TIMSS 2011 臺灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(I)

TIMSS

_{2011 臺灣四年級學生的科學}

成就及其相關因素之探討(I)

張美玉

國立新竹教育大學教育與學習科技學系 【轉載自:

TIMSS

2011 國際數學與科學教育成就趨勢調查(pp.118-183)】 本章共分八節，第一節說明國小四年級學生整體科學成就表現與趨勢比較，第二節 比較國小四年級學生科學分科成就表現，第三節比較國小四年級學生不同科學認知領域 成就表現，第四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，第五節 比較國小四年級男女學生科學成就表現，第六節說明科學態度與學生科學成就表現的相 關分析，第t 節探討學生家庭背景與科學成就表現的關條，第八節則是結論。

第一節

我國四年級學生整體科學成就表現

Tl

MSS

2011 是 lEA 所進行第五次針對四年級與國中二年級師生，關於數學和科學

之教師教學、學生學習、學校行政支持與家庭教育狀況等各方面的調查，共有超過60 個國家和區域參加這次的調查。其中，有52 個國家與 7 個區域參加四年級調查並列入國 際排名比較。 各國四年級整體科學平均成就呈現在表5-1 '以韓國學生的平均量足分數(587 分) 最高，排名第一，新加坡(583 分)排名第二，芬蘭(570 分)排名第三，日本(559 分) 排名第凹，蘇聯(552 分)及我國( 552 分)並列排名第五。而高於平均成就500 分除了 上述六名國家以外，另有美國、捷克及香港等24 個國家，共計有 30 個國家高於平均成 就 500 分。而 7 個基準參照區域中，除了杜拜及阿布達比以外，其餘5 區都高於平均成 就 500 分。 表 5 一 l 各國四年級學生科學成就的分布 軍~"El'.hl.lr;r. 韓國 2 新加坡 芬蘭 日本 俄羅斯 臺灣

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2011 臺灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(I) 表 5-1 (續)各國四年級學生科學成就的分布

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532 (2.8)

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_{529 (2.9)}

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528 (2.8)

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528 (2.9)

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524 (2.7)

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522 (3.9)

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520 (2.7)

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517 (2.6)

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516 (3.4)

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505 (3.0)

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453 (3.7)

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(3.5) 主 馬爾他

446 (1.9)

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438 (5.6)

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429 (5.4)

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428 (2.5)

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-(續下表) 1 ∞ 2∞ 3∞ 4∞ 5∞ 600 7∞ 8∞

中華民國 104 年 6 月 第 379 期 科學教育月刊 表 5-1 (續)各國四年級學生科學成就的分布

圓圓圓

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六年級 宏都拉斯 波札那 葉門 基準參照區 13 佛羅里達州(美國) 2 亞伯達省(加拿大) 12 北卡羅來納州(美國) 安大略省(加拿大) 魁北克省(加拿大) 本土拜(阿拉伯聯合大公園) 阿布扎比(阿拉伯聯合酋長國) 自 8∞ 75th 95th Tm 山點 :分 百 現 5th 25th

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資料來源 Martin

,

Mullis

,

Fay

,

&Stance

,

2012

,

pp. 38-39.

>t<.平均成績並非可信的測靈結果﹒因為接受調查的低成就學生超過25% ﹒ W 對於平均成績的可信度持保留態度﹒因接受調查的低成就學生比率雖然未達 25% ﹒但超過 15% ﹒ 欲暸解目標母燈籠圍的註記 1 、 2 及 3 詳見附錄 C2· 欲瞭解抽樣原則與參與據本的話記弋 I ，和 ( )括號內為標準設﹒呈現上因四捨五人﹒可能會有不一致的現象﹒ h 斗 從表 5-2 各國四年級學生的科學平均量足分數多重比較可以看出，韓國與新加坡四年 級學生的平均科學成就沒有顯著差異，而第三名的芬蘭學生的平均科學成就則顯著低於韓 國與新加坡學生。我國四年級學生的平均科學成就顯著低於韓國、新加坡、芬蘭及日本學 生，與同時並列第五名的蘇聯學生沒有顯著差異，並顯著高於美國、捷克及其他國家學生。 各國四年級學生的科學平均成就多重比較

4

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TIMSS

2011 臺灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(1) 各國四年級學生的科學平均成就多重比較 趣與 hhhhhhhhhhhhh E 民間 hhhhhhhhhhhhh 間間僻、總 hhhhhhh 陸軍越 hhhhhhhh 露自鱗 Ihhhhh 制軍總.hhhhh 間 ZM 帆風 hh-hhhh 悶悶絡膜賊 h-hhhh 僅極關 hhhh 優控制氧 hhhh

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中華民國 104 年 6 月 第 379 期 科學教育月刊

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各國四年級學生的科學平均成就多重比較 表 S-2( 續) h h h h h h h h h h h i i h h h i i i l h h i i i i i h ?可ri~- i i h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h l h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h l h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h l h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h l h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h l h h h i i i i h h h h h h h h h h h h l h h h i 主 iiiiiii1111 h h h h h h l i h h 資料來源 Marlin，的訓， 2012 ， p. 43.

