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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Item 初探「科學新聞製播情境」課程的實施與成效(2022) 劉湘虎; Liu, Hsiang-Hu本研究目的在開發科學新聞製播情境教學課程。研究者將「科學不一樣」科學育傳新聞的製播過程，轉化成科學新聞製播情境課程。實際用於高職專題製作課程口頭發表階段課程中。透過科學新聞製播流程的引導下，學生扮演科學新聞製播中三個主要角色(總編輯記者、責任記者及主播)，完成各角色不同的專家任務，協助學生製作出專題的口頭發表。製作一個好的口頭發表，學生首先需要充分理解製作主題相關的內容，並且在有組織架構的規劃下，考量報告的內容和呈現方式是否能夠讓觀眾理解，撰寫報告內容。負責進行口頭報告同學，須將這些內容轉化成為符合日常溝通口語的講述方式，並且運用口語表達的技巧(適當說話速度、與觀眾眼神交流..等)，進行口頭發表。科學新聞以能夠清楚傳遞一項正確科學新知給觀眾為主要目標。以科學不一樣新聞為例，其製播過程中，記者需要理解其中的科學內容，並在總編輯記者的架構規劃下，撰寫新聞稿。而主播則將內容轉換為口語化的描述，而這個過程與培養學生能夠製作出專題口頭報告的目標相符。且由於科學新聞製播過程順序及各角色分工明確，因此，本研究課程使用科學新聞製播情境，並且以學生能理解專題製作科學內容、能夠製作可理解的內容以及提升口頭報告技巧作為本次的課程目標。本研究課程開發，依循ADDIE模式進行。課程分析階段，藉由訪談十位教學經驗均在十年以上，且開設專題製作課程達五次以上的高職在職教師，了解目前在高職專題製作發表階段，教師指導學生製作口頭發表時所遭遇的問題， 並以協助教師解決遭遇問題，做為研發科學新聞製播情境課程的參考依據。另外，研究者訪談兩位媒體專家，參考其建議，確認課程中的角色設定，以求課程中的科學新聞製播情境，能夠更為貼近真實情況。本次課程參與學生，為十位台灣北部高職二年級學生，分為兩組。實施課程名稱為”專題製作 ”課程，持續四周(合計共八堂課)，頻率為一周一次，每周時間為二節課(100分鐘) 。在課程結束後，訪談八位教師，針對課程進行評鑑。資料蒐集分為量化及質性資料，量化資料有學生課前課後的專題科學內容成就測驗、學生口頭發表得分以及採用改編自Germann（1988）「對科學的態度量表」的「對於科學新聞製播情境課程的情意」問卷，作為學生對於課程滿意程度的調查，以了解學生對於課程的喜好程度。質性資料蒐集，研究者以訪談方式，抽樣訪談參與課程的學生，以及課程結束，訪談八位高職教師，藉由觀看學生發表影片、課程錄影紀錄以及課程教案評鑑課程。為課程提出修改建議。由本研究蒐集的資料，進行分析後，可得到以下結果。1.科學新聞製播的課程有助於提升學生對於科學專題內容的理解。 2.學生在科學新聞製播的課程中的發表影片成果，可以幫助八年級生理解科學。3.情意量表呈現出學生不一定會喜愛科學新聞媒體製播課程。4.跨科協同教學可以輔助教師進行科學新聞媒體製播的教學策略。5.角色分配會影響學生對科學新聞媒體製播課程的愛好程度。6 受訪教師大多肯定這樣的教學方式。7.口語發表技巧需要長時間訓練。Item 競爭式學習在實驗策略的合適性探討(2011) 宋千儀; Sung, Chien-Yi本研究探討在高中進行影像處理教學的情形，希望能了解高中生在實驗策略活動的環境中，競爭式學習對學生學習動機的影響，並且比較採用競爭式學習與未採用競爭式學習的學習成效。 以新北市新店高中一年級72位學生作為研究樣本，進行實驗策略活動。以成就測驗前後測成績分析競爭式學習對學生學習成效的影響，並以問卷調查了解學生對於競爭時學習的想法。 研究結果發現，不論是採用競爭式學習，或是未採用競爭式學習，在實驗策略活動的環境中，皆可以改善學生在影像處理的學習成效；亦即，競爭式學習對學生的學習成效不會有太大的改變。