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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    探討融入教學影片講解數學建構反應題對八年級學生解題表現與學習動機之影響
    (2024) 戴愉軒; Dai, Yu-Hsuan
    本研究旨在探討教學影片融入數學建構反應題教學對八年級學生解題表現與學習動機的影響。採用準實驗設計,研究對象為八年級學生,分為實驗組(影片教學)與對照組(教師親自講解)。研究結果顯示,實驗組學生在數學解題表現及學習動機上均顯著優於對照組,證實教學影片的融入能有效提升學生的解題表現與學習動機。此外,通過半結構式訪談分析學生的學習感受,發現教學影片作為教師的分身,有效提升學習的便利性與互動性,特別是對自主學習和重複學習提供顯著支持。由半結構是訪談後經主題分析法之結果發現,快組學生認為教學影片有助於提升其問題解決能力;中組學生指出影片增強對數學概念的理解;慢組學生則強調影片提供額外的理解與練習機會。綜合以上研究結果,本研究實證教學影片在促進數學建構反應題解題表現與學習動機的有效性,並為未來教學實踐提供了實證研究基礎。
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    地方本位教育課程議題融入發展對偏鄉學童學習動機之研究──以國小六年級學童為例
    (2022) 洪胤倫; Hung, Yin-Lun
    偏鄉面臨的挑戰包含:學習動機相對弱、人口結構老化、文化刺激不足、社會風氣封閉、日常生活貧困等,因此教育在偏鄉需要承擔的更多的責任與功能。對於以上挑戰,地方本位教育課程透過高度與地方連結的特性,讓學生從學習中窺見與生活的關係,期能進而提升學習動機、參與地方議題或事務。本研究參考國內外研究,將學習動機區分為四向度:價值、預期、情感、執行意志,以地方本位教育課程探討偏鄉學生學習動機之影響,提出研究問題如下:一、偏鄉學生在地方本位教育課程實施後價值、預期、情感、執行意志面向的動機表現情形為何?二、地方本位教育課程對偏鄉學生動機之價值、預期、情感、執行意志面向之影響因素為何?三、實施地方本位教育課程以增強學習動機的挑戰為何?研究對象為新北市深坑國民小學六年級學童,本研究之研究方法採五等量表、輔以半結構式訪談。研究結果發現,地方本位教育課程能夠增強偏鄉學生之學習動機。學生透過地方本位教育課程的學習,能找到與自身與地方、學習內容的連結,產生正向的價值;同時對地方知識、技能的精熟也能帶動學生的信心、自我效能,使其相信自己能夠參與學習任務或者社區活動;課程也能提升學生對學習的正向情感,主要影響來源為:課程內容的設計、教學策略的運用;學生的執行意志受對地方的價值向度、情感向度及對未來的考量影響。
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    新冠疫情期間線上教學對學生學習動機和學習成效的影響—以嘉義縣某國中數學課程為例
    (2023) 張育墪; CHANG, Yu-Tun
    教師平時除了教室黑板、紙本教學外,尚需電子媒體、數位科技等協助教學;而2019年12月爆發新冠病毒COVID-19疫情後,更凸顯數位融入教學的重要性。尤其在教育部頒布停課不停學政策,教師必須進行線上同步教學時,教師便須竭盡所能的學習如何使用數位媒體進行教學,並解決上課期間的各種疑難雜症。本研究以嘉義縣某國中為研究對象,研究目的在瞭解新冠疫情期間線上教學在數學學習上對學生學習動機和學習成效的影響。希望研究結果有助於未來教師解決線上教學類似問題,以助教學順利進行。本研究採用問卷調查和教學實驗兩種方法,藉由學生的回饋和學習成績的比較,探討線上教學對學生數學學習的影響。研究結果歸納出以下結論:雖然新冠疫情期間的線上教學對學生的學習成效有正向影響,但卻降低了學生的學習動機,這可能與線上環境中互動和討論的限制,以及疫情造成測驗題目難度偏易有關。線上教學是應對疫情的有效措施,但也存在學習動機和學習成效等方面的挑戰。期望能夠提高線上教學的教學質量,並為學生提供更好的學習體驗。
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    電影中的數學敘事
    (2023) 連昱衡; Lien, Yu-Heng
    以近年來我國的學生學習素養表現而言,數學素養相較其他國家為世界中的前列,但對於數學的喜好程度卻相較其他國家低。在108課綱強調以素養導向的學習趨勢中,數學的學習,也需要探索以什麼樣的新式教學教材,能夠引發學生學習數學的動機,以培養學生運用數學來解決問題的能力。透過文獻的檢閱,我們可以發現數學小說及電影,是新式的閱讀文類,透過分析電影中的數學內容,來引導學生進行閱讀、說故事的練習,進而達到數學普及的目的。在教學過程中,為提高學生對數學概念來源的興趣,會播放一些與數學相關的電影促進學生融入問題情境並主動思考,然而不同的電影類別與劇情分別有哪些關於數學的描述,以及數學內容與電影故事之間的關聯,本研究將以內容分析的方式,進行劇情敘事的分析,以及數學內容的探究。故希望藉由本研究來與讀者分享與探討,哪些電影中所提及的內容與敘事,是與數學概念相關的,影片中的編排又是為何需要藉由數學知識的引用,作為劇情效果的安排。也希望藉由本研究報告,提供同樣為數學教育的教師一個參考與分享,討論以電影媒體的素材,作為提升學生數感與學習動機的教學媒介,讓學生體會從理解數學,樂於運用數學,到養成愛用數學的素養與習慣。
