本節將以三個方面來加以探討 TIMSS-R 的成就評量架構：首先先瞭解 TIMSS 和 TIMSS-R 的成立背景、研究目的；再深入探討其研究工具、評量概念 架構和科學課程的設計架構；最後再探討其特殊的資料處理模式。
一、TIMSS 和 TIMSS-R 成立背景及研究目的
IEA 自 1994 年推動第三次國際數學與科學教育成就研究（ the Third International Mathematics and Science Study，簡稱 TIMSS），是所有執行過的國際 教育研究中研究範圍最廣的。學生的學習成就差異，可當成每個教育系統的差 異，也可看作不同的經濟、狀況及在全球競爭下國家相關位置的指標。TIMSS 的研究模式是跨不同教育系統及以多量的變因數目研究學生學習的過程，使我們 更了解所要研究的主題（洪佳慧，2000）。
TIMSS 是一個經由嚴謹的結構，作為長期性對於數學和科學教育循環研究 的計畫，未來每四年舉辦一次。TIMSS 在 1995-1996 間舉行，有 42 個國家參加。
藉由問卷、錄影帶、教材的分析來比較 42 個國家、三個年級在數學及科學上的 成就。第一次 TIMSS 的結果報告是在 1996 年時公佈。當時即引起全球廣泛的討 論及課程改革，國際間的學者也爭相出書發表其觀感及發現，而參與國對於自己 國家的結果報告也紛紛出爐（Martin et al.,2000）。
將國家作排名並非 TIMSS 的主要目的，排名的主要目的是將成功和教學方 式拿來作為其他國家的參考。因為過去 IEA 所作的研究對於數學和科學都有重 大的發現，於是國際間各國課以利用 TIMSS 的研究結果來改善在學校的教學及 學生的學習（Robitaille，1993）。
TIMSS 會選擇數學和科學這兩個主題，是因為世界上很多國家認為國民的 科學素養和經濟生產力是十分相關的，而數學是現代科技中的通用語言。數學和 科學是每個學校課程中的重要成分而國際上的很多國家也正面臨對於該國數學 與科學課程的重要改革，許多國家將會參考 TIMSS 的成果來引領教育改革計 畫，因為大多數的國家都有一個共識，那就是要提供該國的學生一個是世界級的 課程（world class），為進入二十一世紀作準備（Robitaille，1993）。
TIMSS-R（the Third International Mathematics and Science Study - Repeat）是 指在 1999 年所作的第三次國際數學、科學教育研究後續調查。因為在 1995 年舉 辦 TIMSS 之後，許多國家紛紛表示希望能有後續的調查，因為不僅可以取得有 關學生在數學和科學科目中的是知識和能力的資訊，以及有關文化環境、教學實 施狀況、課程目標和教育上的安排等伴隨學生成就的資訊外，最重要的還是了解 當年在 TIMSS 研究中的九歲群的學生，經過四年升上八年級（十三歲群）之後 的學習成就，更可比較這兩群相隔四年八年級學生的學習成就是否有差異（羅珮 華，2000）。
我國是在 1988 年 2 月 1 日正式執行並參加此國際教育成就調查計畫，配合 國際測驗時程，於 1998 年 4 月 28 日舉行試測，抽測 25 校 30 班 1205 位學生；
1999 年 5 月 17-28 日舉行正式施測，抽測 150 校，每校一班，共 5889 位學生（陳 昭地、沈青嵩，1998）。
二、TIMSS-R 的研究工具、評量概念架構及科學課程的設計架構
（一） 研究工具：包括問卷和科學成就測驗試題兩種。
1.問卷：
共有三種：包括學生問卷、教師問卷及學校問卷。每個參與的學生都要回 答學生問卷；施測學生班級的科學教師及數學教師都要填寫教師問卷；施測學生 學校的校長要填寫學校問卷。此問卷可用來瞭解不同的教學安排與學生成就相關 的訊息。
2.科學成就測驗試題：
包括數學和科學方面共有七個領域分類，即數學、地球科學、生命科學、
物理、化學、環境與資源議題、科學探究與科學本質（Garden & Smith，2000）。
TIMSS的測驗品質也和抽樣的品質一樣受到相當地監控，各國的NCR必須 一起合作並全程參與TIMSS測驗的發展。經過一連串的努力，除了各國提交經過 科學學科專家檢視的題目之外，另外還加入一些題目以能夠含括所有的科學主 題，這些題目首先需經過試測與檢視試測的結果，最後加入新的題目並再次進行 試測。
TIMSS的測驗結東後，公佈大約三分之二的試題，剩下的三分之一試題則 為了能夠使用於下次測驗以便測量趨勢，因此保密。在TIMSS-R的測驗中這些公 佈的試題被新的試題所取代，新的試題則是根據已釋出試題之內容、形式與難度 重 新 編 寫 而 來 。 科 學 與 數 學 試 題 更 換 委 員 會 (Science and Mathematics Item Replacement Committee)，由參與國所提名的國際知名數學與科學教育家組成，
