TIMSS 2003臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就

及其相關因素之探討

張美玉*、羅珮華**

*國立新竹教育大學 教育學系

**國立臺灣師範大學 科學教育中心

【 轉 載 自 張 秋 男 主 編 ： 國 際 數 學 與 科 學 教 育 成 就 趨 勢 調 查2003 （ pp.95-124）】 本 章 共 分 六 節 ， 第 一 節 說 明 國 小 四 年 級 學 生 整 體 科 學 成 就 表 現 ， 第 二 節 比 較 國 小 四 年 級 學 生 科 學 分 科 成 就 表 現 ， 第 三 節 說 明 國 小 四 年 級 學 生 科 學 成 就 的 國 際 基 準 點 與 學 生 成 就 表 現 ， 以 及 範 例 試 題 說 明 ， 第 四 節 比 較 國 小 四 年 級 男 女 學 生 科 學 成 就 表 現 ， 第 五 節 初 探 影 響 國 小 四 年 級 學 生 科 學 成 就 的 因 素 ， 第 六 節 則 是 結 論 。

第 一 節

國 小四 年級 學生整 體科 學

成就 表現

TIMSS 2003 共 有 26 個 國 家 參 加 小學 四 年 級 調 查，其 中25 個 國 家 列 入 國際 排 名 比 較 ， 加 拿 大 分 別 以 安 大 略 省 和 魁 北 克 省 參 加 調 查 ， 連 同 美 國 印 第 安 那 州 共 有 三 個 基 準 參 照 區(Benchmarking Participants)不 列 入 國 際 排 名 比 較 。TIMSS 1995 對 「Population 1」的 定義，是 指「 在 測 驗 時 包 含 最 多 9 歲 群 的 在 學 學 生 的 年 級」，本 次 調 查 主 要 以 受 過 四 年 正 式 教 育 的 學 生 為 對 象 ， 各 國 調 查 對 象 包 含 國 小 三 至 五 年 級 學 生 ， 我 國 為 小 學 四 年 級 學 生 ； 小 學 四 年 級 學 生 國 際 平 均 年 齡 為10.3 歲，我 國 學生 平 均 年 齡 為 10.2 歲 （ 表 4-1）。 各 國 整 體 科 學 平 均 成 就 呈 現 在 表 4-1， 以 新 加 坡 學 生 的 平 均 量 尺 分 數 （ 565 分 ） 最 高 ， 我 國 （551 分 ） 排 名 第 二， 日 本（543 分）、香 港（542 分 ）和 英 國（540 分 ）排 名 第 三，美 國（536 分 ）排 名 第 四 。 從 表 4-2 各國 學 生 的 科 學 平 均 量 尺分 數 多 重 比 較 可 以 看 出 ， 我 國 學 生 的 平 均 科 學 成 就 顯 著 低 於 新 加 坡 學 生 ， 顯 著 高 於 日 本 、 香 港 和 英 國 學 生 。 表 4-1 的科 學 成 就 分 布 呈 現 每 個 國家 第 5、 第 25、 平均 量 尺 分 數 、第 75 和 第 95 百 分 等 級 的 量尺 分 數 分 布 情 形，依 據 美 國 國 際 研 究 中 心 （International Study Center） 提 供 的 資 料 ， 平 均 科 學 成 就 前 十 名 國 家 在 這 些 百 分 等 級 的 量 尺 分 數 分 布 情 形 如 表 4-3。從 表 中 顯 示 我 國 5%的學 生 科 學 成 就 低 於 434 分，有 25%的學 生 科 學 成 就 低 於 509 分，有 25%的 學 生 科 學成 就 高 於 598 分，有 5%的 學 生 科 學 成 就高 於 659 分 ； 新 加 坡 學 生 有 5%的 學 生 科 學 成 就 低 於406 分，有 25%的 學 生 科 學 成 就低 於 515 分 ， 有 25%的 學 生 科 學 成 就 高 於 624 分 ，

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 有 5%的 學生 科 學 成 就 高 於 694 分。 相 較 之 下 ， 新 加 坡 學 生 間 科 學 成 就 高 低 差 異 比 我 國 大 ， 雖 然 第 5 百 分 等 級 的 低 成就 學 生 成 績 比 我 國 學 生 低，但 是 第 25 百 分 等 級 以 上 的 平 均 成 績 比 我 國 學 生 高 出 許 多 。 第 5 百 分 等 級 的 低 成 就 分 數 以 我 國 、 香 港 、 和 荷 蘭 較 高 ， 而 從 表 4-1 也 看 到 這 三個 國 家 的 科 學 成 就 高 低 分 布 範 圍 小 。

表 4-1 各 國 小 學 四 年 級 學 生 科 學成 就 的 分 布 （ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.37）

國家或地區 學校 年級* 平均 年齡 科學成就分布 人文發展 指數** 新加坡 4 10.3 565 (5.5) ▲ 0.884 台灣 4 10.2 551 (1.7) ▲ – 日本 4 10.4 543 (1.5) ▲ 0.932 † 香港 4 10.2 542 (3.1) ▲ 0.889 † 英格蘭 5 10.3 540 (3.6) ▲ 0.930 † 美國 4 10.2 536 (2.5) ▲ 0.937 拉脫維亞 4 11.1 532 (2.5) ▲ 0.811 匈牙利 4 10.5 530 (3.0) ▲ 0.837 俄羅斯 3 or 4 10.6 526 (5.2) ▲ 0.779 † 荷蘭 4 10.2 525 (2.0) ▲ 0.938 † 澳大利亞 4 or 5 9.9 521 (4.2) ▲ 0.939 紐西蘭 4.5 - 5.5 10 520 (2.5) ▲ 0.917 比利時 4 10 518 (1.8) ▲ 0.937 義大利 4 9.8 516 (3.8) ▲ 0.916 1 立陶宛 4 10.9 512 (2.6) ▲ 0.824 † 蘇格蘭 5 9.7 502 (2.9) ▲ 0.930 摩爾多瓦 4 11 496 (4.6) 0.700 斯洛維尼亞 3 or 4 9.8 490 (2.5) 0.881 國際平均 4 10.3 489 (0.9) – 賽普勒斯 4 9.9 480 (2.4) ▽ 0.891 ø 挪威 4 9.8 466 (2.6) ▽ 0.944 亞美尼亞 4 10.9 437 (4.3) ▽ 0.729 伊朗 4 10.4 414 (4.1) ▽ 0.719 菲律賓 4 10.8 332 (9.4) ▽ 0.751 突尼西亞 4 10.4 314 (5.7) ▽ 0.740 摩洛哥 4 11 304 (6.7) ▽ 0.606 基準參照區 印第安那州(美國) 4 9.5 553 (3.7) ▲ – 安大略省(加拿大) 4 9.8 540 (3.7) ▲ – 魁北克省(加拿大) 4 10.1 500 (2.5) ▲ – * 代表從ISCED Level 1求學以來的年數。

** 資料來源：United Nations Development Program's Human Development Report 2003, p. 237-240。 † 僅在包括替代學校受測之後，學生參與比率才符合規定 (詳見國際報告Exhibit A.9)。 1 國家受測學生母群體並未全部涵蓋國際要求的母群體（詳見國際報告Exhibit A.6）。 ø 挪威：4年學校正式教育，但第一年稱為「一年級／預備學校」。 ( ) 括號內為標準誤，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。 – 表示可比較的資料缺乏。 平均量尺 分數 0 100 200 300 400 500 600 700 800 SO URCE : IE A's Tr ends i n In te rnat io n al M at h em at ics a nd Sci ence St ud y ( T IM SS ) 2003 國家平均分數顯著低於國際平均 國家平均分數顯著高於國際平均 ▲ ▽ 95th 5th 25th 75th 95th 平均數 95% 的信賴區間 (±2個標準誤) 表現百分點

這 是 我 國 小 學 四 年 級 學 生 第 一 次 參 加TIMSS 調查，由 於 我 國 沒 有 參加 TIMSS 1995 的 調 查，所 以 此 次 我 國 小 學 四年 級 成 就 無 法 進 行 趨 勢 表 現 分 析 ， 未 來 我 國 繼 續 參 加 TIMSS 2007 的 調 查 資 料 ， 將可 以 提 供 我 國 進 行 趨 勢 分 析 ， 作 為 檢 視 我 國 教 育 改 革 成 果 的 重 要 指 標 。 圖 4-1 為我 國 小 學 四 年 級 學 生 整 體科 學 平 均 成 就 分 布 情 形 ， 從 圖 中 可 以 清 楚 看 到 全 部 學 生 成 績 分 布 呈 現 高 於 國 際 平 均 （489 分 ） 的 常 態 分 布 。

表 4-2 各 國 小 學 四 年 級 學 生 的 科學 平 均 成 就 多 重 比 較 （ 資料 來 源 ： Martin et al., 2004a, P.42）。 新加坡 台灣 日本 香港 英格蘭 美國 拉脫維亞 匈牙利 俄羅斯 荷蘭 澳大利亞 紐西蘭 比利時 義大利 立陶宛 蘇格蘭 摩爾多瓦 斯洛維尼亞 賽普勒斯 挪威 亞美尼亞 伊朗 菲律賓 突尼西亞 摩洛哥 印第安那州 (美國 ) 安大略省 (加拿大 ) 魁北克省 (加拿大 ) 新加坡 ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 台灣 ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 日本 ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 香港 ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 英格蘭 ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 美國 ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 拉脫維亞 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 匈牙利 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 俄羅斯 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 荷蘭 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 澳大利亞 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 紐西蘭 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 比利時 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 義大利 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 立陶宛 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▲ 蘇格蘭 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ 摩爾多瓦 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ 斯洛維尼亞 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▽ 賽普勒斯 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▽ 挪威 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▽ 亞美尼亞 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▽ 伊朗 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽ ▽ 菲律賓 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▽ ▽ ▽ 突尼西亞 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ 摩洛哥 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ 基準參照區 印第安那州(美國) ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 安大略省(加拿大) ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▲ 魁北克省(加拿大) ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▽ ▽

Note: 5% of these comparisons would be statistically significant by chance alone.

