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第四節 研究範圍與研究限制
壹、研究範圍
一、研究對象
本研究以TIMSS 2007 年的臺灣 4 年級學生背景資料；TIMSS 2007 年的臺 灣8 年級學生背景資料；TIMSS 2011 年的臺灣 8 年級學生背景資料；以及 TEPS 2001 年第一波並追蹤至 2005 年第三波學生資料進行分析，TEPS 2001 年第一波 針對 7 年級（國一）學生進行調查；2003 年第二波針對原 2001 年已升上 9 年 級（國三）的同一批學生進行追蹤調查；2005 年第三波針對原 2001 年已升上 11 年級（高二）的同一批學生進行追蹤調查。
二、研究內容
（ㄧ）由於不同學科（例如：數學與科學）的家庭作業效果可能會有所不 同（Trautwein et al., 2002），而TIMSS 的資料有針對數學與科學這兩個不同學科 分別測量其家庭作業時間、家庭作業頻率及學習成就，所以本研究在探討家庭 作業與學習成就的關係時會分別針對數學與科學這兩個不同學科做分析，本研 究先以TIMSS 的資料探討學生層次數學（科學）家庭作業時間和班級層次數學
（科學）家庭作業頻率與數學（科學）學習成就的關係。
（二）本研究再以 TEPS 的資料探討家庭作業時間與學習成就的相互影響 效果。
貳、研究限制
一、研究對象
本研究只以TIMSS 2007 年的臺灣 4 年級學生；TIMSS 2007 年的臺灣 8 年 級學生；TIMSS 2011 年的臺灣 8 年級學生；以及 TEPS 2001 年第一波並追蹤至 2005 年第三波學生資料進行分析。因此，研究結果只可以推論至這些世代
（cohort）與這些年級的學生，無法推論至其它不同世代或不同年級的學生。
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二、研究內容
（ㄧ）本研究先以TIMSS 的資料探討學生層次數學（科學）家庭作業時間 和班級層次數學（科學）家庭作業頻率與數學（科學）學習成就的關係。因此，
研究結果只可以推論至數學與科學這兩個科目，也只可以推論至學生層次家庭 作業時間、班級層次家庭作業頻率，以及學習成就這三個變項，無法推論至其 它不同的科目或變項。
（二）本研究再以 TEPS 的資料探討家庭作業時間與學習成就的相互影響 效果。因此，研究結果只可以推論至家庭作業時間與學習成就這兩個變項，無 法推論至其它不同的變項。
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l C h engchi U ni ve rs it y 第二章 文獻探討
本章共分四節，第一節為「國際數學與科學教育成就趨勢調查」簡介；第 二節為「臺灣教育長期追蹤調查」簡介；第三節為家庭作業的基本概念；第四 節為家庭作業與學習成就的相關研究；各節內容分述如下。
第一節 「國際數學與科學教育成就趨勢調查」簡介
「國際數學與科學教育成就趨勢調查」（Trends in International Mathematics and Science Study, 以下簡稱 TIMSS）的簡介，其內容主要摘錄整理自張俊彥
（2007）在《TIMSS 2007 國際數學與科學教育成就趨勢調查國家報告》的「緒 論」；任宗浩（2007b）在《TIMSS 2007 國際數學與科學教育成就趨勢調查國 家報告》的「評量架構」；以及任宗浩（2007a）在《TIMSS 2007 國際數學與 科學教育成就趨勢調查國家報告》的「研究設計與資料分析」。也參考了 Foy 與Olson（2009）的《TIMSS 2007 使用手冊》（TIMSS 2007 user guide for the international database）；Foy、Arora 及 Stanco（2013）的《TIMSS 2011 使用手 冊》（TIMSS 2011 user guide for the international database）；Mullis、Martin、
Ruddock、O’Sullivan、Arora 及 Erberber（2005）的《TIMSS 2007 評量架構》（TIMSS 2007 assessment frameworks）；以及 Mullis、Martin、Ruddock、O’Sullivan 及 Preuschoff （ 2009 ） 的 《 TIMSS 2011 評 量 架 構 》（ TIMSS 2011 assessment frameworks），有興趣進一步了解細節的讀者，可以逕行參考。以下將分別從 TIMSS 的沿革與研究目的；TIMSS 的評量架構；TIMSS 的研究設計與資料分析；
以及TIMSS 的檔案資料這四個部分做介紹。
壹、TIMSS 的沿革與研究目的
本研究分別從TIMSS 的沿革與 TIMSS 的研究目的這兩個部分做介紹。
一、TIMSS的沿革
國際教育成就評量協會（The International Association for the Evaluation of Educational Achievement, IEA）在1959年首次針對12個國家的13歲學生進行學習
