近年來以教育的設計與方法觀點來設計有效的課程為強調學生 自我認知與動機的重要性，諸多研究結果指出學生的自信與學生的數 學以及科學學習成就表現呈明顯正相關。這表示學生的自信和其學習 成就成正相關這點應該被納入編輯教材時應當考慮的一點重要因素 (Daniel，2003)。我們可藉由使用不同國家參加TIMSS的測驗結果來 分析有關國家平均數學和科學自信與國家平均成績的關係，比較不同 國家的自信和性別以及年紀間的關係，過去有許多研究指出學生成績 與自信是成正相關的(Jesse，2004)。
香港、日本、韓國和新加坡是四個參加TIMSS的東方國家，但這 四國的學生在TIMSS的數學測驗卻都表現的相當傑出。學生背景資料 的問卷顯現出4個國家中有些共同點，其能用來解釋學生表現優異的 原因。唯一一個完全相同處是都為大班級且人口密度高，這一般不會 被視為高成就表現的原因。由TIMSS的態度問卷數據中也無法找到獨 特的相同點來解釋學生的高成就表現。問卷數據指出東方國家學生有 高成就表現也許是其他方面的關係造成的。特別的是，結果指出這4 個國家的學生對數學表現出負面的態度，包括作數學時缺乏自信等。
而這4個國家顯著的孔儒文化被討論並試著去解釋為何學生抱持負面
態度，但這文化觀無法確定能用來解釋學生的優越表現(Frederick，
2002)。
Daniel(2000)利用 TIMSS 的數據來研究學生自己對科學的信心 與成績的相關性，使用不同測量方法設計來試驗 Ireland 的 5881 位 學生幾種自我認知與成績的關係，並且指認出幾個自我認知明顯與成 績成相關性的：高學習成就表現的學生較同意自己喜歡學習科學、科 學是簡單的科目以及科學對日常生活有很大的幫助；較低學習成就表 現的學生認為學好科學需要自然科學的天份以及運氣。
所以我們知道學生對科學的態度對於學生的學習與成就表現都 有相當的影響，而與科學有關的態度有許多種，但在國內常被混為一 談。蘇懿生、黃台珠(1998)由社會心理學觀點分析態度的組成，並參 考國外的文獻將有關科學的態度區分為「科學的態度」、「對科學的態 度」兩大類，前者常是我們對學生的一種期盼，後者則經常是促成學 生去學習的重要契機，因此與學習成就的相關性較大。有關對科學的 態度的研究，研究方向大多向下求其與學習成就間的關係，或向上求 其影響因子。
張一誠(2002)利用 TIMSS-R 試測與施測結果中兩次測驗都有出 現的試題來分析研究國中新、舊版教科書對學生成就表現的影響。調
查結果發現國中教科書對於八年級學生的學習成就表現有影響，尤其 是以前沒有學過或者是不常接觸到的概念。
洪佳慧(2002)由第三次國際數學與科學教育研究後續調查
(TIMSS-R)中生命科學和環境與資源的重複試題來探討教科書與性別 對學生學習成就表現的影響。研究結果發現：1.學生學習成就表現會 受使用的教科書所影響，其中以教科書裡涵蓋概念數目的不同最容易 造成學生學習成就上的差異；2.男女學生在生命科學上的學習成就表 現差異並不顯著；3.大眾傳播媒體會影響學生的學習成就表現。並且 指出教科書與大眾傳播媒體都會影響學生的學習，所以建議教師應教 導學生如何連貫學習和引導學生去正確的運用媒體來學習，以及生命 科學教科書中可以再多加一些環境與資源議題的題材來使生物教科 書關於環保的議題更加完整。
顏秀玫(2004)使用「2003 年國際數學與科學教育成就趨勢調查 (TIMSS 2003)」之試測與實測的結果來探討我國國小四年級學生低分 題的影響因素。研究發現造成學生成就測驗低分的原因有：1.課程沒 有涵蓋的試題概念，在 44 題低分題中發現有 79.5%的試提概念是試 測與實測課程中沒有出現過的概念，如果課程沒有涵蓋試題的概念，
學生通常不知道如何去作答，所以課程沒有涵蓋試題的概念為造成低 分的原因之一。2.語言能力不足，由監考或訪談發現學生在閱讀及書
寫作答非選擇題時有困難，另外題意的理解與分析也說明了語文閱讀 能力以及書寫能力都會影響學生的學習成就表現。3.試題概念與文獻 上迷思概念相符合，學生可能回答出類似的迷思概念。
在教育的過程中有效的使用電腦被提出是教學方法之一。其中一 種教學設計模型被廣泛的討論-Gagne 的 9 種教學項目，以 9 個項目 來當骨架的使用電腦的優點已經被認為是有效的課程設計。近年來研 究發現日本的學生學習成就表現的比國際數學平均來要的優異。
Daniel(2002)研究日本是如何將電腦編入數學課程,探討 9 個項目是 如何編入課程，並且分析在課程中教室及電腦教室的背景因素以及學 習動機,結果發現在日本 9 個教育項目中有許多被併入這個特別的數 學課程。
