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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Item 初探「科學新聞製播情境」課程的實施與成效(2022) 劉湘虎; Liu, Hsiang-Hu本研究目的在開發科學新聞製播情境教學課程。研究者將「科學不一樣」科學育傳新聞的製播過程，轉化成科學新聞製播情境課程。實際用於高職專題製作課程口頭發表階段課程中。透過科學新聞製播流程的引導下，學生扮演科學新聞製播中三個主要角色(總編輯記者、責任記者及主播)，完成各角色不同的專家任務，協助學生製作出專題的口頭發表。製作一個好的口頭發表，學生首先需要充分理解製作主題相關的內容，並且在有組織架構的規劃下，考量報告的內容和呈現方式是否能夠讓觀眾理解，撰寫報告內容。負責進行口頭報告同學，須將這些內容轉化成為符合日常溝通口語的講述方式，並且運用口語表達的技巧(適當說話速度、與觀眾眼神交流..等)，進行口頭發表。科學新聞以能夠清楚傳遞一項正確科學新知給觀眾為主要目標。以科學不一樣新聞為例，其製播過程中，記者需要理解其中的科學內容，並在總編輯記者的架構規劃下，撰寫新聞稿。而主播則將內容轉換為口語化的描述，而這個過程與培養學生能夠製作出專題口頭報告的目標相符。且由於科學新聞製播過程順序及各角色分工明確，因此，本研究課程使用科學新聞製播情境，並且以學生能理解專題製作科學內容、能夠製作可理解的內容以及提升口頭報告技巧作為本次的課程目標。本研究課程開發，依循ADDIE模式進行。課程分析階段，藉由訪談十位教學經驗均在十年以上，且開設專題製作課程達五次以上的高職在職教師，了解目前在高職專題製作發表階段，教師指導學生製作口頭發表時所遭遇的問題， 並以協助教師解決遭遇問題，做為研發科學新聞製播情境課程的參考依據。另外，研究者訪談兩位媒體專家，參考其建議，確認課程中的角色設定，以求課程中的科學新聞製播情境，能夠更為貼近真實情況。本次課程參與學生，為十位台灣北部高職二年級學生，分為兩組。實施課程名稱為”專題製作 ”課程，持續四周(合計共八堂課)，頻率為一周一次，每周時間為二節課(100分鐘) 。在課程結束後，訪談八位教師，針對課程進行評鑑。資料蒐集分為量化及質性資料，量化資料有學生課前課後的專題科學內容成就測驗、學生口頭發表得分以及採用改編自Germann（1988）「對科學的態度量表」的「對於科學新聞製播情境課程的情意」問卷，作為學生對於課程滿意程度的調查，以了解學生對於課程的喜好程度。質性資料蒐集，研究者以訪談方式，抽樣訪談參與課程的學生，以及課程結束，訪談八位高職教師，藉由觀看學生發表影片、課程錄影紀錄以及課程教案評鑑課程。為課程提出修改建議。由本研究蒐集的資料，進行分析後，可得到以下結果。1.科學新聞製播的課程有助於提升學生對於科學專題內容的理解。 2.學生在科學新聞製播的課程中的發表影片成果，可以幫助八年級生理解科學。3.情意量表呈現出學生不一定會喜愛科學新聞媒體製播課程。4.跨科協同教學可以輔助教師進行科學新聞媒體製播的教學策略。5.角色分配會影響學生對科學新聞媒體製播課程的愛好程度。6 受訪教師大多肯定這樣的教學方式。7.口語發表技巧需要長時間訓練。Item 同異質分組並行的高中數學教學之行動研究(2020) 李佩螢; Li, Pei-Ying本研究的主要目的為探討高中數學教師如何將同異質並行的分組學習融入課堂實施，實施過程中會遭遇之困難與解決策略，以及實施分組討論後，對學生學習成就、學習信心與學習動機有何影響。 