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成就的跨國研究（Pilot Twelve-Country Study, PTCS）後，陸續展開各項教育相 關的跨國研究，各項計畫執行期間、調查對象、調查學科及參與國家數如表2-1-1 所示。
最初，IEA於1963至1967年舉辦第一屆國際數學研究計畫（First International Mathematics Study, FIMS），共有12個參與國家，其調查對象為13歲學生與高中 最後一年的學生，針對他們的數學進行調查與研究。接著，IEA於1968至1972 年也舉辦第一屆國際科學研究計畫（First International Science Study, FISS），共 有19個參與國家，但對象擴大為10歲學生、14歲學生及高中最後一年的學生，
針對他們的閱讀理解、科學、文學、法文、英文及公民教育進行調查與研究。
這兩項國際研究計畫，可以視為日後TIMSS研究計畫的濫觴。FIMS結束大約10 年後，IEA於1977至1981年續辦第二屆國際數學研究計畫（Second International Mathematics Study, SIMS），共有20個參與國家，其調查對象仍為13歲學生與高 中最後一年的學生，針對他們的數學進行調查與研究。IEA也於FISS結束大約10 年後，在1982至1986年續辦第二屆國際科學研究計畫（Second International Science Study, SISS），共有23個參與國家，其調查對象仍為10歲學生、14歲學生 及高中最後一年的學生，針對他們的科學進行調查與研究。
到了1995年，IEA整合了數學與科學這兩項研究計畫，辦理了第三屆國際數 學與科學研究計畫（Third International Mathematics and Science Study 1995, TIMSS 1995），自此可看見現今TIMSS之雛形，其研究對象整合為9歲學生（4 年級）、13歲學生（8年級）及高中最後一年的學生，4年級學生有22個參與國家，
8年級學生有31個參與國家，針對他們的數學與科學進行調查與研究。為了了解 學生在科學與數學的學習成就趨勢發展，4年後IEA續辦了第三屆國際數學與科 學重複研究計畫（Third International Mathematics and Science Study Repeat 1999, TIMSS-R 1999），其研究對象為13歲學生（8年級），共有30個參與國家，爾後 TIMSS就以4年為固定調查週期。
在2003年原本應稱為第四屆國際數學與科學研究計畫（Fourth International Mathematics and Science Study, FIMSS），由於IEA考量計畫目的與名稱，決定將 原本的Third（第三屆）改以Trends（趨勢）代替，不僅保留了原本的TIMSS，
也凸顯了IEA希望透過趨勢的研究，以發現各國學生在數學與科學學習成就之發
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展。IEA於2003年舉辦第四屆國際數學與科學教育成就趨勢調查（Trends in International Mathematics and Science Study 2003, TIMSS 2003），其調查對象為4 年級學生與8年級學生，4年級學生有23個參與國家，8年級學生有40個參與國 家，爾後TIMSS就以4年級學生與8年級學生為固定調查對象。IEA於2007年舉辦 第五屆國際數學與科學教育成就趨勢調查（TIMSS 2007），其調查對象與調查學 科領域與TIMSS 2003相同，4年級學生有37個參與國家，8年級學生有50個參與 國家。IEA於2011年舉辦第五屆國際數學與科學教育成就趨勢調查（TIMSS 2011），其調查對象與調查學科與TIMSS 2007相同，4年級學生有50個參與國家，
8年級學生有42個參與國家。
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1959-1962 Pilot Twelve-Country Study（PTCS） 13 歲學生 數學、閱讀理解、地理 科學、非語文能力 12 1963-1967 First International Mathematics Study（FIMS） 13 歲學生
高中最後一年的學生 數學 12
1968-1972 First International Science Study（FISS） 10 歲學生、14 歲學生
高中最後一年學生 閱讀理解、科學、文學 法文、英文、公民教育 19
1977-1981 Second International Mathematics Study（SIMS） 13 歲學生 高中最後一年的學生 數學 20 1982-1986 Second International Science Study（SISS） 10 歲學生、14 歲學生
高中最後一年學生 科學 23
1993-1997 Third International Mathematics and
Science Study 1995（TIMSS 1995） 9 歲學生（4 年級）、13 歲學生