TTMSS

2011 金灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(I) 表 5 一 3 的科學成就分布呈現Tl MSS 2011 每個國家四年級學生第 5 、第 25 、第 50C 平 均量尺分數)、第 75 和第 95 百分等級的量足分數分布情形，而四年級學生平均科學成就 前十名國家在這些 E 分等級的量尺分數分布情形如表 5-3 。從表中顯示我國 5% 的學生科 學成就低於 420 分，有 25% 的學生科學成就低於 506 分，有 25% 的學生科學成就高於 603 分，有 5% 的學生科學成就高於 664 分;韓國學生有 5% 的學生科學成就低於 476 分，有 25% 的學生科學成就低於 545 分，有 25% 的學生科學成就高於 632 分，有 5% 的學生科學 成就高於 690 分。相較之下，韓國學生在各種不同百分等級的量足分數皆高於我國學生 的量反分數。而新加坡學生有 5% 的學生科學成就低於 427 分，有 25% 的學生科學成就 低於 531 分，有 25% 的學生科學成就高於 644 分，有 5% 的學生科學成就高於 713 分， 可發現在前五名國家中，新加坡學生科學成就高低差異比韓國、芬蘭、日本、蘇聯及我 國學生差異大。在平均科學成就前十名國家中，以新加坡學生的科學成就高低分布範圍 最大，而日本學生的科學成就高低分布範圍最小。 表 5-3

Tl

MSS

2011 四年級學生科學成就前十名國家在不同百分等級的量尺分數分布情形

面圖

百分等級

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量史分數 韓國

476

545

589

632

新加坡

427

531

590

644

芬蘭

456

529

574

615

日本

449

519

561

601

蘇聯

₄₃₀

₅₀₅

₅₅₄

₆₀₃

重灣

₄₂₀

₅₀₆

₅₅₇

₆₀₃

美國

406

494

549

599

捷克

₄₁₂

₄₉₁

₅₃₉

₅₈₆

香港

₄₀₆

₄₉₃

₅₄₁

₅₈₅

匈牙利

377

484

542

594

E觀，

690

713

674

658

667

664

666

648

644

662

表 5 一4 為各國四年級學生自Tl MSS 1995 、 2003 、 2007 到 20ll 科學成就的趨勢。我 國四年級學生自Tl MSS 2003 才開始參與調查，由於我國沒有參加 TIMSS 1995 的調查， 因此只能進行Tl MSS 2003 至 2011 科學成就趨勢表現分析。從表 5-4 可看出自 2007 到 20ll 有顯著進步的國家有捷克、丹麥、喬治亞、伊朗、日本、荷蘭、挪威、瑞典及突尼 西亞共 9 個國家，其中突尼西亞顯著進步最多 C 27 分) ;而自 2007 到 2011 有顯著退步 的國家有澳大利亞、英格蘭、香港、義大利及紐西蘭共 5 個國家，其中香港顯著退步最 多 C 19 分)。我國自 2003 到 2007 顯著進步了 5 分，然而自 2007 到 2011 則又退步了 5 分， 2003 與 2011 科學成就沒有差異。

科學教育月刊 第 379 期 中華民國 104 年 6 月 表 5-4 各國四年級學生TlMSS 1995 至 2011 科學成就趨勢比較

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2011

2003

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2011

2007

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2011

2007

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2011

2003

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2007

2003

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2011

2007

1995

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2011

2007

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2011

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2011 壹灣四年級學生的科學成就反共相關因素之探討(I) 表 5-4(續)各國四年級學生TlMSS 1995 至 201 J 科學成就趨勢比較

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斯洛維尼亞

2007

2003

瑞典

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2007

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2003

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2007

2003

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518 (1.9)

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346 (5.3)

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資料來源 Martin,et aI.,

2012

,pp.

50-52

W 對於平均成就的信度將保留態度，因接受鋼筆的低成就學生比率雖然未達 25% '但超過 15% ﹒ 此註記自 2011 年的趨勢數撥開始標示 因此 2011 年以前並未有此詮釋﹒ 欲頓串串目標母飽飽圓的註記 1 、 2 及 3 詳見附錄C. 2· 欲瞭解抽樣原則與參與據本的註記弋 I,and 冒﹒詳見附錄C.8• <.測駿對象與其他國家相同，為同一類學生，但施測時間較晚﹒為下個學年的學期初﹒ ( )括號內為標準誤﹒呈現上因四捨五人﹒可能會有不一致的現象﹒

科學教育月刊 第 379 期 中華民國 104 年 6 月 表 5-5 為科學成就前十名國家小學四年級學生自T1 MSS 1995 、 2003 、 2007 到 2011 科學成就的趨勢比較圓。因部份數據不足，故無法瞭解芬蘭自 TIMSS 1995 至 2011 科學 成就趨勢之相關資訊。從現有資料來看，韓國只參與T1 MSS

J

995 及 2011 ，進步了 1 J 分; 新加坡、香港及匈牙利皆是自T1 MSS 1995 至 2007 持續進步， 2007 至 20 II 成績退步， 而新加坡是在前十名國家中自T1 MSS 1995 至 20 II 顯著進步最多分 (60 分) ;日本及美國 皆是自 TIMSS 1995 至 2003 成績退步， 2003 至 20 II 則持續進步;俄羅斯自T1 MSS

2003

至 20 II 成績持續進步中;我國學生的成績是先進步5 分後退步 5 分;而捷克學生的成績

則是先退步 17 分後進步 21 分。

表 5-5 科學成就前十名國家小學四年級學生T1MSS 1995 至 20

J

J 科學成就趨勢比較國

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2011

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2011

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2007

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2003

1995

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L 新加坡

1995

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2003

2007

2011

600

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87 583

2011

583(3

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18·

60·

56

司，

2007

587(4.1)

22·

63·

T +

2003

565(5.5)

42·

52

1995

523(4.8)

₅₂₀

芬蘭

2011

-

-

--

- -

--2007

- -

- -

- -

--2003

- -

- -

--

--1995

--

句 』

- -

-日本

1995

2003

2007

2011

590

2011

559(1.9)

11·

15·

5·

2007

548(2.1)

4

-5v

人斗j州

2003

543(1.5)

-10v

₊

1995

553(1.8)

₅₁₀

TIMSS

2011 金灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(I) 表 5-5( 續)科學成就前十名國家小學四年級學生 TIMSS 1995 至 2011 科學成就趨勢比較困 國家名稱

軍周E盟

_R

分 一4呵n一 一趕回年2主岫

₃

間三伶「數|一差II習~

趨勢圓 俄羅斯 電【 95

c!>

2003

2007

2011

570

2011

552(3.5)

6

26"

Y品4

2007

546(4.8)

20"

.

