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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    探討科學文本的機制可能性對辯證形式評估與閱讀歷程的影響
    (2020) 林庭伊; Lin, Ting-Yi
    對於主張的辯證方式(justification)最常討論到的是實徵數據與機制原理,Kuhn(1993)認為應該要屏除原本的信念,獨立的看待實徵數據,但Koslowski與Masnick(2012)認為這兩者難以輕易分割,彼此會相互影響,且機制原理會協助對於數據的判斷。此研究針對大學生了解其閱讀科學文本後的辯證方式與閱讀歷程。科學文本會同時呈現機制原理與實徵數據,從中操縱機制原理可能性(即能否直接想出實徵數據變項間的因果機制),以了解大學生究竟會如何評估科學主張;並同時使用眼球追蹤系統記錄大學生閱讀的歷程。 研究結果顯示,機制原理可能性,對於閱讀前的主張可能性評級有顯著的影響,如同實驗操弄;閱讀後的主張可能性評級都有顯著提升,表示受試者獲得數據和機制的資訊之後都會更相信主張的可能性。在辯證方式上,大多數受試者在兩主張會採用相同的辯證方式(34%使用數據為主;38%使用機制為主);但在採用不同辯證方式的情況下,大部分的受試者(26%),在機制原理可能性高的主張以數據為主,機制原理可能性低的主張以機制為主,後者因提供機制資訊可讓受試者更了解數據變項間的因果關係,而前者不需要額外提供機制資訊即可了解故以數據為主,如同實驗預期。在閱讀時則發現不同的結果,在閱讀時整體會較注重機制的辯證,但以數據來說會在機制原理可能性低的文本花較多時間,未完全符合在機制原理可能性高的主張以數據為主,機制原理可能性低的主張以機制為主的實驗預期,可能的原因是文本內容對於受試者的易理解性導致,所以會在比較不易理解的部分花更多時間閱讀,顯示主張可能性評級、辯證方式、及閱讀歷程反應不同的認知歷程。
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    以眼球追蹤方法初探高中生教科書之圖文閱讀歷程與概念理解
    (2012) 王又亭; Wang, Yu-Ting
      圖文兼備的教科書在現今學校教育中是教師教導與學生學習的主要依據,因此,教科書上的圖文閱讀歷程與概念理解之間是否會存在關係值得我們進一步探討。本研究主要使用眼球追蹤技術,紀錄高一學生對於高一生物教科書圖文內容的閱讀歷程,並使用研究者自編的理解測驗來測試高一學生對教科書中內含概念的理解程度,進而討論閱讀歷程與概念理解之間的關係。眼球追蹤資料經過統整後,使用SPSS 19 軟體搭配依據理解測驗結果的分組,進行描述性統計、同質性檢定與單因子變異數分析(ANOVA)。結果發現,學生在文字部份所花費的凝視時間普遍比圖片部份高。在文字部份,高分組對於新資料區的文字花費較多的視覺注意力,同時也具有較多的回視次數;而在圖片部份,高分組普遍有對理論示意圖的凝視點數較多、圖文交互閱讀次數也較多的結果。
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    以眼球追蹤法分析國中數學幾何試題的解題歷程
    (2018) 闕妤安; Chueh, Yu-An
    為能瞭解不同數學幾何學習經驗的學生如何解題,本研究以Usiskin在1982年發展的Van Hiele幾何思考層次測驗做為前測問卷,以得知學生之先備幾何能力與經驗,透過眼球追蹤技術可以瞭解各區閱讀比重情況,以探究不同幾何能力學生的解題歷程。本研究以28位非理工科大學生為受試者,蒐集其解決數學幾何問題時的眼動資料,隨後進行晤談。結果發現,(1)區域內閱讀時間百分比(PTSZ)而言,「幾何圖形與尺規作圖」中,幾何思考層次較高的學生因對於幾何性質更為清楚明確,相對分配較少時間處理選項區域內的訊息,在「三角形的基本性質」單元中,幾何思考層次較高的者,分配較多時間在求解標的與附圖中所提供的線索,「相似形」、「圓」和「幾何與證明」,幾何思考達第三層次的學生通常花時間在問題及題幹區域百分比較高。高思考層次組較能在解題過程中,分配較多時間在解題資訊所在之處。(2)區域內首次閱讀凝視時間(FPFDZ)而言,幾何思考層次較高的學生,會花較多時間在關鍵資訊上建構問題表徵。(3)區域內總凝視時間(TFDZ)而言,整體而論,高幾何思考的學生,會花較多時間在處理附圖區域的資訊。(4)圖文交互閱讀次數和回視而言,在「圓」單元中,低思考層次者嘗試在問題和正解返回題幹區域間搜尋相關線索的交互閱讀次數較高思考層次者多,且從正解回視問題區域的次數明顯多於高思考層次者,表低思考層次者可能因對於圓的幾何性質不熟悉,需反覆確認及搜尋題目所提供的線索,此過程中亦可能對於題幹中的資訊仍有部分尚未理解。(5)此結果部分與過去研究相符,論文最後提供此研究對於數學教學上的建議。
