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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    多重表徵理論在理化科教學成效之研究—以酸鹼鹽單元為例
    (2011) 蔡俊義; Chun-Yi Tsai
    本研究探討多重表徵教學與傳統教學對學生在酸鹼鹽單元的學習動機及學習成就是否會有所差異。研究對象為北市某國中二個八年級的班級共60位學生,研究採準實驗研究設計方式進行,其中實驗組學生有31人,實驗組之教學方式是以多重表徵呈現之「多重表徵教學法」;對照組學生有29人,對照組之教學方式則為教師板書及口語教學並配合課本實驗之「傳統教學法」。研究工具共有二項,其一為研究者自編之學習成就測驗:內容為酸鹼鹽的概念,並於教學完進行測驗,實測的Cronbach's α值為0.90;其二為由國立彰化師範大學林素華教授所領導的工作小組所研發出來的自然科學習動機量表:實施不同教學法前後分別測驗「自然科學習動機量表」,前測和後測的Cronbach's α值各為0.88 和0.89。研究結果如下:(一)實驗組學生在學習成就上顯著優於對照組學生;(二)實驗組學生在學習保留成效上顯著優於對照組學生;(三)實驗組學生在學習動機上顯著優於對照組學生。本研究建議如下:(一)教師多使用多重表徵進行教學,不但可以提昇學習動機低落的學生學習,更進一步可提昇學生的學習成就;(二)針對抽象的化學概念、學生不易連結的巨觀現象與微觀的本質或化學變化的過程之單元,如化學平衡或化學反應,可嘗試以多重表徵進行教學。(三)本實驗不實施酸鹼鹽成就測驗前測而以八年級上學期三次段考平均為起點行為,是因為重測會受到練習的影響,後測會受到前測的影響,會有練習的效應,因此不實施酸鹼鹽成就測驗前測。但經研究後發現,仍建議採用酸鹼鹽成就測驗前測,因為比較能夠看到學生透過教學後在哪些概念上有改善。
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    主題式活動課程在國中學生學習成效之研究-以生物科技解決養豬的環保問題為例
    (2009) 黃瑜甄; Yu-Chen, Huang
    本研究主要目的在探討「以生物科技解決養豬的環保問題」主題式教學活動對國中七年級學生的學習成效,研究的範圍包含:國中學生對於生物科技概念的瞭解、生物科技應用在生態保育上的態度及對主題式教學活動的態度。本研究以台北市某國中七年級96位學生為研究樣本,前實驗設計為單組前測—後測設計,於教學前、後進行「以生物科技解決養豬的環保問題概念成就測驗」、「生物科技應用在生態保育態度問卷」之測驗,並於資料蒐集後進行量的統計分析及質性分析,以評估學生在「以生物科技解決養豬的環保問題」主題式教學活動實施後之學習態度。根據研究結果所獲,結論如下: 一、在接受「以生物科技解決養豬的環保問題」教學後,可提升學生對於生物科技概念的瞭解。 二、在接受「以生物科技解決養豬的環保問題」教學後,學生對於生物科技應用在生態保育持正面的態度。 三、學生對於「以生物科技解決養豬的環保問題」主題式教學活動持正向肯定的態度。 本研究之結果可以提供自然與生活科技領域之教學活動設計者、教學者或相關研究之參考。
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    輔以寫作鷹架的開放式探究學習對國小學生形成實驗問題能力與學習成就的影響
    (2017) 陳淑苾; Chen, Shu-Bi
    摘要 本研究探討開放式探究教學對於學生學習的影響。學生在開放式探究中形成探究問題上是有困難的,本研究以寫作鷹架協助學生形成實驗問題並進行實驗設計,以利學生進行開放式探究。研究比較學生在輔以寫作鷹架的開放式及結構式探究教學後,其學習成就及形成實驗問題能力的差異,研究並探討不同學習成就學生在開放式探究學習中的學習過程及形成實驗問題能力的差異情形。研究採混合研究法收集量化及質性資料,包括:學習成就的前後及延宕測成績;形成實驗問題能力測驗的前後測成績及實驗組學生晤談資料。研究對象為國小五年級四個班級共106人,實驗組(n=52)及對照組(n=54)各兩班分別進行開放式及結構式探究,教學實驗課程為10週的自然與生活科技課程。