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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    七年級學生在動態數學遊戲中的學習表現與感受-以二元一次方程式圖形為例
    (2023) 方琦彰; Fang, Chi-Chang
    此次研究係以二元一次方程式圖形為主題,依APOS理論設計一套數學教材並且配合起源分解預設出一條學習軌道來決定學習的內容與順序。配合數學微世界理論,設計具有互動性的動態視覺化數位學習環境。用遊戲的形式呈現教材,讓學生在遊戲中探索並與數學物件互動,藉此瞭解二元一次方程式如何在不同數學表徵之間的轉換而形成直線圖形。利用自己的數學知識探索環境並與視覺化的物件互動以構建數學知識。本研究的學習環境分為實驗組(數學微世界的互動數位學習環境)與對照組(不具有互動性的數學遊戲展演),藉以探討不同學習環境對七年級學生產生的學習成效與學習感受之影響。本研究採取準實驗研究法,以國中未接觸二元一次方程式圖形之七年級學生為研究對象,進行二節課的學習活動,有效樣本為204人。主要研究結果顯示: 一、 學習成效方面,兩個組別基礎題皆有進步,實驗組整體比對照組整 體有顯著進步。實驗組低學習表現比對照組低學習表現有顯著進步, 實驗組高學習表現比對照組高學習表現未達顯著差異。 二、教材學習感受方面,學習策略面向實驗組整體邊際顯著高於對照組整 體。 三、軟體操作學習感受方面,題項"我覺得使用這套軟體學習二元一次方程 式圖形比之前上課來得容易懂。"實驗組整體顯著高於對照組整體。 研究結果顯示,數學微世界學習環境中,對於低學習表現的學生較能發揮學習的效果,適合作為奠基進教室的教材。因為不需要老師的教學介入,所以可以做為自主學習的教材。
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    APOS教學對七年級學生學習線型函數概念之影響
    (2013) 張 耀文
    本研究主要目的是以「線型函數」單元為主題,探討「APOS教學方式」與「傳統教學方式」兩種教學,對學生學習線型函數概念的影響。研究設計是採準實驗研究法。研究對象為台北市某國中七年級學生,分兩組為實驗組與對照組。實驗組進行APOS教學課程,對照組則進行傳統教學課程。 兩組的教學教材,皆為翰林版國民中學數學課本第二冊與習作為主。但APOS教學活動是以Asiala等人(1996)所建立的「概念層次」為架構,將課本與習作重新依概念層次編排而成;傳統教學是依照翰林版國民中學數學課本第二冊所呈現的內容順序進行。 研究依據Dubinsky(1991)所提出的概念發展層次:「動作」、「過程」、「物件」及「基模」,進行上述重組教材實驗教學,並設計線型函數測驗卷(後測及延後測),來安置學生在教學後與經過一段時間後(約莫一個月)的線型函數概念層次,以分析學生概念改變及保留情形。 本研究主要發現如下: 1.經過教學後,實驗組與對照組學生在後測的概念層次上以「百分比同質性檢定」未達顯著水準,但兩組在延後測時則得到 p^(**)=.041<.05,達到顯著水準。顯示接受APOS教學方式的學生概念保留的程度較傳統教學方式的學生高。 2.實驗組在三次測驗中,學生進階至「物件」層次且維持的人數較對照組多,而退階至「動作」的人數亦較對照組少,顯示APOS教學方式對學生概念提升與理解有所助益。 3.在三次測驗中,兩組在代數表徵與圖像表徵的延後測上,以「百分比同質性檢定」皆達到顯著水準;而表列表徵則在三次測驗中無顯著差異。顯示APOS 教學在函數的「代數表徵」與「圖像表徵」的概念保留上,有明顯助益。
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    橢圓概念教學影片不同的呈現方式對學生的學習成效與認知負荷感受之影響研究
    (2019) 莊濬豪; Chuang, Chun-Hao
      隨著科技的發展,網路上有大量的多媒體教學影片,數位學習(e-Learning)已逐漸成為重要的學習管道,綜觀過去的研究,多媒體學習認知理論與認知負荷理論廣泛應用於數位教材的設計上,然而教學者手勢與動畫在數位教材中所扮演的角色仍有待進一步探究,本研究以數學學科本質、科技特色、認知結構、研究工具這四個面向探討橢圓概念教學影片是否包含教學者手勢與/或動態繪圖對學生的學習成效與認知負荷感受的影響,並以學生特質的觀點進一步探討此影響是否因學生的學習準備度(高學習成就、低學習成就)或認知風格(視覺型、語文型、混和型)而有所不同。本研究採準實驗研究法,並由研究結果建立以下假說:一、教學者手勢對學習成效的影響與所學的內容或學生的學習準備度有關(如後測試題第3題、第4題)。二、動態繪圖有助於建立學生概念結構中的心智圖像,強化表徵之間的動態連結,並促進遷移題的表現(如後測試題第5-1題)。三、高學習成就的學生其認知負荷感受顯著低於低學習成就的學生。
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    重複組合不同文本呈現方式對學生學習表現與認知負荷影響之研究
    (2015) 陳佩德; Chen, Pei-De
    重複組合是一個困難且複雜的單元,如何幫助學生降低其認知負荷並達到學習成效是一個重要的議題。本研究目的在探討透過不同文本呈現方式對學生的學習表現與認知負荷的影響。 實驗一主要是探討重複組合示例分段與否對學生在學習表現和認知負荷的影響。研究對象為206位公立高中高一學生,並隨機指派版本(分段版本、未分段版本)。主要研究結果為分段的呈現有助於提升低程度和未預習的學生其學習表現,且會提升一般學生的閱讀意願。 實驗二主要是探討重複組合示例公式呈現順序對學生在學習表現和認知負荷的影響。研究對象為193位公立高中高一學生,並隨機指派版本(先呈現例子版本、先呈現公式版本)。主要研究結果為公式的呈現順序對學生的學習表現無顯著影響,但先呈現例子版本能有效降低學生的認知負荷。 實驗三主要是探討重複組合示例表徵呈現順序對學生在學習表現和認知負荷的影響。研究對象為202位公立高中高一學生,並隨機指派版本(先呈現語意表徵版本、先呈現代數表徵版本)。主要研究結果為先呈現語意表徵有助於提升低程度和未預習的學生其學習表現,且有效提升一般學生的閱讀意願,但也增加了認知負荷。 學生在閱讀不同版本情況下,學習表現和認知負荷的關連,主要研究結果如下:(1) 分段和先呈現語意表徵版本,學習表現和認知負荷幾乎沒有關連;(2) 未分段版本,學習表現越好的學生,認知負荷越低;(3) 先呈現例子版本,學生的閱讀意願、投入努力和學習表現關連甚小;(4) 先呈現公式版本,低程度和未預習的學生,學習表現越好認知負荷越低;(5) 先呈現代數表徵版本,未預習的學生的信心水準可反應其學習表現。