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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Item 動畫的使用方式如何影響高二學生的化學學習 —以電化學單元為例(2020) 林佳穎; Lin, Chia-Yin本研究以中學所提到的電化學概念為例,欲探討不同的動畫使用方式,分別 是「僅觀看動畫(Visualization)」(稱為 V 組),讓學生在「觀看動畫後畫圖(Drawing)」 (稱為 VD 組),以及讓學生在「觀看動畫後製作動畫(Animation)」(稱為 VA 組),對於學生的學習成效及科學學習動機有何影響。本研究以一所市立高中, 一類組的高二學生為研究對象,共三個班級,109 人,課程模式採用 VGEM (Visualize, Generate, Evaluate, Modify,觀看、產出、評析、修正四個階段),僅 其中的 V 組無產出的階段,但三組教學時間一致。研究工具包含量化的概念診 斷測驗、科學學習動機量表,進行前、後測及延宕測驗;質性資料來自焦點學生 在課程中的對話錄音以及 VD 組、VA 組學生的成品。研究結果顯示,V 組、VD 組、VA 組之間在電化學概念上並無顯著差異,但是僅觀看動畫的 V 組,較無法 提升關於電荷平衡的概念,而 VA 組對於微觀層次和多層次概念的記憶滯留是有 顯著的效果,且透過製作動畫能夠有效地減少學生的另有概念;除此之外,VD 組、VA 組因產出方式的不同,在過程中也有很大的差異,VA 組比 VD 組有更 高的比例是與化學概念相關的對話,且能夠應用更多的先備知識,雖然三組之間 在科學學習動機上並無顯著差異,但是讓學生經過畫圖或是製作動畫的產出方式, 經過組內前後測的比較,結果顯示有助提升其學習動機。Item 發展地球科學日月地關係之動畫輔助評量(2012) 羅文鑫; Wen-Hsin Lo本研究之目的在發展動畫輔助評量,來降低學生答題時非必要之外在認知負荷,此多餘認知負荷與評量目標無關,但可能導致學生解題錯誤,進而影響作答表現。本研究評量內容為國中自然科之地球科學天文月相單元,受試對象為105名九年級學生,其中49名分配到動畫輔助評量組,另外56名為圖文評量組。在評量信度方面,動畫輔助評量的信度為0.6,圖文評量信度為0.5。此外,本研究也試圖分析空間能力及作答成績間的關連性。 研究結果發現,動畫輔助評量組學生的表現顯著高於圖文評量組,且在解題過程有較低的認知負荷;另外,學生對於動畫輔助評量的接受程度亦較圖文評量高。除此之外,學生的空間能力與評量表現有某種程度相關,動畫輔助評量對高空間能力組的學生較低空間能力組有助益,但低空間能力組的學生則未達顯著。因此,在未來的研究上,動畫輔助評量的設計應更仔細考慮學生個體的空間能力差異。Item 發展以動畫為主的月相盈虧課程並探討學生的空間能力對學習成效與認知負荷的影響(2012) 曾冠雲; Tseng, Kuan-Yun由於概念涉及的時間、空間、日月地的相對關係過於抽象而難以理解,月相盈虧成因是國中學生常感到困難的一個單元。本研究希望發展一套以月相盈虧成因概念為主題的動畫教材輔助國中學生學習。研究者將參考Mayer(2003)與Sweller(2008)的認知負荷理論,開發「月相盈虧成因的多媒體動畫教材」。本研究的主要目的有二:(1)探討增加動畫的呈現,是否比圖文教材更能幫助國中學生減少學習的認知負荷,有效提升月相盈虧成因概念學習成效;(2)探討空間能力、認知負荷、以及國中學生運用不同教材學習月相概念學習成效間的關聯。 本研究以中區某公立國中九年級學生為研究對象,有效樣本共98位學生。學生接受空間能力測驗後,隨機分成動畫圖文組與圖文組,使用多媒體月相盈虧概念教材進行學習。課程結束之後接受月相盈虧成因學習成效測驗、認知負荷量表。資料分析方法使用獨立樣本平均數考驗(t-test, independent samples)與變異數分析法(ANOVA)。 研究結果如下:(1)動畫圖文組與圖文組在學習成效表現上無顯著差異;(2)認知負荷與學習成效呈現負相關(r=-.298, p<.01),空間能力與學習成效正相關(r=.471, p<.01);(3)高空間能力的學習者無論使用動畫圖文教材或圖文教材,學習成效皆顯著優於低空間能力的學習者(F(3,50)=10.458, p=.000, f=0.616);(4)高空間能力的學習者無論使用動畫圖文教材或圖文教材,與低空間能力的學習者的認知負荷沒有顯著差異(F(3,50)=2.56, p=.065, f=0.361);(5)高空間能力學習者的教材效果顯著優於低空間能力的學習者(F(3,50)=9.985, p=.000, f=0.606)。Item 探究動畫為主的遺傳學課程對學生認知負荷與學習成效之影響(2011) 楊淇; Chyi Yang本研究主要目的為探究動畫為主的遺傳學課程對學生認知負荷與學習成效之影響。動畫課程的內容以遺傳學中的三個抽象概念為主,動畫設計根據認知負荷理論中能降低學習者在學習過程中產生之認知負荷的原則,欲透過動畫課程來提升學習者之學習成效。