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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    運用Go-Lab不同的探究教學方式對學習成效與認知負荷之影響:以遺傳學中心法則的概念為例
    (2021) 陳必豪; Chen, Bi-Hao
    本研究以建構主義取向觀點切入,探討以電腦模擬結合探究式學習的教學情境中,主動處理對學習成效與認知負荷感受之影響。綜觀過去研究,電腦模擬與探究式學習都是奠定於學習者主動處理的前提之上,而主動處理的過程能給予學習者更多的主控權,進而引發學習者更深層的認知思考過程。然而,主動處理的過程可能在各種嘗試的探索當中產生較高的認知負荷,未必有利於學習。因此,不同的教學設計應納入學習者先備知識程度來進行考量。本研究以生物學遺傳中心法則概念為例,結合電腦模擬與探究式學習情境(Go-Lab),探討學習者是否主動操作電腦模擬(模擬組、影片組)對學習成效與認知負荷感受之影響,並進一步探討此影響是否因學習者先備知識程度而具有調節效果。本研究採準實驗研究法,以108學年度就讀桃園市的高中一年級學生為研究對象,並自編「學習成效測驗」與「認知負荷量表」為研究工具,共回收108份有效問卷。將資料以描述性統計、雙因子變異數分析與共變數分析進行統計分析。本研究結果摘要如下:一、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中,「影片組」與「模擬組」在學習內容學習成效上,沒有顯著差異。且與學習者先備知識程度無顯著交互作用(無調節效果)。二、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中,「影片組」與「模擬組」在過程技能的學習成效上有顯著差異,且模擬組優於影片組。但是,此影響與學習者先備知識程度無顯著交互作用(無調節效果)。三、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中,「影片組」與「模擬組」在實作學習階段之認知負荷感受有顯著差異,且影片組高於模擬組。但是,此差異與學習者先備知識程度無顯著交互作用(無調節效果)。四、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中,「影片組」與「模擬組」在整體課程之認知負荷感受沒有顯著差異;且與學習者先備知識程度無顯著交互作用(無調節效果)。
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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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    Inter-layer interactions of noise-driven neural network
    (2017) You Anni; Anis Yuniati
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    線上課程對高二學生四季成因概念學習的影響
    (2003) 曾永祥
    本研究以概念改變(conceptual change)理論為基礎,結合電腦模擬(computer simulation)教學策略,發展一套四季成因線上課程,探討高二學生在課程進行前所具有的四季成因另有概念和課程結束後的學習成效與概念改變情形,並分析學生的空間能力對其四季成因概念學習的影響,最後歸納學生對此線上課程的綜合意見,以做為未來發展地球科學相關網路教學課程的參考。研究對象為台北縣某國立高中兩班高二第一類組選修地球科學的學生,有效樣本共76人。研究工具包括四季成因線上課程、空間能力測驗、課程回饋問卷與四季概念診斷測驗、概念圖及半結構式晤談三種四季成因診斷工具。資料分析方法在量的方面採用t考驗(t-test)、卡方分析(χ2 analysis)、單因子共變數分析(ANCOVA)與線性迴歸分析(linear regression);在質的方面採用內容分析及概念圖的歸類和評分。主要的研究結果如下: 一、高二學生在進行課程之前,對四季成因普遍具有另有概念,有些另有概念類型是文獻中未曾出現過的,可能來源是直覺經驗或教科書的誤導。 二、學生在完成課程之後,在概念圖與四季成因診斷測驗得分有顯著進步,所具有的另有概念類型也普遍減少,顯示四季成因線上課程可以幫助學生學習四季成因概念,並達到概念改變的目的。另外,學生的空間能力測驗得分會影響其概念圖後測得分,也就是學生在四季成因線上課程的學習成效,和本身空間能力有很大的關係。 三、對四季成因線上課程的學習觀感,大多數學生認為本課程的模擬動畫不僅能引起學習動機,更可以將文字難以表達的抽象概念具體呈現,並藉由操弄動畫的過程探索四季成因概念。 四、本研究的課程提供互動式的線上學習環境,提供了多元化的教學方式,讓學生主動建構四季成因概念。然而研究結果顯示,學生在缺乏教師引導的情況下,會誤解課程動畫所呈現的概念內容,造成概念的混淆。因此,如果能夠在課程進行過程加入老師的引導,可以減少學生在學習過程產生的迷思。