研究對象為臺北市私立高中一年級一個班學生，採行動研究，行動研究歷經三個循環，每個循環內歷經兩次全年級的大考，研究者根據三次行動研究的目的進行規劃、執行，透過課堂觀察、學生小組討論課堂記錄、學生個別晤談與數學週段考成績分析，根據學生的回饋，教師進行反思，規劃下一個循環。 行動研究第一循環規劃將日常的新進度小考檢討改為異質性小組討論進行，並在兩天內進行檢討考，檢討考成績進步達顯著差異，但第一循環內的兩次大考成績無明顯進步，且在課堂上再次進行檢討考對教學進度造成延誤，故第二循環開始取消檢討考，調整成在課堂中進行任務單元練習卷，並融入同異質小組討論，由於寫任務單元練習卷與小組討論時間互相壓縮，學生普遍反應小組討論時間不足，第三循環再依差異化教學將任務單元練習卷分基礎題型、進階題型與挑戰題型三個部分，依學生能力規劃其任務，可減少中、高能力學生重複已熟練題目，增加小組討論時間，並且增加小組合作討論的課堂頻率，第三循環內的兩次大考成績均進步到全年級第一名。 研究結果發現同異質並行的分組學習融入課堂會遭遇的困難有一、小組合作技巧不足；二、建立互相依賴關係需要時間；三、教師合作學習教學法經驗不足，教學準備負擔增加，至於對學生的影響，因為同質性分組討論滿足高能力學生對較高層次的題目討論需相當能力的同儕討論需求，且中能力學生也避免因高能力學生的存在而失去學習機會；異質性分組提供中、低能力學生解決問題的資源，也獲得成功的學習經驗，高能力學生在教學過程中釐清、強化概念，因此同異質並行的分組討論對高中學生的數學成績有正面影響，並且對高能力學生影響較顯著，也對學生的學習信心、學習動機有正面影響。Item 探討合作教學與閱讀策略融入數學教學對高職學生的影響(2019) 陳琬珊; Chen, Wan-Shan本研究透過實驗研究探討合作教學以及合作教學融入閱讀策略教學，對於高職學生在數學「學習成效」、「學習目標」、「學習態度」、「學習動機」、「學習策略」及「閱讀理解」使用情形等表現的影響。實驗為實驗A組(合作學習)及實驗B組(合作教學融入閱讀策略)之實驗，共歷時12週，實驗A組以合作教學為主，並實施共同學習法以及拼圖法依單元狀況使用，實驗B組亦實施合作學習(共同學習法及拼圖法)並融入閱讀理解策略，以「預測策略」、「提問策略」、「澄清策略」、「摘要策略」為主。教學對象以北區某私立高職為主，其學生為商經科高二學生，研究對象共計91人，在實驗前後共計三份測驗卷作為主要量化之研究工具，分為前測、後測、延後測，測驗內容包括「學習成效」、「學習態度」、「學習動機」、「學習目標」、「學習策略」及「閱讀策略使用情形自我評估」，以描述性統計、獨立樣本t檢定、成對樣本t檢定及ｔ分數等統計方法分析資料。 研究發現:(1)合作學習有助於提升學生「學習動機」、「學習目標」及「學習策略」。(2)合作學習融入閱讀理解策略教學有助於提升學生「學習動機」、「學習態度」、「學習目標」、「學習策略」及「閱讀理解策略」中的「預測策略」、「提問策略」、「澄清策略」、「摘要策略」理解數學文本，且經過8週後，其效果皆有保留，「澄清策略」亦能提升。Item 探討合作學習與學習投入對小四學生學習面積與周長概念的關係(2015) 陳怡君由研究者自身的教學經驗與文獻中發現，台灣國小四年級的學生在學習周長與面積單元時，容易出現相互混淆的情形造成學習單元表現不佳。因此本研究利用合作學習法針對小四學生進行為期一週，周長與面積單元的教學，研究能否對概念的理解產生正面的影響效果，並且在合作學習的過程中，加入學生學習投入情況交叉比對，藉以了解學生合作學習、學習投入與其學習表現的關係。本研究採取準實驗研究法進行教學研究，教學時間為五節課。