國家或地區 平均科學成就顯著高於 比較的國家 ▲ 平均科學成就顯著低於 比較的國家 ▽ S O U R C E : IE A 's Trend s i n I nt er n at io nal M a them at ic s an d S ci enc e S tu d y (TI M S S ) 20 03

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 表 4-3 平 均科 學 成 就 前 十 名 國 家在 第 5、 第 25、 平 均 量尺 分 數 、 第 75 和第 95 百 分等

級 的 量 尺 分 數 分 布 情 形 （ 資 料 來 源 ：International Study Center）。

國 家 名 稱 第5 百 分 等 級 量 尺 分 數 第25 百 分 等 級 量 尺 分 數 平 均 量 尺 分 數 第75 百 分 等 級 量 尺 分 數 第 95 百 分 等 級 量 尺 分 數 新 加 坡 406 515 565 624 694 臺 灣 434 509 551 598 659 日 本 413 501 543 592 656 香 港 437 506 542 583 634 英 格 蘭 396 488 540 597 669 美 國 393 484 536 592 661 拉 脫 維 亞 411 489 532 578 638 匈 牙 利 393 479 530 584 652 俄 羅 斯 389 471 526 582 659 荷 蘭 435 491 525 561 611 850 770 690 610 530 450 370 290 210 700 600 500 400 300 200 100 0 標準差 = 68 平均成就 = 551 受測人數 = 4661 以 1st plausible value 作圖 人 數 國際平均 = 489 科學成就分數 圖 4-1 為 我 國 小 學 四 年 級 學 生 整 體 科 學 平 均 成 就 分 布 情 形 。

第 二 節

國 小四 年級 學生科 學分 科

成就 表現

TIMSS 2003 四 年 級 科 學 內 容 分 成 三 個 科 目 ： 生 命 科 學 、 物 質 科 學 (Physical Science)和 地 球 科 學，其 中 物 質 科 學包 含 化 學 和 物 理 ， 生 命 科 學 和 地 球 科 學 也 包 括 有 一 些 自 然 資 源 保 育 和 環 境 變 遷 的 議 題 。 測 驗 的 主 題 架 構 是 試 題 發 展 小 組 對 各 國 調 查 該 年 段 已 介 紹 過 和 教 學 上 會 著 重 的 重 要 主 題 ， 經 由 考 量 各 國 對 各 主 題 內 容 教 學 涵 蓋 情 形 而 發 展 出 來 的 。 各 學 科 試 題 在 本 次 調 查 所 佔 的 配 分 和 比 例 ， 以 及 試 題 在 三 個 認 知 領 域 所 佔 配 分 和 的 比 例 如 表 4-4 所示 。 以 學 科 內 容 領 域 來 看 ， 生 命 科 學 的 內 容 的 比 例 ， 將 近 佔 了 一 半 ； 以 認 知 領 域 來 看 ， 概 念 理 解 的 內 容 比 例 ， 將 近 佔 了 一 半 。 在 TIMSS 1999 年的 調 查 中 將 科 學 探究、科 學 本 質 獨 立 於 各 學 科 來 探 討，但 在 2003 年的 測 驗 架 構 將 科 學 探 究 和 科 學 本 質 融 入 各 學 科 ， 且 同 時 認 為 需 包 含 知 識 內 容 和 技 能 兩 方 面 ， 所 以 調 查 時 用 較 長 的 問 題 解 決 試 題 或 探 究 的 任 務 來 測 驗 學 生 ， 包 含 要 學 生 找 出 問 題 、 形 成 假 設 、 設 計 探 究 方 法 、 收 集 資 料 、 分 析 和 解 釋 、 下 結 論 或 根 據 證 據 說 明 等 ， 所 以 在 國 小 四 年 級 學 生 的 整 體 科 學 成 就 表 現 涵 蓋 約 10%的 科 學 探 究評 量 。

表 4-4 TIMSS 2003 國 小 四 年 級 調查 試 題 在 各 學 科 和 認 知 領域 的 配 分 和 所 佔 的 比 例 （資 料 來 源 ：Martin et al., 2004b, P.57）。 認 知 領 域 分 數 學 科 領 域 分 數 事 實 知 識 概 念 理 解 推 理 分 析 學 科 領 域 合 計 分 數 學 科 領 域 分 數 比 例 科 學 探 究 合 計 分 數 生 命 科 學 28 28 16 72 43% 4 物 質 科 學 16 26 17 59 35% 12 地 球 科 學 15 16 6 37 22% 1 認 知 領 域 合 計 分 數 59 70 39 168 17 認 知 領 域 分 數 比 例 35% 42% 23% 調 查 國 小 四 年 級 學 生 的 試 題 包 含 生 命 科 學 、 物 質 科 學 和 地 球 科 學 等 三 學 科 主 題 如 表 4-5 所 示 ， 各 科 測 驗 題 的 型式 包 括 選 擇 題 和 非 選 擇 題 ， 非 選 擇 題 包 括 簡 短 回 答 和 申 論 說 明 ， 從 各 學 科 試 題 題 型 分 布 來 看（ 詳 見 表 4-5），選 擇 題 的 題 型 佔最 主 要 部 分 ， 其 次 是 簡 短 回 答 ， 申 論 說 明 只 有 5 題 ， 相 對 於 國 中 二 年 級 學 生 的 測 驗 有 21 題 申 論 說 明 ， 顯 然 也 考 量 國 小 四 年 級 學 生 對 較 長 文 字 論 述 的 能 力 。 表 4-5 TIMSS 2003 國 小 四 年 級 調查 各 學 科 試 題 的 題 型 分 布與 主 題（ 資 料 來 源：Martin et al., 2004c, P.57）。 試 題 的 題 型 非 選 擇 題 學 科 選 擇 題 簡 短 回 答 申 論 說 明 總 題 數 試 題 的 主 題 生 命 科 學 41 23 1 65 *生 物 的 類 型 、 特 徵 ， 和 分 類 法 *生 物 體 的 結 構 、 功 能 ， 和 生 長 過 程 *生 物 的 生 長 和 生 命 循 環 *生 殖 作 用 和 遺 傳 *自 然 法 則 的 多 樣 化 和 適 應 性 *生 態 系 統 *人 體 健 康 物 質 科 學 29 20 4 53 *物 質 的 分 類 和 成 份 *水 的 特 性 和 使 用 *化 學 變 化 *物 質 的 物 理 形 態 和 改 變 *能 量 的 類 型 、 來 源 和 轉 換 *熱 和 溫 度 *光 *電 與 磁 *加 與 運 動 地 球 科 學 21 13 0 34 *地 球 的 結 構 和 物 理 面 貌 *地 球 的 形 成 、 運 行 軌 道 和 歷 史 *地 球 與 太 陽 系 和 宇 宙 的 關 係 題 數 合 計 91 56 5 152

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 表 4-6 TIMSS 2003 國 小 四 年 級 學生 在 生 命 科 學 、 物 質 科 學和 地 球 科 學 等 三 學 科 成 就前

十 名 國 家 （ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.112）。

排 序 生 命 科 學 物 質 科 學 地 球 科 學 1 新 加 坡 558 (5.0) 新 加 坡 577 (5.9) 臺 灣 559 (2.6) 2 荷 蘭 547 (1.8) 日 本 557 (1.7) 新 加 坡 538 (5.2) 3 臺 灣 540 (1.6) 臺 灣 554 (2.0) 香 港 536 (2.7) 4 美 國 537 (2.2) 香 港 548 (2.7) 英 國 535 (3.5) 5 匈 牙 利 536 (2.5) 英 國 546 (3.2) 日 本 535 (1.9) 6 香 港 535 (2.6) 拉 脫 維 亞 532 (2.6) 美 國 535 (2.5) 7 英 國 532 (3.1) 美 國 531 (2.3) 拉 脫 維 亞 534 (2.9) 8 拉 脫 維 亞 531 (2.3) 俄 羅 斯 527 (5.2) 俄 羅 斯 527 (6.0) 9 日 本 530 (1.3) 匈 牙 利 526 (2.7) 匈 牙 利 526 (3.7) 10 俄 羅 斯 526 (4.7) 澳 大 利 亞 518 (3.9) 比 利 時 522 (1.7) 國 際 平 均 489 (0.7) 國 際 平 均 489 (0.8) 國 際 平 均 489 (0.8) 表 4-6 呈現 國 小 四 年 級 學 生 在 生 命科 學 、 物 質 科 學 和 地 球 科 學 等 三 學 科 成 就 前 十 名 國 家 。 這 三 學 科 的 國 際 平 均 分 數 皆 為 489 分 ， 我國 國 小 四 年 級 學 生 分 科 成就 都 明 顯 高 於 國 際 平 均 成 就 ， 在 生 命 科 學 成 就 排 名 第 三 ， 物 質 科 學 成 就 排 名 第 三 ， 地 球 科 學 成 就 排 名 第 一 。 我 國 學 生 的 平 均 分 科 分 數 以 地 球 科 學 最 高 ， 物 質 科 學 次 之 ， 生 命 科 學 最 低 ， 這 個 順 序 恰 巧 與 表 4-4 學 科 領 域 試 題 在 所 有 測 驗 試 題 的 百 分 比 相 反 。 新 加 坡 在 生 命 科 學 和 物 質 科 學 方 面 排 名 第 一 ， 我 國 學 生 和 新 加 坡 學 生 在 這 兩 科 成 就 分 別 相 差 18 分 和 23 分 ， 是 否 因 為我 國 小 學 一 年 級 至 四 年 級 的 教 材 中 所 佔 的 生 命 科 學 和 物 質 科 學 方 面 知 識 少 於 調 查 試 題 所 涵 蓋 內 容 ， 抑 或 其 他 因 素 影 響 ， 值 得 進 一 步 探 討 。

第 三 節

國 小四 年級 學生科 學成 就

的國 際基 準點

一、 國際 基準 點 與學 生成 就表 現

TIMSS 國 際 研 究 中 心 使 用 定 錨 法 來 描 述 TIMSS 2003 的 成 就 基 準 點 ，這 是 一 種 訂 定 標 準 點 的 方 式 來 描 述 學 生 的 在 TIMSS 2003 的 成 就 表 現 （ 表 4-7）。 國 際 研 究 中 心 將 所 有 參 加 國 家 的 學 生 資 料 進 行 統 計 與 分 析 ， 以 便 取 得 各 個 國 際 基 準 的 參 考 點 。 並 且 假 設 達 到 每 個 國 際 基 準 點 的 學 生 能 夠 正 確 回 答 該 層 次 的 問 題 ， 而 那 些 未 達 基 準 點 的 學 生 無 法 正 確 回 答 該 層 次 的 問 題 。TIMSS 2003 訂 出 四 個 等 級 的 國 際 基 準 點 ： 優 級 基 準 點 是625 分 ， 高 級基 準 點 是 550 分 ，中 級 基 準 點 是 475 分 ，而 初 級 基 準 點 是 400 分 ， 這 四 個 基 準 點 可以 提 供 有 意 義 的 描 述 來 鑑 定 學 生 的 科 學 表 現 。 學 生 是 否 能 正 確 回 答 問 題 可 能 受 到 經 驗 的 影 響 。 學 生 對 一 個 試 題 的 內 容 如 果 是 熟 悉 的，那 他 可 能 能 馬 上 做 答； 但 是 若 是 學 生 所 不 熟 悉 的 ， 他 就 必 須 使 用 問 題 解 決 的 策 略 來 完 成 。 因 此 學 生 所 學 的 科 學 課

表 4-7 TIMSS 2003 國 小 四 年 級 科學 成 就 的 四 個 國 際 基 準 點和 對 應 的 學 生 的 科 學 能 力及 表 現 內 容 （ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.65）。

