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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    初探量子資訊Edu-LARP對學生學習成效的影響
    (2024) 王柏凱; Wang, Po-Kai
    量子資訊與其相關物理概念是近代物理的重要內容之一,其中包含對疊加態、穿隧、糾纏等特性的理解,以及量子在科技的應用發展。然而,這些特性抽象難以理解,科技的應用也缺乏與學生生活的連結,致使學習動機低落,將使得量子資訊的學習成效有限。本研究將量子資訊融入LARP(Live Action Role Playing),發展出教育型LARP (Edu-LARP):「量子計畫」,期望透過LARP賦予參與者特定角色、情境,讓參與者暫時脫離現實環境的限制,在與其他角色互動、完成任務的過程中,逐步精熟量子資訊的概念,並在情境體驗的過程中,提高參與者對量子資訊三個不同層面的態度:認知、情意、行為。本研究以高中生為對象,使用「前測-後測-延宕後測」之實驗設計,探討量子資訊融入LARP對學習成效的影響,分別於遊戲前後實施「量子資訊相關概念知識測驗」與「量子概念態度量表」,遊戲時長為5小時,並於全部活動結束後一個月統一進行延宕測驗,共回收有效問卷50份。量子資訊相關概念的知識層面的前-後測成對樣本t檢定、前-延宕測成對樣本t檢定皆呈現顯著差異,表示學生在完成活動後對量子資訊相關概念的理解有顯著成長,且能持續。態度的前-後測也呈現顯著差異,學生在完成活動後對量子資訊的態度三層面(認知、情意、行為)皆顯著提高,表示學生可以在有效學習量子資訊的前提下,增進學生對量子資訊的態度。另外,知識、態度與學生背景無一達到高度相關,由此可知本研究所調查之背景資料不足以對學生使用Edu-LARP進行學習產生限制。
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    融入簡報式電腦多媒體對國一學生學習循環系統認知與學習動機之研究
    (2010) 許正憲; Cheng-Hsien Hsu
    本研究主要在比較簡報式電腦多媒體融入教學和傳統講述式教學對國一學生在自然科學習動機及自然學習成就上之影響。本研究採用準實驗研究法,以桃園縣某公立國中的二個一年級班級為研究對象,其中實驗組人數33人,對照組人數34人,實驗組接受簡報式電腦多媒體融入教學,對照組接受傳統講述式教學。本研究以國中生物循環系統為教學內容,共進行4節課,使用之研究工具為「循環系統成就測驗」、「科學學習動機量表」及「半結構式晤談大綱」。在量化資料分析所採取的統計方法包括了t-test、ANCOVA、ANOVA和MANOVA等統計方式進行檢驗變項間的關係,質性資料則是晤談內容分析。本研究具體發現如下:一、電腦多媒體融入教學與一般傳統教學分別經教學前後,兩組在學習成就測驗上的前後測、前測及延宕測有顯著差異;二、電腦多媒體教學後學生的學習成效顯著優於一般傳統教學組之學生;三、簡報式電腦多媒體融入教學能提升學生在「理解」層次之學習成效;四、電腦多媒體融入教學與一般傳統教學兩組學生在學習成就測驗上的延宕測驗之比較不具顯著差異;五、簡報式電腦多媒體教學後學生的科學學習動機顯著優於一般傳統教學組之學生,顯示簡報式電腦多媒體融入教學確實能提升學生之學習動機。
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    應用不同媒體融入教學對國中生學習成就之影響:以生物科技為例
    (2010) 黃淑貞; Shu-Chen Huang
    電腦多媒體的運用既是資訊融入教學的趨勢,也是政府機關強力推動的方針之一,但針對不同性質的課程,電腦多媒體是否都比其他傳統教學媒體更有學習成效,是有待實驗評估的。本研究針對七年級的學生,旨在探討不同的教學媒體對於國一學生學習生物科技的學習成就的影響,採準實驗研究法,以台北市某公立國民中學七年級四個班共134名學生為研究對象,兩個班以「靜態流程圖」為媒體,兩個班以「多媒體動畫」進行教學。比較兩組學生在教學後的學習成效。研究工具為「生物科技學習成就測驗」,施以前測、後測及延宕測驗,比較教學前後的學習成效是否有顯著差異(立即成效),兩組之間的進步幅度是否有差異,及一個月後的學習成效(保留成效)是否有差異。另外探討不同媒體對於不同成就的學生群是否有不同的影響力。施測所得的結果以SPSS統計軟體的共變數分析進行統計考驗、處理。 所得結論如下: 1.動畫組或圖片組的「立即成效」和「保留成效」相對於教學前均有顯著差異。 2.動畫組和圖片組之間的「立即成效」無顯著差異。 3.動畫組的「保留成效」顯著優於圖片組。 4.圖片組的「保留成效」與「立即成效」相比具有顯著的退步,動畫組則沒有差異。 5.「低成就」與「高成就」學生的保留成效,動畫組顯著優於圖片組,「中成就」學生則沒有差異。 建議教師教授「系統流程圖」類的課程內容,可使用動畫為媒介,釐清圖形間的實際操作步驟,以建立更清楚的概念,使長期記憶區的知識較不容易遺忘。
