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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    教師遊戲融入科學教學意圖量表之開發、效化與啟示
    (2024) 陳佩琪; Chen, Pei-Chi
    近年來臺灣教育界興起遊戲學習與科學教育結合潮流。相關研究多探討學生使用遊戲的學習效益,對教師運用遊戲教學研究尚不多見。但教師在實施遊戲教學中扮演重要角色。研究目的是了解現今教師運用遊戲於科學教學的意圖因素,開發與效化「教師遊戲融入科學教學意圖量表」且驗證量表的信度及效度。本研究先參考計畫行為分解理論 (Decomposed Theory of Planned Behavior, DTPB) 相關的視角,初步建構量表的各向度及題項對應。邀請7位專家修正建議量表。以200位教師為樣本進行項目分析與探索式因素分析。最後取308位教師為研究樣本進行驗證性因素分析,完成建構效度。研究結果顯示,遊戲融入科學教學意圖量表包含遊戲有用性、遊戲易用性、自我效能、同儕和長官的期待等四個構面,合計20題,信度與效度良好。20-30歲教師族群在自我效能表現較於其他年齡組別有顯著較高現象。教學年資0-5年的教師族群於遊戲有用性表現較於其他組別有顯著較高現象。國小教師在量表中的四個構面上表現最佳。另外,亦使用潛在剖面分析(LPA)來識別不同教師風格子群組。根據教師於遊戲有用性、遊戲易用性、自我效能、同儕和長官期待方面,識別出三種類型的風格教師,其分別為中接受度/高主觀規範、低接受度/低主觀規範、高接受度/高主觀規範。這些子群組教師在測量遊戲意圖的四個構面上表現存在顯著差異。本研究對遊戲式教學有一定的啟示,可給予現今面臨多元化教學之 108 課綱的教師們,且益於之後其他非制式科學教育教學、教師科普遊戲活動使用,對後續研究有相當的助益。
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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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    針對線性變換及仿射變換設計動態幾何軟體之研究
    (2010) 翁秉承; Bing-Cheng Weng
    隨著科技快速的進步,數位學習逐漸嶄露頭角,針對學習課程所設計的電腦輔助教學軟體更是不勝枚舉,但以幾何教學為出發點的「動態幾何教學軟體」至今還尚未普遍應用在各種課程中,尤其是高等數學教育,若動態幾何軟體能妥善設計,將會對高等數學在證明與定義的思維有所幫助,本研究感興趣的主題,就是在於如何將動態幾何軟體應用在高等數學教學課程上,以大學課程中線性代數為例,針對線性變換與仿射變換的課程做動態幾何軟體的設計。除了利用軟體將變換結果具體呈現外,還設計讓學生能自由控制變換矩陣的平台,讓學生先經由不斷觀察圖形的變化例子對幾何內容做相關臆測後,再學習到線性變換矩陣是如何透過奇異值分解的幾何原理來得知變換的圖形,並製作相關動畫讓學生能夠動態的看到變換情況,進一步再去瞭解仿射變換的幾何意義,這樣對於課程內容才會比較有系統上的安排。軟體設計方面,利用OGRE圖形引擎為開發工具,在於希望藉由OGRE內獨特場景管理類別,達到奇異值分解幾何意義的成效。除此之外,本軟體也以RPG遊戲設計的思考方式去呈現,希望將遊戲與教學做結合,讓學生在遊戲當中也能學習到課程內容,引發學生的學習興趣與動機。