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    模組化科學博物館推廣教育與實踐
    (2022) 林琦峯; Lin, Chi-Feng
    108課綱已正式實行,不管學校或是師生,都將面臨新一波的挑戰,新課綱強調素養導向教學,期望培養學生核心素養,達到全人教育。以成就每位孩子達到「適性揚才,終身學習」的願景,並以「自發」、「互動」及「共好」為理念,讓學生成為一個自發主動的學習者(教育部,2014)。學校為提升學生的學習動機與熱誠,需要積極的營造更多元的學習環境,以達到新課綱要求。本研究將透過不同行動方案,並應用「重理解的模組化課程設計」模式(Understanding by Modular Design ,UbMD),規劃科學博物館推廣教育內涵,目的為建置一套符合理論依據的「模組化科學博物館推廣教育方案」,協助橋接正規教育(Formal Education)與非正規教育(Non-formal Education)的管道,並探究不同模組化推廣教育(主題導覽、行動天文館及天文營隊),所面臨的問題與解決策略;及探討「模組化科學博物館推廣教育」實施成果與影響。本研究整合科學博物館多元的教育資源,建立館校合作的學習模式,發現藉由寓教於樂的教育活動,可以培養學生科學探究與實作能力,提升學校師生對學習天文科學的興趣及學習成效。最後建議,本研究發展的模組化科學博物館推廣教育方案設計表單,可提供正規教育與非正規教育機構參考。
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    遊戲化電子群眾互動系統(GEARS)對高中體育班學生於生物演化的學習影響
    (2020) 徐尚鴻; Hsu, Shang-Hung
    十二年國教自然領域提及科學學習應激發學生主動學習的意願,並強調全面照顧各類學生、兼顧個別特殊需求。然而體育班學生長時間的術科練習使其校園作息與普通班學生差異甚大,學科上課時專注力不足;且普遍自認在學科的學習自我效能低落、學習動機低,實為科學教育與課綱推行須解決之問題。 本研究基於遊戲化八角框架理論,設計「遊戲化電子群眾互動系統」(Gamified electronic audience response system, GEARS),將遊戲元素融入於學習過程中(例:道具使用、排行榜上自誇、貨幣買賣),讓學生能透過行動載具投入到虛擬世界中,與同學及老師互動、討論和學習。本研究使用前後測準實驗研究法評估學生學習表現。研究以41位高中三年級體育班學生為對象、生物演化單元為內容,探討GEARS融入教學對其學習成就、學習動機及課室專注力的影響。 結果顯示,學生於GEARS融入教學與傳統講述教學相比,學習成就測驗無顯著差異,學習動機的「學習環境誘因」及課室專注力的「專注力選擇」和「專注力強度」有顯著提升。訪談結果則顯示遊戲元素中的倒數計時和道具使用能促進學生回答題目,提升主動學習策略;排行榜則會刺激學生的表現目標;提問機制、道具與公共討論區則能讓學生學習更自在、享受學習環境的變化性。專注力的部分,道具與公共討論區能提升專注力選擇,使學生不易分心:提問與倒數計時則能提升學生的專注強度,讓學生更專注在教師的提問。總體而言,GEARS讓學生更有動機參與在課堂中,也相較於傳統教學環境更能專注在學習中,不選擇直接在課堂中休息。
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    非傳統上課模式對於中低動機學生的學習影響研究
    (2013) 馮毓琪; Yu-Chi Feng
    本研究探討非傳統上課模式對於中低動機學生之學習影響,藉由線上教學影片系統(Online Video Lecture System)可於任意時間地點使用以及依照學生的學習速度讓學生學習的特性,希望可以協助中低動機學生提升學習動機。 本研究參與者為國立臺灣師範大學資訊工程學系一年級學生,實驗利用激勵學習策略量表問卷測量學生的學習動機,並依測量結果分數由低至高排序,挑選前百分之五十的學生(即中低動機學生)共十五位,並將其分為三個組別:任意時間任意地點進行線上學習的實驗A組、固定時間與固定地點進行線上學習的實驗B組與以傳統上課模式進行課程的控制組,進行課程。課程結束後,本研究分析學生在經過不同的上課模式後,動機是否提升,同時也對於參與研究的十五位學生進行一對一個別訪談,深入了解學生的看法。 由實驗結果,我們發現利用線上教學影片系統可以提升中低動機學生的學習動機並改變其學習態度,包含改善上課精神不繼、恍神不專心以及和同儕講話等狀況。促使學生學習動機提升的原因為教學影片系統讓學生依照自己的學習步調學習以及讓學生自行安排想上課的時間與地點,藉此提升學生課堂理解度,並減低其考試焦慮感。
