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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    探討電腦模擬實驗和動手操作實驗對概念學習之影響-以八年級「透鏡成像」單元為例
    (2007) 陽季吟; Chi-yin Yang
    本研究針對國中自然與生活科技「透鏡成像」的學習單元,探討兩班八年級的學生使用不同的實驗環境─「電腦模擬實驗」與「動手操作實驗」對學習成效的影響。比較其學習成效與概念內容的成效差異,進而探討兩種實驗環境對不同學習成就學生的影響。本研究對象共70人分兩組教學,電腦組35人,每兩人一組在電腦教室進行電腦模擬實驗;操作組35人,每三人為一組在理化專用實驗室進行透鏡成像實驗。利用概念測驗前後測、問卷、半結構晤談、教室錄影、實驗記錄學習單等研究工具,收集學生在學習過程中的相關資料進行分析。研究發現兩組(組間)分別在前測、後測皆未達顯著差異,但兩組(組內)的後測皆有顯著的進步(電腦組:t(34)= -5.661, p = .000< .05;操作組:t(34)= -4.619, p = .000 <.05)。顯示使用電腦模擬實驗與動手操作實驗皆可使學生達到學習效益。兩組之概念內容的成效也有差異。電腦組表現較佳的概念有「像與物體的動態相對關係」、「由實際光線所成的像為實像」、「凸透鏡部分被遮蔽仍可成完整的像」。而操作組表現較佳的概念有「凹透鏡的成像類型」、「倒立縮小的像為實像」、「實像與物異側」、「像與物圖形的對稱關係」、「照相機的功能」。但操作組易產生的迷思概念有「成像大小與凸透鏡的面積有關」、「眼睛只能看見實像不能看見虛像」與「凸透鏡成像原則等同於實像的成像原則」。研究顯示電腦模擬實驗可以幫助學生將抽象事物視覺化,連結具體與抽象理論,並發展問題解決的概念模式。動手操作實驗能提升具體可觀察的概念,藉實際的經驗增進了技能的發展,而有廣泛的類化效應。若能搭配使用這兩種實驗環境,發揮兩者之特定功能,應能增進學習的概念成長。本研究的發現可提供給自然科教師在進行實驗教學時作為考量,並可作為未來相關研究之參考。
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    數位化視訊器材結合顯微鏡的教學方式對國一學生學習生物之影響
    (2005) 李碧齡
    本研究的主要目的為在國中一年級的生物實驗課進行以數位化視訊器材結合顯微鏡的教學方式對學生在認知、技能和情意方面的影響。本研究採準實驗研究法,研究對象共計47名學生。實驗組班級在「植物細胞的觀察」、「血液流動的觀察」、「紅血球細胞的觀察」和「花、果實、種子和花粉管萌發的觀察」四個實驗單元以數位化視訊器材結合顯微鏡進行教學。在學生自行操作顯微鏡進行觀察之前,先將本實驗單元所要觀察的目標物在顯微鏡視野下的影像投影到電視螢幕上,讓學生先看到所要觀察的目標物後再自行操作顯微鏡進行觀察;而對照組班級則採傳統實驗教學。研究工具和蒐集資料的的方法計操作複式顯微鏡進行觀察實驗單元教材、生物實驗成就測驗、玻片標本製作和顯微鏡操作項目檢核表、顯微鏡操作檢核錄影資料、對生物學的態度量表、學習顯微鏡相關實驗單元之感受問卷、對數位化視訊器材結合顯微鏡的教學方式感受問卷和晤談。本研究在施以前測後即進行五節課的實驗教學,教學後進行後測,並於教學後四週 進行延宕測驗。資料分析方面則採用成對樣本及獨立樣本T檢定和共變數分析。研究結果如下: 一、認知方面: (一)實驗組在花、果實、種子和花粉管萌發的觀察實驗單元、複式顯微鏡的構造與功能及生物實驗成就測驗總分後測顯著地優於對照組。 二、技能方面: (一)實驗組在玻片標本製作的能力不會較對照組差。 (二)實驗組在複式顯微鏡操作的能力不會較對照組差。 三、情意方面: (一)兩組在對生物學的態度並無顯著差異。 (二)兩組對各實驗單元內容的喜好程度、難易感受和對各實驗單元活動單的喜好程度均未達到統計上的顯著差異。但兩組對四個實驗單元內容喜好程度的排序和難易感受程度的排序則不同。另外,兩組對四個實驗單元內容的印象深刻程度也不同。 (三)實驗組對數位化視訊器材結合顯微鏡的教學方式表現出較正向的肯定態度。