（8 年級）、高中最後一年學生 數學、科學 4 年級：22 8 年級：31 1997-2001 Third International Mathematics and
Science Study Repeat 1999（TIMSS-R 1999） 13 歲學生（8 年級） 數學、科學 8 年級：30 2001-2004 Trends in International Mathematics and
Science Study 2003（TIMSS 2003） 4 年級學生
8 年級學生 數學、科學 4 年級：23 8 年級：40 2005-2008 Trends in International Mathematics and
Science Study 2007（TIMSS 2007） 4 年級學生
8 年級學生 數學、科學 4 年級：37 8 年級：50 2009-2012 Trends in International Mathematics and
Science Study 2011（TIMSS 2011） 4 年級學生
8 年級學生 數學、科學 4 年級：50 8 年級：42 註：基準參照區（benchmarking participants）與 TIMSS 2011 年非 4 年級或 8 年級學生參與調查的國家未納入參與國家數做計算，參 與國家數另外也參考了Foy 與 Olson（2009）的《TIMSS 2007 使用手冊》（TIMSS 2007 user guide for the international database）以及 Foy 等人（2013）的《TIMSS 2011 使用手冊》（TIMSS 2011 user guide for the international database）。資料來源為 TIMSS 2007 國際 數學與科學教育成就趨勢調查國家報告（頁5–6），張俊彥，2007。取自 http://www.dorise.info/DER/download_T2007/resault/TIMSS-2007- full_ver.pdf
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二、TIMSS的研究目的
TIMSS主要研究目的是要提供各國長期追蹤學生數學和科學成就的趨勢，
以及課程、教學、學習環境、家庭背景及教師等影響因素的相關資料，以了解 各國在其教育改革或課程改革等改進措施的成效。此外，因為有許多國家參與，
因此也可以提供各國因教育改革或課程改革等實務執行方法的差異，所進一步 導致不同教育成果的各項資訊，以做為各國在從事教育改革或課程改革的參考
（張俊彥，2007）。
貳、TIMSS 的評量架構
本研究分別從數學評量架構、科學評量架構，以及背景調查架構這三個部 分做介紹。
一、數學評量架構
TIMSS 2007的數學評量架構包含了「內容領域」（content domains）與「認 知領域」（cognitive domains）這兩個向度，內容領域具體指出關於數學施測的 主題或內容範疇，認知領域則定義受試者解題所需的認知能力，這兩個向度是 TIMSS 2007與TIMSS 2011評量的基本依據。
在內容領域的內容範疇上，TIMSS 2007與TIMS 2011皆相同，在4年級分為
「數」（number）、「幾何圖形與測量」（geometric shapes and measures）及「資料 呈現」（data display）等三個範疇，在8年級則分為「數」（number）、「代數」
（algebra）、「幾何」（geometry）及「資料與機率」（data and chance）等四個範 疇，同一數學內容範疇在4年級與8年級存在著差異，主要反映了多數國家在不 同年級的數學教育上有不同深淺度的情況。
在認知領域的認知能力中，TIMSS 2007與TIMS 2011皆相同，在4年級與8 年級也皆相同，第一個是「知識層面」（knowing），其中包括了學生須知道的「事 實」、「步驟或過程」及「觀念」；第二個是「應用層面」（applying），其主要是 針對學生對應用所學知識及概念理解於情境問題之中；第三個是「推理層面」
（reasoning），超越解決一般例行性的問題，包含了較不熟悉、較複雜的情況與 需多道手續解題的情境題組。
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二、科學評量架構
TIMSS 2007的科學評量架構同樣包含了「內容領域」與「認知領域」這兩 個向度，內容領域具體指出關於科學施測的主題或內容範疇，認知領域則定義 受試者解題所需的認知能力，這兩個向度是TIMSS 2007與TIMSS 2011評量的基 本依據。
在內容領域的內容範疇上，TIMSS 2007與TIMS 2011皆相同，在4年級分為
「生命科學」（life science）、「物質科學」（physical science）及「地球科學」（earth science）等三個範疇，在8年級則分為「生物」（biology）、「化學」（chemistry）、
「生命科學」（life science）、「物質科學」（physical science）及「地球科學」（earth science）等三個範疇，在8年級則分為「生物」（biology）、「化學」（chemistry）、