分析結果顯示:兩組學生的學習成就皆有顯著提升但沒有明顯差異,學習保留效果皆良好。在形成實驗問題能力上兩組也都有顯著提升,實驗組是大效果量而對照組為小效果量。比較兩組學生在形成實驗問題能力測驗的差異,實驗組皆優於對照組。中、高成就學生在開放式探究學習的形成實驗問題能力總分、分辨變因和組合變因上優於結構式探究學習。低成就學生在開放式探究的形成實驗問題能力總分及組合變因上優於結構式探究學習。分析晤談資料顯示開放式探究學生認為寫作學習鷹架對於其思考是有幫助的,低成就學生不喜歡主動思考,在形成實驗問題上是有困擾的。研究結果顯示,進行開放式探究教學時老師可在大概念下以核心問題激發學生思考,並以小組討論界定實驗問題、設計實驗後執行實驗,以建構學生的科學知識。研究針對結果提出對學生學習與教學設計的相關建議。 關鍵字:開放式探究、提問能力、學習成就、寫作鷹架
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    科學概念認知結構探索
    (2006) 王鈺棠
    本研究旨在探索學生科學概念的認知結構與其運用能力的關係。關於認知結構,利用本研究發展之「熱現象的觀察與解釋」問題卷為工具,以概念的廣博度、精確度和概念組成結構等三個觀測量來探討「認知結構」與「學習成就」之間的關係。研究結果發現,此三個觀測量所表現之「認知結構」與學生「學習成就」有著密切的關係,其中特別是「概念組成結構」一項更是「學習成就」高低的關鍵,此一事實適足以提醒吾人教學最重要的關鍵在於使我們能建構高階概念之「組成結構」。而教師在企圖瞭解學生的學習成效時,也應注意此「組成結構」是否已建夠良好。
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    研討式教學對學習成效的影響
    (2005) 葉權輝; Chun-Hui Yeh
    摘 要 本研究旨在探討研討式教學法對於國中生學習成效之影響。其中,學習成效又區分為學習成就與學習興趣程度等兩個面向,研究對象則為兩個國中二年級普通班。在研究工具部分,除於實施過程中以錄音記錄學生學習狀況與發言頻次外,並在實驗結束後施以「學習成就評量」以及「學習興趣問卷」,以比較兩班在不同教學法下,學習成就表現與學習興趣程度是否有所不同。研究結果發現實驗組在實施研討式教學法後,學習成就表現優於對照組但未達顯著水準(P>0.05),但以成績分佈在中高得分群與中低得分群學生來比較,則發現實驗組成績顯著優於對照組(P<0.05)。在發言頻次探討時,發現實施研討式教學法後學生發言頻次增加,且學生學習成就表現與發言頻次有顯著相關(P<0.05),但發言頻次越多者在學習成就評量中並沒有進步較多的傾向。在學習興趣程度上,實驗組後測成績優於前測成績但未達顯著水準(P>0.05),而在組間學習興趣差異顯著性分析時可發現實驗組學習興趣程度顯著優於對照組(P<0.05),且主要差異是在課堂參與度與課後學習表現上(P<0.05)。 關鍵詞:研討式教學法、學習成就、學習興趣。
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    多重表徵理論在理化科教學成效之研究-以波動與聲音的世界單元為例
    (2012) 李美螢
    本篇研究主要目的為探討多重表徵教學法與傳統教學法對學生於波動與聲音的世界單元的學習成就及學習內容保留是否會有所差異。研究對象為北市某國中二個八年級的班級共48位學生,研究採準實驗研究設計方式進行,其中實驗組學生有23人,實驗組之教學方式是「多重表徵教學法」;對照組學生有25人,對照組之教學方式為「傳統教學法」。研究工具為研究者自編之學習成就測驗:內容為波動與聲音的世界的概念,並進行前測、後測及延宕測。 研究結果如下:(一)實驗組學生與對照組學生在學習前無顯著差異,表示兩組學生起點行為差不多;(二)實驗組學生在學習成就上顯著優於對照組學生;(三)實驗組學生在學習保留成效上顯著優於對照組學生。 本研究建議如下:(一)教師多使用多重表徵進行教學,不但能提昇學生的學習成就,也能讓教學多樣化;(二)對於較抽象的科學概念,不容易理解及連結之單元,如聲音、光、電磁,教師可嘗試使用多重表徵進行教學;(三)本研究參與的學生人數不多,多重表徵教學組和對照組的人數分別為23 人和25 人,於未來的研究上可增加參與者的樣本人數,讓得到的研究數據將更加具有說服力。