受試者為台灣北部地區279位七年級學生以隨機分組方式分為三組接受不同型式之遺傳學課程,其中97位學生參與靜態圖片的遺傳學課程,93位學生參與自控程度高的動畫遺傳學課程,89位學生參與自控程度低的動畫遺傳學課程。學生的學習成效以遺傳學概念測驗、遺傳學課程認知負荷自評量表、對生物學的態度量表與結構性訪談進行評量。研究結果指出:(1)提供學習者調控動畫撥放的拖曳軸能夠藉由提升學習者在動畫撥放的自我控制程度來有效降低學習者的認知負荷。(2)自控程度高的動畫課程組之學習者在遺傳學概念測驗的問答題中表現較靜態圖片組與自控程度低的動畫組好。(3)學習者感受到的認知負荷與學習成效呈現負相關。Item 探討於翻轉學習中,應用動畫與靜態圖片輔助自學,對不同空間能力的學習者之影響-以聖嬰現象為例(2017) 王靖穎; Wang, Ching-Ying「教育」隨著時代的推進不停的在改革,近年來,「翻轉教學」逐漸成為現今的學習趨勢。翻轉教學強調讓學生成為學習的主角,並在課堂中真正擁有學習自主權,因此,「自學」便是翻轉教學的關鍵之一。如何訓練學生自學,或是選用什麼樣的自學教材顯然是件重要的事。如「聖嬰現象」的單元,受時間、空間關係及海氣作用影響,為概念抽象複雜且涵蓋尺度規模較大的動態過程,是國中學生常感到困難的單元。本研究分別利用「動畫」及「靜態圖片」作為自學教材,探討學生的學習態度及學習成效,並將學生空間能力的差異納入分析,嘗試研究空間能力與多媒體學習的關聯性。 本研究以新北市立某國中八年級學生為研究對象,有效樣本共104位學生。隨機選定兩個班作為動畫組及圖文組進行自學,自學時間結束後填寫學習態度量表及學習成效測驗,再利用一節課分組討論完成翻轉學習的流程,並於結束後再次接受學習成效測驗。 研究結果如下:(1)學生使用動畫自學教材的學習態度優於靜態圖片組,而學習成效測驗中,靜態圖片組學生選擇題成績高於動畫組;動畫組學生在開放式問題中的成績則顯著優於靜態圖片組;(2)以學習成效「完整性」分析的結果顯示,空間能力與教材間具交互作用,表示空間能力對不同教材的呈現方式在學習成效(完整性)上是會有影響的,並且,動畫的教材對低空間能力的學習者的效果高於高空間能力的學習者;(3)動畫組學生在翻轉課堂中的成果顯著優於靜態圖片組。Item Item 地球科學動畫試題的發展與效能驗證(2006) 吳皇慶; Wu Hunag-ChingThis study tries to develop an animation-based test (ABT) in the area of Earth science. The advantages of ABT includes: (1) To present more authentic situation in an animated testing environment; (2) To assess the learning outcomes with appropriate validity and reliability; (3) To be a more attractive way of testing. The content of the test focuses on four domains in Earth science including astronomy, meteorology, oceanography and geology. “Attitude toward Simulated Assessment Scale”(AAAS) was adapted in this study in order to explore examinees’ perceptions and attitudes toward ABT. This study has found that an animation-based test was more effective to trigger students’ positive attitude than was a graphic-based test. In addition, animation is found to influence students scores- especially for the low-order prior knowledge students. Therefore, it is suggested that the innovative forms of assessments, such as the ABT proposed in the current study, could not only indicate the importance to train cognitive skills to students, but also serve as an alternative and promising vehicle for implementing assessments in high school Earth sciences education.Item 地球科學動畫試題的設計與應用(臺北市:財團法人大學入學考試中心基金會, 2011-06-01) 吳皇慶; 張俊彥