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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    國小學生因數與倍數學習進程之探究
    (2013) 林哲民; Che-Ming Lin
    本研究的目的是希望探討國小學生對於因數與倍數之學習進程,並初步發展因數與倍數學習進程評量試題。基於本研究之研究目的,研究者進一步提出兩點研究問題,陳述如下: 1.國小學生對於因數與倍數之學習進程的內容為何? 2.本研究所初步開發之因數與倍數學習進程評量試題的可行性為何? 在研究流程方面,研究者首先對國內外學習進程的相關文獻進行討論,以釐清學習進程的意涵、特徵與研究方法;再根據所討論出的學習進程研究方法發展國小因數與倍數學習進程架構,並透過評量施測的方式檢驗此架構的內容。 本研究所採用的研究方法是文獻分析法與調查研究法。研究者係以過去對於因數與倍數的相關研究文獻為基礎,同時為兼顧過去的研究結果與現階段學生的實際表現情形,研究者針對高雄市某國小6位六年級學生以及二、三、四、五年級各2位學生,共14位學生進行訪談,以瞭解不同年級學生在因數與倍數相關概念上的表現,並協助發展初步的學習進程架構。 擬定初步學習進程的內容後,研究者將以此學習進程的內容進行試題的開發,對用以測量學生在學習進程中所屬階層的評量試題進行初步的發展。在評量施測階段,研究者蒐集高雄市某五所國小三、四、五、六年級共619位學生做為研究對象進行施測,以檢驗研究者所初步發展之學習進程與學生的學習表現是否相符。 本研究一共發展出三套學習進程,包含整除概念學習進程、因數概念學習進程以及倍數概念學習進程,研究的結果發現:(1)在整除概念學習進程中學生必須先初步理解整除的概念,才能進一步掌握「a被b整除」與「a整除b」的語言使用;(2)在因數概念學習進程中,學生必須先從乘、除法算則理解因數關係,才能進而掌握因數的概念,之後開始留意到兩數共同的因數,而發展出公因數的概念,最後能夠從公因數的概念理解中,精緻出最大公因數的意涵;(3)在倍數概念學習進程中,學生必須先從乘、除法算則理解倍數關係,才能進而掌握倍數的概念,之後開始留意到兩數共同的倍數,而發展出公倍數的概念,最後能夠從公倍數的概念理解中,精緻出最小公倍數的意涵;(4)學生在初步掌握因、倍數概念的意涵時,即能夠開始留意到「因、倍數互逆」的關係,並且隨著學生對於因、倍數概念的掌握程度,學生能夠進而對「因、倍數互逆」的關係進行瞭解與交叉應用;(5)學生能夠解決高層次的例行性試題,但卻無法解決較低層次的非例行性試題。 本研究所初步開發的學習進程評量,在整除概念試題的部分,能夠將498位學生進行學習進程階層的歸類,占總樣本數的80.4%;在因數概念試題的部分,能夠將348位學生進行學習進程階層的歸類,占總樣本數的76.7%;在倍數概念試題的部分,能夠將453位學生進行學習進程階層的歸類,占總樣本數的73.2%;研究者認為本評量工具在測量學生學習進程階層的功能上,具有一定程度的可行性,並且在進行調整與修正後,將能夠對學生在學習進程中的階層表現有更高的解釋能力。 根據上述的研究發現,本研究建議,未來的研究者可以針對學生的學習採用追蹤性的研究方式,以本研究所發展的學習進程內容,針對學生在整除、因數或倍數概念的學習過程進行更深入的探討,在評量工具的設計與使用方面,試題設計應兼顧例行性試題與非例行性試題,並建議使用更多的評量試題以及多元的判準原則來判斷學生的所屬階層。
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    建立中學生絕對值與絕對值方程式學習進程之研究
    (2016) 黃元宏; Huang, Yuan-Hung
    本研究的目的主要為探討學生在學習絕對值的學習進程,並初步發展絕對值學習進程評量試題,進而協助教師了解中學生在學習絕對值概念的理解情況,做為後續教學調整之依據,希望研究的結果能夠提供教師作為補救教學或改進教學策略的依據,增進教學成效,並作為未來教學及研究的參考。 本研究主要分為兩部分,第一部分為建立學習進程,採文獻分析及調查研究法,經由對絕對值相關概念作文獻探討,與指導教授及研究小組初步討論,並輔之以訪談學生及教師,初步擬定學生絕對值的學習進程。 研究者係以過去對於絕對值的相關研究文獻為基礎,同時為兼顧過去的研究結果與現階段學生的實際表現情形,研究者針對七年級、八年級與九年級各2位學生,一共有6位國中生,以及台北市高中一年級5位學生,總共11位學生進行訪談,以瞭解不同年級學生在絕對值相關概念上的表現,並協助發展初步的學習進程架構。 擬定初步學習進程的內容後,第二部分為驗證學習進程,採調查研究法,在擬定初步學習絕對值學習進程的內容後,研究者發展絕對值概念試題工具,以檢驗研究者所初步發展之學習進程。在評量施測階段,研究者蒐集151位學生做為研究對象進行施測,以檢驗研究者所初步發展之學習進程與學生的學習表現是否相符。 