國 際 基 準 點 學 生 的 科 學 能 力 表 現 內 容 優 級 基 準 點 625 分 學 生 能 使 用 知 識 和 開 始 科 學 探 究 。 1. 能 瞭 解 地 球 特 徵 、 形 成 過 程 和 太 陽 系 的 關 係 （ 地 球 科 學 ） 。 2. 能 根 據 主 要 的 物 理 和 行 為 特 徵 分 類 生 物 體 並 與 他 人 溝 通 這 些 概 念 （ 生 命 科 學 ） 。 3. 能 了 解 一 般 物 質 的 物 理 現 象 和 特 性 （ 自 然 科 學 ） 。 4. 能 具 有 基 本 的 科 學 探 究 的 知 識 和 技 能 。 高 級 基 準 點 550 分 學 生 能 運 用 知 識 和 理 解 來 解 釋 每 天 的 自 然 現 象 。 1. 能 瞭 解 地 球 和 太 陽 系 的 一 些 基 本 架 構 （ 地 球 科 學 ） 。 2. 了 解 植 物 的 架 構, 生 命 的 過 程 , 以 及 人 體 生 物 學 （ 生 命 科 學 ） 。 3. 能 了 解 身 體 狀 態,普 通 物 理 現 象 和 化 學 變 化 的 知 識 （ 自 然 科 學 ） 。 4. 能 對 一 些 的 自 然 現 象 做 簡 短 描 述 、 解 釋 的 和 比 較 並 且 結 論 。 中 級 基 準 點 475 分 學 生 能 理 解 基 礎 的 科 學 知 識 。 1. 能 了 解 一 些 地 球 和 太 陽 系 的 基 本 特 徵 。 2. 能 了 解 基 本 的 關 於 人 體 生 物 學 和 健 康 的 訊 息 ， 及 生 物 體 的 發 展 和 生 命 週 期 。 3. 能 了 解 熟 悉 的 物 理 現 象 和 變 化 。 4. 能 運 用 知 識 及 實 際 情 況,解 釋 圖 表 的 意 思 ， 並 且 結 合 各 項 訊 息 得 出 結 論 。 初 級 基 準 點 400 分 學 生 有 地 球,生 命 和 自 然 科 學 的 一 些 初 步 知 識 。 1. 能 了 解 日 常 生 活 物 質 的 特 性 及 地 球 的 特 徵 、 季 節 變 化 及 太 陽 系 。 2. 了 解 人 體 生 物 學 及 動 植 物 的 特 性 。 3. 能 了 解 熟 悉 的 物 理 現 象 如 彩 虹,磁 鐵 、 電 、 沸 騰 、 浮 力 、 溶 解 等 。 4. 能 用 圖 表 解 釋 簡 短 回 答 問 題 。 程 內 容 會 影 響 其 成 就 表 現 ， 每 ㄧ 個 較 高 的 基 準 的 成 就 是 累 積 而 來 的 。 在 分 析 四 年 級 學 生 成 就 基 準 點 表 現 時 ， 認 為 有 五 個 因 素 影 響 學 生 的 成 就 表 現 ︰ （ 一 ） 知 識 內 容 的 深 度 和 廣 度 ；（ 二 ） 問 題 的 內 容 的 抽 象 程 度 ；（ 三 ） 科 學 探 究 的 技 能 ；（ 四 ） 能 否 了 解 圖 示 與 圖 表；（ 五 ）回 答 的 完 整 性。根 據 基 準 點 與 成 就 表 現 ， 可 知 學 生 的 科 學 認 知 情 形 。 例 如 四 年 級 科 學 成 就 達 到 優 級 基 準 點 的 學 生 ， 能 夠 應 用 科 學 知 識 並 開 始 進 行 科 學 的 探 究 ， 而 達 到 初 級 基 準 點 學 生 只 能 初 步 的 了 解 一 些 地 球 生 命 和 自 然 科 學 的 知 識 。 本 次 調 查 各 級 基 準 點 對 應 學 生 的 科 學 能 力 和 表 現 內 容 詳 見 表 4-8。 如 果 參 加 這 次 調 查 的 國 家 也 曾 參 加 1995 年 的 調 查，就 可 以 將 兩 次 調 查中 達 到 各 級 基 準 點 的 人 數 百 分 比 做 比 較 ， 以 監 控 各 級 基 準 點 學 生 是 否 進 步 或 退 步 。 因 為 我 國 沒 有 參 加 1995 年 的調 查，因 此 無 法 比 較 我 國 學 生 相 較 於 過 去 是 進 步 或 退 步 。

二 、 我 國 國 小 四 年 級 學 生 科 學 成 就

在國 際基 準點 的 表現

我 國 國 小 四 年 級 學 生 科 學 成 就 在 此 次 調 查 排 名 第 二 ， 以 達 到 優 級 基 準 點 的 學 生 百 分 比 人 數 來 看 （ 表 4-8）， 我 國 有 14

TIMSS 2003 國家報告（Ⅳ）－國小四年級學生科學成就及其相關因素 表 4-8 TIMSS 2003 國 小 四 年 級 科學 成 就 達 到 四 個 國 際 基 準點 高 於 國 際 平 均 的 國 家 的學

生 人 數 百 分 比 （ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.67）。

國家或地區 達到各級國際基準點的學生人數百分比 新加坡 25 (2.4) 61 (2.6) 86 (1.6) 95 (0.9) 英格蘭 15 (1.4) 47 (1.8) 79 (1.3) 94 (0.7) 台灣 14 (1.0) 52 (1.1) 87 (0.7) 98 (0.3) 美國 13 (0.8) 45 (1.4) 78 (1.0) 94 (0.5) 日本 12 (0.6) 49 (1.1) 84 (0.7) 96 (0.4) 俄羅斯 11 (1.4) 39 (2.7) 74 (2.4) 93 (1.1) 匈牙利　 10 (0.9) 42 (1.6) 76 (1.4) 94 (0.7) 澳大利亞 9 (1.0) 38 (1.7) 74 (2.0) 92 (1.1) 紐西蘭 9 (0.7) 38 (1.3) 73 (1.2) 91 (0.8) 義大利 9 (1.1) 35 (1.9) 70 (1.6) 91 (0.9) 拉脫維亞 8 (0.6) 41 (1.6) 80 (1.3) 96 (0.6) 香港 7 (0.8) 47 (2.2) 87 (1.2) 98 (0.3) 國際平均　 7 (0.2) 30 (0.3) 63 (0.3) 82 (0.2) 優級 (625) 高級 (550) 中級 (475) 初級 (400) ％ 學 生 平 均 科 學 成 就 高 於 625 分 ，居 於 第 三 位 ； 若 以 達 到 高 級 基 準 點 的 學 生 百 分 比 人 數 來 看，我 國 有52％ 學 生 平 均 科學 成 就 高 於550 分， 居 於 第 二 位 。 我 國 雖然 有 一 半 以 上 的 學 生 達 到 高 級 基 準 點 ， 能 運 用 知 識 和 理 解 來 解 釋 每 天 的 自 然 現 象 ， 但 相 較 於 新 加 坡 有61％學 生 達 到 這 個 基準 點，顯 示 我 國 中 等 程 度 學 生 仍 有 進 步 空 間 。 我 國 學 生 只 有 2％ 學 生 沒 有 達 到 初 級 基 準點 ， 是 所 有 參 與 調 查 國 家 中 最 少 的 ， 顯 示 我 國 學 生 都 具 有 初 步 的 科 學 知 識 。 研 究 發 現 達 到 優 級 基 準 點 的 學 生 才 能 具 有 基 本 的 科 學 探 究 技 能 ， 達 到 初 級 基 準 點 的 學 生 對 地 球 、 生 命 和 物 質 科 學 有 初 步 知 識 ， 國 際 平 均 只 有 7％ 學 生 平 均科 學 成 就 高 於 625 分 ，82％ 學 生 平 均 科學 成 就 高 於400 分， 顯 示 許 多 國 家 在 安 排國 小 四 年 級 的 課 程 時 並 未 強 調 科 學 探 究 的 重 要 性 。 透 過 各 國 在 各 等 級 國 際 基 準 點 表 現 ， 我 們 也 應 該 注 意 到 測 驗 試 題 內 容 在 其 國 家 課 程 的 涵 蓋 情 形 ， 是 否 因 為 試 題 涵 蓋 的 內 容 學 生 僅 學 過 少 部 分 ， 因 此 造 成 低 成 就 表 現 ， 我 們 可 以 對 各 國 課 程 更 進 一 步 的 探 討 （Martin et al., 2004a）。

三、 各等 級國 際 基準 點範 例試 題

以 下 是 TIMSS 國 際 研 究 中 心 挑 選 出 來 的 範 例 試 題 ， 每 個 國 際 基 準 點 提 出 二 題 試 題 ， 用 以 說 明 達 到 每 個 基 準 點 學 生 知 道 什 麼 ， 或 是 能 在 那 個 基 準 點 做 什 麼 。 （ 一 ）優 級 國 際 基 準 點（625 分 ）：學 生 能 使 用 對 科 學 的 知 識 和 理 解 來 進 行 科 學 探 究 。

範 例 一 ： 小 民 設 計 的 房 子 和 花 園 如 下 圖，1～4 區 是 小 民 想 種 植 物 的 地 方 。 早 上 ， 小 民 的 房 子 的 哪 一 邊 可 以 照 射 到 較 多 的 陽 光 ？ （ 請 在 □ 中 勾 選 一 個 ） □ 東 邊 （ 第 三 區 ） □ 西 邊 （ 第 四 區 ） 請 寫 下 你 的 理 由 。 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 臺 灣 55 (2.3) 2 香 港 51 (3.2) 3 日 本 45 (2.6) 4 新 加 坡 42 (2.7) 5 匈 牙 利 41 (2.5) 6 拉 脫 維 亞 34 (3.3) 7 荷 蘭 33 (3.0) 8 斯 洛 維 尼 亞 30 (3.6) 義 大 利 30 (2.5) 9 美 國 29 (1.8) 國 際 平 均 26 (0.5) ＊ 答 題 ： 學 生 必 須 選 擇 東 邊 ， 並 且 解 釋 他 們 的 答 案 。 ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 我 國 有55％ 學 生 獲 得 滿分，其 次 是 香 港 有 51％ 學 生 獲 得 滿 分 ， 國 際 平 均 有26％ 學 生 獲得 滿 分 。 範 例 二 ： 下 表 是 木 頭 、 石 頭 和 鐵 三 種 物 質 的 性 質 比 較 。 性 質 第 一 種 物 質 第 二 種 物 質 第 三 種 物 質 在 水 中 是 否 會 下 沈 ？ 是 否 是 是 否 易 燃 ？ 否 是 否 是 否 能 被 磁ㄘˊ鐵 吸 引 ？ 是 否 否 請 以 阿 拉 伯 數 字 表 示 並 在 下 列 空 格 內 填 入 適 當 答 案 。 木 頭 是 第 種 物 質 石 頭 是 第 種 物 質 鐵 是 第 種 物 質 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 新 加 坡 74 (2.3) 2 日 本 69 (1.6) 3 荷 蘭 59 (2.7) 4 香 港 58 (2.7) 5 英 格 蘭 53 (2.5) 6 比 利 時 52 (2.4) 7 臺 灣 48 (1.7) 8 立 陶 宛 45 (2.5) 9 賽 普 勒 斯 44 (1.9) 10 俄 羅 斯 42 (2.8) 國 際 平 均 38 (0.4) ＊ 答 題 ： 學 生 必 須 鑑 定 出 全 部3 種物 質 ， 若 學 生 只 能 鑑 定 一兩 種 物 質 則 給 部 分 的 分 數。 ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 新 加 坡 有74％ 學 生 獲 得滿 分，其 次 是 日 本 有 69％ 學 生 獲 得 滿 分，我 國 排 名 第 七，有48％ 學 生 獲 得 滿分，國 際 平 均 有 38％ 學 生 獲 得 滿 分 。

