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 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。Item 大學生科學本質觀之評析(2021) 陳政修; Chen, Zheng-Xiu本研究旨在利用科學本質問卷研究不同學院的大學生經過九年一貫國民義務教育以及高中科學課程後,其科學本質觀在七大面向的表現,包含「經驗性」、「暫時性」、「理論負載性」、「創造性」、「社會文化影響」、「推論性」以及「科學理論與科學定律的關係」。本研究工具是由Lederman、Abd-El-Khalick、Bell與Schwartz (2002) 所設計的VNOS-C量表的中譯版本 (Liu& Lederman,2007) 共八題開放式問卷。透過分析歸納法(analytic induction)將75位修習科學本質課程大學生的作答,利用科學本質觀點分類表進行編碼,將其作答歸類成三種想法:樸質型想法(naïve)、過渡型想法(transitional)以及知識型想法(informed)。而後分析不同的學院間的差異,並進一步與他國(中國、加拿大、美國)相關研究相比較。研究結果歸納如下: 一、超過一半的受試者「經驗性」、「理論負載性」與「科學理論與科學定律的關係」三面向呈現質樸型想法。 二、課綱中著重的面向與受試者的科學本質觀層次無明顯相關,反而課綱著重的「經驗性」面向,受試者呈現較高比例的樸質型觀點。 三、理學院在「經驗性」面向上明顯優於工程學院;文學院在「暫時性」與「社會文化影響」面向上知識型觀點的比例高於其它學院;教育學院在「推論性」面向上過渡型與知識型觀點的比例高於其它學院。 四、「科學理論與科學定律的關係」為各國整體大學生中知識型觀點比例最低的面向;並且我國理學院學生在「社會文化影響」面向得分較高,反之「理論負載性」面向得分較低。 綜合以上結果,分別對科學本質觀分類表及未來研究者提出相關建議。Item 科學史及社會性科學議題融入基礎化學課程對學生科學本質理解的影響(2021) 簡佑庭; Jian, You-Ting本研究旨在探討教學者在高一基礎化學(一)課程中融入科學史及社會性科學議題後對學生科學本質理解的影響。配合課本單元順序先進行八週的科學史教學融入,採講述式教學,內容以課本提及的為主再進行額外補充;接著進行為期四週的社會性科學議題融入課程,以時事「無核家園」為題探討太陽能取代核能的可能性,以修正式學習環教學,搭配小組討論、角色扮演、辯論和發表。研究對象為新北市某公立高中一年級學生,共三個班,有效樣本共97位。研究工具使用VOSTS9問卷,依序在學期初、科學史教學介入後及社會性科學議題教學介入後進行三次施測,並以McNemar卡方分析處理數據;社會性科學議題教學介入後會另請學生填寫關於主觀性、經驗性及暫時性的學習單,依其內容評定科學本質理解之觀點。研究結果顯示高中生的科學本質在「科學知識的特性」項目多數持有理性觀點,「假說、理論與定律」項目持有理性觀點的人數最少。科學史教學後,學生在「科學方法」與「發明假設」這兩項科學本質理解有顯著提升。社會性科學議題教學後,學生在「領域間的調和性」及「分類系統」這兩項科學本質理解有顯著下降;「主觀性」及「經驗性」僅不到三成的人具有理性觀點。研究最後對科學史及社會性科學議題融入教學和評量方法提出建議與改善,期許對未來科學本質理解提升的相關研究有所貢獻。Item 科學史與科學概念教學順序對學生科學認識觀與學習動機之影響(2015) 邱奕華本研究針對高中一年級基礎物理「光電效應」單元,設計三組教學方式:「科學史─科學概念教學」(後稱歷史概念組)、「科學概念─科學史教學」(後稱概念歷史組)以及「傳統教學」(後稱對照組),探討科學史教學對學生學習的影響以及科學史教學和概念學習的順序關係。本研究共270人,每組90人。利用研究工具「科學認識觀問卷」、「科學學習動機問卷」、「隨堂學習單」並分析學生小考和段考成績,「科學認識觀問卷」和「科學學習動機問卷」以相依樣本t考驗和MANCOVA分析,「科學概念問卷」以ANOVA分析。 結果發現,在科學概念問卷中,三組學生無顯著差異,顯示相較於傳統教學,科學史教學並未對學生產生不利影響;在科學認識觀問卷中,概念歷史組有最佳成效,對照組則顯著退步;科學學習動機問卷中,各組均有退步趨勢,顯示學生學習動機下降;在學生對光電效應單元的看法中,概念歷史組和對照組均顯著優於歷史概念組,顯示不恰當的教學順序可能造成學生學習受挫。實驗結果顯示出概念歷史組的教學成效最好,歷史概念組對光電效應課堂看法觀感最差,對照組科學認識觀顯著下降,顯示恰當的教學順序能促進學生學習,不恰當的順序則導致學生學習認知負荷增加,建議進行科學史融入教學前學生可先行學習科學概念。Item 以科學史歷程短文教材設計之家庭聯絡本對八年級學生科學本質的影響(2013) 陳琼輝本研究的目的,在將科學史歷程短文融入學生家庭聯絡簿,藉由學生每日閱讀科學聯絡簿內的文章,與針對科學歷程短文提出的科學本質反思問題提問,進行科學寫作的回答,期盼能提升學生的科學本質觀。並提出研究者自行編寫之科學歷程短文教材及其寫作設計背景與寫作手法,盼能對後續科學史教材設計提出新的看法。 