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 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。Item 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）。Item 探討科學圖文中色彩對照與分段設計對學習歷程與效果之影響(2018) 林偉傑; Lin, Wei-Jie本研究探討信號原則與分段原則對大學生閱讀科學圖文的歷程與學習效果之影響。分析80位受試者閱讀「愛滋病病毒生活史」一文，操弄有無色彩對照與有無分段設計，將組別分為四組。透過有無色彩對照的方式作為文本中的信號，來增加圖文間的對照；而分段設計則是，將文本中的十五個步驟分成四個段落，依序呈現，以降低認知負荷。研究中使用後測試卷與眼動儀紀錄來了解學習者的閱讀歷程與成效。其中眼動指標包括圖文凝視時間比例、圖文凝視次數比例、前十個凝視點在文中所佔的比例、圖文轉移次數、圖文搜尋效率、目標詞總凝視時間、目標圖示總凝視時間、第一次向前閱讀凝視時間、再次檢視時間、及回視時間。後測結果顯示，加入色彩對照與分段設計的組別之學習表現較佳，且兩者間無交互作用存在。眼動分析主要有三項結果，(1)受試者不因信號與分段的操弄而改變先讀文後讀圖，即以文為主的閱讀模式；(2)學習者在有信號的組別中有較多的圖文轉移次數，準確對應至正確的圖示位置（有較高的圖文搜尋效率），且對於圖形表徵的處理有增加的效果；(3)在分段組別中，則有更多對於文字表徵的處理，學習者能夠更清楚步驟間的關係及變化。