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    國中生物科教學融入數位心智圖對學生學習成效的影響
    (2016) 蕭浚峰; Hsiao, Chun-Feng
    本研究主要在探討國中生物科生殖及遺傳單元教學融入數位心智圖對學生學習成效及記憶保留量之影響。研究設計採準實驗研究法,以新北市某國中七年級兩個班級為實驗對象,以七年級上學期三次生物段考成績總平均相近之兩班為實驗組與對照組,實驗組進行數位心智圖融入生物科教學,對照組則進行傳統一般講述教學,研究時間為期六週,將所蒐集的資料加以處理及分析,檢驗實驗組及對照組在不同的教學策略下對整體學生、不同性別學生及不同程度學生其學習成效及記憶保留量之影響。 本研究之研究結果如下: 一、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對整體學  生學習成效較有正面影響並達到顯著性差異。 二、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對男性學  生學習成效較有正面影響並達到顯著性差異,對女性學生學習成效之影響未獲  得顯著性差異。 三、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對高成就  學生學習成效較有正面影響並達到顯著性差異,對中、低成就學生學習成效之  影響未獲得顯著性差異。 四、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對整體學  生記憶保留量較有正面影響並達到顯著性差異。 五、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對男性學  生記憶保留量較有正面影響並達到顯著性差異,對女性學生記憶保留量之影響  未獲得顯著性差異。 六、數位心智圖融入國中生物科生殖與遺傳單元教學相較於傳統講述教學對高、低  成就學生記憶保留量較有正面影響並達到顯著性差異,對中成就學生學習成效  之影響未獲得顯著性差異。   最後根據本研究結論,提出具體建議,以提供教師進行相關教學與後續研究之參考。
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    卓越數位學習科學研究中心II:全方位的科學教育研究(單一整合型計畫)-卓越數位學習科學研究中心II:全方位的科學教育研究( I )
    (行政院國家科學委員會, 2012-07-31) 張俊彥; 李忠謀; 陳柏琳; 曾元顯; 楊芳瑩; 陳伶志
    本卓越數位學習科學研究中心展延計畫將貫徹前期計畫目標:建立兼具適性化與 高互動性的整合型(運用影像處理、語音處理、視訊處理、語音辨識、自然語言 處理、文字探勘、資訊檢索、資料探勘、機器學習等技術)智慧教室。本展延計 畫將運用並增進前期計畫所開發的新興科技,設置Smart Lab (智慧教室的原 型),並在Smart Lab 中進行整合性的科學教育研究,以使創新智慧教室更臻完 善。為達成上述目標,本計畫將致力於整合科學教育、認知科學、資訊科學、資 訊工程等多元領域專家,建構下列三個密切關聯的研究取向:(1)發展與調整智 慧化的學習環境科技;(2)評估學生在智慧教室中科學學習成效之認知與情意的 改變;(3)探測學生在智慧教室中的注意力集中與分散情形。本計畫將整合上述 研究方向,在Smart Lab 中進行實際的教學活動以(1)調查學生對於智慧教室的偏 好與實際感受;(2)評估教師的教學方式、學生的學習策略、社會人際互動在智 慧教室中的改變;以及(3)探測學生對於學習環境偏好與實際感受之間的差距如 何影響科學學習成效,包括學生的地球科學/資訊科學專業領域知識、高層次思 考能力、動機與態度等。研究結果將提供教育科技發展者、科學教育研究者、教 育實踐者具體的方針,以增進新興科技融入課室環境的適切性,並提升學生在此 環境中的科學學習成效。
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    「問題解決」或「無問題解決」?電腦輔助教學成效的比較研究
    (花蓮市:中華民國科學教育學會, 2000-12-01) 張俊彥; 董家莒