學習資源的缺乏不僅造成學習成就上顯著的落差，也嚴重影響偏遠地區學生的學習動機與自信。先天學習環境不利導致學習差距產生的現象，可從近年各項教育評鑑、國中教育會考察知，以自然科為例，偏遠地區自然科待加強學生數偏高的比例，讓各界無法忽視自然科學教育的地域差距。
此外，世界各國在自然科學領域均存在嚴重的男女比例失衡。以臺灣而言，自1992年至2020年，參加化學奧林匹亞的115位國手中僅有9位女性。29年來，女性國手僅占全體國手的7.8%，顯示培養女性學生在自然學科的操作能力與自信心、改善高中以上自然學科菁英男女比例失衡的現象，已是當務之急。
臺師大承接國教署「扶助弱勢生及加強偏鄉、外島的科學教育」計畫至今將滿十年，目標在於均衡發展偏遠地區中小學的科學閱讀、探究與實作、學習評量及校外教學四個項目。執行過程中發現多數偏遠地區的教育單位，因擔憂實驗操作的危險性及缺乏合格師資與設備而取消實驗課程，學生也因缺少實作機會而產生科學實驗經驗低落的問題。
有鑒於此，2012年，該計畫第三任主持人— 臺師大化學系教授姚清發，開始規劃結合臺師大化學系、科學教育中心、桃園市自然科輔導團、建國中學及北一女中等單位的師資(陳美玲老師、林文偉教授及歷任臺師大化學系主任、羅珮華教授、梁忠三校長、劉之聖老師、曹淇峰老師、趙君傑老師、江慧玉老師以及周沅馨小姐) 與教學資源，將高等教育及高中所具有的豐沛自然科學教育資源帶進偏鄉。
該計畫現已擴展為臺師大大學社會責任計畫(USR)中5項種子計畫之一 —「落實偏鄉科學教育及加強科學基礎實驗操作課程」計畫 (以下簡稱偏鄉科學教育計畫)，以期縮短學童學習機會差距、響應培養女性科學家的國家政策，並回應聯合國永續發展目標(SDGs)中消弭不平等、落實優質教育及性別平權的理念。
偏鄉科學教育計畫的第一步是透過定期在臺師大舉辦科學教育營隊及蹲點下鄉服務，讓全國的弱勢學生有機會接觸科學實驗。如每年暑假，由臺師大提供教室、實驗室、設備、師資及宿舍等資源，統整校內外課程並整合臺師大理學院各學系及自然科學輔導團單位的師生與資源，舉辦化學科、物理科、生物科、地球科學以及整合各領域並且屬於應用科學的刑事科學課程，在安全環境下由專業教師帶領學生進行各種科學實驗與應用，透過實驗操作、觀察現象、整理數據與討論結果等訓練，落實全方位的自然科學教育。
此外，為培養學生的國際競爭力，2016年在臺師大英語系陳秋蘭教授和柯珍宜(Jean Curran)老師協助下，活動中加入文學院英語系及英語領域輔導團的師生與教學資源，進行科學及科學英語教學的跨域合作，提供偏鄉學生更全面的學習資源，增進未來在科學專業領域發展的能力。
不過對於部分偏鄉與外島學生而言，交通的便利性與費用仍是沉重的負擔。因此，面對人數眾多的偏鄉與外島單位，偏鄉科學教育團隊以駐點方式進行服務及學習，每年培訓相當數量的博士、碩士班的研究生以及大學部的學生，共組團隊至偏鄉與外島服務。自2014年至今，團隊已服務超過500所的偏鄉及離島學校、近25000名師生，將自然科學教育扎根至臺灣各個角落。
「因材施教」的教學理念所針對的不僅是學生的個別差異，也是根據地域特性規劃教學方式與設計實驗教材。姚清發教授表示「每到一個地方，我們都希望配合當地學生較常聽到、看到的植物、動物等資源，以當地環境的素材做相關教學。」以苗栗、南投山區為例，當地植物多樣性的特色，可以做標本採集和觀察；外島地區的澎湖、金門，常見的貝類則可配合酸鹼值相關的實驗，從生活中熟悉的素材著手更容易引起學生的興趣。
最重要的是，因「材」施教不會讓教育在偏鄉曇花一現，用當地容易取得的教學材料設計實驗、協助當地教師複製教學方法、持續舉辦相關課程的教師研習、培育當地種子教師，擴大影響範圍讓自然科學教育更容易在偏鄉延續，不同性別學童能夠具有相同的機會，培養日後在高中、大學階段於自然科學領域的發展能力。
偏鄉科學計畫的實踐不僅是給予學習資源的支持，也讓孩子在探索自我潛能中肯定自己，看見更遠的未來。投入偏鄉科學教育近十年的姚教授說：「偏鄉的孩子其實跟普通生、資優生一樣，充滿了潛力，但缺少的是機會。」臺師大團隊的堅持是「盡己身專業所能，看到偏鄉學童的學習能力與動機，讓他們產生參與感及擁有學習機會，讓社會上沒有一位學生和他/她的未來是被忽視或被拋棄的」。
教育是永續發展不可或缺的一環，消弭偏鄉教育資源與學童學習機會落差是教育永續發展機制的基石。因此，在校地空間、時間與經費有限狀況下，臺師大仍盡最大可能地支持各個團隊進行偏鄉教育服務，相信培育人才是創新的契機，唯有透過世代的人才發現問題、解決問題才能向社會的永續發展更邁前一步。