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    融入科學史與實驗教學對國二學生理化學習成效影響之研究--以「空氣的成分與性質」單元為例
    (2009) 楊惠如; Hui-Ju Yang
    中文摘要 本研究主要目的在探討融入科學史與實驗教學對國中學生理化學習成效之影響。本研究採用實驗研究法,樣本來自桃園縣某國中二年級學生,選取實驗組與對照組各一班35人,共70名學生。實驗組學生接受為期兩週共十堂課的融入科學史與實驗教學,對照組則接受傳統講述式教學,所有樣本先以「理化學習態度量表」進行前測,並蒐集所有樣本研究前之起點行為資料;待教學實驗完成後,進行「空氣的成分與性質」單元成就測驗及「理化學習態度量表」的後測。根據學生前測與後測的資料,分析比較實驗組與對照組學生在理化學習成就、理化學習態度上是否達顯著差異,以及實驗組學生在理化學習成就及理化學習態度上是否有顯著提升。此外,對實驗組學生進行半開放式的學習回饋問卷調查,進一步了解學生對融入科學史與實驗教學之心得感受。 就「空氣的成分與性質」單元而言,本研究的結果發現: 一、融入科學史與實驗的教學方式能提升學生的理化學習成就達顯著差異;且高分群學生的提升效果較為顯著。 二、融入科學史與實驗的教學方式能提升學生對理化科的學習態度達顯著差異;且低分群學生的提升效果較為顯著。 三、學生喜歡融入科學史與實驗的教學方式,有近九成的學生認為此教學方式有助於理化科學習;顯示融入科學史與實驗的教學方式對於學生的理化學習成效有正面影響。 關鍵詞:行動教學、融入科學史與實驗教學、學習成就、學習態度、抽象模組
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    數學臆測探究教學對商職學生數學學習成就與動機之影響
    (台灣數學教育學會、國立臺灣師範大學數學系共同發行, 2015-10-??) 秦爾聰; 劉致演; 張克旭; 段曉林; Erh‐Tsung Chin; Chih‐Yen Liu; Ke‐Hsu Chang; Hsiao‐Lin Tuan
    本研究旨於探討數學臆測探究教學策略對於商職二年級學生數學學習動機及學習成就的影響。研究設計採準實驗研究之不等組前後測設計;資料收集及分析採量為主質為輔的方式進行。兩個案班級各39人,隸屬同一任課教師,為中部某公立家商二年級學生。實驗組採臆測探究教學,控制組則維持傳統講述式教學;研究時程共歷經一整個學年。評量學生數學學習動機工具為數學學習動機問卷,檢驗學生學習成效工具為六次段考成績。研究結果發現,臆測探究教學組學生動機提升與傳統教學組學生間存在顯著差異,學習成就雖未存在顯著差異卻呈現穩定成長的態勢。顯示在臆測探究教學環境脈絡下,學生願意主動參與學習、採用不同策略解決問題、重視數學學習價值,在精熟目標導向引導下期許自己是高自我效能的學習者,進而在學習成就上呈現穩定成長的狀態。
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    數學臆測探究教學對商職學生數學學習成就與動機之影響
    (台灣數學教育學會、國立臺灣師範大學數學系共同發行, 2015-10-??) 秦爾聰; 劉致演; 張克旭; 段曉林; Erh‐Tsung Chin; Chih‐Yen Liu; Ke‐Hsu Chang; Hsiao‐Lin Tuan
    本研究旨於探討數學臆測探究教學策略對於商職二年級學生數學學習動機及學習成就的影響。研究設計採準實驗研究之不等組前後測設計;資料收集及分析採量為主質為輔的方式進行。兩個案班級各39人,隸屬同一任課教師,為中部某公立家商二年級學生。實驗組採臆測探究教學,控制組則維持傳統講述式教學;研究時程共歷經一整個學年。評量學生數學學習動機工具為數學學習動機問卷,檢驗學生學習成效工具為六次段考成績。研究結果發現,臆測探究教學組學生動機提升與傳統教學組學生間存在顯著差異,學習成就雖未存在顯著差異卻呈現穩定成長的態勢。顯示在臆測探究教學環境脈絡下,學生願意主動參與學習、採用不同策略解決問題、重視數學學習價值,在精熟目標導向引導下期許自己是高自我效能的學習者,進而在學習成就上呈現穩定成長的狀態。