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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    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。
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    PolyTraceAid:加速程式碼理解之文件製作與追蹤系統
    (2011) 余鈺盈; Yu-Ying, Yu
    隨著系統不斷地演進和程式開發人員的來去,如何將系統架構和最原始的設計理念傳遞給不同階段參與專案的團隊開發人員是一個困難的軟體工程問題。具規模的軟體開發專案,通常產生大量的說明文件,作為團隊間溝通的媒介,然而,目前文件的製作和儲存方式皆有許多潛在問題待改良,例如:當系統大到某種規模時,說明文件未隨著系統更新造成錯誤、逐漸失效,或因為文件製作品質不良,導致效用大打折扣。本論文主要探討的範疇為程式說明文件,為幫助開發人員快速理解程式(Program Understanding)我們提出”PolyTraceAid”這個工具。此工具包括兩個子工具:一、”DocumentationAid”─幫助程式開發人員製作說明檔:此說明檔不侷限於文字的文件,可以是任意的多媒體文件,程式開發人員可直接將原始程式碼與多媒體文件作關聯,文件不再拘泥於文字形式的「註解」,並以不同的trace case為單位儲存之;二、”TraceAid”─幫助新進開發人員迅速了解程式碼:當新進開發人員欲了解該系統架構和程式動態執行流程時,僅需播放前開發人員由DocumentationAid製作之不同的trace case,TraceAid會將該trace case載入並播放與原始程式碼相關聯之說明檔。本論文提出新的文件製作概念,並藉此工具快速傳遞程式開發者的設計理念,讓新進人員可以加速投入工作。
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    自主多模態影音學習系統對化學鍵結概念學習效應分析
    (2013) 謝之珺
    隨著資訊科技的快速發展與網際網路的日益普遍,電腦多媒體融入教學的趨勢日趨明顯,其具有操作上的便利性與個人學習進度的掌控性,使得各式各樣數位學習教材倍出,並以電腦多媒體做為學習的平台。本研究以坊間某數位學習高中化學課程做為研究的素材,來瞭解學生對於使用電腦多媒體進行學習的情形,研究對象以16位學生使用學習系統進行八隅體與路易士結構概念的科學學習,於實驗進行的同時側錄學生於電腦螢幕介面的使用情形,來探討自主多模態影音學習系統課程與學習介面的使用對於化學概念學習成效的影響。 研究結果顯示經由自主多模態影音學習系統進行八隅體與路易士結構概念學習,對於概念的整體理解達顯著差異(p= .00< .05)。部分概念在論述方式上不夠明確可能使學習者產生混淆,而對於涵蓋多種概念的情形舉例說明也略顯不足。整體而言,研究對象後測答題表現皆有相當的進步,此外,自主性進行學習更能提升學習系統對於學習的成效。 對於學習系統建議(1)在課程概念上:課程內容應增加涵蓋數種路易士結構畫法原則、具有價數的路易士結構與共振情形的舉例說明。在概念呈現上,應多加利用電腦多媒體所具備的優勢,以三度空間的立體結構、電腦模擬或動畫的形式來輔助教學,透過多重表徵的方式來幫助學生連結抽象分子符號和分子內部微觀結構兩表徵間的關係,更能增進學生對於微觀分子結構的認知理解情形。(2)在介面功能上:於投影片中增加超連結功能,利用關鍵字連結相關結構進行補充說明。
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    應用不同媒體融入教學對國中生學習成就之影響:以生物科技為例
    (2010) 黃淑貞; Shu-Chen Huang
    電腦多媒體的運用既是資訊融入教學的趨勢,也是政府機關強力推動的方針之一,但針對不同性質的課程,電腦多媒體是否都比其他傳統教學媒體更有學習成效,是有待實驗評估的。本研究針對七年級的學生,旨在探討不同的教學媒體對於國一學生學習生物科技的學習成就的影響,採準實驗研究法,以台北市某公立國民中學七年級四個班共134名學生為研究對象,兩個班以「靜態流程圖」為媒體,兩個班以「多媒體動畫」進行教學。比較兩組學生在教學後的學習成效。研究工具為「生物科技學習成就測驗」,施以前測、後測及延宕測驗,比較教學前後的學習成效是否有顯著差異(立即成效),兩組之間的進步幅度是否有差異,及一個月後的學習成效(保留成效)是否有差異。另外探討不同媒體對於不同成就的學生群是否有不同的影響力。施測所得的結果以SPSS統計軟體的共變數分析進行統計考驗、處理。 所得結論如下: 1.動畫組或圖片組的「立即成效」和「保留成效」相對於教學前均有顯著差異。 2.動畫組和圖片組之間的「立即成效」無顯著差異。 3.動畫組的「保留成效」顯著優於圖片組。 4.圖片組的「保留成效」與「立即成效」相比具有顯著的退步,動畫組則沒有差異。 5.「低成就」與「高成就」學生的保留成效,動畫組顯著優於圖片組,「中成就」學生則沒有差異。 建議教師教授「系統流程圖」類的課程內容,可使用動畫為媒介,釐清圖形間的實際操作步驟,以建立更清楚的概念,使長期記憶區的知識較不容易遺忘。
