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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    以新興臉部微表情分析技術探討電腦互動POEC與師生共構教學之成效-奈米級鐵粉燃燒認知衝突實驗
    (2014) 謝秉桓
      本研究試圖以臉部微表情分析電腦互動POEC與師生共構教學之成效,其中研究內容可分為四個研究目的,分別為:(1)探討使用「可燃的鐵」認知衝突實驗影片進行教學是否具有概念改變成效;(2)探討有無使用POEC策略進行教學,學生學習歷程的學習成就與臉部微表情變化差異之關係;(3)探討學生觀察「可燃的鐵」教學影片時有無使用師生共構,學習成就與臉部微表情變化差異;(4)探討學生觀察「可燃的鐵」實驗影片之實驗結果時,臉部微表情變化情形。   由於本研究選擇「可燃的鐵」實驗進行教學,此一實驗是以草酸鐵製備奈米級鐵粉,並由高處往下倒落產生自燃的認知衝突現象,主要教導學生表面積與反應速率概念,反應速率概念主要為國中二年級下學期內容,也因此本研究選擇國中二年級學生並於上學期進行施測(共115名),以「可燃的鐵」概念問卷施以前後測,並在施測同時錄影收集受測學生之臉部微表情資料,並以臉部微表情辨識軟體進行事後分析。   本研究之研究結果發現:(1) 「可燃的鐵」實驗是一個極佳的認知衝突實驗;(2) 使用具認知衝突情境的認知衝突實驗影片進行教學成效佳;(3) 經歷認知衝突情境的學生較容易產生概念改變;(4) 實驗影片教學中必須加入「預測」步驟;(5) 歷經認知衝突後仍須經由教學才可產生概念改變;(6) 實驗影片教學中「慢速重播」步驟是絕對必要的。