本研究選取台北市某兩國中各一班共61名學生參與本研究的聯絡本閱讀介入的研究。採用質量並重的方式收集資料,利用林陳涌(1996)「了解科學本質量表」(UNOS),在一百零一學年度下學期的學期前後進行測驗,並依據學生在科學聯絡簿上進行科學寫作的回答情形,輔助前後測t考驗的差異結果分析。 研究結果顯示,學生在接受科學聯絡簿融入每日科學閱讀與寫作之後,科學本質的提升效果非常顯著(t=-6.75)。而女生在UNOS的分數提升程度大於男生,但是未達顯著水準(P=0.126 > 0.05)。高成就組學生的科學本質觀點的提升程度,是明顯大於低成就組學生(P=0.041< 0.05)。 本研究最後提出有別於科學本質明示教學的方法,利用聯絡本這一種類似課外讀物的閱讀材料,建立學生每日的閱讀與寫作的習慣,透過科學歷程短文與科學本質反思問題寫作,能夠有效提升學生的科學本質觀。並列出本科學聯絡簿的各種使用方法與建議,期許能對學生科學本質的提升有所貢獻。Item 科學史融入高中物理熱學與光學之教學研究(2013) 張永昌面對十二年國教即將實施,培養學生具備足夠的科學素養,成為高中物理教學的重要目標。本研究針對高三物理熱學與光學兩個章節,透過準實驗研究的方式,將研究者任教的兩個班級分別採用科學史教學(43人)與一般教學(38人)的形式,探討不同教學模式對於學生在科學本質觀點及學習成就的影響。 透過研究工具「了解科學本質量表」進行相依樣本t考驗分析得知,相較於一般教學,學生的科學本質觀點在科學史教學後,有顯著的提升(t = 3.081,p< .05),且原持有科學本質觀點較接近傳統觀的學生,提升的程度最為明顯;透過ANCOVA分析學生在傳統期中考試題的表現得知,成績原本較差的科學史教學組學生在科學史教學後與一般教學組學生的成績差距逐漸拉近,因此,長時間的科學史教學對於學生學習是有助益的;經科學史教學後,學生在PISA類型試題的表現優於傳統期中考試題,此結果可做為後續相關研究選擇學習評量工具的參考。 雖然大多數(92.3%)學生對於將科學史融入高中物理教學抱持正面與肯定的態度,但是,部分(20.5%)學生認為回答科學史教學活動所安排的科學本質問題是有困難的,此外,超過一半 (61.5%)的學生,在即將面對升學考試的壓力下,認為科學史教學比較適合安排在高一課程,上述學生對科學史教學的反應,以及研究者最後依據研究結論提出幾項建議,可做為後續教學與相關研究參考。Item 國中生社會性科學議題的論證研究(2010) 謝慈雪本研究以三個社會性科學議題做為教學素材,探討兩組國中學生分別經過和未經過論證寫作,在科學本質觀的差異。研究結果發現實驗組學生(145人)實施論證寫作後,在「了解科學本質量表」的得分顯著高於對照組學生(111人)。 實驗組學生進行論證寫作時,學習單的框架包含五個面向:「自己對於議題的立場」、「依據何種理由支持或反對議題」、「理由背後的證據」、「他人可能的反駁」、「自己對他人反駁的再反駁」。學生在議題二、三的論證完整度顯著高於議題一。尤其是學業成就高分組和中分組學生能提出「反駁、「再反駁」的人數增加了,而低分組學生在三個議題的論證能力則沒有顯著差異。 學生支持或反對議題的理由大致可區分為依賴直覺、依賴情感、依賴理性三種,其中多數的理由是依賴情感或理性,只有少數理由依賴直覺。學生在論證的過程中使論證品質降低的原因如下:未提出證據、提出的證據和理由無關、誇大證據的效力、無法察覺他人可能的反駁、無法針對他人的反駁提出再反駁。Item 以互動式歷史小故事與科學寫作活動促進學生理解科學概念與發展科學本質觀(2008) 張宗婷; Tzung-Ting Chang本研究旨在探討互動式歷史小故事及科學寫作活動融入自然與生活科技領域教學對於學生在科學概念的學習、迷思概念之澄清及科學本質觀之理解的響,並探究學生經由科學寫作活動所呈現之科學概念及科學本質觀之學習情形。本研究以準實驗研究法,比較學生在「互動式歷史小故事的教學」、「互動式歷史小故事與科學寫作活動的教學」以及「一般教學下」,學生於迷思概念的澄清及科學本質的學習情形。本研究採便利取樣選取國中七年級學童,共93位,以「科學本質問卷」及「人體血液循環系統二階層診斷式測驗」進行資料蒐集,並經由學生的寫作學習單內容,輔以半結構式晤談探究學生的血液循環概念及科學本質觀。之後運用SPSS 13.0進行平均數差異檢定中的配對樣本t檢定及單因子共變數分析處理試卷調查數據,並以研究者發展之血液循環及科學本質觀學習進程評量準則,將學生寫作學習單進行編碼評分,配合晤談資料進行彙整,交互比對後形成本研究之結論。 所得之研究結果為:(一)將科學寫作活動融入互動式歷史小故事的教學,可幫助學生澄清血液循環相關的迷思概念,尤以對於低分組(前測成績低於7.23分,前測滿分為18分)的學生影響為最;(二)實施互動式歷史小故事融入自然與生活科技教學,能幫助學生認識較符合當代的科學本質觀;(三)將科學寫作活動融入互動式歷史小故事的教學,可提升學生對於科學本質的認識;(四)本研究所發展之互動式歷史小故事教材及科學寫作活動學習單,有助於學生瞭解科學本質向度:「科學知識是可以被改變的」、「科學無法提供所有問題完整的解答」、「科學知識是邏輯和想像的混合體」以及「科學活動強調證據」。