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 （ 二 ） 高 級 國 際 基 準 點 （550 分 ）： 學 生 能 用 他 們 的 知 識 和 理 解 來 解 釋 每 天 的 現 象 。 範 例 三 ： 上 圖 哪 一 個 地 方 最 適 合 種 植 農 作 物 ？ ○A 甲 *○B _乙 ○C 丙 ○D _丁 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 日 本 75 (1.6) 2 拉 脫 維 亞 70 (1.9) 美 國 70 (1.1) 香 港 70 (2.0) 3 立 陶 宛 69 (1.8) 荷 蘭 69 (2.2) 匈 牙 利 69 (2.2) ： ： ： ： ： ： 5 臺 灣 67 (1.9) 國 際 平 均 57 (0.4) ＊ 答 題 ：○B_{， 指 出 乙 地 最 適 合 種 植 農 作 物 。} ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 日 本 有75％ 學 生 獲 得 滿分，其 次 是 拉 脫 維 亞、美 國 和 香 港 有 70％ 學 生 獲 得 滿 分 ， 我 國 排 名 第 十 一 ， 有 67％ 學 生 獲 得 滿 分 ， 國 際 平 均 有 57％ 學 生 獲 得 滿分 。 範 例 四 ： 請 寫 出 一 個 固 體 與 液 ㄧˋ 體 ㄊㄧˇ 之 間 不 同 的 地 方 。 排_序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 英 格 蘭 74 (2.2) 2 新 加 坡 73 (2.0) 3 美 國 67 (1.6) 4 臺 灣 66 (1.8) 5 澳 大 利 亞 64 (2.1) 匈 牙 利 64 (2.0) 6 紐 西 蘭 62 (2.2) 7 日 本 59 (1.8) 8 蘇 格 蘭 57 (2.1) 9 香 港 56 (2.3) 國 際 平 均 44 (0.4) ＊ 答 題 ： 指 出 兩 者 分 子 排 列 不 同 ， 或 是 否 有 固 定 外 形 和 軟 硬 情 況 不 同 等 。 ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 英 格 蘭 和 新 加 坡 分 別 有 74％ 和 73％ 學生 獲 得 滿 分，我 國 排 名 第 四，有66％ 學 生 獲 得 滿 分，國 際 平 均 有 44％ 學 生 獲得 滿 分。

(三 )中 級 國 際 基 準 點 （ 475 分 ）： 學 生 能 瞭 解 一 些 熟 悉 的 物 理 現 象 和 變 化 。 範 例 五 ： 下 圖 中 將 四 支 同 樣 在 燃 燒 的 蠟 燭 ， 用 大 小 不 同 的 玻 璃 罩 蓋 住 ， 請 問 哪 一 支 蠟 燭 燃 燒 的 時 間 最 久 ？ ○A *○B ○C ○D 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 賽 普 勒 斯 81 (2.0) 新 加 坡 81 (2.4) 荷 蘭 81 (2.8) 2 香 港 80 (2.0) 3 匈 牙 利 79 (2.6) 4 拉 脫 維 亞 78 (2.4) 比 利 時 78 (2.3) 5 臺 灣 75 (2.1) 6 義 大 利 74 (2.7) 7 斯 洛 維 尼 亞 73 (3.9) 國 際 平 均 66 (0.6) ＊ 答 題 ：○B， 指 出 最 大 的 玻 璃 杯 中 的 蠟 燭 燃 燒 最 久 。 ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 賽 普 勒 斯、新 加 坡 和 荷 蘭 皆 有81％ 學 生 獲 得 滿 分，其 次 是 香 港 有 80％學 生 獲 得 滿 分，我 國排 名 第 八，有 75％ 學 生 獲 得滿 分 ， 國 際 平 均 有 66％ 學 生 獲 得 滿分 。

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 範 例 六 ： 上 圖 的 生 物 中 ， 有 些 是 在 媽 媽 身 體 內 發 育 成 下 一 代 ； 有 些 是 由 媽 媽 身 體 產 下 的 卵 在 體 外 發 育 成 下 一 代 。 請 將 上 面 的 生 物 ， 分 別 填 入 下 方 適 當 的 表 格 中 。 在 媽 媽 身 體 內 發 育 成 下 一 代 （ 胎 生 ） 從 媽 媽 身 體 產 下 的 卵 在 體 外 發 育 成 下 一 代 （ 卵 生 ） 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 新 加 坡 84 (1.3) 2 美 國 76 (1.1) 3 紐 西 蘭 74 (1.9) 4 荷 蘭 73 (2.5) 5 澳 大 利 亞 72 (2.6) 6 英 格 蘭 67 (2.0) 日 本 67 (1.8) ： ： ： ： ： ： 14 臺 灣 53 (1.9) 國 際 平 均 58 (0.4) ＊ 答 題 ： 指 出 人 、 狗 和 鯨 魚 是 胎 生 。 青 蛙 、 蝴 蝶 和 鳥 是 卵 生 。 ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 新 加 坡 有84％ 學 生 獲 得滿 分，其 次 是 美 國 有 76％ 學 生 獲 得 滿 分，國 際 平 均 有 58％學 生 獲 得 滿 分，我 國 排 名 第 十八 有 53％ 學 生 獲 得 滿 分 ， 低 於 國 際 平 均 。

(四 )初 級 國 際 基 準 點 （ 400 分 ）： 對 地 球 、 生 命 和 自 然 科 學 有 初 步 知 識 。 範 例 七 ： 下 圖 中 哪 些 是 昆 蟲 ？ 一 二 三 四 *○A 一 和 三 ○B 一和 四 ○C 二和 四 ○D 三和 四 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 立 陶 宛 94 (1.1) 2 新 加 坡 92 (1.0) 3 日 本 91 (1.1) 義 大 利 91 (1.1) 俄 羅 斯 91 (1.2) 美 國 91 (0.8) 4 挪 威 90 (1.3) 5 臺 灣 89 (1.2) 比 利 時 89 (1.4) 荷 蘭 89 (1.6) 國 際 平 均 81 (0.3) ＊ 答 題 ： ○A_{， 指 出 昆 蟲 具 有 六 隻 腳 。} ＊ 本 試 題 表 現 情 形：表 現 最 好 的 是 立 陶 宛 有94％ 學 生 獲 得滿 分，其 次 是 新 加 坡 有 92％ 學 生 獲 得 滿 分，我 國 排 名 第 八，有89％ 學 生獲 得 滿 分，國 際 平均 有 81 ％ 學 生 獲 得 滿 分 。 範 例 八 ： 把 同 一 塊 磚ㄓㄨㄢ， 以 不 同 的 方 式 放 在 彈ㄊㄢˊ簧ㄏㄨㄤˊ秤ㄔㄥˋ上 彈 簧 秤 將 顯ㄒㄧㄢˇ出 什 麼 結 果 ？ ○A 圖 1 的彈 簧 秤 表 示 出 的 重 量 最 大 ○B 圖 2 的彈 簧 秤 表 示 出 的 重 量 最 大 ○C 圖 3 的彈 簧 秤 表 示 出 的 重 量 最 大 *○D 所 有 的彈 簧 秤 表 示 的 重 量 相 同 排 序 國 家 或 地 區 正 確 答 題 率(%) 1 立 陶 宛 _(1.4) 88 2 摩 爾 多 瓦 87 (1.7) 3 俄 羅 斯 86 (1.5) 4 斯 洛 維 尼 亞 85 (1.8) 臺 灣 85 (1.4) 5 拉 脫 維 亞 84 (2.0) 6 新 加 坡 79 (1.3) 匈 牙 利 79 (1.8) 7 義 大 利 78 (2.0) 8 英 格 蘭 76 (1.7) 國 際 平 均 72 (0.4) ＊ 答 題 ： ○D_{， 指 出 ㄧ 樣 重 ， 物 體 的 重 量 不 會 因 其 擺 放 的 方 向 不 同 而 改 變 。} ＊ 本 試 題 表 現 情 形 ： 表 現 最 好 的 是 立 陶 宛 和 摩 爾 多 瓦 ， 分 別 有 88％ 和 87％ 學 生 獲 得 滿 分，我 國 排 名 第 五，有 85％ 學 生 獲得 滿 分，國 際 平 均 有 72％ 學 生 獲 得 滿 分 。

TIMSS 2003 國家報告（Ⅳ）－國小四年級學生科學成就及其相關因素

第 四 節

國 小四 年級 男女學 生科 學

成就 表現

一 、 國 小 四 年 級 男 女 學 生 整 體 科 學

成就 表現

在 國 小 四 年 級 男 女 科 學 成 就 表 現 方 面 ， 我 國 國 小 四 年 級 女 生 在 各 國 女 生 中 排 名 第 二 ， 國 小 四 年 級 男 生 在 各 國 男 生 中 排 名 也 是 第 二（ 表 4-9）。我 國 女 生 平均 量 尺 分 數 為 548 分， 男 生 為 555 分 ， 男 生 比 女 生 高7 分 ，在 統 計 上 達 到 顯 著 差 異， 因 此 我 國 國 小 四 年 級 男 生 的 平 均 科 學 成 就 比 女 生 好 （ 表 4-10）。 但 是 我 國 男 生 和 女 生 在 科 學 成 就 上 的 差 異 ， 在 國 中 二 年 級 並 沒 有 出 現（ 見 本 報 告 第 貳 章 ）；因 此 在 國 小 四 年 級 出 現 的 性 別 差 異 ， 值 得 進 一 步 探 討 。 國 際 平 均 量 尺 分 數 女 生 為 489 分， 男 生 為488 分， 雖 然 女 生 略 高 1 分 ， 在統 計 上 並 未 達 到 顯 著 差 異 ， 因 此 國 際 上 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 的 平 均 科 學 成 就 一 樣 好 。 在 25 個 參 與 國 家 中，有 九 個 國 家 的國 小 四 年 級 男 女 學 生 科 學 成 就 在 統 計 上 有 顯 著 差 異 ， 其 中 亞 美 尼 亞 、 摩 爾 多 瓦 、 菲 律 賓 和 伊 朗 等 四 個 國 家 的 女 生 成 就 比 較 高 ， 美 國 、 臺 灣 、 塞 普 勒 斯 、 荷 蘭 和 蘇 格 蘭 等 五 個 國 家 的 男 生 成 就 比 較 高 。 表 4-9 各 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男生 的 平 均 科 學 成 就 表 現 前十 名 國 家（ 資 料 來 源：Martin et al., 2004a, P.52）。 女 生 男 生 排 序 國 家 或 地 區 平 均 分 數 國 家 或 地 區 平 均 分 數 1 新 加 坡 565 (5.4) 新 加 坡 565 (6.4) 2 臺 灣 548 (2.0) 臺 灣 555 (2.2) 3 † 香 港 544 (3.3) 日 本 545 (2.0) 4 日 本 542 (1.8) † 香 港 541 (3.2) 5 † 英 格 蘭 542 (3.3) † 美 國 538 (2.8) 6 拉 脫 維 亞 534 (2.6) † 英 格 蘭 538 (4.6) 7 † 美 國 533 (2.5) 匈 牙 利 533 (3.2) 8 俄 羅 斯 527 (5.9) 荷 蘭 529 (2.2) 9 匈 牙 利 527 (3.7) 拉 脫 維 亞 529 (3.2) 10 紐 西 蘭 523 (3.3) 俄 羅 斯 526 (4.9) † 僅 在 包 括 替 代 學 校 受 測 之 後 ， 學 生 參 與 比 率 才 符 合 規 定 。 () 括 號 內 為 標 準 誤 ， 因 為 結 果 是 最 接 近 整 數 的 近 似 值 ， 因 此 有 些 合 計 會 有 不 一 致 。

