研究計畫
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執行期間： 2015∼2019 |
補助單位：科技部 |
計畫摘要： 本研究嘗試結合認知鷹架(如:嵌入決策架構於學習任務)和後設認知鷹架於SSI 學習的數位教材，檢視在複雜情境下學生決策能力和後設認知表現的影響、以及學生特質如何影響其在鷹架嵌入的SSI 學習情境中的決策表現，最後再以結構方程式的統計技術來建構出解釋模式。本計畫的研究對象為高中生，規劃四年來完成下列四階段的研究進程：(1) 「探索研究」階段：研究團隊採行設計研究方法來研發並精緻化科技導入SSI 學習的數位教材，透過網路平台記錄和分析學生如何在SSI 學習情境下做決定和所使用的後設認知，以作為設計後設認知鷹架的依據。(2) 介入性研究」階段：主要採用實驗研究法來瞭解嵌入「通則後設認知鷹架(General metacognitive scaffolds)」SSI 學習的數位教材對學生後決策能力發展的影響。(3) 「多元後設認知鷹架研發」階段：研究團隊將探索「通則後設認知鷹架(General metacognitive scaffolds)」與「學科特定的後設認知鷹架(domain specific metacognitive scaffolds)」對學生在SSI 學習情境中決策能力發展的影響。(4)「建構影響因素解釋模式」階段：以結構方程式來建構解釋模式，可協助相關研究者了解影響學生在後設認知鷹架嵌入SSI 學習情境決策表現的因素間關係，可作為未來SSI 相關教材研發和研究設計的參考。 關鍵詞：社會性科學議題、決策、後設認知、鷹架、科技導入學習環境 |
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探討社會性科學議題課程中鷹架設計對學生決策表現和後設認知的影響
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執行期間： 2015∼2018 |
補助單位：科技部 |
計畫摘要： 本整合型計畫試圖利用社會性科學議題線上教學模組的發展、實施和推廣，來提升學生的科學素養。計畫團隊將發展一系列以環境議題相關的社會性科學議題教學模組，應用CWISE 網路平台的多媒體功能展現，並在實體課堂中實施。CWISE 網路平台的加值功能將協助紀錄學生學習歷程，並在學習歷程中提供自動回饋，而評測工具的研發將幫助瞭解學生科學素養成長的情形。本計畫將從課程設計、教學策略、學習歷程評估和科學素養評量結果等方面，探討以社會性科學議題教學促進科學素養的成效和影響教學實施的因素，並對未來教學模組的推廣和教師培訓提出具體建議。總計劃針對研究進程和教師培訓的模式進行規劃。子計畫一聚焦於詮釋科學證據能力和決策能力，設計訓練課程和三個社會性科學議題決策學習模組，並探討社會性科學議題教學模組的教學實施如何提升學生科學素養，以及教師在社會性科學議題線上模組的實施時所扮演的角色。子計畫二配合教學模組研發科學素養評測工具。此教學素養評測工具將協助評估教學實驗的成效，並提供學生學習和教師教學上的回饋。子計畫三致力於兩項CWISE 加值功能的開發：學習歷程記錄和自動回饋機制。希望能藉此功能提升學習成效，並引導學生進行更有效的自主學習。 關鍵詞：科學素養、社會性科學議題、決策能力、詮釋科學證據能力、自動回饋、學習歷程 |
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執行期間：2015∼2017 |
補助單位：科技部 |
計畫摘要： 本學門將在既有的基礎與成果之上，配合國際趨勢及國家社會需求，提供科學教育與各領域學者（包括：科學、工程、科技、教育、人文、與社會等領域）交流與合作，針對大、中、小學與學前教育等各階段的學科領域（包括物理、化學、生物、地球科學、環境教育及跨領域的科技等）進行系統與實徵性的研究， 期能積極推動科學教育相關研究以提升本學門之研究水準和培養科教研究人才，且形成區域性研究團隊和學術社群（如結合東亞各國的科教人才），以能在科學教育研究的學術領域具影響力。基於以上背景，本學門未來兩年的工作重點可分成六大項，(一)重點研究項目之規劃、諮詢及推動、(二)科教研究社群營造、(三)落實與推廣研究成果於實務現場、(四)規劃國際性研討會或工作坊、(五)協助審查各類申請案、(六)科學教育學門成果分享及發展方向規劃。 關鍵詞：科學教育、多元族群、環境教育 |
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執行期間：民國103-104年 |
補助單位：教育部 |
計畫摘要： 有效率的教師大都具有可在特定的教學情境提供學習者建構學科知識機會的教師專業知識。Shulman (1986)提出了教師專業知識架構，稱做「學科教學知識(pedagogical content knowledge PCK)」。這種學科教學知識(PCK)的架構乃是由教師的學科內容知識(CK)與教學相關知識(PK)所組成。Shulman (1987)認為學科教學知識(PCK)乃是融合學科內容與教學法的知識，使教師在考慮學生不同能力和興趣下，將特定學科主題知識以學生能接受的方式應用於教學上的教師專業知識。換句話說，PCK指的是一種技能知識，包括學科內容、教學、學習及情境，是教師賴以幫助學生建構特定主題和特定領域知識的理解。技能知識強調的是經由經驗或練習而獲得，並不一定要透過理論研讀和建立的途徑。當這些師資生正式開始進入教職工作前，宜讓具教學經驗之資深中學科學教師引導他們在實際教學情境下培養PCK，讓師資生的CK和PK結合真實教學經驗與技巧後一起轉化為PCK，包括:了解影響學科內容學習的因素、個別學生的需求、課程目標與教學活動設計的關聯性、學校風氣、學習環境的佈置等。這樣的轉化應從大四教材教法和教學實習課程就開始，應在精緻師培課程讓師資生從教學實務情境中動態地學習科學教學時所需的PCK。因此，此計畫預期達成的目標如下：(1)發展自然領域教師專業標準與表現指標、(2)提出自然領域師資生科學教師專業檢核機制、(3)配合十二年國教，研擬自然領域特色教學方法、(4)研擬科學素養評量規準、(5)完成科學素養評量設計的師資培育教材。 |
