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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    高一學生視覺化轉化為幾何推理之過程及其特徵
    (2019) 李健恆; Lei, Kin-Hang
    推理是數學研究與學習中的重要工作,演繹推理更是國中幾何學習的重點,卻也是學生不易掌握的內容之一。在幾何推理的過程中,圖像與概念密切地相互作用,且從圖像中獲取的資訊會與個體心智中的想法作連結,從而進行幾何推理的視覺化過程,將能提供學習者在推理過程中所展現特徵的重要參考。隨著科技快速發展,科技工具提供有效的構圖、視覺化及推理支助。然而,幾何推理對學習者來說仍然存在相當的困難,這樣的工具也沒有在學習幾何推理時被廣泛使用。本研究目的在探討已習相關幾何內容的高一學生,透過質性訪談分析他們從視覺化轉化為幾何推理的過程及特徵。訪談內容包含三個幾何推理任務,學生以口述方式在紙筆或動態幾何環境下說明對這些推理任務的想法,並整合Toulmin論證模型和在動態幾何環境推論的特色,由此分析訪談逐字稿及錄影影像進行學生之推理過程。研究結果顯示不同知識程度的學生在論述策略的選取、尋找不變量以及直觀條件的使用對其推理歷程有較大的影響,使用動態幾何軟體則有助於他們發展一般化的推理結果。由學生從視覺化到幾何推理的過程中,藉由幾何知識與幾何物件之間的連結,可以分為以物件外觀為主導、以物件元素為主導、以幾何知識為主導和以邏輯關係為主導四個階層描述,其中依據子圖的層次關係與圖形的結構,以幾何知識為主導和以邏輯關係為主導的階層又各細分為兩個層次來描述。未來教學及研究可考慮兼顧推理過程中各個階段以及培養不同視覺化轉化幾何推理階層的任務設計,並探討學生在上述任務設計的表現及主要困難,以進一步幫助學生發展適當的視覺化以達到不同階層的幾何推理。
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    在動態幾何環境下空間直線與平面之教學實驗
    (2010) 彭建勛
    本研究目的在建構動態幾何學習環境下,高中課程「空間中的平面與直線」單元,並探討在此環境下學生的概念結構與解題的表徵運用,以及他們和一般傳統教學方式有何異同。研究樣本總計166人,其中高一學生38人,高二數理資優班學生23人,高二普通班級學生105人。研究方法運用問卷與半結構性的訪談,在全部的研究對象完成問卷後,針對高一38名學生、高二資優班6名學生以及普通班6名學生進行訪談。針對訪談資料進行深度質性分析,詮釋學生的概念結構,並比較不同的教學方法學生運用表徵的差異。 研究結果可歸納以下兩大項: 1.透過動態幾何環境教學的學生,能夠理解空間圖形的代數方程式表徵所蘊含的幾何結構及討論圖形間的位置關係。在解題策略上會出現動態圖形輔助思考,解決數學問題,例如點到平面的投影點。 2.學生在動態幾何環境學習後,容易將焦點注意在幾何圖形,比較疏忽的將空間圖形的代數方程式表徵;未介入動態幾何環境學習的學生則較能熟練的列出代數方程式,但是不易聯結代數方程式所蘊含的幾何結構。 由研究結果展示在動態幾何環境學習的學生,因為圖形的可操作性而容易理解代數方程式背後被表徵物的性質結構,而未介入動態幾何環境教學的學生則較能程序化的列出方程式,但不一定能夠理解被表徵物的性質結構。因此研究者建議在教學時,教師可配合動態幾何環境的設計,讓學生在學習空間中平面與直線的代數方程式時,能操作空間圖形與觀察其形態結構,以強化學生對被表徵物的理解。
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    準教師數學建模歷程分析研究-以Voronoi圖為例
    (2007) 胡政德; Hu, Cheng-Te
    本研究主旨在探討準教師數學建模的歷程。依據此目的,選擇某師範大學數學系26位準教師作為研究對象。在實驗活動中將其分為五組,以小組討論的方式進行。從準教師數學建模過程中錄音、錄影及原案資料,分析準教師數學建模的歷程。 研究方法採取質性的研究方式,以質的詮釋性研究探究準教師數學建模的機制。將數學建模過程分成「抽象化」、「形式化」與「系統化」三個部分作為分段分析。主要研究結果如下: 1. 「抽象化」過程主要的影響因素在於數學經驗的提取以及考慮因素的複雜性。準教師在提取數學經驗以及簡化因素下的小組較易形成理想模式。 2. 「形式化」過程包含了模式表徵的轉換,在此過程中模式的操作以及數學知識的連結是形成數學模式與操作的重要關鍵 3. 動態幾何軟體提供準教師可以對理論模式進行模擬與操作及猜測與驗證。而由此所發出展的輔助元件與數學概念交互影響促使準教師建構系統化的結構觀點。 4. 在建構模式過程中,從複雜情境到數學模式中間有兩種不同的情境模式:物件-模式與操作-模式。情境模式蘊含著形成數學模式的概念。 依據研究之結果,建議未來進行數學建模活動或教學中,應考量學生的經驗,是否激發學生提取數學經驗以及是否能夠提供數學概念連結的機會。未來的研究則可以針對數學建模能力的發展或從不同數學單元,以不同的電腦軟體等方向進行相關研究。