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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系所網址：http://www.gise.ntnu.edu.tw/

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    動畫的使用方式如何影響高二學生的化學學習 —以電化學單元為例
    (2020) 林佳穎; Lin, Chia-Yin
    本研究以中學所提到的電化學概念為例，欲探討不同的動畫使用方式，分別 是「僅觀看動畫(Visualization)」(稱為 V 組)，讓學生在「觀看動畫後畫圖(Drawing)」 (稱為 VD 組)，以及讓學生在「觀看動畫後製作動畫(Animation)」(稱為 VA 組)，對於學生的學習成效及科學學習動機有何影響。本研究以一所市立高中， 一類組的高二學生為研究對象，共三個班級，109 人，課程模式採用 VGEM (Visualize, Generate, Evaluate, Modify，觀看、產出、評析、修正四個階段)，僅 其中的 V 組無產出的階段，但三組教學時間一致。研究工具包含量化的概念診 斷測驗、科學學習動機量表，進行前、後測及延宕測驗;質性資料來自焦點學生 在課程中的對話錄音以及 VD 組、VA 組學生的成品。研究結果顯示，V 組、VD 組、VA 組之間在電化學概念上並無顯著差異，但是僅觀看動畫的 V 組，較無法 提升關於電荷平衡的概念，而 VA 組對於微觀層次和多層次概念的記憶滯留是有 顯著的效果，且透過製作動畫能夠有效地減少學生的另有概念;除此之外，VD 組、VA 組因產出方式的不同，在過程中也有很大的差異，VA 組比 VD 組有更 高的比例是與化學概念相關的對話，且能夠應用更多的先備知識，雖然三組之間 在科學學習動機上並無顯著差異，但是讓學生經過畫圖或是製作動畫的產出方式， 經過組內前後測的比較，結果顯示有助提升其學習動機。
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    發展以動畫為主的月相盈虧課程並探討學生的空間能力對學習成效與認知負荷的影響
    (2012) 曾冠雲; Tseng, Kuan-Yun
    由於概念涉及的時間、空間、日月地的相對關係過於抽象而難以理解，月相盈虧成因是國中學生常感到困難的一個單元。本研究希望發展一套以月相盈虧成因概念為主題的動畫教材輔助國中學生學習。研究者將參考Mayer（2003）與Sweller（2008）的認知負荷理論，開發「月相盈虧成因的多媒體動畫教材」。本研究的主要目的有二：(1)探討增加動畫的呈現，是否比圖文教材更能幫助國中學生減少學習的認知負荷，有效提升月相盈虧成因概念學習成效；(2)探討空間能力、認知負荷、以及國中學生運用不同教材學習月相概念學習成效間的關聯。 本研究以中區某公立國中九年級學生為研究對象，有效樣本共98位學生。學生接受空間能力測驗後，隨機分成動畫圖文組與圖文組，使用多媒體月相盈虧概念教材進行學習。課程結束之後接受月相盈虧成因學習成效測驗、認知負荷量表。資料分析方法使用獨立樣本平均數考驗（t-test, independent samples）與變異數分析法（ANOVA）。 研究結果如下：（1）動畫圖文組與圖文組在學習成效表現上無顯著差異；（2）認知負荷與學習成效呈現負相關（r=-.298, p<.01），空間能力與學習成效正相關（r=.471, p<.01）；（3）高空間能力的學習者無論使用動畫圖文教材或圖文教材，學習成效皆顯著優於低空間能力的學習者（F(3,50)=10.458, p=.000, f=0.616）；（4）高空間能力的學習者無論使用動畫圖文教材或圖文教材，與低空間能力的學習者的認知負荷沒有顯著差異（F(3,50)=2.56, p=.065, f=0.361）；（5）高空間能力學習者的教材效果顯著優於低空間能力的學習者（F(3,50)=9.985, p=.000, f=0.606）。