生物課堂教學樣貌的詮釋性研究－以TIMSS-R錄影研究中的五國生物課堂為例

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(1)國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文. 指導教授：譚克平博士. 生物課堂教學樣貌的詮釋性研究－以 TIMSS-R 錄影研究中的五國生物課堂為例 Identifying the Teaching Characteristics of Science Teachers in the TIMSS-R Videotapes: Findings from Eighth-Grade Biology Classes in Australia, Czech Republic, Japan, the Netherlands, and the United States. 研究生：粘富閔. 撰. 中華民國 104 年 8 月.

(2) 誌. 謝. 從開始寫論文的那一天開始，就一直期盼著能寫著這篇謝詞，因為在這三年的求學路上，要感謝的人實在是太多了，但是如果沒有你們，就不會有今日茁壯的我。首先，一定要獻上我最誠摯感謝的人，當然是我的指導教授譚克平博士！多虧於老師悉心的指導，總是不厭其煩得與我討論論文，才能讓我有機會與你們分享研究成果的這一天。同時，老師對於我影響最深的是他在研究上面的嚴謹態度，更是我在研究道路上的學習典範。此外，我一直打從心底感謝老師，謝謝老師對於我這麼叛逆的學生，擁有如此強大的耐心及信任度，才能讓我得以盡情發揮自己的研究想法，沒有壓力的去完成一篇真正屬於我自己的研究論文。除了在學業上的指導以外，老師總是會適時地發揮他的幽默感，來消除我們做研究上的壓力；除了每天晚上撥空陪我們討論課業到半夜，並且時時關心我們的生活及健康。即使在求學的過程中，我曾經休學了兩年到國外旅行，但老師還是常常託人捎來關心及溫暖，能於邁進而立之年前的求學階段，認識一位像譚老師如此令人感佩的老師，真的是我求學過程中最大的福氣。再來感謝的是，我的口試委員張永達博士以及簡馨瑩博士，謝謝你們對於本論文的細心審查與指導，提供了我許多寶貴的意見以及論文寫作技巧，得以讓學生的論文增色不少。非常感謝實驗室裡的緯宏、元宏、耿任學弟們，以及非常搞笑可愛的怡君同學；多虧有你們的陪伴，才能熬過如此漫長、苦悶的研究生活。無論是每天於電腦教室裡做學術上的討論、言不及義的閒扯、讓人每天煩惱不知道要買什麼來吃的晚餐，還是趕論文定稿前的每天看日出；還好有你們的一路陪伴，讓我最後於師大的研究生活，變得絢麗多彩。尤其特別感謝緯宏以及怡君，謝謝緯宏充當了我一個月的研究助裡，總是幫我做一些我最討厭的文書工作；還有一起共患難的怡君，口試完了後還是幫著我一起修改論文、趕交口試定稿，這樣子的情誼，一輩子都不會忘記。也謝謝在科教所讀書的前兩年，有雪芳、家綺每晚一起努力研讀 paper，一起熬夜或凌晨即到科教所的教室討論功課，一起跨修生科所的課，甚至是雪芳還陪我去修植物生理學大魔王的課。很感謝有你們倆的陪伴，我才能夠得以在所上無止盡的報告戰爭中，存活了下來。謝謝永宏學長在最後的一年，與我互相打氣，每天互 call 對方起床寫論文，謝謝你的精神陪伴。謝謝孟珊學姐總是在研究室裡，當我們與老師之間的橋梁，總是一起在研究室熬夜讀書、趕報告，心情不好時還會請我吃甜點。以及謝謝貞慧學姐、文宏學長、.

