科學教育研究所
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本所於民國75年秋奉教育部核准設立，經當時理學院吳院長京一、與數學系、物理系、化學系、生物系、地球科學系等系主任，以及本校科學教育學者之籌備和規劃，分別於75年成立博士班，於76學年度招收第1屆博士班學生，83年成立碩士班，於84學年度起正式招收第1屆碩士班學生，87年成立教學碩士班，於88學年度招收第1屆教學碩士班學生。
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Item 探討數位學習環境中學生科學探究歷程和學習策略-總計畫（Ⅲ）(行政院國家科學委員會, 2011-07-31) 吳心楷; 許瑛玿; 黃福坤本縱向研究旨在檢視科技導入學習模組對學生探究能力的影響，並在為期兩年的研究 中與對照組進行比對。我們根據5E 學習環發展了三套學習模組，主題分別為四季、環境議 題及空氣污染。每套模組課程約為10-12 堂課，並在不同的學期進行實施。探究組共有24 名七年級學生，全程參與三種科技導入學習模組；另外，對照組是27 名七年級學生在兩年 內接受傳統教學法。為了追蹤學生的探究能力表現，我們發展了一個測驗工具來評量學生的 提問、計畫、分析及建模能力。結果顯示，探究組在設計可行的實驗流程、辨別數據、使用 科學規則或概念來詮釋數據、描述變因之間的因果關係及透過綜合數種關係建構模式的等能 力顯著優於對照組的表現。經分析這些學習模組的教學設計，發現能顯著增進學生探究能力 的教學設計要素為多重表徵共同作用、漸進增加複雜性、綜合各種鷹架、透過POE 環進行 預測。Item 探討內嵌多層次評量的科技導入探究式學習環境之影 響面向(行政院國家科學委員會, 2015-07-31) 吳心楷; 許瑛玿; 陳志銘; 張文華; 張欣怡本整合型計畫為了能夠以評量來回饋教學設計和達成課程綱要的能力指標的程度，試圖內嵌多層次多面向線上評量於科技導入探究式學習環境來提昇學生科學探究能力和學科知識。將針對學習目標來形塑高品質的探究式學習環境，從課程內容、教學策略、學習活動、評量方式和科技使用等方面考慮如何輔助學生進行科學探究。總計劃乃針對研究進程與教師培訓進行規劃，協調三個子計畫的產出和相互間的合作關係。子計畫一著重於探究教學模組的設計、子計畫二著重於評量的研發、子計畫三致力於建置網路平台來管理和記錄探究式合作學習的歷程。本整合型計畫為期兩年八個月，前八個以發展教學模組、教師培訓模組、評量工具和網路平台為主，第二年以教師培訓和教學實驗為主，第三年以大規模教師培訓和推廣為主。為能探討影響教師實施內嵌多層次評量於科技導入探究式教學的因素，總計畫發展兩項問卷調查「教師科學知識論」和 「教師對探究式教學與評量研習的滿意度」，並晤談合作教師採行探究教學模組與評量的困難所在，據此提出未來教師培訓與教學模組推廣的具體建議。子計畫一針對九年一貫課綱中國中九年級地球科學的4單元：氣象觀測（4節）、板塊學說（4節）、四季（4節）和潮汐（4節）的內容，搭配實驗能力和解釋能力兩項來設計探究教學模組，將透過分析立即性評量（學習單的填答情形）來回饋教學模組的調整和修改，以及探討教學模組如何協助學生發展多面向的科學知能（知識、探究能力和科學知識觀）。子計畫二針對不同的教學模組，發展多層次多面向的評量，分析並比較學生在不同層次、不同單元的評量表現情形，以及探討影響學生在不同層次、不同單元的評量表現之可能因素。子計畫三發展「具支援多層次評量之網路探究式學習系統」平台，輔助學習者透過網路進行科學探究學習，利用基因演算法(genetic algorithm)發展基於同時考量科學探究能力、社會網路互動、學習角色互補與衝突之最佳化網路探究式合作學習分組策略，以支援提升網路探究合作學習成效，第三年將嘗試延伸發展為可支援行動網路探究學習之平台，以雲端架構實現可同時提供桌上型電腦網頁介面與行動裝置App介面之高運算效能同步學習服務。本整合型計畫成果可提供與課室教學密切連結的有效資訊，以作為評估教育改革成效的參考。Item 科學探究活動中國小五年級學童科學解釋能力及實務 認識論之研究(2006-12-01) 吳佳蓮; 吳心楷本研究目的是要探討國小五年級學生在科學探究活動中，科學解釋能力的成長情 形，分析學生在科學探究活動中所呈現的實務認識論，進而討論學生在進行探究活動中 學生所持有的實務認識論和解釋能力間的關係。實務認識論是指學生在探究活動中建構 自己的科學知識時所應用的認識論想法。資料分析結果顯示，在經過探究活動後，學生 產生解釋的推理過程的能力成長趨勢最為明顯，指出變數間關係的能力為次之，提出證 據支持主張的能力成長趨勢為最小。在學生的實務認識論方面，二十三位焦點學生中， 只有九位學生所持有的實務認識論為實證主義的認識論，其他學生的實務認識論皆是同 時混合實證與建構主義的認識論。在科學解釋能力與認識論的關係方面，學生的實務認 識論若為混合認識論則指出變數間的關係、產生解釋的推理過程的能力和提出證據支持 主張的進步較實證主義觀點的學生為大。另外，根據教室活動的分析發現學生指出變數 間的關係、產生解釋的推理過程和提出證據支持主張的能力和他們所呈現的實務認識論 有相關性。Item 科學探究過程中的科學推理(臺北市立大學科學教育中心, 2010-01-26) 吳百興; 張耀云; 吳心楷本文旨在回顧探究活動與科學推理相關文章，分析科學推理在探究活動過程中所扮演的角色，期能重新檢視探究活動過程裡學習者學習科學的情形。透過文獻的回顧，統整學習者在探究過程的各個階段中常見的挑戰與困難，例如：學習者無法提出探究問題、沒有適當地控制變因、無法由數據中推論出變因間的關係、無法由證據發展合乎邏輯的論證等，以致影響探究過程中對科學概念理解的建構，並嘗試針對這些困難整理出科學推理過程中常用的策略，包括：提出以理論導向的假說、控制變因的策略、證據導向的評估策略與整合證據與理論四個策略，以作為師生在科學探究活動中教學與學習的參考。