表 4-10 TIMSS 2003 國 小 四 年 級男 女 學 生 科 學 成 就 表 現 ，國 家 的 排 序 是 依 照 成 績 差異 的 增 加 而 排 列，不 同 的 方 向 分 別 表 示 有 利 於 女 孩 或 男 孩，深 色 長 條 差 異 達 到 顯 著 。（ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.52）。

女生 分數較高 男生 分數較高 1 立陶宛 49 (0.9) 513 (3.0) 51 (0.9) 513 (2.9) 0 (2.5) 新加坡 49 (1.4) 565 (5.4) 51 (1.4) 565 (6.4) 1 (4.2) 斯洛維尼亞 48 (1.1) 491 (3.0) 52 (1.1) 490 (3.2) 1 (3.7) 挪威 50 (0.8) 467 (3.2) 50 (0.8) 466 (2.9) 1 (3.1) 俄羅斯 50 (0.7) 527 (5.9) 50 (0.7) 526 (4.9) 1 (3.3) 比利時 50 (1.0) 518 (1.9) 50 (1.0) 519 (2.3) 1 (2.3) 國際平均 49 (0.2) 489 (1.1) 51 (0.2) 488 (0.9) 1 (0.8) 摩洛哥 49 (1.1) 306 (7.9) 51 (1.1) 303 (6.8) 2 (6.0) † 香港 47 (1.1) 544 (3.3) 53 (1.1) 541 (3.2) 3 (2.3) 義大利 48 (0.8) 514 (4.2) 52 (0.8) 517 (3.8) 3 (2.8) 日本 49 (0.6) 542 (1.8) 51 (0.6) 545 (2.0) 3 (2.4) † 澳大利亞 50 (1.0) 522 (3.8) 50 (1.0) 519 (5.5) 4 (4.3) 突尼西亞 48 (0.9) 316 (6.1) 52 (0.9) 312 (6.0) 4 (4.3) † 英格蘭 50 (0.9) 542 (3.3) 50 (0.9) 538 (4.6) 4 (3.3) † 美國 50 (0.5) 533 (2.5) 50 (0.5) 538 (2.8) 5 (1.7) 拉脫維亞 49 (0.9) 534 (2.6) 51 (0.9) 529 (3.2) 6 (3.2) 紐西蘭 50 (1.1) 523 (3.3) 50 (1.1) 517 (2.5) 6 (3.1) 匈牙利 50 (0.9) 527 (3.7) 50 (0.9) 533 (3.2) 6 (3.7) 台灣 48 (0.5) 548 (2.0) 52 (0.5) 555 (2.2) 7 (2.5) 賽普勒斯 49 (0.7) 477 (2.5) 51 (0.7) 484 (2.9) 7 (2.6) † 荷蘭 49 (1.1) 521 (2.2) 51 (1.1) 529 (2.2) 8 (2.1) 亞美尼亞 49 (0.8) 441 (4.5) 51 (0.8) 432 (4.7) 9 (3.4) † 蘇格蘭 51 (1.0) 496 (3.1) 49 (1.0) 508 (4.0) 11 (4.2) 摩爾多瓦 50 (0.8) 503 (4.8) 50 (0.8) 490 (4.9) 12 (3.3) 菲律賓 51 (1.0) 339 (10.8) 49 (1.0) 324 (8.8) 15 (6.3) 伊朗 39 (4.2) 426 (7.0) 61 (4.2) 406 (4.7) 20 (8.4) 基準參照區 印第安那州(美國) 52 (1.1) 550 (3.9) 48 (1.1) 556 (4.5) 6 (4.0) 安大略省(加拿大) 48 (1.1) 537 (4.0) 52 (1.1) 543 (4.6) 6 (4.3) 魁北克省(加拿大) 50 (0.9) 501 (2.7) 50 (0.9) 500 (3.1) 1 (2.9) † 僅在包括替代學校受測之後，學生參與比率才符合規定(詳見國際報告Exhibit A.9)。 1 國家受測學生母群體並未全部涵蓋國際要求的母群體（詳見國際報告Exhibit A.6）。 ( ) 括號內為標準誤，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。 平均量尺 分數 國家或地區 性別差異 成績差異 (絕對值) 女生 平均量尺 分數 學生人數 百分比 男生 學生人數 百分比 40 2 0 2 4 S O U R C E : IE A 's Tr end s i n In te rnat io nal Mat h em at ic s an d S ci enc e S tudy (TI M S S ) 20 03 性別差異達顯著 性別差異未達顯著

二 、 國 小 四 年 級 男 女 學 生 科 學 分 科

成就 表現

國 小 四 年 級 男 女 學 生 在 生 命 科 學 的 成 就 表 現 如 表 4-11 所示。我 國 國 小四 年 級 女 生 和 男 生 在 生 命 科 學 的 排 名 都 是 第 三 ， 女 生 平 均 分 數 （539 分 ） 比 國 際 平均 高 48

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 表 4-11 TIMSS 2003 國 小 四 年 級男 女 學 生 生 命 科 學 成 就 表現 前 十 名 國 家 。（資 料 來 源 ：

Martin et al., 2004a, P.124）。

女 生 男 生 排 序 國 家 或 地 區 平 均 分 數 國 家 或 地 區 平 均 分 數 1 新 加 坡 559 (4.9) 新 加 坡 557 (5.7) 2 † 荷 蘭 545 (2.2) † 荷 蘭 549 (2.2) 3 臺 灣 539 (1.6) 臺 灣 542 (2.0) 4 匈 牙 利 537 (3.2) † 美 國 538 (2.6) 5 † 美 國 536 (2.1) 匈 牙 利 536 (2.8) 6 † 香 港 536 (2.8) † 香 港 533 (2.7) 7 拉 脫 維 亞 ▲ 535 (2.4) † 英 格 蘭 531 (3.8) 8 † 英 格 蘭 532 (3.0) 日 本 530 (2.0) 9 日 本 529 (2.0) 拉 脫 維 亞 ▽ 527 (2.9) 10 俄 羅 斯 528 (5.5) 俄 羅 斯 525 (4.5) 國 際 平 均 ▲ 491 (0.8) 國 際 平 均 ▽ 487 (0.8) † 僅 在 包 括 替 代 學 校 受 測 之 後 ， 學 生 參 與 比 率 才 符 合 規 定 。 () 括 號 內 為 標 準 誤 ， 因 為 結 果 是 最 接 近 整 數 的 近 似 值 ， 因 此 有 些 合 計 會 有 不 一 致 。 ▲ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 高 ▽ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 低 分 ， 男 生 平 均 分 數 （542 分 ） 比 國 際平 均 高55 分，雖 然 我國 男 生 比 女 生 高 3 分，但 在 統 計 上 未 達 到 顯 著 性 ， 因 此 我 國 國 小 四 年 級 男 生 和 女 生 的 生 命 科 學 成 就 表 現 一 樣 好 。 成 就 表 現 優 異 的 前 十 名 國 家 中 ， 只 有 拉 脫 維 亞 顯 示 出 性 別 成 就 差 異 ， 其 餘 國 家 的 男 生 和 女 生 在 生 命 科 學 方 面 表 現 的 一 樣 好 。 國 小 四 年 級 男 女 學 生 在 物 質 科 學 的 成 就 表 現 如 表 4-12 所 示 。 在 物 質 科 學 方 面 ， 我 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 的 排 名 都 是 第 三 ， 女 生 平 均 分 數 （551 分 ）比 國 際 平 均 高 61 分，男 生 平 均 分 數（557 分 ）比 國 際 平 均 高 69 分 ， 我 國 男 生 比 女 生 高 6 分 ， 在 統 計 上 達 到 顯 著 性 ， 顯 示 臺 灣 男 孩 在 物 質 科 學 方 面 比 女 孩 表 現 優 秀 。 國 小 四 年 級 男 女 學 生 在 地 球 科 學 的 成 就 表 現 如 表 4-13 所 示 。 在 地 球 科 學 方 面 ， 我 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 的 排 名 都 是 第 一 ， 女 生 平 均 分 數 （553 分 ）比 國 際 平 均 高 65 分，男 孩 平 均 分 數（565 分 ）比 國 際 平 均 高 75 分 ， 我 國 男 生 比 女生 高 12 分 ， 在 統 計 上 達 到 顯 著 差 異 ， 顯 示 臺 灣 男 孩 在 地 球 科 學 方 面 表 現 比 女 孩 優 秀 。 成 就 表 現 優 異 的 前 十 名 國 家 中 ， 有 四 個 國 家 的 男 生 表 現 優 於 女 生 ， 且 沒 有 任 何 國 家 的 女 生 表 現 優 於 男 生 ； 我 國 國 中 二 年 級 （ 見 本 報 告 第 貳 章 ） 和 國 小 四 年 級 學 生 在 各 分 科 成 就 中 ， 男 女 生 地 球 科 學 成 績 的 差 異 都 是 最 大 的 ， 是 巧 合 或 是 學 科 特 性 所 導 致 ， 可 以 再 進 一 步 討 論 。

表 4-12 TIMSS 2003 國 小 四 年 級男 女 學 生 物 質 科 學 成 就 表現 前 十 名 國 家 。（資 料 來 源 ： Martin et al., 2004a, P.124）。

女 生 男 生 排 序 國 家 或 地 區 平 均 分 數 國 家 或 地 區 平 均 分 數 1 新 加 坡 580 (5.8) 新 加 坡 574 (6.6) 2 日 本 557 (2.2) 日 本 557 (2.4) 3 臺 灣 ▽ 551 (2.2) 臺 灣 ▲ 557 (2.6) 4 † 香 港 ▲ 551 (3.2) † 香 港 ▽ 544 (2.8) 5 † 英 格 蘭 549 (3.3) † 英 格 蘭 544 (4.1) 6 拉 脫 維 亞 ▲ 536 (3.1) † 美 國 ▲ 533 (2.7) 7 † 美 國 ▽ 529 (2.1) 匈 牙 利 530 (3.2) 8 俄 羅 斯 527 (5.8) 拉 脫 維 亞 ▽ 528 (3.1) 9 匈 牙 利 522 (3.5) 俄 羅 斯 526 (5.2) 10 紐 西 蘭 ▲ 519 (2.9) † 澳 大 利 亞 518 (5.1) 國 際 平 均 ▲ 490 (0.9) 國 際 平 均 ▽ 488 (0.8) † 僅 在 包 括 替 代 學 校 受 測 之 後 ， 學 生 參 與 比 率 才 符 合 規 定 。 () 括 號 內 為 標 準 誤 ， 因 為 結 果 是 最 接 近 整 數 的 近 似 值 ， 因 此 有 些 合 計 會 有 不 一 致 。 ▲ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 高 ▽ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 低 表 4-13 TIMSS 2003 國 小 四 年 級男 女 學 生 地 球 科 學 成 就 表現 前 十 名 國 家 。（資 料 來 源 ： Martin et al., 2004a, P.124）。