2003

526(5.2)

~ ~

1995

_49日 軍灣

2003

2007

2011

570

品iA2

2011

552(2.2)

-5

O

2007

557(2.0)

5"

2003

551(1.7)

_...

1995

₄₉₀

美國

1995

2003

2007

2011

580

2011

544(2.1)

5

8"

2

2007

539(2.7)

3

-3

542

544

。

536~盞

2003

536(2.5)

-6

++

1995

542(3.3)

₅₀₀

捷克

1995

刮目 9 20υ

2007

2011

570

2011

536(2.5)

21"

5

2007

515(3.1)

-17"

:位---:r'孟|

2∞3

1995

532(3.0)

_49σ 香港

1995

"

.

2003

2007

2011

570

2011

535(3.8)

-19"

-8

27"

554

542

2007

554(3.5)

12"

46"

.

535

2003

542(3.1)

35"

508

1995

508(3.3)

₄₉₀

匈牙利

1995

',(

2003

2007

2011

560

2011

534(3.7)

-2

5

27"

2007

536(3.3)

6

28"

2003

530(3.0)

22"

1995

508(3.4)

₄₈₀

( )括號內為標準誠 因為結果是最接近畫畫數的近似值﹒所以有些會不一致-A: 該兩年平均成就顯著較高 \l ﹒該兩年平均成就顯著較低﹒ 何表示回報數錢不是﹒

科學教育月刊 第 379 期 中箏民國 104 年 6 月

第二節

四年級學生科學分科成就表現

TIMSS

2011 四年級學科內容分成三個領域:生命科學、物質科學和地球科學，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。 TIMSS

201

I 四年級科學成就試題在三個內容領域所佔配分的比例如表 5-6 所示， 可以發現生命科學內容的比例最高，將近佔了一半。 表 5-6

TIMSS 20

II 四年級科學成就試題在三個內容領域所佔配分的比例

|單單

直萱盟國 生命科學 物質科學 地球科學

45%

35%

20%

如表 5-7 所示，在 TIMSS 2011 調查四年級學生的三個內容領域中，各領域測驗趨 勢題的型式包括選擇題和問答題，除了生命科學是問答題題型較多外，物質科學及地球 科學都是以選擇題題型居多，整體而盲，在趨勢題中以生命科學內容佔的題數最多。另 外，每個學科內容都有其相對應的試題主題，生命科學包含生物特徵、生物生命週期與 生態系統等主題，物質科學包含物質分類特性、能源來源、力與運動等主題，地球科學 則包含地球結構、地球運行軌道、地球與太陽系的關像等主題。 各個國家國小四年級學生在生命科學、物質科學和地球科學等三個內容領域成就如

表 5-8 所示。

表 5-7

TIMSS 20

II 四年級科學試題在內容領域的趨勢題題型分布與主題 記還幸這 E F主司， 司嚴重Ii輝是 主晶體自E 嘻嘻孽， I *生物的特徵與生活型態 *生物的生長和生命循環 生命科學

₂₂

₁₀

₃₂

*生殖作用和遺傳 *與環境的互動 *生態系統 *人體健康 *物質的分類和成份 *物質的物理型態和轉變 物質科學

13

16

29

*能源、熱及溫度 *光及聲音 *電力和磁力 *力與運動 *地球的結構、物理特性及資源 地球科學

5

10

15

*地球的形成、運行軌道和歷史 *地球與太陽系的關像 題數合計

₄₀

₃₆

₇₆

TIMSS2011 臺灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(T) 表 5-8

Tl

MSS

20II 各國四年級學生在三個內容領威成就之分布

-國隘尷詛-i|

乏對

__

-=-:1;滴~~---E圈區體畫

-區盛起誼 韓國 587 (2.0) 571 (2.2) -16(1.2) 主 597 (2.6) 10 (1.1) h 603 (1.8) 16 (2.0) h 2 新加坡 583 (3.4) 597 (4.3) 14 (2.1) h 598 (3.5) 15 (1.7) h 541 (3.0) -42 (1.1) i 芬蘭 570 (2.6) 574 (2_8) 4 (3.4) 568 (2_8) -2 (2.1) 566 (2.9) -5 (2.4) 日本 559 (1.9) 540 (1.9) -19(0.9) 主 589 (1.9) 30 (1.5) h 551 (1.8) -7 (1.2) 俊羅斯 552 (3.5) 556 (3.6) 4 (1.7) h 548 (4.0) -4 (1.5) i 552 (4.1) 0(1.7) 噩灣 552 (2.2) 538 (2.4) -14 (1.5) i 569 (2.0) 17 (1.2) h 553 (2.5) 1 (2.0 2 美國

