但是讓學生經過畫圖或是製作動畫的產出方式, 經過組內前後測的比較,結果顯示有助提升其學習動機。
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    探討多重表徵教學對聽覺障礙高職生學習血液循環概念之影響
    (2009) 林佳穎; Lin,Jia-Ying
    本研究以多重表徵教學為基礎,發展循環系統概念改變教學。探討多重表徵教學與傳統講述教學在循環系統概念診斷式紙筆測驗答題正確率之差異,同時進行半結構式晤談並結合概念改變教學歷程事件分析,以深入瞭解學生循環系統概念的建構與改變情形。研究採用準實驗研究法,研究對象為四班聽障高職學生,分別為兩組,一組為實驗組20 人,以多重表徵教學;一組為控制組20 人,施以傳統講述教學。 由比較循環系統概念診斷測驗結果以及血液循環研究相關論文,可以得知聽障高職生與聽人學生的迷思概念差異不大。由循環系統概念紙筆測驗答題結果也顯示出,實驗組的答題正確性式明顯優於控制組,無論是在心臟、血管、血液、循環途徑題目;在結構、功能、行為、機制題目或是在過程與物質本體概念題目,其概念改變成效皆優於控制組,且於學習後仍持續進步。 在心智模式演變歷程與分佈方面,本研究經由血液循環紙筆測驗及晤談七位學生,得到聽障學生的心智模式可分為七類:未形成模式、發散式、單循環、雙循環、多循環、類科學、科學等模式。實驗組在教學後,其心智模式傾向於正確化,且種類趨於收斂;反之,控制組在教學後,其心智模式總類反而趨於發散和多樣化。研究也發現,學生最後會形成之心智模式除了會受到教學影響之外,也會受到學生所持有的初始心智模式的影響。 本研究從多元面向探討聽覺障礙高職生其血液學還概念之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。
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    脂族羥基酸修飾的金屬氧化物層析法(HAMMOC)搭配液相層析串聯式質譜分析技術(LC-MS/MS)之磷酸化蛋白質體研究
    (2014) 林佳穎; Chia-Ying Lin
    蛋白質磷酸化是一種主要的後轉譯修飾,它調節許多生物系統,如基因表現、訊號傳遞與代謝路徑。但磷酸化修飾為可逆反應且含量低,故需要高靈敏度與具特異性的分析方法。本研究結合脂族羥基酸修飾的金屬氧化物層析法(HAMMOC)與液相層析串聯式質譜分析技術(LC-MS/MS)研究磷酸化蛋白質體學。首先選用丙酮沉澱法與離心過濾法,以比較不同去鹽方法之磷酸化研究;接著於HAMMOC純化後,以等電點聚焦電泳(sIEF)、強陽離子交換層析法(SCX)與親水性層析法(HILIC)降低樣品複雜度,並比較不同分離方法之磷酸化研究;最後,採用無標記定量方法(label-free)進行磷酸化蛋白質體定量。取小鼠巨噬細胞株(RAW 264.7)裂解液,經離心過濾法以及丙酮沉澱法去鹽,毫克含量的蛋白質水解後搭配HAMMOC-sIEF與質譜分析,在兩種方法共鑑定到1231個磷酸化蛋白質與2953段磷酸化胜肽。以離心過濾法搭配HAMMOC與三種分離方法,結果顯示單一HAMMOC-SCX可以鑑定到1747段磷酸化胜肽,再搭配HAMMOC-sIEF和HAMMOC-HILIC可額外鑑定1517段(86.8%)磷酸化胜肽,由此可知三種分離方法具良好的互補性。從小鼠巨噬細胞株之控制組與脂多醣刺激組取200微克的蛋白質,以HAMMOC與LC-MS/MS利用無標記定量方法進行相對定量分析,從中挑選出114個差異表現的磷酸化蛋白質。以上結果顯示選用HAMMOC搭配LC-MS/MS適合深入研究磷酸化蛋白質體學的定性和定量分析。