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    學生分類學概念訊息處理模式及對分類學發展的看法與解釋
    (2019) 曾盈嘉; Zeng, Ying-Jai
    本研究欲探討不同學習成就之非生物相關科系大學生,在閱讀高中基礎生物課文時,對於基礎生物課文內容的整體注意力分配;且欲了解不同先備知識之非生物相關科系大學生,在閱讀科普演化樹文本時,對於演化樹文本之內容的整體注意力分配。同時探討非生物相關科系大學生在閱讀科普演化樹文本後,所提出之科學解釋類型及表現,與其閱讀演化樹文本時的歷程及先備知識是否相關。 受試者為32位非生物相關科系且高中非三類組之大學以上在學生,實驗流程為讓受試者閱讀基礎生物課文之演化證據文本,並填寫學習成就測驗卷,再依據學習成就測驗卷之成績將受試者分為高、中、低分三組,並進行三組眼動結果比較。後測結束後讓受試者閱讀科普「鳥類最新演化樹」文本,依先前之學習成就結果作為先備知識高低的依據,並比較三組受試者在眼動歷程上的差異。受試者閱讀鳥類最新演化樹文本後會進行簡短的分類學看法訪談,並針對其提出之科學解釋進行分類及評分,進行科學解釋類型、科學解釋表現與先備知識及眼動指標之相關分析。 結果發現,學習成就較高的高分組於閱讀圖片上分配較多的注意力,而中分組傾向從文字中得到訊息。低分組於組織文章架構碰到困難,因而在副標題區有較多注意力分配。圖文交互閱讀次數則是高分組、中分組皆高於低分組。在演化樹文本的閱讀歷程中,先備知識較高者比起先備知識較低者分配較少的注意力及認知資源即能理解文本,而比起先備知識較不足的低分組,中分組能夠判斷有許多關鍵內容的內文一需仔細閱讀。而在科學解釋的相關分析中,結果表明科學解釋類型與先備知識無關,但科學解釋表現分數與先備知識呈顯著中低度正相關。在閱讀歷程上,科學解釋表現和文章標題、內文一、內文二、圖說一、圖說二及舊演化樹物種名稱的眼動指標呈正相關。而科學解釋表現與內文一的區域閱讀時間百分比呈接近顯著的負低相關,顯示讀者於內文一分配較多注意力是因為碰到閱讀困難。
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    以眼球追蹤技術探討先備知識、閱讀歷程以及科學閱讀理解的關係
    (2015) 王琇怜; Wang, Hsiu-Ling
      對於大部分的學生來說,閱讀科學文本是學習科學知識的主要方法與來源,然而學生在科學文本的閱讀理解表現各有不同,若能了解學生的先備知識對於閱讀歷程以及科學閱讀理解的影響,將有助於促進學生的科學學習成效。在本研究中,首先測驗40位高中受試者對施測文本相關概念的理解程度,並以眼球追蹤技術記錄受試者閱讀科學文本的歷程,最後使用理解測驗測試受試者對於文本的理解狀況,以了解先備知識、閱讀歷程和閱讀理解間的關係。在資料分析方面,研究者利用前測結果進行變異數同質性分析來區分受試者的先備知識程度,分為高、中、低三組,並且依據分組對眼球追蹤的數據與後測資料進行描述性統計、單因子變異數(one-way ANOVA)分析及平均值等式穩健測試,再以皮爾森相關係數檢定以了解閱讀理解與眼球追蹤數據的相關性。   研究結果發現,先備知識的差異與學生在科學文本上的閱讀理解有關,先備知識高比先備知識低的學生具有較佳的閱讀理解。眼球追蹤的數據顯示,先備知識與學生在閱讀「研究方法」的平均凝視時間、「根據資料而形成之科學推論與解釋」的回視次數、「預測模式圖」與「預測模式關鍵圖區」的平均凝視時間、「預測模式圖」的第一次閱讀凝視時間、「數據趨勢」文字描述的總閱讀時間與總凝視時間、第一次凝視時間等眼動形式有關。閱讀理解與眼球追蹤數據的相關分析發現,讀者的視覺注意力分配與閱讀理解具有相關性,整體、文本內容閱讀理解較佳且能應用文本概念於不同情境下進行推論與解釋之讀者針對文章中「數據趨勢」的文字描述具有較少的視覺注意力分配,並在「背景知識」文字描述、「根據資料而形成之科學推論與解釋」有較多的回視次數,在「背景知識圖」有較少的第一次閱讀凝視時間,顯示閱讀理解層次較高的學生會有較多的訊息整合以幫助閱讀理解。