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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    永續發展教育遊戲開發設計與實踐
    (2023) 陳鳳涵; Chen, Fong-Han
    在臺灣,環境教育已成為中小學課程活動不可分割的一部分,並延伸為永續發展教育中的一環。在推動環境教育的過程中,從環境保育、資源分類、回收等面向切入。因此永續發展在很多人心中存在一種錯誤理解,以為永續發展跟環境保育與資源回收劃上等號。本研究為設計一款旨在教育學習者認識聯合國永續發展目標為核心的桌上遊戲,強化臺灣全面推動永續發展教育的重要工具。本研究開發設計的 SDGs Board Game 是藉由永續發展議題及 17 項永續發展目標傳達一個重要概念:「激發自覺」乃至「改變認知」,幫助參與者能發覺問題,學會提問、探索議題的脈絡和重要成分。而遊戲中的互動與討論,促進參與者能說出自己的觀點,也能學習採納不同觀點的機會,並於遊戲過程擬定目標、確認目的及策劃行動。同時,承擔決策之後的風險與結果,提供修正與再次決策的機會練習。遊戲設計完成後進行遊戲機制與教學活動測試後,最終提出結論:一、永續發展桌上遊戲器材有助於教學的進行;二、製作 SDGs Board Game 輔助教教學教材,協助教師未來之應用;三、SDGs Board Game 傳遞每個人的行動與世界息息相關;四、SDGs Board Game 以學習者為中心。對教學者而言,具有教學啟發作用,也是一套可實踐運用在教學現場的教材。對學習者而言,從遊戲中體驗理解永續發展目標彼此連動息息相關,建構對永續發展議題的認識。本研究核心價值在凸顯參與者在遊戲過程中的互動情境下「自行發揮」的實踐、學習與反思,讓這套桌遊不僅是永續發展教育的教具,也可提供給企業、公部門、學校與民間單位使用。本研究設計的 SDGs Board Game 可豐富永續發展教育相關課程的教材庫,有助於推廣永續發展教育。其結果與建議,可供未來想運用此遊戲教學,推動永續發展教育的學校與人員參考。
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    桌上遊戲結合的環境議題教學-以能源教育課程為例
    (2022) 馮立誼; FENG, LI-YI
    在十二年國民教育課綱的架構下,正規教育課程更加強調與生活經驗連結,對於「議題的教育」有更多展望;另一方面,越來越多教學者採用具特定議題主題的桌遊產品投入教學。新課綱下教師尋求更多元的教學法、教學媒體與素材,尤其議題教育的架構為桌上遊戲投入教學提供了新的契機,但是當桌遊真正進入課程時,也存在諸多挑戰。於此,本研究期望透過參與真實教學環境下之案例,了解教育現場的桌上遊戲融入議題教學具體過程。本研究為個案研究。研究者與高中專任教師合作,以能源為主題、進行桌遊融入的議題教學設計並實施。經過課前的設計工作、兩個班級先後實施教學,於課程完畢後安排教師訪談、再進行研究紀錄的彙整;文本分析階段則結合教育遊戲設計模型、環境教育教學目標,進行資料的編碼與詮釋。研究者以一能源相關單元的議題教學為個案,分析並詮釋教學現場教師、學生以及桌遊三個角色之間的互動內容;經過對於三者互動的探討,本研究整理出在該個案中,桌上遊戲提供予議題教學的實質內容、對於教學產生的影響。經過研究分析,該個案中各角色之互動內涵如下:(一)桌遊與教師:教學設計與教學方法的改變。(二)桌遊與學生:引起學習動機、促使解決問題。(三)教師與學生:學習經驗的連結與轉化。桌遊則為此次議題教學帶來了兩類內容:議題知識與資訊、議題情境與觀點。本研究最終歸納出,桌上遊戲對於該個案的師生提供了不同面向的益處,而桌上遊戲與議題教學之間的互動及展望也更加清楚。
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    國中代數桌上遊戲之設計與實作:以一元一次方程式為例
    (2021) 翁良綺; Weng, Liang-chi
    本研究旨在設計學習一元一次方程式桌上遊戲,使學生從桌上遊戲中體會並建立等量公理的概念,促進學生對於學習數學的興趣,期望提升學生的學習成效。主要研究提出兩個問題:(1) 如何設計與實作出代數桌上遊戲來學習一元一次方程式? (2) 在此學習工具影響下學生學習成效為何? 本研究採準實驗研究法,研究者針對國一一元一次方程式內容設計桌遊,以APOS理論結合多重表徵,讓學生能在處理等量公理概念時,透過行動建立數學概念,並在正式活動時搭配學習單,讓學生有更多的學習。研究者以某公立國中七年級學生共146人,實驗組學生進行桌上遊戲活動,對照組學生閱讀指定文本,並針對兩組進行前後測與學習感受度問卷,分析學生在活動前後之學習成效與學習感受。 研究結果如下:桌遊設計過程中,需要依據適當的理論進行修改與評估,可以幫助數學概念與遊戲結合。高程度學生在兩種不同教學介入之下學習成效皆沒有顯著的進步,低成度學生在桌遊教學介入下,平均學習成效有顯著進步。而在學習感受度上兩組沒有顯著差異,但部分學生在施測活動進行時表示同意桌遊的有趣性。從上述結果可得知,研究者設計之一元一次方程式桌上遊戲有助於低程度學生提升學習成效,適合作為奠基教學,且不論學習成效與學習感受度皆不差於閱讀文本的學生。而對於高程度學生,適合在遊戲中融入更多代數運算規則與概念,才能促使學生做出更深層的思考,將技能與概念結合融入一元一次方程式中。