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執行期間：民國100/4/1∼105/3/31年 |
補助單位：教育部 |
iTeaching子計畫將結合臺師大在師資培育領域的優勢能力及經驗，將科技導入職前教師專業成長的養成課程中，建立研究、評量、與實務並重的科學教育師資培育機制。期能透過師資培育課程，培養職前教師的科學思考力和教學知能（課程發展、評量能力、教材設計、使用教學科技、教學實作），以促進未來公民在數位時代所需的科技素養和科學素養。本分項計畫針對4項關鍵的科學思考力(決策能力、實驗能力、建模能力和論證能力)，研發教師專業成長的培育課程，來提升職前教師應用和設計科技導入科學思考教學與評量所需的知能。透過提供職前教師科技導入科學思考的學習經驗、建立科技導入科學思考的教學理念、參與科技導入科學思考的課程發展和實施等歷程，檢視職前教師如何發展科技導入科學思考教學的知能，進而提出教師專業成長模式來促進科技導入科學思考人才的培育，以增加國家科技與數位產業的競爭力。四項研究主軸分別為：（1）科技導入決策能力教學與評量的教師專業成長模式；（2）科技導入實驗能力教學與評量的教師專業成長模式；（3）科技導入建模能力教學與評量的教師專業成長模式；（4）科技導入論證能力教學與評量的教師專業成長模式。 關鍵詞：師資培育、專業成長、專業素養、師資培育改革、創新教學 |
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執行期間：民國100-103年 |
補助單位：國科會 |
計畫摘要： 隨著各國對於科學推理和探究的重視，包括國內的九年一貫課綱，及美國國家科學教育標準，皆強調協助學生進行科學探究的重要性，因此相關能力的評量發展更顯急迫。而電腦化評量有助於技能的評測，尤其電腦設備在學校日漸普遍，電腦與實作評量或複雜解題任務的結合，可望減低過去動手做實作評量的耗時費力，並能適當地排除設備器材、施測流程、和其他情境因素的干擾。然而過去線上評量相關研究偏重於系統建置和效能評估，少見後續較大規模的施測，而且國內大多數科學教師對於線上評量可能還很陌生，教師對於此類評量的態度和觀感為何，也值得進一步探討。因此，本計畫為一項三年期整合計畫之總計畫，將針對探究過程中的四項能力：提問、計畫、分析、和解釋，研發以模擬為導向的線上評量系統，並應用試題反應理論（Item Response Theory）建立中學生探究能力量尺，希望藉由跨年級（八年級和高中二年級）比較了解台灣北部中學生的探究能力發展情況。因此，此項三年期的計畫預期達成的目標如下：(1)完成提問、計畫、分析、和解釋能力的評量架構；(2)研發以模擬為導向的探究能力評量系統；(3)應用試題反應理論建立中學生探究能力量尺；(4)跨年級比較八年級和高中二年級學生的探究能力發展情況；(5)探討中學科學教師對線上評量的態度。本計畫結果將有助於進一步了解探究能力的本質和架構，以及線上能力評量的設計，並深化對國內中學生探究能力現況的理解。 |
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| 執行期間：2008∼2011 |
補助單位：國科會 |
計畫摘要： 此整合型計劃具承先啟後與長期深耕的意圖，一方面將過去研發的多媒體科學教材(5單元：光學、四季、月相、彩虹、空氣汙染等) 依照探究課程設計原則重新編制並加入學習鷹架和資訊管理支持，一方面新研發結合可呈現科學資料(data)和證據(evidences)的GIS軟體介面的科學探究單元(3-5單元：水資源、氣候變遷和水庫等)，來協助學生於複雜情境的探究過程能夠同時獲得相關知識和科學探究技能，而提升其科學探究的品質。未來將在合作學校(針對同一班級進行3年的教學實驗，期能長期追蹤學生探究能力的成長情形，對於中學生科學探究能力培養做深耕教育，也試圖了解落實科學探究課程於學校可能遭遇的困難和尋求可能解決方案，以作為推廣科學探究課程及相關研究的參考。 關鍵詞：數位科學學習環境、科學探究、科學學習 |
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| 執行期間： 2006∼2008 |
補助單位：國科會 |
計畫摘要： 現今的科學教育目標大多認為學生對模式的理解和建模能力為中學生應該培養的科學素養之一。因此，本整合型計畫將營造一個鷹架式建模數位學習環境，讓學生經由理解、驗證和應用模式的過程，了解模式的適用範圍和限制，並且經由多種研究資料(測驗、教室觀察、晤談和電腦紀錄等)的分析來探討學生此真實探究情境中如何發展科學概念與建模能力。總計畫將規劃所有子計畫以一共同樣本來進行研究，每子計畫依據其研究面向和理論角度切入，來詮釋此共同樣本之科學理解與建構過程之認知行為。研究結果呈現時，總計畫從巨觀( Macro-level)檢驗學生在學習前後科學理解與建模能力的改變情形，各子計畫則從 微觀(Micro level)深入分析建模工具(子計畫一)、分享工具(子計畫二)、和表徵式鷹架(子計畫三)等鷹架式建模數位學習環境要素，分別在學生科學建模學習歷程扮演何種的角色，以及此三要素彼此間如何相互支持以降低學生建模時複雜認知的負荷。 關鍵詞：建模、情境認知、社會建構論、科學學習、鷹架學習、數位學習 |
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