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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    以眼球追蹤技術探究互動學習軟體對七年級學生基因概念的學習
    (2021) 林于雄; Lin, Yu-Hsiung
    國中的基因與遺傳是教師和學生都覺得難教難學的主題。基於現在資訊輔助教學的普及與國內相關中文學習APP的缺乏,本研究發展一套互動學習軟體,結合眼球追蹤技術、學習者特性問卷探討學生使用基因與遺傳互動軟體的學習。研究對象為41名自願參加的國一學生,於109年4月至7月實驗。前測後,學生進行互動軟體學習,同時收集眼動資料,接著填寫學習者問卷(認知負荷、生物與技術態度及學習動機量表)。實驗後,依後測平均分組:高學習成就組(專家)23人、低學習成就組(生手)18人。針對前後測分數、眼動資料及學習者特性,以SPSS23進行描述性統計、成對樣本t檢定、獨立樣本t檢定、Partial correlation、Pearson correlation與逐步回歸分析。 結果發現:前後測的結果發現互動軟體對於學生的基因與遺傳的學習有幫助,且對於高學習成就組的表現稍高。此外,互動軟體的第一部分基礎學習不會造成不同學習成就學生的眼動差異與認知負荷評分的差異,說明互動軟體不會造成不同學習成就學習者過多的認知負荷。此外,從掃視時間看來,高學習成就組需花較花的時間統整第一部分基礎學習的訊息達接近顯著水準,與前人研究相符值得注意。而第二部分進階學習中高學習成就的學習者會降低圖及提示訊息的注意力分配,把注意力多分配在問題理解與答案的思考上。互動軟體的靜態與動態圖來看,互動的動態圖能幫助學生達到較好的學習成就。試題分析來看,高學習成就的學生使用互動軟體進行概念學習後,後測中各個認知歷程-學習內容面向大多都有顯著進步。注意力模式與學習者特性預測學習結果以微觀符號的圖上的掃視時間(SD)預測學習成就的模型配適度較好,此結果說明學習者在圖形上的訊息統整是預測學習成就的主要因素。 研究者對未來基因與遺傳的多媒體輔助教學的研究,建議可以就巨觀、微觀、符號層次中選一或二層次概念研究,或是每位受測者的學習提升至20-30分鐘左右。此外,未來也可探討學習者在微觀、巨觀和符號概念或是圖、文、影片等表徵轉換的困難和學習歷程的關係,或比較都市文教區學校與非都市文教區學校的學生學習差異。
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    融入電腦模擬對七年級學生在遺傳單元之認知成就、學習動機與心流經驗的影響
    (2014) 陳俊亨; Chen, Chu-heng
    遺傳學是國中七年級學生感到艱深困難的生物單元之一。遺傳概念既微觀且抽象,教師的教學甚至可能導致學生形成另有概念。本研究使用Pedagogica軟體融入遺傳單元,探討實際操作模擬軟體對不同認知成就學生之認知成就、學習動機與心流經驗的影響。本研究方法採用單一組前後測實驗設計,研究對象為桃園縣某國中七年級學生合計81人,以兩人一組操控一台電腦的方式進行課程活動,教師使用Pedagogica軟體介紹遺傳單元的相關概念,學生需操作模擬軟體來完成學習單。本研究使用的工具包括:遺傳學成就測驗、學生科學學習動機量表、心流經歷量表、心流面向量表。研究結果顯示: 一、不同成就組經過電腦模擬教學活動後高成就組遺傳認知成就顯著高於中、低成就組(p<.05),中成就組顯著高於低成就組(p<.05)。 二、經過電腦模擬教學活動後,高成就組「自我效能」顯著高於中成就組(p<.05);高成就組「主動學習策略」顯著高於低成就組(p<.05)。 三、全體學生遺傳認知成就對心流經驗部分向度呈現顯著正相關。 四、多元線性回歸分析呈現心流經驗可以預測不同成就組學習動機表現。
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    學生對基因相關概念瞭解之研究
    (2009) 柯元蘋; Yuan-Pin Ko
    本研究為一跨年齡學生基因相關概念之研究,目的為探究國中、 高中、大學學生對基因相關概念之瞭解,比較不同年齡學生基因相關 概念之異同,探究學生之基因相關概念的縱向發展,以及學生在整合 基因相關概念時產生的困境。基因相關概念既多重複雜又緊密相關, 為深入瞭解學生之概念,本研究將與基因相關的概念區分為下列四個 項目:「一般基因概念」、「基因物質」、「基因與表現」、「基因決定論」。 並針對上述四個項目分別設計問題,以十名國中八年級學生、十一名 高中二年級學生、十一名高中三年級自然組學生、十一名大學生物相 關科系學生為研究對象,進行半結構型晤談,以期能夠探究不同年齡 學生對基因相關概念的瞭解。晤談結果採用質性研究的分析方式,並 進行跨年齡分析比較。獲得之結果呈現出學生的部份基因相關概念隨 著年齡增長而成長,變得越來越豐富;部份基因相關概念隨著年齡增 長而增加,從無到有增加了與分子遺傳學相關的概念;部份基因相關 概念隨著年齡增長而有所改變,從接近古典遺傳學的概念逐漸轉變為 接近分子遺傳學的概念;部份基因相關概念固著而穩定,並不隨著年 齡增長而有所改變;以及同時擁有古典遺傳學的基因相關概念與分子 遺傳學的基因相關概念的學生,難以區別釐清兩邊的基因相關概念, 因而可能造成其學習上的困難。整體看來學生的基因相關概念隨著年 II 齡增長而逐漸變化,增加了分子遺傳學的概念,但古典遺傳學的概念 並未消失,因此概念變得更加豐富,然而因為無法清楚區別兩種遺傳 學的概念,也會因此而產生概念學習上的困難。
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    國中遺傳學相關知識結構之分析及編排順序對學生理解之影響
    (2016) 吳貞儀; Wu, Jen-Yi
    教育心理學和閱讀理解研究,都顯示教科書的知識結構和順序組織會影響學生的學習。我國教育部開放民間出版國民教育教科書,無論在編寫方式或是知識順序的安排,呈現多元化的面貌,這對於學生閱讀理解的影響,是值得加以研究的。本研究分析各版本國中教科書「生殖」與「遺傳」相關內容的知識結構和編排順序。分析結果發現,各版本在知識結構有相當的差異性,知識編排順序依生物組成層級的串連方式,可分為兩類:相鄰層級串連、各層級分別串連。以此結果為基礎,並依相關研究建議新增集中串連方式,進一步進行準實驗研究,設計三種不同知識編排順序的文本,利用所開發的學習成就測驗,探討不同知識組織的文本對學生理解的影響。測驗結果發現,相鄰生物組成層級串連的知識編排順序,學生有較優的知識理解,並且較能形成接續性的知識連結。學生知識理解的差異主要是在細胞有絲分裂與減數分裂主題知識,以及區辨範圍知識。建議規劃國中生物學域課程、編寫教科書或教學計畫時,應考量知識的編排順序和知識範圍的連結。