“

_{4 (2.1)} 547 (2.1) 3 (1.1) h

“

_{4 (2.0)}

o

(1.0) 539 (2.1) -5(1.1) i 捷克 _{536 (2.5) 5叩 (3.0)} 13 (2.5) h 519 (3.1) -17 (1.7) i 537 (3.4) 1 (1.8) 2 香港 _{535 (3.8) 524 (3.7) -11 (1.8) i 539 (4.4) 4 (2.2) 548 (3.3) 13 (1.4) h} 匈牙利 534 (3.7) 552 (3.5) 17 (1.6) h 520 (3.8) -14 (2.5) i 524 (4.4) -11 (1.6) 主 瑞典 533 (2.7) 534 (2.7) 。 (2.6) 528 (2.5) -6 (2.0) i 538 (3.2) 5 (2.0) h 斯洛伐克 _{532 (3.8) 534 (3.5) 2 (1.0) h 527 (4.0) -4 (2.0)} i 535 (3.8) 3 (1.5) h 奧地利 532 (2.8) 526 (2.6) -5 (1.3) i 535 (2.9) 3 (1.2) h 539 (3.6) 7 (1.9) h ?荷蘭 _{531 (2.2) 537 (1.8) 6 (1.6)} h 526 (2.0) -5 (1.0) i 525 (2.7) 明 6(2.8) i 英格蘭 _{529 (2.9) 530 (2.8) 1 (1.5) 535 (3.5) 7 (2.2) h 522 (3.8) -7 (2.2) i} 2 丹麥 _{528 (2.8) 530 (2.8) 2 (1.5) 526 (2.5) -2 (1.3) 527 (3.0)} -1 (1.7) 德國 528 (2.9) 525 (2.6) -3 (1.9) 535 (3.1) 7 (1.2) h 520 (3.7) -8 (2.5) i 義大利 524 (2.7) 535 (2.7) 11 (1.1) h 509 (3.0) -15 (1.3) i 523 (3.6) -1 (2.5) 葡萄牙 522 (3.9) 520 (4.2) -1 (1.3) 517 (4.2) -5 (1.0) i 531 (4.4) 9 (2.1) h 斯洛維尼亞 520 (2.7) 524 (2.6) 4 (1.5) h 524 (3.4) 3 (1.8) 506(2. 乃 -14(1.5) 主 T 北愛爾蘭 517 (2.6) 519 (2.9) 2 (1.3) 520 (3.2) 3 (2.5) 507 (2.7) -9 (1.6) i 愛爾蘭 516 (3.4) 513 (3.6) -3 (1.8) 517 (3.1) 1 (2.7) 520 (3.8) 4 (2.3) 2 克羅埃西亞 _{516 (2.1) 525 (2.0) 9 (1.2)} h 502 (2.7) -14(1.2) 主 521 (2.7) 5 (1.3) h 澳大利亞 516 (2.8) 516 (3.1) 。 (1.5) 514 (3.2) -2 (1.6) 520 (3.5) 4 (1.5) h 2 塞爾維亞 516 (3.1) 518 (2.9) 3 (2.3) 523 (3.8) 7 (1.5) h 497 (3.6) -18 (1.5) i 12 立陶宛 _{515 (2.4) 520 (2.9) 6 (2.3) h 514 (3.1) -1 (1.5) 501 (3.0) -14 (1.7)} i 比利時 _{509 (2.0) 510 (2.4) 2 (1.3) 507 (2.1) 1 (1.1) 505 (2.8) -4(1.6) 主} 羅馬尼亞

、

505 (5.9) 504 (6.1) -1 (1.3) 508 (5.7) 3 (1.6) 502 (6.0) -3 (1.9) 西班牙 505 (3.0) 513 (2.8) 8 (1.7) h 497 (2.7) -8 (1.7) i 499 (3.8) -6(1.3) 斗 波蘭 505 (2.6) 514 (2.5) 9 (1.2) h 495 (3.3) -10 (2.4) i 496 (3.3) -9 (1.4) i 紐西蘭 497 (2.3) 497 (2.5) 1 (1.2) 493 (2.7) -3 (1.3) i 499 (3.2) 2 (2.2) 2 哈薩克 _{495 (5.1) 500 (5.1) 5 (2.1) h 486 (5.2) -9 (1.9) i 491 (5.8) -4 (3.3)} $挪威 _{494 (2.3) 496 (3.0) 2 (2.8)} 482 (3.4) -12 (2.2) i 506 (3.0) 12 (1.7) h 智利 _{480 (2.4) 490 (2.2) 9 (1.5) h 471 (2.5) -9 (1.4) i 475 (2.7) -5 (2.2) i} 泰國 _{472 (5.6) 480 (6.1) 8 (2.5) h 462 (5.9) -9 (1.6) i 460 (5.9) -12 (1.7) i} 土耳其 463 (4.5) 460 (4.5) -2 (1.3) 466 (4.7) 4 (1.0) h 456 (5.1) -7 (1.3) i 1 喬治亞 455 (3.8) 461 (3.6) 6 (1.4) h 440 (4.2) -15 (2.0) i 458 (4.3) 3 (2.3) 伊朗 453 (3.7) 449 (4.1) -4 (1.5) i 453 (4.0) 0(1.9) 457 (3.5) 4 (2.2) 巴林 449 (3.5)

“

_{4 (4.1)} -6 (2.2) i 453 (4.6) 3 (2.9) 445 (3.7) -4 (2.0) i 馬爾他 446 (1.9) 439 (2.4) -7 (1.1) i 453 (2.5) 7 (1.9) h 447 (2.2) 1 (1.9) 2 亞塞拜然 438 (5.6) 440 (5.2) 2 (2.3) 436 (5.9) -2 (2.3) 408 (7.2) -30 (3.5) 主 沙烏地阿拉伯 429 (5.4) 415 (6.4) -14 (2.3) i 439 (6.0) 10 (2.4) h 432 (6.3) 3 (3.0) 阿拉伯聯合大公國 428 (2.5) 420 (2.7) -8 (1.5) i 429 (2.7) 1 (1.1) 435 (2.4) 7 (1.1) h 亞美尼亞 416 (3.8) 424 (3.9) 8 (2.8) h 399 (3.8) -17 (1.5) i 398 (4.1) -18 (2.6) i 2 卡這 _{394 (4.3) 383 (5.0) -11 (2.8) 主 397 (5.0) 3 (2.8) 401 (4.8) 7 (1.8) h} 阿曼 377 (4.3) 370 (3.8) -7 (2.1) i 370 (4.8) -7 (1.9) i 371 (4.6) -6 (3.4)

,

~科威特 347 (4.7) 323 (5.0) -25 (3.2) i 348 (4.5) 1 (2.8) 352 (4.7) 5 (2.2) h W 突尼西亞 346 (5.3) 342 (5.1) -3 (2.0) 342 (5.6) -4 (2.3) 319 (6.6) -27 (4.0) i 總摩洛哥 _{264 (4.5) 245 (4.5) -19 (1.8) i 256 (5.3) -7 (3.1) 主 208 (4.7) -55 (2.3) i} M 葉門 209 (7.3) 172 (6.9) -37(2.5) 主 198 (6.9) -11 (3.9) i 186 (6.3) -23 (5.8) i

