研究與教學中心

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Subject: search.filters.subject.科學教育Subject: search.filters.subject.science education

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    擴增實境在科學教育的研究趨勢：2005～2017 年學術文獻回顧
    (國立臺灣師範大學科學教育中心, 2021-07-??) 林佳穎; 邱美虹; 林佳弘; Jia-Ying Lin, Mei-Hung Chiu, Jia-Hong Lin
    本研究從使用目的、設計理論、教學功能與教學設計四個面向分析擴增實境在科學教育領域使用之現況，選定 42 篇於 2005 年至 2017 年間發表在科學教育領域之擴增實境文獻進行分析。研究結果發現，擴增實境之使用目的可分類為注重於真實性、注重於情境脈絡、注重於投入性、注重於輔助鷹架與注重於個別化等 5 種；擴增實境之設計理論可分類為多媒體學習理論、多重表徵理論、空間能力理論、情境學習理論、遊戲學習理論、鷹架理論、建模理論、探究學習理論等 8 種；擴增實境提供的教學功能可分類為將概念可視化、提供 3D 虛擬、模擬情境、提供沉浸感、探究實作、小組合作、建立模型、技術練習、個別化設計等 9 種教學功能；教學設計方面發現近 7 成之研究會於教學中使用特定教學策略，近年來研究多採用手持載具，並有結合新興科技之相關研究。本研究建議未來研究者可從使用目的去思考擴增實境融入教學的必要性，並能基於特定理論發展擴增實境，且能瞭解開發之擴增實境具有哪些教學功能，最後設計出適宜的教學活動以展現擴增實境之功用，期望能提供未來研究者規劃與設計擴增實境的教學研究之參考。
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    在「典範」下的常態研究，為何有能力提出「新理論」？
    (國立臺灣師範大學科學教育中心, 2016-09-??) 楊倍昌; Bei-Chang Yang
    有些人認為重覆學習舊知識對科學教育沒有好處，有害創造力。但是在《科學革命的結構》一書的第六章，孔恩提出了一個有趣、對於現代科學教育的策略有指導性的問題：「明明常態科學並不企圖發現新東西，但是在典範的指導下進行研究，為什麼能有效的發現新東西？」孔恩以歷史案例來說明：「先察覺異象，然後了解異象，最後導致典範變遷」；或是由認知科學論述「新奇現象出現得十分困難，它以抗拒來呈現自己」。這樣的結論只是將發現新事理的過程重述一遍，並沒有回答典範能促進新發現的原因。要解答這個問題，「時間」可能是個關鍵。就個別研究人員來說，依循「典範」可以集中注意力，去除背景雜訊，增長特定物被觀看的時間，因而讓異常現象被發現的機率增加。「典範」的演繹蘊涵切割問題的方法，讓問題變小，任務焦點明確。就社群來說，切割問題可以避開需要事先掌握大量資訊的困難，降低先備知識的門檻。在分工之下，當參與的人多了，觀看、凝視特定的現象的總次數增多，將會提高發現異常的機率。透過「典範」來思考問題有益於聚焦在觀察項目上，因此得以發現異例，創新知識。落實在科學教育上，舊典範裡的知識內容就不只是一種過時的東西，被動的等待被推翻而已。讓學生演練常態科學本身，就富有促進創新的效益，而值得鼓勵。
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    科學教室中的論證能力培養
    (國立臺灣師範大學特殊教育中心, 2011-06-??) 趙毓圻; Yu-Chi Chao
    論證是科學與科學教育的核心，亦是國際評量和各國科學教育政策亟欲強調之能力，以及近年國內外科學教育的研究趨勢。本文從論誼之意義與重要性、在科學教育廣為使用的Toulmin論證模式、介紹協助學生搭建論證能力和評量的方法，以及論證教學題材所包含的科學理論和社會性科學議題，期盼藉此提供資僅教師在科學教學上的實施參考，培養學生論述有據的論證能力。
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    科學之美及其教學之可能
    (臺灣師範大學科學教育中心, 2011-08-??) 楊倍昌; Bei-Chang Yang
    「科學之美」的教學除了說明科學美的感情和趣味性之外，它也可能引發學習興趣，貫通冷硬的科學知識，以及建立科學的價值。科學教育中，領略科學之美為教學目標的企圖，與一般美學一樣，它必須面對兩種挑戰：一、確立審美判斷的基礎；二、論證審美判斷的普遍有效性。就課堂教學的經營而言，直接鋪陳知識內容或是情意教學都可以論說「科學之美」。解說科學知識內容的嚴整性是傳統課程的強項，它直接呈現知識的秩序美，快速而容易操作。情意教學常透過歷史案例及其與社會互動的方式進行，強調知識建構的過程，迂迴而緩慢。然而由知識、人文、社會對話等層面來提供欣賞科學的進路，富有融通知識與價值判斷的優點。史學家克理斯結合科學史的內容來補充美學的論證，從而展示物理科學實驗之中同時也蘊涵著美的方法，較近似於情意教學。在他的「實驗科學之美」的論述中，「深度」、「效能」及「明確性」所說明的是科學實驗細節的安排以及知識內容本身對於科學典範的衝擊；「總體」、「廣闊」、「樸實」、「壯闊」則是閱讀者情感的回應。只是，開闢新視野的基石科學容易展現這類「實驗科學之美」的層面。如何以美學的角度來欣賞注重資料收集的一般科學，或是純科學理論的研究仍是個考驗。由於談論「科學之美」有語彙的困難、科學知識內容重點不同、甚至是個人理解能力的差異等等的問題，因此在教材及解說的方式除了建立明確的論證結構之餘，讓各種方法得以並陳，截長補短才是上策。