無論是否有採用競爭式學習的方式，對學生資訊科學的學習態度而言，雖然前後測並沒有顯著差異，但卻皆有正向的影響。Item 探討合作學習與學習投入對小四學生學習面積與周長概念的關係(2015) 陳怡君由研究者自身的教學經驗與文獻中發現，台灣國小四年級的學生在學習周長與面積單元時，容易出現相互混淆的情形造成學習單元表現不佳。因此本研究利用合作學習法針對小四學生進行為期一週，周長與面積單元的教學，研究能否對概念的理解產生正面的影響效果，並且在合作學習的過程中，加入學生學習投入情況交叉比對，藉以了解學生合作學習、學習投入與其學習表現的關係。本研究採取準實驗研究法進行教學研究，教學時間為五節課。研究對象為宜蘭市某國小的四年級兩個班級的學生，人數共35位，其中一班接受合作學習教學法為實驗組，另一班則接受傳統講述式教學法為控制組。 研究者利用自行編製的前測概念診斷試卷，針對兩個班級的學生進行預試，了解兩班學生在教學前對於周長與面積概念的掌握程度。依照合作學習教學法設計教材，針對實驗進行教學。教學後再進行後測，以檢視兩組學生的學習表現是否有差異。另外在教學前後利用研究者自行編製的「學習投入量表問卷」經信、效度考驗以進行正式施測。藉以了解教學前後學生學習投入改變情形，以及學習投入對於學習表現之影響。本研究主要結果顯示如下: (1) 根據實驗組與控制組學習投入問卷的前、後測結果顯示，實驗組的學生在接受合作學習法教學後，在行為投入與情意投入面向上，後測有提升，控制組的學生則為下降。控制組的學生在認知投入面向上，後測有提升，實驗組則為下降。 (2)兩班學生的周長與面積成就測驗後測成績皆高於前測。接受合作學習法的學生與接受傳統講述法的學生，對於周長與面積單元學習成就上並沒有顯著的差異，但從後測成績的平均分數來看，控制組的學生表現優於實驗組。 (3)將學生的周長與面積單元成就測驗結果、學習投入問卷、學生合作情形進行交叉比對，發現學習投入越高的學生或高合作的學生在後測的表現相對較高。 (4) 分析實驗組學生問卷以及學生的訪談內容，喜歡合作學習法的學生多過不喜歡的學生，多數人認為合作學習法可以增進上課時與同學的互動關係，藉由同學間彼此教學，可以提升學生的學習動機。Item 翻轉教室應用在數學教學之研究(2015) 張正男; Chang, cheng-nan在傳統的教學模式中，老師必須要同步教學且顧及到教學進度無法照顧到個種程度的學生，為了解決傳統團班教學的缺點，延伸出新式的教學模式：翻轉教室。在翻轉教室中，老師必須事先準備好教材並且放在網路上或行動載具中，而學生必須在家裡完成課堂需要討論用到的先備知識的學習，到學校後和老師、同學進行合作學習：使得課堂的主體為學生，知識的引導也以各個學生為進度，教室不在只是老師講述的場所，而是一個老師與學生、學生與學生間、學生與知識間的互動場所。 為了讓學生能在家先完成學習，本研究以行動載具作為學生個人學習的輔具。課堂上的學生利用合作學習法與同儕互相討論、互助學習，以達到特定的學習目的。 本研究以北部某高中二年級學生，實驗組為４１位學生和對照組為４２位學生。實驗組以翻轉教室作為教學模式，對照組以傳統團班講述是教學作為教學模式，兩班進行高二第三冊－三角測量之單元來教學。實驗組學生利用行動載具在家觀看老師事前拍好的教學影片，對照組學生利用課本在家裡預習，並完成課本習題。完成預習後，實驗組學生到課堂上與老師同學進行合作學習，討論還沒有學會的知識，對照組學生依照傳統的教學模式，在教室中進行團班教學。教學完畢後，進行三角測量單元之學習成就測驗，以驗證兩組學習成效。 研究結果顯示兩種教學法在學生於課堂的學習態度上會有產生顯著的差異 使用翻轉教學法的學生在課堂上的學習成效優於使用傳統團班教學。但是科技融入數學教學之態度上並無顯著差異。以傳統團班教學法的班級，其學習態度與科技融入數學教學的態度呈現正相關；反而以翻轉教學法的班級，其學習態度與科技融入數學教學的態度呈現正相關，所以身在教學現場的教師必須省思，是否翻轉教育中對於科技融入教學這個因素帶給學生在學習態度上可能沒有幫助，研究者認為，這是一個值得未來研究翻轉教育省思探討的方向。