科學教育月刊 第 379 期 中華民國 104 年 6 月

• • •

n且且垂直I§'---....!iJ1'i:l皇島 ---=":f.j罰UlWi.II• • •

圓圓闢圓圓圓圓

六年級 宏都拉斯 432 (5.8) 441 (5.5) 9 (1.4) h 417 (6.4) -16 (2.4) i 429 (5.8) -3 (1.7) j皮札那 367 (5.5) 345 (6.3) -23 (2.4) i 380 (5.5) 12 (1.7) h 376 (5.7) 9 (2.6) h 葉門 345 (7.0) 313 (77) -33 (3.2) i 367 (6.8) 21 (3.5) h 350 (7.4) 5 (3.8) 基準參照區 13 佛羅里達州(美國) 545 (3.7) 549 (4.2) 5 (2.6) 542 (3.9) -2 (1.3) 537 (4.4) -8 (3.5) i 2 亞伯達省(加拿大) 541 (2.4) 542 (2.6) 1 (1.4) 542 (3.0) 0(3.0) 539 (3.2) -3 (1.8) 12 北卡羅來納州(美國) 538 (4.6) 541 (4.6) 3 (1.4) 541 (5.1) 2 (2.7) 529 (6.2) -10 (3.9) i 安大略省(加拿大) 528 (3.0) 535 (3.4) 7 (1.4) h 528 (3.2) 0(1.3) 514 (3.9) -14 (2.2) i 魁北克省(加拿大) 516 (2.7) 524 (2.5) 8 (2.5) h 507 (3.1) -9 (1.2) 主 516 (3.5) -1 (2.5) 杜拜(阿拉伯聯合大公國) 461 (2.3) 455 (2.9) -6 (2.7) i 460 (3.2) -1 (2.4) 469 (3.0) 8 (1.4) h 阿布扎比(阿拉伯聯合酋長國) _{411 (4.9) 403 (5.6) -8 (1.9) i 415 (5.2) 4 (2.0) 418 (5.1) 6 (2.2) h} h 次，讓分數顫著萬於整體科學量積分數 1 次軍表分數顫著低於聲體科學量表分數 資料來源: Mart 間，et aI., 2012,pp. 144-145 淑 平均成續並非可信的測量結果。因為接受調查的低成就學生超過25% ﹒ w 對於平均成就的信度持保留戀度，因接受調查的低成就學生比率雖然未達 25% ﹒但超過 15% ﹒ 欲瞭解目標母體鈍圓的註記 1 、 2 及 3· 詳見附錄C. 2· 欲瞭解抽樣原則與參與樣本的註記 t ， 拿， 和 1 詳見附錄C. 8

•

( )括號內為標準誤﹒呈現上因四捨五人﹒可能會有不一致的現象﹒ 根據表 5-8 各國四年級學生在三個內容領域科目成就之分布，整理出生命科學、物質 科學和地球科學等三學科成就前十名國家於表 5-9 。這三學科的Tl MSS 平均分數皆為 500 分，我國國小四年級學生分科成就都明顯高於TlMSS 平均成就，在生命科學平均成績 538 分 (2 .4) ，排名第九，物質科學平均成績 569 分 (2.0) ，排名第四，地球科學平均成績 553 分 (2.5) _{，排名第三。新加坡在生命科學和物質科學方面排名第一，韓國在地球科學方面排名} 第一，我國學生和新加坡與韓國學生在這三科成績分別相差59 分、 29 分和 50 分。 表 5-9

Tl

MSS

2011 四年級科學內容領域成就前十名的圓家 ﹒區區區垂直單詛 ﹒垣It國撞撞詛 .盪翅且是這且監過 1 新加坡 597(4.3)

l

新加坡 598(3.5) 1 韓國 603(1.8) 2 芬蘭 574(2.8) 2 韓國 597(2.6) 2 芬蘭 566(2.9) 3 草草國 571(2.2) 3 日本 589(1.9) 3 噩灣 553(2.5) 4 蘇聯 _{556(3.6) 4 薑灣 569(2.0) 4} 蘇聯 _552(4.1) 5 匈牙利 552(3.5) 5 芬蘭 568(2.8) 5 日本 551(1.8) 6 捷克 550(3.0) 6 蘇聯 _{548(4.0) 6} 香港 _548(3.3) 7 美國 547(2.1) 7 美國 加4(2.0) 7 新加坡 541(3.0) 8 日本 540(1.9) 8 香港 _{539(4.4) 8 美國 539(2.1)} 9 車灣 _{538(2.4) 9} 奧地利 535(2.9) 8 奧地利 539(3.6) 10 荷蘭 537(1.8) 9 英格蘭 _{535(3.5) 10} 瑞典 _538(3.2) 9 德國 535(3.1) ηMSS平掏 500 TIMSS平均 500 TIMSS平均 500 ( )括號內為標草草訣，因為結果是最接近整數的近似值 a 可能會有不一致的現象﹒ -

14-TIMSS

2011 金灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討 (I)

第三節

四年級學生科學認知領域成就表現

TIMSS

2011 四年級科學內容分成三個認知領域:認識(knowing)、應用(

applying)

及推理(

reasoning)

，四年級科學成就試題在三個科學認知領域所佔配分的目標比例如表 5-10 所示，發現認識與應用內容的比例較高，而推理內容比例較低。 表 5-10

TIMSS

2011 四年級科學成就試題在三個科學認真口領域所佔配分的目標比例 認論(knowing) 應用 (applying) 推理(reasoning)