研究對象為宜蘭市某國小的四年級兩個班級的學生，人數共35位，其中一班接受合作學習教學法為實驗組，另一班則接受傳統講述式教學法為控制組。 研究者利用自行編製的前測概念診斷試卷，針對兩個班級的學生進行預試，了解兩班學生在教學前對於周長與面積概念的掌握程度。依照合作學習教學法設計教材，針對實驗進行教學。教學後再進行後測，以檢視兩組學生的學習表現是否有差異。另外在教學前後利用研究者自行編製的「學習投入量表問卷」經信、效度考驗以進行正式施測。藉以了解教學前後學生學習投入改變情形，以及學習投入對於學習表現之影響。本研究主要結果顯示如下: (1) 根據實驗組與控制組學習投入問卷的前、後測結果顯示，實驗組的學生在接受合作學習法教學後，在行為投入與情意投入面向上，後測有提升，控制組的學生則為下降。控制組的學生在認知投入面向上，後測有提升，實驗組則為下降。 (2)兩班學生的周長與面積成就測驗後測成績皆高於前測。接受合作學習法的學生與接受傳統講述法的學生，對於周長與面積單元學習成就上並沒有顯著的差異，但從後測成績的平均分數來看，控制組的學生表現優於實驗組。 (3)將學生的周長與面積單元成就測驗結果、學習投入問卷、學生合作情形進行交叉比對，發現學習投入越高的學生或高合作的學生在後測的表現相對較高。 (4) 分析實驗組學生問卷以及學生的訪談內容，喜歡合作學習法的學生多過不喜歡的學生，多數人認為合作學習法可以增進上課時與同學的互動關係，藉由同學間彼此教學，可以提升學生的學習動機。Item 翻轉教室應用在數學教學之研究(2015) 張正男; Chang, cheng-nan在傳統的教學模式中，老師必須要同步教學且顧及到教學進度無法照顧到個種程度的學生，為了解決傳統團班教學的缺點，延伸出新式的教學模式：翻轉教室。在翻轉教室中，老師必須事先準備好教材並且放在網路上或行動載具中，而學生必須在家裡完成課堂需要討論用到的先備知識的學習，到學校後和老師、同學進行合作學習：使得課堂的主體為學生，知識的引導也以各個學生為進度，教室不在只是老師講述的場所，而是一個老師與學生、學生與學生間、學生與知識間的互動場所。 為了讓學生能在家先完成學習，本研究以行動載具作為學生個人學習的輔具。課堂上的學生利用合作學習法與同儕互相討論、互助學習，以達到特定的學習目的。 本研究以北部某高中二年級學生，實驗組為４１位學生和對照組為４２位學生。實驗組以翻轉教室作為教學模式，對照組以傳統團班講述是教學作為教學模式，兩班進行高二第三冊－三角測量之單元來教學。實驗組學生利用行動載具在家觀看老師事前拍好的教學影片，對照組學生利用課本在家裡預習，並完成課本習題。完成預習後，實驗組學生到課堂上與老師同學進行合作學習，討論還沒有學會的知識，對照組學生依照傳統的教學模式，在教室中進行團班教學。教學完畢後，進行三角測量單元之學習成就測驗，以驗證兩組學習成效。 研究結果顯示兩種教學法在學生於課堂的學習態度上會有產生顯著的差異 使用翻轉教學法的學生在課堂上的學習成效優於使用傳統團班教學。但是科技融入數學教學之態度上並無顯著差異。以傳統團班教學法的班級，其學習態度與科技融入數學教學的態度呈現正相關；反而以翻轉教學法的班級，其學習態度與科技融入數學教學的態度呈現正相關，所以身在教學現場的教師必須省思，是否翻轉教育中對於科技融入教學這個因素帶給學生在學習態度上可能沒有幫助，研究者認為，這是一個值得未來研究翻轉教育省思探討的方向。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 在地球科學課融入創造性問題解決及合作學習策略之初探研究(花蓮市：中華民國科學教育學會, 2000-09-01) 張俊彥; 程上修