Item 國三學生突破因附圖造成之論證障礙的學習歷程之研究(2002) 李宜芬; Yi-Fen, Li本研究探討國三學生作幾何證明時，命題中的附圖所造成的幾何論證障礙，及障礙形成的原因；據此設計相關的探究活動，以小組合作學習方式提供學生充分操作圖形及自行構圖的學習活動，觀察學生在此學習環境下，突破論證障礙的學習歷程，以建立幾何論證能力的發展機制。 本研究主要分為兩個階段，第一階段為國三學生學習現況的調查，研究樣本為已修畢幾何證明的國三學生，共兩個班級74位學生接受問卷，第二階段為探究活動的實施，主要有6位學生參與；採用的研究工具在第一階段研究中有基本幾何圖形概念問卷、幾何證明有效性瞭解問卷、幾何證明能力問卷等三份問卷，而第二階段採用的研究工具有學習本以及偵錯問卷。 研究方法主要為詮釋性研究法。探究活動採參與觀察研究法。蒐集的資料有學生問卷的卷面作答情形、探究活動中學生的對話文字稿及學習本內學生所記錄的圖形操作及構圖過程。 針對本研究之研究目的，主要的研究結果如下： (一)國三學生對基本幾何圖形的瞭解源自其典型圖形心像的屬性。 (二)不同附圖形式的改變對於國三學生在論證有效性瞭解上造成影響。 (三)國三學生因附圖形式而造成的幾何論證障礙有：(1)依照典型圖形心像訂定推論目標(2)因附圖視覺表徵導致過度一般化典型圖形之屬性或引用錯誤性質，而造成推論障礙。 (四)在合作學習的情境下，國三學生能經由充分操作圖形及自行構圖的過程，將定義時不要之屬性命題化，進而形成圖形之定義並發現圖形間的包含關係。 (五)瞭解圖形定義的國三學生，能依照題意呈現不同附圖方式，因此能瞭解證明有效性並突破附圖所造成的幾何論證障礙，進行證明。Item 探討POEC與分組合作學習模式在國二「原子與分子」單元的學習成效(2015) 張力中; Chang, Li-Chung本研究旨在探討POEC(Predict-Observe-Explain- Conclusion)教學與分組合作學習(Cooperative Learning)模式，對國二「原子與分子」單元學習成效的影響，同時亦探討校內教師社群對本教學模式共同備課之參與度調查，以及實驗組學生接受POEC與分組合作學習教學後的感受情形。本研究採準實驗研究設計，研究對象為研究者任教學校之二個國二班級，其中一班為實驗組，以研究者所屬校內教師社群所開發之POEC與分組合作學習模式進行教學；另一班為控制組，以傳統講述式教學法教學。教學單元為國二上學期理化科，第六章原子與分子單元，受課堂數為6節課。 本研究之研究工具包含「原子與分子單元測驗卷」、「教師對POEC與分組合作學習共同備課參與度問卷」、「學生對POEC與分組合作學習感受問卷」以及半結構式晤談資料。將測驗卷前、後測結果進行量化分析，了解實驗組與控制組學生經過不同教學法後的學習成效；再進行延宕測及半結構式晤談以了解實驗組學生在「原子與分子」單元學習的情形，之後整理學生在學習感受問卷的填答結果，以了解學生對於接受POEC與分組合作學習模式的學習感受。 研究結果發現：一、在整體比較方面，實驗組與對照組於「原子與分子」單元後測及進步分數統計均達顯著差異，表示POEC與分組合作學習模式較講述式教學更能夠顯著提升學習成效且澄清迷思概念。二、同組內不同學習成就學生比較方面，兩組個別組內高分、中分與低分三群學生進步分數幅度並未達到顯著差異。三、兩組間相同學習成就學生之間的比較來看，高分群進步分數無顯著差異，但中分以及低分群進步分數中皆有顯著差異，顯示採取POEC與分組合作學習模式對中成就以及低成就學生學習成效有明顯改善。四、建議教師以此模式推廣之其他單元之教學。五、大部分的學生喜歡POEC與分組合作學習模式，且確實能提升班級的學習效果。 根據上述結論，本研究做出相關建議，作為現階段國中科學探究教學與未來研究之參考。