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    生物實驗教學與我國八年級學生生物學習成就之關聯
    (2012) 林欣誼; Lin, Shin-yi
    本研究使用問卷調查法,探討桃園縣八年級學生是否會因經驗的生物實驗頻率不同,而在生物學習成就上造成差異。研究為量化研究,研究對象為桃園縣的八年級學生,研究工具為「桃園縣99年度國中科學奧林匹亞競賽」的學生問卷與生物測驗成績。 研究結果發現:一、接受高生物實驗頻率的學生之生物學習成就,會顯著的高於接受低實驗頻率的學生。二、接受高生物實驗頻率的學生在回答不同認知類型(知識、理解和分析)的測驗題,其正確率皆會顯著的高於接受低實驗頻率的學生。三、越是同意做實驗有助於了解課本內容的學生,其學習成就會顯著的高於不同意做實驗有助於了解課本內容的學生。四、喜歡同一科目的學生中,接受高生物實驗頻率的學生,其生物學習成就會顯著的高於接受低實驗頻率的學生。 本研究建議,生物教師應善用學校的人力、財務和教育資本來提升學生進行實驗操作的機會,而教育當局應正視並慎思落實實驗教學的重要性。將來的研究方向可針對「教師特質」、「學校資源」對生物實驗教學的影響,做更進一步的深入分析。
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    現行高中化學實驗之減量研究
    (2009) 陳玉芬; Chen Yu Fen
    實驗教學是科學教育的特色,也是科學教學的核心部份。化學是一門實驗科學,藉由實驗活動可以讓學生更了解化學原理,培養科學實驗技能及對科學的興趣與態度,加深學生的學習印象。化學實驗備受爭議的一點是對環境的汙染問題,近年來永續化學興起,對於課程實驗的設計更應該朝向低污染、廢棄物減量來著手。 本研究蒐集市面上常見的五種高中化學實驗活動手冊,分析其實驗設計內容,找出需要修正與改進的地方。並將規定的必作實驗實地操作過數次,把實驗過程中遭遇的問題與現象,提出來討論與設法解決,再針對理論上可藥品減量的部分,進行減量減廢設計,直到實驗結果可符合原來實驗目的。 本研究總共進行了21個高中化學實驗,其中藥品用量可以減量操作的實驗,一共十二個實驗,約佔了五成。可以減量操作的實驗有「氮的製備與性質」、「電解碘化鉀水溶液」、「化學電池」、「耐綸的合成」、「烴的製備與性質」、「反應速率的探討-秒錶反應」、「酸鹼滴定」、「氧化還原滴定」、「碘的製備與性質以及鹵素離子的檢驗」、「溶液凝固點下降的測定」、「阿司匹靈的製備」與「氧的製備」,表示實驗課程的設計還有改善的空間。研究結果與建議如下: 一、 將永續化學融入化學教材中 二、 加強學生對實驗廢棄物的處理與分類 三、 設置實驗室專門管理員與加強老師的實驗管理知識 四、 鼓勵研究單位與教師從事減量實驗的設計 五、 落實實驗教學 六、 建議課本某些實驗的步驟再精簡化 七、 可將微型實驗列為教學『示範實驗』 八、 加強處理廢棄物並作好回收工作
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    中等學校地球科學「問題解決活動」之實驗教學研究(III)
    (行政院國家科學委員會, 2000-07-31) 毛松霖; 張俊彥