女 生 男 生 排 序 國 家 或 地 區 平 均 分 數 國 家 或 地 區 平 均 分 數 1 臺 灣 ▽ 553 (2.9) 臺 灣 ▲ 565 (2.8) 2 † 香 港 537 (3.4) 新 加 坡 541 (6.1) 3 † 英 格 蘭 535 (3.8) 日 本 ▲ 539 (2.3) 4 拉 脫 維 亞 534 (3.4) † 美 國 ▲ 539 (2.9) 5 新 加 坡 534 (5.0) † 香 港 536 (3.0) 6 † 美 國 ▽ 531 (2.6) † 英 格 蘭 536 (4.2) 7 日 本 ▽ 530 (2.5) 拉 脫 維 亞 534 (3.3) 8 俄 羅 斯 528 (6.9) 匈 牙 利 ▲ 531 (4.1) 9 紐 西 蘭 523 (3.1) 俄 羅 斯 527 (5.7) 10 比 利 時 521 (2.2) 比 利 時 524 (2.4) 國 際 平 均 ▽ 488 (0.9) 國 際 平 均 ▲ 490 (0.8) † 僅 在 包 括 替 代 學 校 受 測 之 後 ， 學 生 參 與 比 率 才 符 合 規 定 。 () 括 號 內 為 標 準 誤 ， 因 為 結 果 是 最 接 近 整 數 的 近 似 值 ， 因 此 有 些 合 計 會 有 不 一 致 。 ▲ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 高 ▽ 性 別 比 較 時 平 均 成 就 顯 著 較 低 綜 觀 國 際 上 國 小 四 年 級 性 別 與 分 科 成 就 的 表 現 ， 雖 然 男 生 和 女 生 的 平 均 分 數 差 異 不 大 ， 但 在 統 計 上 都 達 到 顯 著 差 異 ， 其 中 女 生 在 生 命 科 學 和 物 質 科 學 的 表 現 優 於 男 生 ， 而 男 生 在 地 球 科 學 上 的 表 現 優 於 女 生：在25 個 參與 調 查 的 國 家 中，生 命 科 學 有 八 個 國 家 有 性 別 差 異 ， 其 中 七 個 國 家 女 生 表 現 較 優 ， 一 國 家 男 生 表 現 較 優 ； 物 質 科 學 有 十 個 國 家 有 性 別 差 異 ， 其 中 六 個 國 家 女 生 表 現 較 優 ， 四 國 家 男 生 表 現 較 優；地 球 科 學 有 11 個 國 家 有 性 別差 異，其 中 四 個 國 家 女 生 表 現 較 優 ， 七 國 家 男 生 表

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 現 較 優 （ 表 4-14）。 整 體 科 學 表 現 前 三 名 的 五 個 國 家 中 ， 新 加 坡 和 英 格 蘭 的 學 生 在 三 個 學 科 的 表 現 都 沒 有 性 別 差 異 ； 我 國 的 男 生 在 物 質 科 學 和 地 球 科 學 上 的 表 現 優 於 女 生 ； 日 本 只 有 在 地 球 科 學 表 現 有 性 別 差 異 ， 男 生 的 表 現 優 於 女 生 ； 香 港 只 有 在 物 質 科 學 表 現 有 性 別 差 異 ， 女 生 的 表 現 優 於 男 生 。 表4-14 四年 級 男 生 或 女 生 分 科 表現 優 異 國 家 數 統 計 。 科 目 女 生 表 現 較 優 國 家 數 男 生 表 現 較 優 國 家 數 生 命 科 學 7 1 物 質 科 學 6 4 地 球 科 學 4 7

第 五 節

初 探影 響國 小四年 級學 生

科學 成就 的因 素

一 、 國 小 四 年 級 學 生 寫 自 然 作 業 時

間指 標

教 師 指 定 學 生 回 家 寫 作 業 是 教 師 的 一 個 重 要 教 學 策 略 ， 可 以 加 強 學 生 對 所 學 內 容 的 熟 悉 與 瞭 解。TIMSS 2003 希 望 了 解 教 師 指 定 作 業 對 學 生 科 學 成 就 的 影 響 ， 在 學 生 問 卷 中 調 查 學 生 每 個 星 期 被 指 定 做 科 學 家 庭 作 業 的 次 數 和 時 間，並 訂 定 三 級「 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」(Index of Time Students Spend Doing Science Homework，縮 寫 成 TSH)，其 中「 高 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」 為 學 生 報 告 他 們 每 星 期 有3-4 次 自然 科 作 業，而 且 每 次 花超 過 31 分 鐘 以 上 才 能 完 成 作 業；「 低 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」 為 學 生 報 告 他 們 每 星 期 最 多 只 有 1-2 次自 然 科 作 業，而且 每 次 花 少 於 30 分 鐘 就 可 以 完 成 作 業；「 中 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」 為 不 包 含 在 高 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 和 低 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 的 所 有 組 合 。 表 4-15 呈 現 各 國 國 小 四 年 級 學 生 在 高 、 中 、 低 「 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」 的 人 數 分 布 以 及 他 們 的 平 均 科 學 成 就 。 我 國 國 小 四 年 級 學 生 只 有 3％ 的 學 生 每 星 期花 超 過 1.5 小 時寫 自 然 科 作 業 ， 這 些 學生 平 均 科 學 成 就 為 506 分 ；68％ 的 學 生 每星 期 花 少 於1 小 時寫 自 然 科 作 業 ， 這 些 學生 平 均 科 學 成 就 為 557 分 。 從 這 項 調 查 結果 可 以 發 現 ： 幾 乎 每 個 國 家 花 較 少 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 國 小 四 年 級 學 生 ， 其 平 均 科 學 成 就 高 於 花 較 多 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 學 生 。 但 是 這 個 現 象 並 沒 有 繼 續 存 在 國 中 二 年 級 ， 我 國 國 中 二 年 級 的 調 查 結 果 恰 好 和 國 小 相 反 ： 花 多 較 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 國 中 學 生 ， 其 平 均 科 學 成 就 高 於 花 較 少 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 學 生 。 這 是 一 個 有 趣 的 現 象 ， 教 師 多 指 定 作 業 給 學 生 ， 不 一 定 對 學 生 的 學 習 成 就 有 幫 助，值 得 各 國 更 進 一 步 探 討。

二 、 國 小 四 年 級 學 生 學 習 自 然 科 學

自信 指標

為 了 解 學 生 對 自 己 在 科 學 能 力 表 現 上 的 想 法，TIMSS 2003 建 構「 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」（ Index of Students ’ Self-Confidence in Learning Science， 縮寫 成 SCS） 來評 估 學 生 。 學 習 自 然 科學 自 信

表 4-15 TIMSS 2003 各 國 國 小 四年 級 學 生 在 高 、 中 、 低 「寫 自 然 作 業 時 間 指 標 」 的人 數 分 布 以 及 他 們 的 平 均 科 學 成 就 。（ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.155）。

菲律賓 16 (1.0) 307 (8.0) 51 (1.2) 335 (8.4) 33 (1.4) 354 (15.2) 亞美尼亞 r 15 (0.8) 434 (8.4) 50 (1.3) 441 (5.3) 35 (1.6) 453 (4.7) 突尼西亞 s 14 (1.8) 337 (10.9) 40 (2.3) 332 (7.7) 46 (2.9) 347 (8.4) 摩洛哥 s 13 (1.2) 319 (10.2) 45 (2.4) 321 (6.5) 42 (2.9) 320 (10.8) 新加坡 11 (0.8) 555 (6.9) 46 (0.9) 564 (6.0) 43 (1.3) 574 (5.2) 伊朗 10 (1.0) 410 (7.3) 42 (2.1) 412 (5.6) 48 (2.4) 422 (5.9) 摩爾多瓦 9 (1.3) 476 (6.5) 45 (1.9) 496 (5.6) 45 (2.1) 511 (5.0) 義大利 8 (0.5) 488 (7.5) 35 (1.1) 508 (5.1) 57 (1.2) 528 (3.5) 斯洛維尼亞 7 (0.7) 466 (7.3) 41 (1.6) 487 (3.2) 52 (1.9) 503 (2.8) 立陶宛 7 (0.5) 495 (5.4) 34 (1.2) 509 (3.7) 59 (1.3) 522 (2.4) 香港 7 (0.6) 520 (6.8) 52 (2.0) 547 (3.6) 41 (2.2) 545 (2.9) 俄羅斯 6 (0.6) 498 (7.9) 37 (1.3) 516 (5.9) 58 (1.5) 539 (5.2) 拉脫維亞 5 (0.5) 515 (5.7) 32 (1.1) 523 (3.2) 62 (1.2) 542 (2.7) 美國 4 (0.3) 494 (7.4) 24 (0.9) 526 (4.1) 71 (1.1) 547 (2.4) 賽普勒斯 4 (0.4) 451 (5.8) 26 (1.1) 464 (3.6) 70 (1.3) 493 (2.4) 匈牙利 4 (0.4) 487 (11.9) 30 (1.2) 518 (3.9) 66 (1.4) 544 (2.8) 紐西蘭 3 (0.4) 478 (10.7) 31 (1.0) 519 (3.3) 66 (1.1) 531 (2.6) 台灣 3 (0.2) 506 (7.1) 29 (0.9) 542 (2.7) 68 (1.0) 557 (1.8) 比利時 2 (0.3) ~ ~ 23 (1.3) 507 (2.9) 75 (1.4) 525 (1.8) 蘇格蘭 2 (0.2) ~ ~ 16 (1.0) 494 (5.0) 82 (1.1) 508 (3.1) 澳大利亞 2 (0.3) ~ ~ 20 (1.2) 522 (7.7) 78 (1.3) 527 (3.9) 挪威 r 2 (0.3) ~ ~ 18 (1.1) 457 (4.7) 80 (1.1) 481 (2.8) 英格蘭 2 (0.2) ~ ~ 26 (1.8) 551 (6.7) 73 (1.9) 544 (3.5) 日本 1 (0.2) ~ ~ 16 (1.1) 534 (3.3) 82 (1.1) 546 (1.7) 荷蘭 1 (0.2) ~ ~ 8 (0.9) 506 (5.3) 92 (0.9) 528 (2.1) 國際平均　 6 (0.1) 458 (1.8) 33 (0.3) 485 (1.1) 61 (0.3) 500 (1.1) 基準參照區 印第安那州(美國) 3 (0.4) 510 (11.8) 24 (2.0) 543 (6.2) 73 (2.2) 562 (3.5) 安大略省(加拿大) 5 (0.5) 521 (12.4) 31 (1.3) 539 (5.6) 65 (1.5) 544 (3.2) 魁北克省(加拿大) 3 (0.4) 464 (8.9) 18 (0.9) 486 (4.2) 79 (1.1) 508 (2.5) 背景資料由學生提供。 ( ) 括號內為標準誤，因為結果是最近接整數的近似值，因此有些合計會有不一致。 ~ 波浪號代表資料不足無法報告成就表現。 r 代表這是70%~85%學生的填答結果 s 代表這是50%~69%學生的填答結果 學生人數 百分比 平均成就 學生人數 百分比 平均成就 學生人數 百分比 平均成就 國家或地區 高寫自然作業 時間指標 中寫自然作業 時間指標 低寫自然作業 時間指標 SO URC E : IEA 's T rends in Inte rnati onal Ma them ati cs and S ci enc e Study ( T IMSS ) 200 3 指 標 是 根 據 下 列 四 個 問 題 回 答 選 項 平 均 而 得 到 ：（1） 我 的 自 然 科 學 不 錯 ;（ 2） 我 覺 得 自 然 科 學 比 較 難 ， 其 他 同 學 卻 覺 得 比 較 容 易;（ 3） 我 的 自 然 科 學 不 怎 麼 好 ;（ 4） 與 自 然 科 學 有 關 的 事 我 學 得 很 快 。 當 學 生 選 項 平 均 值 小 於 或 等 於 2 時 ， 訂 為「 高 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」；平 均 值 介 於2 和 3 之 間 時 ， 訂 為 「 中 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」；平 均 值 大 於 或 等 於 3 時，訂 為「 低 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」。