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    科學史與科學概念教學順序對學生科學認識觀與學習動機之影響
    (2015) 邱奕華
    本研究針對高中一年級基礎物理「光電效應」單元,設計三組教學方式:「科學史─科學概念教學」(後稱歷史概念組)、「科學概念─科學史教學」(後稱概念歷史組)以及「傳統教學」(後稱對照組),探討科學史教學對學生學習的影響以及科學史教學和概念學習的順序關係。本研究共270人,每組90人。利用研究工具「科學認識觀問卷」、「科學學習動機問卷」、「隨堂學習單」並分析學生小考和段考成績,「科學認識觀問卷」和「科學學習動機問卷」以相依樣本t考驗和MANCOVA分析,「科學概念問卷」以ANOVA分析。 結果發現,在科學概念問卷中,三組學生無顯著差異,顯示相較於傳統教學,科學史教學並未對學生產生不利影響;在科學認識觀問卷中,概念歷史組有最佳成效,對照組則顯著退步;科學學習動機問卷中,各組均有退步趨勢,顯示學生學習動機下降;在學生對光電效應單元的看法中,概念歷史組和對照組均顯著優於歷史概念組,顯示不恰當的教學順序可能造成學生學習受挫。實驗結果顯示出概念歷史組的教學成效最好,歷史概念組對光電效應課堂看法觀感最差,對照組科學認識觀顯著下降,顯示恰當的教學順序能促進學生學習,不恰當的順序則導致學生學習認知負荷增加,建議進行科學史融入教學前學生可先行學習科學概念。
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    探究國一學生對生物課程的學習興趣、學習動機與學業成就間之關連
    (2011) 童鈺能
    究旨在探討國一學生在生物科的學習興趣、學習動機與學習成就間的關連。應用修改自傅淑卿(2008)的背景資料問卷16題、Yang等人(2010)設計的學習動機問卷81題與研究者開發的生物科興趣問卷68題為工具,對297位臺灣北部縣市國一學生進行調查研究。所收集資料以敘述性統計、項目分析、因素分析、信度分析、皮爾森積差相關、單因子變異數分析與t考驗加以分析。結果發現,學生對生物科主題內容感興趣的高低依次是:化石紀錄與演化、環境保育、科技與社會、科學故事、食物與生態、人體構造與生理、 構造與分類階層、植物構造與生理(α=.98)。在生物科過程技能興趣高低次序是:實驗操作與推理、記錄與傳達(α=.96)。在動機分量上得分高低依次是:學習目標、付出、自覺媒介、本質、成就、實用/外在、未來期許、自覺能力、討他人歡心、表現目標、自覺難度與性別(α=.98)。學生的學業成就與生物科主題內容、過程技能興趣的相關係數r分別為.21、.22;與學習動機的相關係數 r為.19,r值均達顯著差異。學生生物科主題內容興趣受家中藏書量、父母學歷、做功課時間與選擇實驗的傾向有不同的影響。生物科過程技能興趣受到家中藏書量、父母學歷、做功課時間、每週上網時間數與選擇實驗的傾向有不同的影響。學習動機受到性別、家庭收入、家中藏書量、.父母學歷、做功課時間、上網時間與實驗傾向有不同的影響。
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    自我評估式科學寫作對九年級學生概念學習與動機的影響
    (2013) 謝春興; Chun-Hsing Hsieh
    學習是主動建構的歷程,寫作具有促進整合概念的功效,尤其學習者若能覺察自己的理解狀態,並運用寫作來連結原有概念及新學習的概念,應能達到梳理認知結構的效果。本研究旨在設計並探討自我評估式科學寫作,對九年級學生概念學習與動機的成效。本研究以新北市某市立國民中學九年級學生二個班級共58人為研究對象,一個班級為實驗組(自評寫作組)於教學過程加入自我評估式科學寫作,一組為控制組(傳統教學組)進行傳統教學,進行維持十週的研究(其中兩週為練習)。研究者分析功與機械應用及電學單元概念架構,針對各單元核心概念設計寫作活動,提供自評寫作組學生在學習歷程中評估自己的理解情形並解釋自己的科學概念,以探討自我評估式科學寫作與學生物理概念學習成就的關係,自我評估式科學寫作與學生學習成績變化量的關係,分析不同性別學生的自我評估情形,以及了解學生科學學習動機、學習成就與科學寫作之關係。本研究進行兩大單元八小節教學,研究資料來源包含科學概念測驗、自我評估式科學寫作學習單、科學學習動機量表、學生晤談資料等量化及質性資料,採用單因子共變數分析、皮爾森積差相關、獨立樣本t檢定(t-test)來分析資料。研究結果發現自我評估式科學寫作可以提升學生學習成效。自我評估式科學寫作也與科學學習成績變化量漸有顯著相關,而與學習成就幾乎都有顯著相關,研究也發現自我評估式科學寫作女生的表現比男生好,但是性別上並沒有顯著差異,最後發現學生在科學學習動機量表中的「主動學習策略」與學生的成績變化量、學習成就、寫作成績大部分達顯著相關,表示自我評估式科學寫作只要學生肯主動學習、認真寫,那麼理化的學習成績自然較易獲得提升。