羅珮華(2003)分析TIMSS 1999國際報告中各國經濟能力、每年上 課日數、每天平均在校時數、每天學習時間與學生的學習成就之間的 關係。結果發現國家經濟能力對學生數學與科學學習成就有正相關，
經濟能力較強國家學生平均成績較經濟能力較弱國家學生強，但其課 後讀書時數卻較少，因此學者在探討不同國家學生學習成就時，應該 考量國家之間的經濟能力與學生的學習時間。
侯怡如(2003)分析我國學生在 TIMSS 1999 生命科學的答題表現
與情形，並以比較性研究法來分析問卷部分回答情形，利用這些資料 進行層次分析，希望藉由研究結果看清楚我國科學教育的科學面貌，
並提供決策者、教育家、教育從業者在教育改革上有價值的參考資 料。其研究發現我國大部分成績好的學生同意在自然科學上表現良 好，以能夠找到想要的工作以及進入自己喜歡的高中或大學。另外，
平均 61.79%學生期望自己最高教育程度為「大學畢業」，在期望自己 教育度越高的驅使下，在 TIMSS 1999 生命科學公開試題有平均 76.55%
的答對率。在家中資源方面，家中藏書「超過 200 本」的我國學生在 TIMSS 1999 生命科學公開試題有平均 78.60%的答對率。
張謝玲(2004)引用國際第三次數學及科學教育後續調查
（TIMSS-R）的科學測驗試題和問卷設計的方式來研究宜蘭地區國中 二年級學生科學能力測驗以及相關背景資料的探討，使用描述性統計 及相關性（多元迴歸）分析去分析影響八年級學生科學成就的因素以 及影響之結果，背景因素的探討包括性別差異、學生期望及家庭教育 環境等。分析得到幾個結論：1.家庭環境因子中，只有「家中藏書」
與學生科學成就表現有顯著相關。2.學生個人因子中，與學生科學成 就測驗顯著性達 99%信心水準的因子有「期望自己的最高學歷」、「自 己認為學好自然、數學和語文是重要的看法」以及「肯定學好自然是 需要努力學習」；與學生科學成就測驗顯著性達 95%信心水準的因子 有「平時課後多研讀自然科學」、「自己認為有輕鬆休閒的時間是重
要的看法」以及「肯定學好自然是需要運氣」。
羅珮華(2004)以逐步回歸分析來研究台灣、新加坡、日本、韓國、
美國、義大利和智利等七個國家學生在 TIMSS 1999 學習成就與學生 特質的關係，發現七個國家學生一共有九個相同的特質，分別是 1.
在上學前或放學後通常沒有花時間參加科學或數學的社團；2.家裡有 電算器；3.家裡有自己專用的書桌；4.家裡有字典；5.母親認為在學 校學好自然科學是重要的；6.認為在學校學好自然科學是重要的；7.
認為有休閒輕鬆的時間是重要的；8.認為要學好自然科學必需在家努 力多學習；9.當學年度在學校有上自然科學的課程。
在學生特質變數與科學成績的相關性分析中發現：1.科學成就表 現較好的學生喜歡學習自然科學以及喜歡從事有運用到科學的工 作、喜歡自然科學的程度比較高、認為自己在自然科學上表現的較 好、不厭煩自然科學、不覺得自然科學很困難、學好自然科學是為了 能找到想要的工作、使自己和父母高興以及進入自己喜歡的學校。2.
家中有電腦以及對自己最高學歷期望較高的學生科學成就明顯較 高。3.各國科學成績較高的學生不認為學好自然科學需要天份與運 氣。4.各國學生科學成就與自己和母親認為擅長運動以及有休閒輕鬆 的時間很重要的相關性很低。5.學生成績與打工時間以及文化休閒頻 率呈負相關。6.在家使用調查語言頻率較高以及家中藏書較多的學生
科學成績較高。7.各國科學成績較高學生在校外閱讀書籍、雜誌頻率 較高以及每天花較多時間作課後輔導、補習或研讀自然科學，並且認 為科學可以幫助人類去解決人為破壞、能源與污染等問題。8.各國男 學生科學成就都高於女學生科學成就，其相關係數介於.09 到.15 之 間。
吳琪玉(2005)以 TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 我國八年級學生在數 學與科學上的測驗結果來分析學生的數學、物理與化學的學習成就，
以及學生特質變項與學生成就表現的相關性。其研究結果發現：1.
數學和物理、化學有顯著關係，且呈高度正相關。2.TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 的整體測驗結果相同處為在科學方面都是學生在化學上
數學和物理、化學有顯著關係，且呈高度正相關。2.TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 的整體測驗結果相同處為在科學方面都是學生在化學上