%%%

nununU A『A『門正 如表 5-11 所示，在 TIMSS 2011 調查國小四年級學生的三個認知領域中，各認知領 域測驗趨勢題的型式包括選擇題和問答題，認識能力與應用能力內容皆是以選擇題居多， 而推理能力內容則是問答題較多;整體而吉，在趨勢題中以應用能力內容佔的題數最多。 另外，每個認知領域內容都有其相對應的試題主題，認識能力包含識別、確認科學術語 定義、舉例說明與展示對科學儀器的認識等主題，應用能力包含分類、使用模型、舉例 說明與資料詮釋等主題，推理能力則包含分析問題、提出假設、設計研究方法與歸納證 明等主題，詳見衰 5-12 。

各個國家四年級學生在認識( knowing) 、應用( applying) 及推理(

reason

ing) 等 三個認知領域成就如衰5-13 所示。 表 5 一 11

TIMSS

2011 四年級科學試題在認知領域的趨勢超越型分布 認戰(knowing)

42

27(34)

應用 (applying)

38

33(37)

推理 (reasoning)

13

19(20)

題數合計

₉₃

₇₉₍₉₁₎

( )內表示含有重重個問答題中的小題型數

噩噩

69(76)

71 (75)

32(33)

172(184)

表 5 一 12

TIMSS

2011 四年級科學試題在認知領域的趨勢越主題 回憶/認說﹒能說別或正確陳述科學事實、關條、流程和概念，能辨認特殊的生物材料和 過程等之特徵與屬性﹒ 下定義:提出或確認科學術語的定義﹒並能在相關情境下辨認及使用科學術語、符號、縮 寫、單位和足度等﹒

科學教育月刊 第 379 期 中華民國 104 年 6 月 表 S-12( 續)

TIMSS

2011 四年級科學試題在認知領域的趨勢題主題

3.

描述:描述生物、物質材料和科學過程以展示對性質、情造、功能和相關的知識﹒ 舉例說明:以適當的例子支持或澄清事實或概念﹒能確認或提供特定例子以說明一般概念 的知論﹒

5

展示對科學儀器的認說:展示如何使用科學設備儀器、工具、測量裝備及足度的知說﹒ 比較/對比/分類:諸別或說明不同生物群落、物質材料或過程的異同;依據所提供的特徵 與性質對個別物體、物質材料或生物髏進行區分、分類或排序﹒ 使用模型.利用圖表或模型展示對科學概念、構造、關條、過程或生物及物理系統和循環 等之理解(如﹒食物網、電路、水循環、太陽能系統、原子結構)。 關連:能連結基礎的生物或物理概念的知論到一被觀察或被推論的性質、行為或對物體、 生物或材料的運用。

4.

詮釋資料:對相關文本、表格或圓形資料進行科學概念或原理之詮釋﹒ 尋找解答:確認或利用科學關像、方程式或公式以尋找質或量的解決方式﹒這些方法會牽 涉到一個概念的直接應用或展現一個概念﹒ 解釋.針對觀察或自然現象提供或確認解釋﹒以展現對基本科學概念、原理、規律或理論 的理解﹒

1

分析 分析問題以確定相關關像、概念及解決問題的步跨;發展並解釋解決問題的策略﹒ 統整J綜合:能考慮不周因素或相關概念來提供解決問題的方法;能聯合或連結不同領域

2

間的科學概念;展示對整鰻科學慨念或主題的理解;能統整數學概念或程序，在科學問題 的解決方案中﹒ 假設/預測:用過去經驗或觀察得到的訊息來整合科學概念知說﹒形成可透過探究來回答 的問題;形成可驗誼的假設:利用觀察及(或)分析科學訊息，以及對相關概念理解的知識 來驗證此假設;在有誼據及對科學有相當理解的狀況下﹒能對生物或物理條件的改變將產 生何種影響(教應)做出預測﹒ 設計:設計適當的調查來回答科學問題或驗證假設;能描述或確認良好設計的科學探究特

4.

點﹒例如被測量的變項、被控制的變項與因果關像;能決定將要進行的研究之測量方法與 程序。 下結論:能在數據中發現型式，描述或摘要數據趨勢﹒能從所提供的訊息或數據﹒插入或

5.

外推;基於證據與對科學概念之理解做出有效的推論;針對問題與假設得出下適當的結論 .並展示對因果關像的理解﹒ 歸納 能超越實驗或給定條件做出 般性的結論，並運用至新的情境，確定一般公式以表 達物理關像﹒ 評估:繞在決定替代方案的過程、材料和來源峙，權衡其價、缺點﹒考慮科學和社會因素

7.

評估科學與科技對生物與物理系統上的影響;評估另類的解釋、解決問題策略與方案;評 估以足夠的數據支持研究結果﹒ 證明:利用誼據和科學理解去判斷解釋和問題解決方案 從研究或科學解釋建情論點來支 持問題解決或結論的合理性﹒ -

16-TIMSS2011 金灣四年級學生的科學成就及其相關因素之探討(I) 表 5-13

TIMSS

20II 各國四年級學生在三個認知領域成就之分布 ιl

圈圈毆隨

韓國 587 (2.0) 570 (2.0) -17 (1.5) i 593 (1.9) 7 (1.3) h 605 (3.0) 18 (3.6) h 2 新加坡 583 (3.4) 570 (3.4) -13 (1.2) i 5ω(4.0) 6 (1.6) h 597 (3.8) 13 (1.8) h 芬蘭 570 (2.6) 579 (2.5) 9 (1.7) h 568 (2.3) -2 (1.9) 560 (3.2) -10 (2 .4)主 日本 559 (1.9) 538 (1.8) -21 (1.4) i 562 (1.6) 4 (1.8) h 591 (2.0) 33 (2.2) h 做羅斯 552 (3.5) 553 (3.8) 1 (1.2) 556 (3.6) 4 (1.2) h 542 (4.2) -11 (2.9 重灣 _{552 (2.2)} 542 (2.7) -10(1.5) 主 552(3.1) 1 (2.1) 568 (3.2) 16 (2.4) h 美國