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    科學本質桌上遊戲之設計與成效
    (2021) 郭信嘉; Guo, Xin-Jia
    研究旨在探討科學本質桌上遊戲設計與成效,結合自製的手機程式以及自製科學本質桌上遊戲,進行為期一週兩堂課的科學本質桌上遊戲課程,讓學生擔任科學家,體驗從西元前5世紀至西元16世紀的科學發展,探討學生科學本質觀變化之研究。研究對象為臺北市某高級中學學生,共計149人進行科學本質桌上遊戲課程學習,於課程前及課程後分別進行前測、桌上遊戲教學實施以及後測,學生為同所高級中學,進行教學實驗的班級來自相同條後件下母群體之研究對象。研究對象接受科學本質桌上遊戲課程,進行前後側分析,發現其科學本質觀中「創造性」面向的學習呈現正向顯著差異,其餘「暫時性」、「經驗性」、「理論負載性」及「社會文化影響」四個面向均無顯著差異。由此可知藉由科學本質桌上遊戲課程可以增加學生科學本質觀中「創造性」面向的學習。
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    探討使用桌上遊戲於環境教育活動如何促進議題教學與學習興趣
    (2020) 黃俊維; Huang, Chun-Wei
    環境議題為導向的教育探討環境議題的根本原因,來解決問題的策略。並建立大眾友善環境的思考與決策以及友善環境的行為。然而環境議題對於大眾是沉重的,筆者發現民眾往往有逃避的現象。目前桌上遊戲越來越普遍,乃是因為它有趣新奇的特色以及多元的遊戲機制,近年來有些環境教育的講師,結合桌遊的環境議題教學,讓大眾有興趣參與環境議題的教育活動。筆者亦發現有些環境桌遊放入太多的知識,沒有把握遊戲好玩的機制,反而玩家不覺得好玩。 本研究為質性研究,從教學者角度出發,以五名資深且精熟使用桌上遊戲進行環境教育活動的教學者為研究對象,藉由訪談研究對象、收集網站資料為輔,探討他們使用桌遊於環境教育課程的動機、手法、理念與建議,釐清桌上遊戲如何同時促進環境教育中的議題教學與學習者的學習興趣。探究如何使用更優質的方式將桌上遊戲結合環境教育課程。 本研究重要研究結果如下: 一、桌遊的特性可以與環境教育目標知結合,達到覺知、價值、知識和技能的環境教育目標。桌上遊戲根據使用者在課程中,藉由1.體驗議題;2.提供共同討論背景;3.營造討論的契機 的使用,發揮桌遊功能促進議題教學: 二、本研究訪談的五位受訪者活用遊戲活動的特質於課程中,讓課堂氣氛活躍,提升學習者愉悅的感受以及減少對課程的焦慮,以促進學習興趣的生成。學習興趣的觸發需要教師情境的營造,能引起學習興趣的要點為:1.了解完整的遊戲體驗;2. 教育性與遊戲性的比例拿捏;3.遊戲目標與教學目標相同。 三、優秀環境教育桌遊課的教學者所需的相關知能為:1.表達能力;2.桌遊掌握能力;3.敏感度;4.引導者的角色。 本研究根據研究結果,建議未來可以結合議題教學和遊戲教學,協同教學,並且未來可以探討在學校,課程時間有限及結構化下,如何有效的帶領環境桌遊達到較佳的效益。
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    桌上遊戲融入條件機率教學設計與實踐
    (2020) 汪陽; Wang, Yang
    108新課綱的來臨,高中數學從以往的知識和解題導向轉變成能力應用素養導向,學生能在具體有感的環境下學習數學。為了強調具體有感的數學,數學桌上遊戲或許可營造數學感,激發學生興趣積極參與學習。本研究主要是設計能夠幫助學生建構新的數學概念的桌上遊戲並探討學生的學習成效。 研究者以條件機率作為桌上遊戲主題,利用APOS理論搭配多重表徵將條件機率進行起源分解形成假設性學習軌道並融入遊戲歷程中,避免學生的認知層次發生混亂,設計遊戲機制時避免學生產生過多的認知負荷。本研究採用準實驗研究法,以台北市某公立高中兩班高一學生各35人作為實驗組(有桌遊)與對照組(無桌遊),將桌遊定位為學習條件機率前的奠基活動進行教學實驗,透過前後測和學習感受度問卷了解學生的學習成效。研究者將學習成效分成學習表現、學習感受和學習效率三個面向,學習表現以受測學生的後測表現做為參考,後測問題分成基本題、近遷移題、遠遷移題,學習感受分成認知感受、信心、自我效能、學習策略、情意、主動性六大項,學習效率則是以Paas和van Merriënboer(1993)提出的學習效率公式來計算。 主要研究結果如下: (1) 在學習表現上實驗組在基本題、近遷移題、遠遷移題表現均高於對照組,但均無顯 著差異。 (2) 在學習感受上實驗組在認知感受、信心、自我效能、情意、主動性表現均顯著高於 對照組。 (3) 在學習效率上實驗組在基本題、近遷移題、遠遷移題中的學習效率均高於對照組, 但均無顯著差異。 從上述的研究結果可知,桌上遊戲可營造數學感,激發學生的興趣積極參與學習,並且學習表現和學習效率也不會比不玩遊戲的學生還差。