本研究所初步開發的學習進程評量,在絕對值概念的部分,能夠將118人進行學習進程的歸類,無法歸類的人數共33人,可歸類的人數百分比為78.1%,無法歸類的人數百分比為21.9%,研究者認為本評量工具在測量學生學習進程的功能上有一定程度的可行性,並且在進行調整與修正後,將能夠解釋學生在學習進程中表現。 學生在絕對值概念上的表現上, (一)在絕對值定義理解的部分: 國中生在掌握含絕對值的加減運算以及兩數互為相反數,則其絕對值相等的能力是具備的,在本研究之絕對值學習進程的第1層符合學生實際能力表現。(二)絕對值幾何意義的部分: 學生大部分能夠用絕對值式子表示兩點間的距離,並且說明兩點間的距離關係。(三)在絕對值代數運算的部分: 大部分學生在解絕對值方程式時能夠正確作答,九年級學生有約半數的學生能夠解含兩個絕對值的方程式,而部分學生透絕對值距離含意進行解題,展現更高能力層次的作答表現。(四)在絕對值代數與幾何之間的表徵轉換: 部分學生在以代入數字的方式進行作答,而少部分在試卷較高分的學生會以距離方式判斷題目。(五) 含絕對值方程式圖形概念部分: 七年級學生對絕對值方程式圖形概念較不掌握,八、九年學生相對較能夠以絕對值概念判斷圖形。繪製絕對值方程式圖形的部分,多數九年級學生能夠帶點正確畫出圖形,少部分學生會忽略負數的部分而畫出一條直線的圖形。 根據上述的研究發現,本研究建議,未來的研究者可以針對在概念試題工具上已開放性的試題進行探討,針對學生在絕對值的學習過程進行更多元的探討,在評量工具的設計與使用方面,建議使用更多的評量試題以及多元的判準原則來判斷學生的所屬階層。 本研究因應於12年國教可能將國中絕對值內容的改變(刪減部分內容),學習進程在第1至2層基本上並無太大差異,而未來研究上建議將本研究之學習進程第3至6層再行延伸(例如:加入第7層),並且搜集高中學生的樣本作驗證,即可更符合12年國教絕對值的學習進程。故此論文雖主要為中學生的學習進程,但可作為日後12國教絕對值學習進程的藍圖。
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    中學生二次函數學習進程之探究
    (2019) 張閔翔; Zhang, Min-Xiang
    本研究旨在建立二次函數的學習進程,協助學習進程的使用者瞭解學習者對於二次函數相關概念的掌握順序,提供使用者一個參考去設計合適的教學活動,使學習者更能掌握二次函數的概念。基於此目的,本研究主要的研究問題為:「我國中學生對於二次函數的學習進程內容為何?」 為了回答研究問題,本研究採用文獻分析法、質性訪談以及問卷調查法,並經歷探索期、調整期以及驗證期三個階段得到研究結果。 探索期之研究的目的在於熟悉學習進程的建立方法,以及蒐集學生在學習二次函數時可能有的學習表現。此時期利用文獻分析法瞭解過去相關研究中學生有的學習表現,設計訪談稿後,藉由質性訪談,訪談了6位台北市十年級的學生以及2位台中市十一年級的學生,而後建立了初步的學習進程。根據學習進程,研究者開發評量試卷,蒐集了台中市42位十年級的學生以及38位十一年級的學生的學習表現資料,由於此試卷未做信效度的檢驗,且學生填答情形不如預期,僅作為蒐集學生的學習表現用。 調整期之研究的目的在於解決探索期所遇到的困難,並調整二次函數學習進程的內容。此時期增加了對學習進程理論文獻的探討量,也利用文獻分析法瞭解更多學生在學習二次函數時可能有的學習表現,並提出一個新的初步的學習進程。 驗證期之研究的目的在於驗證研究者所開發的學習進程之有效性,並嘗試提出更能描述學生在學習二次函數時的學習進程。此時期利用問卷調查法,根據調整期所提出的學習進程設計評量試卷,針對北北基八到十二年級的學生進行施測,蒐集了共604位學生的資料,由於試卷設計的緣故僅分析了399位高中學生的資料。另外,利用質性訪談的方式,邀請五位有經驗的現場教師進行排序活動,作為效化的證據之一。 本研究所建立之初步的二次函數學習進程共有六個等級(等級0~等級5),內容包含二次函數的定義、作圖、係數意義、幾何變換、極值、對稱。利用蒐集到的學生資料僅能將13.67%的學生歸到對應的等級,利用教師所排序的資料,在完全一致率僅達到24.3%~48.8%,若考慮差一個等級的一致率可達68.3%~87.8%,本研究所建立之初步的學習進程仍有調整的空間。研究者根據學生資料,將等級4與等級5合併,並刪除了學生進行幾何變換時的思維的相關描述後,能將63.04%的學生歸到對應的等級。研究者並根據教師資料,將幾何變換時的思維的相關描述放回調整後的學習進程之中。由於研究者對於教師資料的處理尚未釐出頭緒,因此,以學生資料為主、教師資料為輔調整二次函數的學習進程,教師資料的使用有待研究者日後做更進一步的分析。 本研究所建立之二次函數學習進程仍有很大改善的空間,但已能供使用者做一個參考,在教學上更去注意學生認知的發展。此外,本研究有別於過往的學習進程研究,利用現場教師的資料進行效化,雖然在教師資料的使用上還不夠好,但已是一個突破,可供未來建立學習進程的研究者作為一個參考。 關鍵字:學習進程、二次函數。