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 表 4-16 呈 現 各 國 國 小 四 年 級 學 生 在 高 、 中 、 低 「 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 的 人 數 分 布 以 及 他 們 的 平 均 科 學 成 就 。 我 國 國 小 四 年 級 學 生 只 有 50％ 自 信 自 己 的 自 然 科 學 還 不 錯 的 「 高 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生 ， 平 均 科 學 成 就 為568 分 ；37％ 的 學 生 認 為 自 己 的 自 然 科 學 還 可 以 的 「 中 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生 ， 平 均 科 學 成 就 為 534 分；13％ 的 學 生 認 為 自己 的 自 然 科 學 不 佳 的「 低 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生，平 均 科 學 成 就 為540 分。平 均 說 來， 科 學 學 習 的 自 信 與 科 學 成 就 之 間 具 有 正 面 關 係 ， 各 國 國 小 四 年 級 學 生 自 信 自 己 的 自 然 科 學 還 不 錯 者 ， 其 平 均 科 學 成 就 高 於 自 認 自 然 科 學 較 差 者 ； 只 有 斯 洛 維 尼 亞 、 立 陶 宛 和 我 國 的「 中 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生 平 均 科 學 成 就 低 於 「 低 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生 。 我 國 、 日 本 和 新 加 坡 三 個 整 體 平 均 屬 於 高 科 學 成 就 國 家 的 「 高 學 習 自 然 科 學 自 信 指 標 」 學 生 比 例 偏 低 ， 這 個 現 象 也 存 在 國 中 二 年 級 的 調 查 結 果 ， 也 許 與 文 化 因 素 有 關 。

三 、 國 小 四 年 級 學 生 對 「 我 喜 歡 學

自然 科學 」說 法 的反 應

「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」（I Enjoy Learning Science） 的 看 法 是 一 個 TIMSS 1995 以 來 的 學 生問 卷 調 查 問 題，因 為 每 次 學 生 問 卷 都 問 這 個 問 題 ， 因 此 稱 之 為 趨 勢 （Trends） 問 題 。 我 國 國 小 四 年 級 沒 有 參 加 TIMSS 1995 的 調 查 ， 因 此 對 我國 國 小 四 年 級 學 生 而 言 沒 有 趨 勢 資 料 ， 僅 能 與 其 他 各 國 做 比 較 ， 將 來 TIMSS 2007 就 可 以 做 趨 勢 分 析 。 表 4-17 是 各 國 國 小 四 年 級 學 生 對「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 的 人 數 百 分 比 分 布 情 形。我 國 國 小 四 年 級 學 生 有 49％ 很 同 意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 ；29％的 學 生 有 點 同 意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 ；21％ 的學 生 不 太 同 意 和 很 不 同 意「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 。 相 較 於 國 際 平 均 有82％ 學 生 同意 「 我 喜 歡 學 自然 科 學 」 的 說 法，我 國 只 有 78％ 學 生 同 意「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 ， 顯 示 我 國 有 略 多 一 點 學 生 不 喜 歡 科 學 。 從 統 計 資 料 表 4-18 可 以 看 出 越 同 意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 說 法 的 學 生 ， 其 平 均 科 學 成 就 越 高 ， 顯 示 學 生 喜 歡 或 具 有 正 面 的 學 習 態 度 對 學 習 成 效 有 影 響 。 國 中 二 年 級 對 這 個 問 題 的 調 查 結 果 顯 示 我 國 只 有 50％ 學 生 同意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」的 說 法，而 國 際 平 均 有 77％ 學 生 同 意「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 說 法 。 顯 然 學 生 到 了 國 中 階 段 對 喜 歡 學 自 然 科 學 的 程 度 會 下 降 ， 但 是 我 國 下 降 的 幅 度 比 較 大 。 如 何 使 我 國 學 生 從 小 學 到 國 中 仍 保 持 喜 歡 學 習 自 然 科 學 ， 是 我 國 應 該 注 重 的 課 題 。

表 4-16 TIMSS 2003 國 小 四 年 級學 生 學 習 自 然 科 學 自 信 指標（ SCS）。（ 資 料 來 源：Martin et al., 2004a, P.163）。 斯洛維尼亞 78 (1.0) 503 (2.6) 18 (0.8) 454 (4.4) 4 (0.5) 461 (8.4) 荷蘭 71 (1.2) 535 (2.1) 22 (0.8) 507 (2.7) 7 (0.6) 496 (4.6) 賽普勒斯 71 (1.0) 492 (2.6) 24 (0.8) 457 (3.5) 5 (0.5) 441 (5.7) 匈牙利 70 (1.1) 546 (2.7) 23 (0.9) 496 (4.6) 7 (0.6) 498 (6.5) 立陶宛 69 (0.8) 524 (2.6) 26 (0.9) 490 (4.1) 5 (0.4) 497 (7.4) 義大利 69 (1.1) 529 (3.8) 26 (1.0) 493 (4.6) 5 (0.4) 481 (7.5) 澳大利亞 66 (1.2) 535 (3.8) 27 (1.1) 501 (6.2) 7 (0.5) 491 (5.8) 美國 66 (0.9) 553 (2.5) 25 (0.7) 512 (3.3) 9 (0.4) 501 (3.6) 挪威 64 (1.2) 482 (2.9) 29 (1.0) 451 (3.8) 7 (0.5) 430 (5.4) 俄羅斯 63 (1.3) 542 (5.7) 27 (1.2) 506 (5.8) 10 (0.8) 499 (6.3) 突尼西亞 60 (1.6) 349 (5.7) 33 (1.4) 287 (7.3) 7 (0.6) 240 (12.5) 香港 60 (1.4) 556 (2.9) 32 (1.1) 523 (3.3) 8 (0.5) 525 (5.2) 亞美尼亞 s 59 (1.2) 467 (4.0) 34 (1.0) 425 (5.9) 7 (0.6) 399 (10.5) 摩爾多瓦 58 (1.6) 519 (4.7) 35 (1.3) 471 (5.0) 6 (0.6) 456 (9.8) 比利時 58 (1.0) 530 (1.7) 30 (0.9) 507 (2.7) 12 (0.7) 492 (3.1) 蘇格蘭 58 (1.3) 514 (3.3) 30 (1.1) 490 (3.7) 12 (0.6) 480 (4.6) 拉脫維亞 56 (1.3) 547 (2.8) 34 (1.0) 514 (3.1) 11 (0.8) 512 (5.1) 英格蘭 54 (1.1) 560 (3.8) 32 (0.9) 522 (4.6) 14 (0.7) 514 (5.0) 摩洛哥 r 53 (2.0) 335 (9.0) 39 (1.8) 289 (7.4) 8 (1.2) 290 (18.8) 伊朗 52 (1.6) 436 (4.8) 42 (1.4) 394 (4.8) 5 (0.6) 380 (11.3) 紐西蘭 51 (1.0) 545 (2.5) 40 (0.9) 499 (3.3) 9 (0.5) 493 (5.0) 台灣 50 (1.0) 568 (2.2) 37 (0.8) 534 (2.2) 13 (0.8) 540 (3.9) 日本 46 (1.0) 562 (1.9) 41 (0.9) 531 (2.0) 13 (0.7) 529 (3.7) 菲律賓 39 (1.4) 382 (12.4) 51 (1.1) 314 (8.6) 10 (0.7) 271 (9.0) 新加坡 32 (0.9) 592 (5.3) 41 (0.8) 554 (6.2) 27 (0.8) 552 (5.8) 國際平均 59 (0.2) 508 (1.0) 32 (0.2) 469 (1.1) 9 (0.1) 459 (1.5) 基準參照區 印第安那州(美國) 66 (1.8) 567 (3.8) 25 (1.2) 532 (4.5) 9 (1.0) 522 (6.4) 安大略省(加拿大) 67 (1.3) 556 (4.4) 24 (1.1) 513 (4.1) 9 (0.7) 506 (5.3) 魁北克省(加拿大) 69 (1.2) 513 (2.4) 23 (1.0) 479 (3.3) 8 (0.5) 468 (5.8) 背景資料由學生提供。 ( ) 括號內為標準誤，因為結果是最近接整數的近似值，因此有些合計會有不一致。 r 代表這是70%~85%學生的填答結果 s 代表這是50%~69%學生的填答結果 低學習科學自信指標 Low SCS 國家或地區 學生人數 百分比 平均成就 平均成就 學生人數 百分比 平均成就 學生人數 百分比 高學習科學自信指標 High SCS 中學習科學自信指標 Medium SCS SO U R C E : I E A 's T rend s in I n te rnat io nal Mat hemat ic s an d S cie nc e S tudy (T IM S S ) 2003

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 表 4-17 TIMSS 2003 各 國 國 小 四年 級 學 生 對 「 我 喜 歡 學 自然 科 學 」 的 說 法 的 人 數 百分

