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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    高中學生在不同層級及不同表徵的物理解題取向
    (2016) 蘇毅中; Su, Yi-Chung
    本研究旨探討高中學生面對不同層級與不同表徵的物理試題其解題取向及表現。研究資料來源為自行設計的物理測驗試題和空間能力測驗。物理測驗試題為計算題,物理測驗試卷為兩種層級(高層級與低層級)與兩種表徵(文字與圖片)的試題交叉構成,共四種版本。依學生對試題的解題內容分為兩類取向:運動學取向與能量守恆取向。研究對象為大台北地區兩間學校的高二學生,共6個班級150人,試卷於班級內隨機分配,學生依空間能力測驗分為高、低空間能力兩組。 研究結果顯示,學生面對低層級的試題,傾向使用運動學取向解題,且使用運動學解題較易得到分數;而面對高層級的試題,學生傾向使用能量守恆取向解題,且以此取向較易得到分數。當學生面對不同表徵的試題,其解題取向皆以運動學取向解題為主。而不同空間能力的學生沒有特定的解題取向傾向。學生在物理解題時常見的錯誤可分為「與物理概念有關」、「與物理概念無關」兩大類,可細分為9項,其中「忽略系統完整受力」、「物理公式錯誤」此兩項在所有錯誤類型中佔所占比例最高,此兩類屬於與物理概念有關的錯誤類型。 本研究顯示學生對於物體運動的相關物理試題,大多數情況顯示學生傾向使用運動學進行解題。然而學生不論使用何種解題取向,須協助學生物理系統的分析與物理量的使用。
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    探究電腦多媒體教學對於國三學生學習酸鹼概念與概念改變之歷程
    (2005) 楊鵬耀; Peng-Yao Yang
    在科學的課程中,酸鹼概念是相當重要的科學概念,本研究的主要目的在於探討我國國三學生在使用有關酸鹼鹽概念的電腦多媒體教材教學後,其對於酸鹼鹽概念之理解程度、迷思概念及心智模式的類型之改變情形。本研究中,採取了FLASH軟體製作動畫教材,呈現酸鹼鹽單元中抽象的概念,例如:酸性溶液與鹼性溶液的解離情形及中和情形,及酸鹼中和後的水及鹽類的水解情形,並維持教學內容的一致性。 研究對象是以台北縣某高中之國中部國三學生,隨機抽取出二個常態編班之班級共74人。研究重點以國中理化教材為主,統整其中的酸鹼鹽概念,建立重要的教學目標,據此完成電腦教學動畫及教學投影片,將教材分成A、B兩組實施,並採用二階段診斷測驗進行前測、後測、延宕測驗,亦在此兩組各抽取六人,於後測及延宕測驗時進行半結構性晤談,並根據所得的資料,找出學生的迷思概念及心智模式類型的轉變取向。 研究的結果發現:在後測與前測答對率的比較中,A組的學生答對率達顯著差異(p=0.012);B組的學生答對率亦達顯著差異(p=0.000),因此實驗教材的實驗可有效地提昇學生在酸鹼鹽單元中概念的學習。但在不同教材上的實施後,A組及B組之組間比較中,兩次測驗答對率的差異並未達顯著水準,也就是說,這兩份教材的不同並不影響學生學習的結果。在延宕測驗與後測答對率的比較中,A組的學生答對率未達顯著差異;B組的學生答對率亦未達顯著差異,因此概念變化的現象並不明顯。在後測六週後進行的延宕測驗,A組及B組之組間之答對率的差異並未達顯著水準,即表示教材的不同,不影響學生在教材實施後,其概念改變的情形。 在兩次晤談的結果比較分析,我們可以看到在不同的題型中,學生在後測訪談與延宕測驗之間的表現相當不一致,在中低成就的學生中,具有迷思概念維持或是迷思概念的型態發生改變的情形較明顯;在高成就的同學中,於弱酸及弱鹼之解離度變化概念、酸鹼中和概念、氣體溶解之酸鹼概念等相關題型中,亦具有迷思概念維持或是迷思概念的型態發生改變的情形。但無論同學們的成就如何,皆會發生迷思概念改變的情形。 在各項迷思概念類型中,其主要的心智模式如下:在溶液酸鹼性質單元有:現象模式、名稱-符號模式。在酸鹼混合單元有:強度模式、量的模式、電中性模式、名稱模式。在氣體溶解溶液酸鹼性單元有:溶液模式、壓力模式。在電解質解離單元有:解離度錯置模式、濃度模式及通電模式。在酸鹼強度與氫離子濃度的有:強度模式、量的模式、溫度錯置模式。在弱酸弱鹼稀釋單元有:恆定模式、體積改變模式、濃度模式、平衡方向錯置模式。
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    以學習環之教學策略探討國中學生溫度與熱相關概念的學習成效
    (2004) 黃先明
    本研究旨在探討不同課程對於學生在溫度與熱相關概念認知的影響以及經過學習環教學後學生的學習情形。研究進行時藉由面談方式來瞭解學生對於溫度與熱概念的想法 ,根據學習環之教學策略來設計溫度與熱相關概念教學活動,來幫助學生學習與導正學生既有的錯誤概念,再以二段式診斷測驗為測試工具收集資料加以分析統計結果。本研究的對象為國中二年級與三年級學生,分成實驗組與控制組,共計294人。主要的研究結果說明如下: 一、學生對於溫度與熱的雖然基本定義不清楚,習慣用日常生活經驗或感官來解釋溫度與熱的現象,因此產生許多錯誤的想法。在熱不具質量概念方面,多數學生認為加熱會讓物體膨脹,外觀變大即代表質量增加,所以產生了熱有質量的錯誤概念。 二、比較年級的認知差異方面,研究主要發現學生在熱不具質量、熱的傳播方式以及化學反應所伴隨的放熱反應等方面的答對率隨著年級的增加而成長。 三、本教學模式對於實驗組學生溫度與熱相關概念的學習具有正面的幫助,尤其在熱對物體造成體積膨脹的概念及狀態改變時溫度不變的進步幅度最大。
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    POE教學策略對國中學生光學迷思概念影響之研究
    (2012) 翁靖婷
    本研究目的為探討不同學習成就學生的光學迷思概念差異和以「預測-觀察-解釋」(Prediction-Observation-Explanation ,簡稱POE)的教學策略探究學生對光學迷思概念改變的成效。本研究以台北市某國中九年級學生共43人為研究對象,先以光學概念二層式測驗為前測,來診斷不同學習成就學生所具有的光學迷思概念類型,接著利用依據學生所持有的光學迷思概念及POE教學策略設計而成的學習教材進行教學,並在教學結束後二週進行光學概念二層式測驗後測來瞭解POE教學的成效及學生概念改變的情形。研究結果發現:(1)不同學習成就的學生可能具有類似的迷思概念。(2)POE教學對於改善不同學習成就學生在光學單元的迷思概念均有顯著成效。(P<.05)(3)本研究發現運POE策略讓學生本身對於某一現象,進行預測、觀察與解釋,在學生面臨預測與觀察的結果有所衝突時,會促使學生去思考原本概念的正確性,進而修正或改變原有的概念。POE教學特別有助於將學生在日常生活累積的經驗而衍生出的迷思概念,轉變成正確的科學概念。本研究建議:(1) 教師在教授平面鏡成像的性質時,可以使用視差法來讓學生直接觀察成像的位置。(2)大部分學生對凸透鏡被不透明物遮蔽的成像問題,都存在著迷思概念。因此,建議教師在教授此單元時,增加POE的實驗教學,讓學生能實際操作與觀察,對建立學生正確的科學概念應能有所助益。