“

_{4 (2.1)} 546 (1.9) 2 (0.8) h 日4(2.1) 0(0.9) 537 (2.3) -7 (1.1) i 鐘克 536 (2.5) 551 (3.3) 14 (1.7) h 534 (2.6) -2 (1.7) 516 (4.0) -20 (2.4) i 2 香港 _{535 (3.8) 537 (3.6) 2 (1.4) 529 (3.5) -6 (1.3) 主 541 (4.2) 6 (2.2)} h 匈牙利 534 (3.7) 547 (3.7) 12 (1.8) h 530 (3.6) -5 (1.4) i 525 (4.5) -9 (1.7) i 瑞典 533 (2.7) 536 (2.8) 2 (1.2) h 531 (3.0) -3 (1.9) 537 (3.0) 3 (1.4) h 斯洛伐克 _{532 (3.8) 547 (3.8) 15 (0.9)} h 528 (4.0) -4 (0.9) i 514 (4.2) -18 (1.4) i 奧地利 532 (2.8) 532 (3.1) 1 (1.0) 533 (2.9) 2 (1.5) 525 (3.1) -6 (1.7) i ?荷蘭 _{531 (2.2) 528 (2.3) -3 (1.3) i 534 (2.0) 3 (1.4)} h 532 (2.9) 1 (2.0) 英格蘭 _{529 (2.9) 529 (3.2) 0(1.9) 532 (3.1) 4 (1.4)} h 526 (4.4) -2 (3.6) 2 丹麥 _{528 (2.8)} 524 (2.6) -4 (1.0) i 532 (2.5) 4 (1.0) h 527 (3.1) -1 (1.6) 德國 528 (2.9) 524 (4.0) -4 (2.0) 533 (2.6) 5 (2.2) h 526 (3.6) -2 (1.9) 大利 524 (2.7) 532 (3.0) 8 (1.3) h 523 (2.7) -1 (1.5) 510 (2.9) -14 (1.8) i 葡萄牙 522 (3.9) 528 (4.4) 6 (1.3) h 515 (4.3) -7 (1.6) i 524 (4.6) 3 (3.3) 斯洛維尼亞 520 (2.7) 518 (2.2) -2 (1.3) 518 (2.8) -2 (1.8) 525 (3.6) 5 (2.3) h ?北愛爾蘭 517 (2.6) 517 (2.9) 1 (2.1) 521 (2.6) 5 (1.4) h 503 (3.1) -14 (2.2) i 愛爾蘭 516 (3.4) 518 (3.9) 2 (1.9) 517 (3.6) 1 (1.4) 509 (3.4) -7 (2.2) i 2 克羅埃西亞 _{516 (2.1) 526 (1.9) 10 (1.5)} h 510 (2.3) -6 (1.6) 主 512 (3.5) -4 (3.6) 澳大利亞 516 (2.8) 517 (2.8) 2 (1.2) 513 (3.0) -2 (1.2) 518 (3.4) 2 (2.5) 2 塞爾維亞 _{516 (3.1) 524 (2.9)} 8 (1.9) h 506 (3.2) -9 (2.0) i 519 (3.0) 4 (1.9) h 12 立陶宛 _{515 (2}.4) 508 (2.9) -7(2.1) i 521 (2.5) 6 (1.6) h 515 (2.8) 1 (1.2) 比利時 _{509 (2.0) 507 (2.2) -2 (1.2) 511 (1.8) 3 (1.5)} 508 (2.5) 0(1.3) 羅馬尼亞 505 (5.9) 511 (6.1) 6 (2.3) h 502 (5.9) -3(1 的 i 497 (6.0) -8 (1.8) i 西班牙 505 (3.0) 516 (3.2) 11 (1.4) h 499 (3.0) -7 (1.7) i 496 (3.1) -9 (1.6) i 波蘭 505 (2.6) 500 (3.2) -5(1.6) i 514 (2.6) 9 (1.1) h 487 (3.2) -18 (1.9) 主 紐西蘭 497 (2.3) 496 (2.7) -1 (1.3) 497 (2.6) 1 (1.2) 497 (2.9) 0(1.6) 2 哈薩克 _{495 (5.1) 486 (5.6) -8 (1.5) i 499(5.1) 4 (1.5) h 496 (5.7) 1 (3.2)} 成 494 (2.3) 502 (2.8) 8 (1.3) h 487 (2.8) -7 (1.7) i 493 (3.7) -1 (2.8) 智利 _{480 (2.4) 483 (2.7) 3 (1.5) 479 (2.3) -1 (1.5) 477 (2.8) -3 (2.0)} 泰國 _{472 (5.6) 473 (5.9) 2 (1.9) 471 (5.4) -1 (1.3) 463 (6.0) -9 (2.1) i} 土耳其 463 (4.5) 457 (4.7) -5 (1.3) i 463 (4.8) o (1.3) 472 (5.3) 9 (1.7) h 1 喬治亞 455 (3.8) 466 (3.9) 11 (1.6) h 452(4的 -3(1.3) 主 422 (5.0) -33 (2.8) i 伊朗 453 (3.7) 448 (4.3) -5 (1.9) i 452 (3.8) -1 (1.0) 459 (3.9) 6 (1.5) h 巴林 449 (3.5) 454 (3.6) 4 (1.7) h 443 (3.5) -6(1.ηi 442 (4.7) -7(3.3) 主 馬爾他 446 (1.9) 437 (3.0) -9(2.1) i 449 (1.6) 3 (1.8) 459 (4.2) 13 (3.3) h 2 亞塞拜然 _{438 (5.6) 445 (6}.4) 7 (2.2) h 439 (5.2) 1 (2.1) 402 (5.9) -36 (1.9) i 沙烏地阿拉伯 429 (5.4) 432 (6.0) 3 (2.2) 427 (6.1) -3 (2.3) 416 (5.8) -14 (2.4) i 阿拉伯聯合大公國 428 (2.5) 433 (2.7) 5 (1.2) h 421 (2.6) -7 (0.8) i 426 (2.6) -2 (1.0) i 亞美尼亞 416 (3.8) 412 (4.3) -4 (2.1) 418 (3.9) 2 (2.1) 402 (4.9) -14 (2.9) i 2 卡這 _{394 (4.3) 388 (5.1) -6(2.2) 主 389 (5.4) 情5 (2.6) 404 (4.4) 10 (2.8) h} 阿曼 377 (4.3) 376 (4.5) -1 (1.4) 372 (4.2) -5 (1.2) i 354 (4.4) -23 (2.3) 1~科成特 _{347 (4.7) 342 (5.7) -5 (2.9) 334 (4.9) -14 (2.6) i 336 (5.0) -11 (3.0) i} W 突尼西亞 346 (5.3) 336 (5.3) -9 (2.3) i 343 (4.7) -3 (2.5) 337 (4.9) -9 (2.7) i m 摩洛哥 _{264 (4.5) 237 (6.1) -27 (2 乃 1 256 (5.1) -8 (2.5) i 240 (5.0) -24 (3.1)} M 葉 F可 209 (7.3) 182 (6.7) -27 (4.9) i 183 (6.6) -26(3的 i 180 (7.3) -29 (3.6) i