他們的工作就是對測驗的學科議題提出建議，一共有超過300題的數學與科學題 目被發展出來作為可能的替換試題。新的試題同樣需要經過科學學科專家檢視以 及試測，因此幾乎所有參與TIMSS-R的國家都參與了新試題的試測，而且所有的 國家聯絡人也有檢視試題與評分標準的機會。試測與檢視的結果，數學有 114 題，科學有98題被選為替換試題納入TIMSS-R的測驗之中(Martin, Mullis Gonzales, Gregory, Smith, Chrostowski, Garden & O'Connor ,2000；Gonzalez&Miles, 2001)。
TIMSS-R 科學試題共有 146 題，呈現一系列的科學主題與技能。有四分之 一的試題屬於簡答題(short answer)與申論題(extended response)題型，需要學生產 生並寫下自己的答案，其餘的試題都是選擇題題型。表 2-5.1 呈現各科學內容的 題數以及總分，由於有些需要學生較長時間來組織回答的問題採部分給分，全對 給兩分，對一部分給一分，而其它試題給分都是一分，所以科學部分試題的總分 會越過試題數。
表 2-5.1 各科學內容的題數以及總分（Gonzalez & Miles，2001）
內容 題數 分數
地球科學 22 23
生命科學 40 42
物理 39 39
化學 20 22
環境與資源議題 13 14
科學探就與科學本質 12 13
合計 146 153
（二） 評量概念架構
TIMSS-R 的概念架構基本上是延續 TIMSS 的研究架構，以課程為焦點來瞭 解組成教育環境的種種因素。TIMSS 將課程分為三個不同的層次去解讀：社會 想要的教學（意圖的課程）、實際進行的教學（實施的課程）以及學生學到的課 程（完成的課程），此三個層次說明學生成就的主要影響因素（Robitaille，1993；
Martin，1996；Gonzalez & Miles，2001）。如圖 2-3.1，TIMSS 的概念模式把影 響教育的因素視為處於一系列鑲嵌的情境背景中，這些情境從最「總體的
（global）」到最「個人的」狹窄的情境鑲嵌於較廣的情境背景中，它們也會受到 較廣情境的影響，但是它們不只是較廣情境的從屬部分而已（Robitaille，1993）。
圖 2-5.1：TIMSS 的概念架構（譯自 Robitaille，1993，p.26）
1.意圖的課程：「學生預期要學到什麼？」
意圖的課程是在國家或教育系上階層所界定的數學與科學內容，存在於教 科書、課程綱要、考試內容以及用來指導教育體系的政策、規章與其他官方聲明 之中，學生被預期要學習的課程可能以數學與科學概念、過程與態度的形式來描 述。意圖的課程處於一個特定的教育背景，此背景包含了對於教育系統所作的制 度安排(institutional arrangements)，在系統階層所作的教育決策會被下決策的結構 所影響，這些決策則包括了學校組織的模式、教學的分派以及財政與人力資源的 配置。意圖的課程也位於一個較大的社會背景中，社會的情境包含那些影響系統
完成的課程
（學生）
個人背景
實施的課程
（教室）
當地社區
意圖的課程
（系統）
整個社會
標，這些目標反映出社會的想法與傳統，並且被教育體系的資源所限制。此課程 的研究是 TIMSS 計畫初期的主要部分，課程分析包括課程綱要與教科書的內容 以及問卷，其目標在詳細地描繪出參與國的課程目的(Martin,1996；Gonzalez &
miles,2001)-
2.實施的課程：「誰提供教學?教學如何被組織?」
實施的課程所指為經由教師詮釋並將其傳達給學生的數學與科學內容，雖 然會受到意圖課程的引導，但是並非和意圖的課程一模一樣，它也可以用概念、
過程以及態度來描述。實際在課堂進行的教學活動大部分通常由教師決定，教師 的行為極可能受到本身所受教育、訓練與經驗的影響，也會受到學校的性質與組 織架構、與教師同儕之間的互動以及學生主體的組成所影響(Gonzalez & Miles，
2001)。實施的課程所處的教育背景是由在學校與班級階層作的制度安排所構 成，它們會受到系統階層的制度安排所影響，而且在某個程度上來說它們取決於 系統階層的安排;此層次的制度安排包括教學工作、班級經營、資源的使用、教 師態度以及教師的背景。此課程處於一個較廣的地方社區背景之中，在某些方面 它反映了整個社會，從另一些方面來說，在同一個教育權限範疇內的各個地方社 區彼此會有很大的不同(Robitaille,1993)。
3.完成的課程：「學生學到了什麼?」
完成的課程由學校教育的成果所構成，為學生經過求學過程所獲得之數學 與科學的概念、過程與態度，學生所學會受到他/她們被期望的學習所影響，也 會受到可得機會的品質與種類所影饗。完成的課程處於一種個體學生的教育情 境，由畢生決定的制度安排所構成，包括學生作了多少作業、學生的努力以及學 生在教室的行為模式等等，這些因素受到系統與教室階層的安排大大地影響。此 課程所處的情境為學生的個人背景，然而學生的背景並不一定都相同，學生的成 就有部分與實施的課程以及社會、教育的背景有關，有大部分則是與個體學生的 特質有關，這些特質包括能力、態度、興趣及努力（Robitaille，1993；Gonzalez
& Miles，2001）。
關於內容、制度安排以及社會情境背景的邊界並不是那麼地卻明確，重要 的是在三個層次內容中的變數需要在三個不同制度安排階層中考慮，並且在三個