(3) 雪碧學姐、啟哲學長、勝安學長的協助與指導；謝謝在科教所讀書的時光有你們的鼓勵及幫忙，總是讓我覺得很窩心、很振奮人心。謝謝，同一屆的同學聖別、奕華、式儀、信翰、駿佾、美吟、韋彤、佳蓉、婉如、彥丞以及珮倫；謝謝你們一起在科教所一同上課的日子，下課後還一起去老李吃飯，有你們的研究所生活，一點都不苦悶。謝謝出現於我人生裡最棒的室友于佳，因為有你，讓我的兩年宿舍時光，是快樂、溫馨、放鬆的，還有肚子餓時總是有你提供點心、消夜，出門時還不忘幫我買飯吃。心情不好時一起互倒垃圾、出去玩。謝謝有你陪我一起度過兩年的師大生活。謝謝最好的朋友映蓉，即使再忙、再累，一通電話打給你，你還是會願意到師大來陪我吃飯，還幫忙我修改論文的錯字，有你這樣的摯友真的是我的幸運。也謝謝 Alice，從大學就一起為生活奮鬥的好朋友，還好有你才不會讓我錯過每一次的大學同學聚會，還好有你才能讓我每次逢凶化吉。最後的一年重新回來讀書，有很多不適應的地方，心理壓力也很大，謝謝有 LP220 的同學打氣，由其是永遠的 buddy Alex 以及 Stanley 的精神上支持；還有小 Jerry 以及 Linda 的倒垃圾處理小組，快速處理我的壞情緒。也謝謝浩子百忙抽空一天來幫我趕論文，俊瑋哥每日的 line 簡訊加油打氣，謝謝 Vicky 一起去烘爐地拜拜祈求畢業順利，謝謝靖佳的雪中送炭，還有跟慧倫的 line 加油打氣群組。謝謝，讓我在回台灣讀書前，招待我去越南旅遊收心的鎮文，謝謝你這個摯友，要一起再去別的地方旅遊唷。謝謝瑋斌及以豪的加油打氣，有你們的祝福果然讓我順利畢業了。最後，謹以此文，獻給我最最最摯愛的雙親，你們倆是我生命中最重要的人；如果沒有你們的支持，就不會有今日的我。謝謝你們如此辛苦的養育我長大，也支持我在人生道路上的許多決定；謝謝您可以讓我無後顧之憂的專心讀書。謝謝你們的栽培與關懷，讓我能夠順利拿到碩士學位。也謝謝我的兩位弟弟以及可愛的小多，因為有你們長年住在家裡代替我陪伴爸媽，我才得以如此自由、無牽掛的專注在學業上，讀我喜歡的書。在科教所的這三年有苦、有樂，也讓我成長歷練了很多，現在真的要離開了，僅將這篇誌謝獻給所有曾經幫助過我的人們，真的非常謝謝你們。. 富閔民國一百零四年八月於師大.

(4) 生物課堂教學樣貌的詮釋性研究－以 TIMSS-R 錄影研究中的五國生物課堂為例粘. 富. 閔. 摘要本研究的目的是想建立一個能夠做為分析跨國生物課堂錄影研究的分析架構，並且藉由本研究的重新詮釋，分析 TIMSS-R 錄影研究於 2011 年所釋出的五國科學課堂錄影資料，進而提供不同國家的教學資訊以及可供臨摹參考的教學優點。本研究為質性研究，採用詮釋研究法，並且歷經「初始期」、「釐清期與發展期」以及「調整期與固定期」共三個階段的資料分析，最後決定以教學表徵、Kikan-Shido、教學行為以及教科書的使用情形來分析各國於不同教學歷程間，所呈現的結果異同。研究結果發現五個國家教師使用教學表徵於課堂教學的比率大致上都高於 74%，由此顯示出各國教師都是相當重視每一堂課可以傳授知識給學生的機會。但其中美國教師使用教學表徵於課前複習上的比率，遠遠高出於其他的教學歷程時期；也就是說美國僅花了不到 29％的時間教授與當日課程目標有關的概念知識。再者，教師的「口語解釋」教學表徵是科學教師常使用的教學表徵；但唯獨美國教師在「口語解釋」教學表徵的使用比率上偏低，較偏好於使用「圖表呈現」或「多媒體教學」的教學表徵，來替代「口語解釋」於教學上的功能。如果要觀察一個教師的教學特色，可分析各國教師於 IPA 及 PSM 的時間內所偏好使用的教學轉化方法，例如：捷克及荷蘭教師皆重視「問答引導」於概念上的教學呈現；「荷蘭」教師相當重視學生的獨立學習，並且給予班上學生足夠的時間以建構屬於學生自己的知識。澳洲及日本教師則認為全班進行「小組合作學習」的時候，是一個能夠讓教師與學生距離拉近的機會，不僅較容易提供個別學生適性教學，也是一個創造友善教學的機會。在總結課堂知識上，可以發現澳洲、捷克及美國的教師都喜歡使用「作業練習」教學活動來達到教學複習的目的。捷克教師更是使用了「多媒體」教學表徵來幫學. i.