科學教育月刊 第 379 期 中華民國 104 年 6 月

國聶哥重畫畫面每逼面臨國

六年級

-40 (3.2)

i

10 (2.3)

h -8

(3.2)

392 (7

.4)

377

(5.9)

337 (7.0)

-3

(2.0)

12 (1.8)

h -7

(1.9)

429 (5.0)

379 (5.5)

338 (6.8)

5 (2.0)

h

543 (3.6)

-2 (2.2)

536 (3.8)

-9 (2.1)

i

2 (1.5)

541 (2.8)

-1 (2.2)

540 (2.9)

-1 (2.0)

1 (1.9)

539 (4

.4)

1 (2.1)

533 (5.1)

-6 (2.1)

i

1 (1

.4)

526 (3.3)

-2 (1.0)

529 (3.7)

1 (1

.4)

2(1.1)

514(2.5)

-3(1.7)

520(3.7)

3(3.0)

6 (2.3)

h

453 (2.0)

-8 (1.8)

i

455 (3.7)

-6 (2.3)

i

3 (2.6)405 (5.3)

-6 (1.9)

i

416 (5.1)

5 (3.0)

h 次軍衰分數顯著萬於重組科學﹒表分數 1 次﹒衰分數顫著低於盤"科學量表分數

13 (1.9)

h

-24 (1.6)

i -7

(2.0)

550 (4.0)

543 (3.1)

539 (4.6)

529 (3.1)

519 (2.7)

467 (2.5)

415 (5.7)

445 (6.0)

“

4

(6.2)

338 (7

.4)

545 (3.7)

541 (2

.4)

538 (4.6)

528 (3.0)

516 (2.7)

461 (2.3)

411 (4.9)

432 (5.8)

367 (5.5)

345 (7.0)

宏都拉斯 波札那 葉門 基準參照區 13 佛羅里達州(美國) 2 亞伯達省(加拿大) 12 北卡羅來納州(美國) 安大略省(加拿大) 魁北克省(加拿大) 社拜(阿拉伯聯合大公國) 阿布扎比(阿拉伯聯合酋長國) 資料來源: Martin

,

et a

I.,

2012

,

pp.

150-151

m 對於平均成績的可信度持保留態度 因接受調查的低成就學生比率雖然未達 25% 但超過 15%

.

w 對於平均成就的信度持保留態度﹒因接受調查的低成就學生比率雖然未達 25% 但超過 15% ﹒

欲瞭解目標母體範圍的註記 1 、 2 及 3 詳見附錄e. 2· 欲瞭解抽樣原則與參與樣本的註記'.and I 詳見附錄e. 8

.

( )括號內為標準設﹒呈現上因四捨五入 可能會有不一致的現象﹒ 根據表 5 一 13 各國四年級學生在三個認知領域成就之分布，整理出在認識、應用及推 理等三個認知領域成就前十名國家於表 5-14 。這三領域的 TIMSS 平均分數皆為 500 分， 我國國小四年級學生領域成就都明顯高於 TIMSS 平均成就，在認識平均成績 542 分

(2.7)

，排名第九，應用平均成績552 分(3 .1) ，排名第六，推理平均成績568 分(3 .2)

,

排名第四。芬蘭在認識領域方面排名第一，韓國在應用與推理領域方面排名第一，我國 學生在三領域中，與第一名的成績分別相差 37 分、 41 分與 37 分。 表 5-14 TIMSS2011 國小四年級學生在認識、應用及推理等三個認知領域成就前十名國家 ﹒圈圈國i

噩噩噩單-

~置益:

l

芬蘭

579(2.5)

1

韓圓

593(1.9)

l

韓國

605(3.0)

2

韓國

570(2.0)

2

新加坡

590(4.0)

2

新加坡

597(3.8)

2

新加坡

570(3

.4)

3

芬蘭

568(2.3)

3

日本

591(2.0)

4

蘇聯

553(3.8)

4

日本

562(1.6)

4

還灣

568(3.2)

5

捷克

_551(3.3)

₅

蘇聯

_556(3.6)

₅

_芬蘭

_560(3.2)

6

匈牙利

547(3.7)

6

畫灣

552(3.1)

6

蘇聯

_542(4.2)

6

斯洛伐克

547(3.8)

7

美國

544(2.1)

7

香港

_541(4.2)

8

美國

546(1.9)

8

捷克

534(2.6)

8

美國

537(2.3)

9

薑灣

542(2.7)

8

荷蘭

534(2.0)

8

瑞典

537(3.0)

10

日本

538(1.8)

10

奧地利

533(2.9)

10

荷蘭

532(2.9)

10

德國

533(2.6)

πMSS平均

500

πMSS平均

500

」仁

ηMSS平掏

500

( )內表示含有每個問答題中的小題型數 (待續)