比 分 布 情 形 。（ 資 料 來 源 ：Martin et al., 2004a, P.173）。

亞美尼亞 72 (1.4) — — 15 (0.7) — — 13 (1.0) — — 澳大利亞 64 (1.3) 39 (1.2) ▲ 23 (0.9) 42 (1.0) ▽ 14 (0.9) 19 (0.9) ▽ 比利時 31 (1.1) — — 38 (0.9) — — 31 (1.2) — — 台灣 49 (1.3) — — 29 (0.8) — — 21 (0.9) — — 賽普勒斯 59 (1.2) 56 (1.5) 22 (0.7) 32 (1.3) ▽ 19 (1.1) 12 (0.9) ▲ 英格蘭 39 (1.4) 41 (1.1) 29 (1.1) 39 (1.1) ▽ 32 (1.2) 21 (1.0) ▲ 香港 50 (1.2) 43 (1.4) ▲ 36 (0.9) 44 (1.3) ▽ 14 (0.9) 13 (1.6) 匈牙利 54 (1.2) 36 (1.3) ▲ 26 (0.9) 41 (1.1) ▽ 20 (0.9) 24 (1.4) ▽ 伊朗 r 81 (1.3) 70 (1.4) ▲ 11 (0.8) 22 (1.3) ▽ 8 (0.8) 7 (0.8) 義大利 50 (1.0) – – 37 (0.9) – – 13 (0.8) – – 日本 45 (1.2) 38 (1.1) ▲ 36 (0.8) 50 (0.9) ▽ 19 (1.0) 12 (0.8) ▲ 拉脫維亞 57 (1.5) – – 28 (1.0) – – 15 (1.0) – – 立陶宛 62 (1.2) — — 24 (0.9) — — 14 (0.8) — — 摩爾多瓦 48 (1.2) — — 39 (1.2) — — 13 (0.8) — — 摩洛哥 68 (1.6) — — 18 (1.1) — — 14 (1.0) — — 荷蘭 40 (1.5) 29 (1.4) ▲ 37 (1.1) 42 (1.3) ▽ 23 (1.3) 29 (1.4) ▽ 紐西蘭 60 (1.0) 47 (1.4) ▲ 26 (0.8) 36 (1.5) ▽ 14 (0.7) 17 (1.1) ▽ 挪威 53 (1.3) 42 (1.6) ▲ 28 (1.0) 38 (1.2) ▽ 19 (0.8) 20 (1.3) 菲律賓 51 (1.6) — — 30 (1.0) — — 20 (1.2) — — 俄羅斯 57 (1.2) — — 27 (1.0) — — 16 (0.9) — — 蘇格蘭 57 (1.6) – – 24 (1.1) – – 19 (1.0) – – 新加坡 51 (0.9) 41 (1.3) ▲ 28 (0.6) 47 (1.1) ▽ 21 (0.7) 12 (0.6) ▲ 斯洛維尼亞 46 (1.3) 49 (1.5) 30 (1.2) 36 (1.2) ▽ 23 (1.4) 15 (1.2) ▲ 突尼西亞 69 (1.7) — — 18 (1.5) — — 13 (0.8) — — 美國 62 (0.9) 48 (1.0) ▲ 21 (0.6) 35 (0.8) ▽ 16 (0.7) 17 (0.9) 國際平均 55 (0.3) 44 (0.4) ▲ 27 (0.2) 39 (0.3) ▽ 18 (0.2) 17 (0.3) ▲ 基準參照區 印第安那州(美國) 60 (1.5) — — 25 (1.3) — — 15 (1.3) — — 安大略省(加拿大) 55 (1.5) 38 (1.3) ▲ 28 (1.1) 44 (1.0) ▽ 18 (1.1) 19 (1.0) 魁北克省(加拿大) 57 (1.2) 40 (3.2) ▲ 28 (0.9) 40 (2.2) ▽ 14 (0.8) 20 (3.4) ( ) 括號內為標準誤，因為結果是最近接整數的近似值，因此有些合計會有不一致。 – 破折號表示可以比較的資料無法取得。 — 菱形表示該國未參與評鑑。 國家或地區 1995 學生人數 百分比 1995 學生人數 百分比 不同意 有點同意 非常同意 2003 學生人數 百分比 2003 學生人數 百分比 2003 學生人數 百分比 1995 學生人數 百分比 S O U R C E : IE A 's T ren ds in I n ter n at io nal Mathem ati cs and S cien ce S tudy ( T IMS S ) 2003 2003年平均成就顯著較高 ▲ _{▽ 2003年平均成就顯著較低}

表 4-18 TIMSS 2003 各 國 國 小 四年 級 學 生 選 填 很 同 意 、 有點 同 意 、 不 太 同 意 和 很 不同 意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 的 平 均 科 學 成 就 分 布 情 形 。（ 資 料 來 源 ：Student Background Data Almanac by SCIENCE Achievement - 4th Grade, P.49）。

平 均 科 學 成 就 國 家 或 地 區 學 生 人 數 有 效 樣 本 人 數 很 同 意 有 點 同 意 不 太 同 意 很 不 同 意 空 白 亞 美 尼 亞 5674 4313 455.3 438.0 408.8 420.8 399.8 澳 大 利 亞 4321 4192 525.8 519.4 517.1 503.5 462.6 比 利 時 4712 4579 527.5 520.2 510.7 504.0 509.2 臺 灣 4661 4610 554.3 550.7 549.1 544.4 519.1 賽 普 勒 斯 4328 4212 483.6 482.0 481.0 467.4 443.9 英 格 蘭 3585 3416 538.1 551.9 544.1 529.3 492.7 香 港 4608 4531 550.4 541.7 524.6 501.3 537.9 匈 牙 利 3319 3219 536.6 531.0 518.7 516.9 463.7 伊 朗 4352 4193 421.8 401.7 371.3 366.6 373.5 義 大 利 4282 4186 525.1 510.8 503.2 498.6 471.5 日 本 4535 4433 554.1 541.5 531.5 515.9 496.7 拉 脫 維 亞 3687 3585 532.8 532.6 535.3 516.8 512.3 立 陶 宛 4422 4126 515.4 511.8 508.2 510.9 488.7 摩 爾 多 瓦 3981 3873 508.6 494.4 471.0 467.6 418.2 摩 洛 哥 4264 3371 323.5 289.1 278.3 298.7 258.2 荷 蘭 2937 2744 530.5 525.3 517.2 520.4 518.7 紐 西 蘭 4308 4146 525.8 522.1 513.9 494.1 469.4 挪 威 4342 4052 471.8 475.3 467.4 433.3 421.7 菲 律 賓 4572 4357 375.8 316.9 256.1 273.2 247.3 俄 羅 斯 3963 3809 533.2 526.8 510.0 512.0 470.4 蘇 格 蘭 3936 3846 502.2 510.2 495.9 493.6 477.2 新 加 坡 6668 6601 570.2 564.9 563.1 547.7 472.0 斯 洛 維 尼 亞 3126 2977 494.0 492.4 494.3 480.3 453.0 突 尼 西 亞 4334 3757 338.2 295.8 259.7 263.7 255.4 美 國 9829 9439 540.3 539.7 530.0 523.2 . 國 際 平 均 4498 4214 489.2 479.1 465.8 459.8 432.9 印 第 安 那 州(美 國 ) 2233 2162 557.1 558.2 538.2 536.2 514.0 安 大 略 省(加 拿 大 ) 4362 4225 544.4 539.4 539.6 533.8 498.1 魁 北 克 省(加 拿 大 ) 4350 4188 502.1 502.6 502.3 490.1 462.3 () 括 號 內 為 標 準 誤 ， 因 為 結 果 是 最 接 近 整 數 的 近 似 值 ， 因 此 有 些 合 計 會 有 不 一 致 。

第六 節

結論與建議

（ 一 ）臺 灣 國 小 四 年 級 學 生 在TIMSS 2003 整 體 科 學 成 就 表 現 優 異 ， 排 名 第 二 ， 僅 次 於 新 加 坡 。 臺 灣 學 生 的 科 學 成 就 量 尺 分 數 分 布 為 一 常 態 分 配 ， 並 無 雙 峰 的 現 象 產 生 。 （ 二 ） 臺 灣 國 小 四 年 級 學 生 在 生 命 科 學 、 物 質 科 學 和 地 球 科 學 分 科 成 就 都 明 顯 高 於 國 際 平 均 成 就 ， 其 中 生 命 科 學 成 就 排 名 第 三 ， 物 質 科 學 成 就 排 名 第 三 ， 地 球 科 學 成 就 排 名 第 一 。 我 國 學 生 的 平 均 分 科 分 數 以 地 球 科 學 最 高 ， 物 質 科 學 次 之 ， 生 命 科 學 最 低 ， 這 個 順 序 恰 巧 與 試 題 在 學 科 的 百 分 比 所 佔 相 反 。 是 否 因 為 我 國 小 學 一 年 級 至 四 年 級 的 教 材

TIMSS 2003 臺灣國小四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 中 所 佔 的 生 命 科 學 和 物 質 科 學 方 面 知 識 少 於 調 查 試 題 所 涵 蓋 內 容 ， 抑 或 其 他 因 素 影 響 ， 值 得 進 一 步 探 討 。 （ 三 ） 我 國 整 體 科 學 成 就 男 生 比 女 生 高 7 分 ， 在 統 計 達 到 顯 著 性 ， 因 此 我 國 國 小 四 年 級 男 生 的 平 均 科 學 成 就 比 女 生 好 。 但 是 我 國 男 生 和 女 生 在 科 學 成 就 上 的 差 異 ， 在 國 中 二 年 級 並 沒 有 出 現 ， 因 此 在 國 小 四 年 級 出 現 的 性 別 差 異 ， 值 得 進 一 步 探 討 。 （ 四 ） 我 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 在 生 命 科 學 的 排 名 都 是 第 三 ， 男 生 比 女 生 高 3 分 ， 但 在 統 計 上 未 達 到 顯 著 性 ， 顯 示 我 國 國 小 四 年 級 男 生 和 女 生 的 生 命 科 學 成 就 表 現 一 樣 好 。 （ 五 ） 我 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 在 物 質 科 學 的 排 名 都 是 第 三 ， 男 生 比 女 生 高 6 分 ，在 統 計 上 達 到 顯 著 性 ， 顯 示 臺 灣 男 孩 在 物 質 科 學 方 面 比 女 孩 表 現 優 秀 。 （ 六 ） 我 國 國 小 四 年 級 女 生 和 男 生 地 球 科 學 的 排 名 都 是 第 一 ， 男 生 比 女 生 高 12 分，在 統 計 上 達 到 顯 著 性，顯 示 臺 灣 男 孩 在 地 球 科 學 方 面 表 現 比 女 孩 優 秀 。 （ 七 ） 我 國 國 小 四 年 級 有 一 半 以 上 的 學 生 達 到 高 級 基 準 點 ， 能 運 用 知 識 和 理 解 來 解 釋 每 天 的 自 然 現 象 ， 只 有 2 ％ 學 生 沒 有 達 到 初 級 基 準 點 ， 是 所 有 參 與 調 查 國 家 中 最 少 的 ， 顯 示 我 國 學 生 都 具 有 初 步 的 科 學 知 識 。 （ 八 ） 在 寫 自 然 作 業 時 間 指 標 中 發 現 ， 國 小 四 年 級 學 生 花 較 少 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 ， 其 平 均 科 學 成 就 高 於 花 較 多 時 間 寫 自 然 科 作 業 的 學 生 ； 各 國 國 小 四 年 級 自 信 自 己 的 自 然 科 學 還 不 錯 的 學 生 ， 其 平 均 科 學 成 就 高 於 自 認 自 然 科 學 較 差 者 ； 愈 同 意 「 我 喜 歡 學 自 然 科 學 」 說 法 的 學 生 ， 其 平 均 科 學 成 就 愈 高 ， 顯 示 學 生 喜 歡 或 具 有 正 面 的 學 習 態 度 對 學 習 成 效 有 影 響 。

參考 文獻

Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Gonzalez, E. J., & Chrostowski, S. J. (2004a). TIMSS 2003 International Science Report: Findings from IEA’s Trends in International mathematics and science study at the fourth and eighth grades. International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA), TIMSS & PIRLS International Study Center, Boston College, Chestnut Hill, MA.

Martin, M. O., Mullis, I. V. S., & Chrostowski, S. J. (2004b). TIMSS 2003 technical report (Eds.). Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study Center, Boston College.

TIMSS 2003 Main Survey Student Background Data Almanac by SCIENCE Achievement - 4th Grade (2005). Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study Center, Boston College.