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    以科學史電腦多媒體素材應用於國中「原子結構」輔助教學之成效研究
    (2009) 林天陽
    本研究主要目的在於探討將研究者自行設計原子科學史電腦輔助教學媒體融入自然與生活科技領域對學生學習成效的影響。針對自然與生活科技課本之物質的組成章節,發展相關的教學媒體,作為教學輔助之用,以期提昇學生學習興趣及成效。 本研究以台北縣某縣立國中之71名國二學生為研究樣本,以驗證所發展的教學媒體,對於協助學生原子結構、原子與分子、粒子觀點以及莫耳數等觀念是否有顯著的成效。並將學生區分為實驗組與控制組各一班,俾便比較該教學媒體對學生的影響。實施方式為:實驗組輔以該教學媒體;控制組則利用板書教學。課程結束後均實施後測,並針對實驗組的學生實施學習感受問卷,以瞭解學生對該教學媒體有何看法與建議。此外,不論實驗組或對照組均施以教師教學評鑑問卷,進一步探討學生對教師教學策略有何感受。 研究結果顯示,實驗組的學生在後測的平均成績高於控制組;進一步分析發現,前者之低成就學生學習成效優於後者之低成就學生,並達到顯著差異。推測低成就學生施以具體、視覺化的教學媒體,對其概念的建立與學習動機的啟發有所助益。另外,問卷結果顯示,學生高度地肯定教師配合此教學媒體進行教學活動,也願意使用相關媒體幫助學習;但是,也建議動畫內容應再增加,提高更多的學習興趣。至於教師教學策略方面,學生多為正面的評價。 因此,本研究建議教學活動應兼備有計畫的教學策略以及合適的教學媒體,將可有效地提昇學生學習動機與成效。
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    高中化學多媒體動畫教材之製作
    (2004) 嚴心妤
    摘 要 本研究利用多媒體編排軟體(Office XP—Producer)、影片處理軟體(Image Mixer)、影像擷取軟體(PhotoImpact 8.0)、動畫製作軟體(Flash MX)、化學分子形狀繪圖軟體(Chemsketch)、電腦硬體設備與數位拍攝機(DV),研究發展「高中化學多媒體動畫教材」,內容主要為高中選修化學(上)(下)與高中物質科學化學篇(上)(下)的部分單元,製作出"化學鍵結多媒體動畫教材"、"反應速率多媒體動畫教材"、及"無機化合物多媒體動畫教材"。 傳統的poewrpoint投影片教學,其文字說明與影片是採分離式呈現,教學者須以言語配合影片作解說,不易讓學習者作個別學習。本研究呈現的教材方式,為影片播放、文字說明、與錄製的旁白三者同時呈現,利用動畫與影像刺激記憶,方便讓學習者自我學習。實際應用於教學後,可得提高學習興趣、可做課後補救教學及補充教材、並解決學習者個別差異的問題。
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    互動式電腦多媒體應用於高中「酸鹼滴定」教學之成效研究
    (2003) 邱志強; Jih-chiang Chiu
    本研究主要目的在於探討互動式電腦多媒體應用於高中酸鹼滴定教學之成效。針對學生常見的迷思概念,發展相關的教學媒體,作為教學輔助之用,以期提昇學生學習興趣及成效。 本研究以台北縣某國立高中之84名高三學生為研究樣本,以驗證所發展的教學媒體,對於協助學生學習酸鹼滴定概念是否有顯著的成效。並將學生區分為實驗組與對照組各一班,俾便比較該教學媒體對學生的影響。實施方式為:實驗組輔以該教學媒體;控制組則利用板書教學。課程結束後均實施後測,並針對實驗組的學生實施學習感受問卷,以了解學生對該教學媒體有何看法與建議。此外,不論實驗組或對照組均施以化學教師教學評鑑問卷,進一步探討學生對教師教學策略有何感受。 研究結果顯示,實驗組的學生在後測的平均成績高於控制組;進一步分析發現,前者之低成就學生學習成效優於後者之低成就學生,並達到顯著差異。推測低成就學生施以具體、視覺化的教學媒體,對其概念的建立與學習動機的啟發有所助益。另外,問卷結果顯示,學生高度地肯定本教學媒體的應用,也願意使用相關媒體幫助學習;但是,也建議畫面再力求美化與擬真,並增加更多的趣味性。至於教師教學策略方面,學生亦有正面的評價。 因此,本研究建議除了延續傳統教學之優點外,尚且需要結合妥善設計之教學媒體加以輔助,將可有效提地升學生學習動機與成效。 關鍵字:多媒體、酸鹼滴定、學習成效