(5) 生總節當日所學的課程內容；而日本教師是藉由全班一起念課文，以及寫下板書重點來做為一堂課的結束。教科書的使用上，可以發現最忠實於教科書的國家為荷蘭；捷克及日本是採部份依循，美國及澳洲國家則是依據教師的專業，採用自編講義來達到教學的目標。 Kikan-Shido 的使用上，可以發現美國教師是扮演一個監控教學進度以及提拱學生適時引導的角色，並不是主動的教學者。荷蘭教師則是藉由這段時間搭建概念鷹架來引導學生思考問題、指導學生學習、監控教學進度或用來增進師生間的感情交流。日本藉由 Kikan-Shido 給予學生於學習上鼓舞、打氣，以及透過不斷的提問以引導學生主動思考；尤其特別的是，日本教師非常重視學生上台分享學習成果的經驗，這是日本教師獨有的教師信念。他認為給予學生練習上台分享的機會，可以提升學生於學習的自信心。捷克教師不是很重視以學生為主的學習活動，因此她使用 Kikan-Shido 於一堂課裡的時間比例極為低；多用於監控全班學習進度或者是提供全班有關作業如何書寫的教學資訊。這段時間對於捷克教師來說，並不是一個可以進行師生互動的機會，只是學生用來檢討自己學習程度的時間。澳洲教師非常重視 Kikan-Shido 的使用，並且善用 Kikan-Shido 的教學功能；除了輔助學生學習，並且創造一個更具友善的教學環境，使學生降低學習焦慮。. 關鍵詞：錄影分析、TIMSS-R VIDEO、教學表徵、Kikan-Shido、生物教學. ii.

(6) Identifying the Teaching Characteristics of Science Teachers in the TIMSS-R Videotapes: Findings from Eighth-Grade Biology Classes in Australia, Czech Republic, Japan, the Netherlands, and the United States. FU-MIN NIEN. Abstract The purpose of this study is to establish a coding framework for video analysis that can be used for cross-national comparison of biology classes. Subsequently, the framework was attempted on the TIMSS-R videotapes data that were released in 2011, thereby illuminating the advantages and disadvantages of different teaching strategies adopted by biology teachers in different countries. In order to achieve its purpose, this study adopted a mixed method design by first comparing and contrasting several existing frameworks for coding videos that led eventually to the compilation of a new framework that is intended to be applicable in a cross-national settings. The whole process involved three phases, starting from the initial stage, the clarification and development stage, and then finalizing into the adjustment stage that settled on incorporating the comparison of various instructional representations, instruction activities, Kikan-Shido (or between-desks-instructions), teaching behavior and textbooks usage into the framework. The results indicated that teachers in all five countries, namely, Australia, Czech Republic, Japan, the Netherlands, and the United States, used “instructional representation to explain biological contents” with at least 74% of the time, indicating that the importance of this instructional approach. It was noticed that the usage of “instructional representation to explain biological contents” by the American teacher for reviewing was far higher than for other purposes, which amounted to reflecting that the American teacher took less than 29% of the. iii.

(7) teaching time for teaching the topic of the day. Furthermore, the ratio of verbal explanation by the American teacher was lower than those by teachers of the other countries. Besides verbal explanation, the American teacher resorted to using more graphical illustration and multi-media. On the other hand, it was noticed that comparing the relative approach to “teaching process” within the IPA and PSM process was an appropriate way to analyze the teaching characteristics of teachers from the five countries. For example teachers from the Czech Republic and The Netherlands preferred to use question-and-answer approach as a pedagogical means for guided conceptual learning. In contrast, the Dutch teacher valued independent learning by students and allowed them more time to construct their own knowledge. However, the teachers from Australia and Japan regarded group learning as a good opportunity that allowed closer interaction between the teacher and students. Not only was it easier to provide adaptive teaching to individual students, but it also created a friendly teaching environment. The analysis revealed various usage of instructional representations across countries in teaching biological concepts and sub-concepts as well as in the clarification of any misconceptions. The analysis of the PSM process revealed that for the Australian, the Czech Republic’s and the American teachers preferred to give students assignments in order to achieve the purpose of teaching review. The Czech Republic’s teacher, in addition, adopted a multi-media teaching, while the Japanese teacher let the whole class read the text in unison and wrote the summary of the lesson on the board at end of class. As for “textbooks usage”, it was found that the Dutch teacher made use of the textbooks at the highest rates in comparison to his peers. The teachers from the Czech Republic and Japan used the textbooks part of the time, while the American and the Australian teachers preferred to use handouts while they taught. These practices seemed to depend on the teachers’ subject matter knowledge of Biology, pedagogical content knowledge and their personal preference.. iv.

(8) As regards the feature of “Kikan-Shido,” it was noticed that the American teacher used Kikan-Shido as a way to monitor the learning progress of students and to give them guidance in a timely manner. The Dutch teacher used Kikan-Shido to provide scaffolding as a special form of explanation, guiding students to think along with the questions, monitoring the progress of students and promoting closer interaction between the teacher and students. The way the Japanese teacher used Kikan-Shido was in encouraging the students to learn and in guiding them to think by asking questions. It was regarded as an instructional act related to the on-task activity and intended to motivate and to provide support and feedback to individuals or to groups of students. The teacher of Czech Republic placed less emphasis on student-centered activities. Kikan-Shido was used as a means for monitoring and in providing instructional information regarding how the assignments should be written. It was not a time for teacher and students interaction, but rather for students to reflect on their own progresses. Finally, the Australian teacher made extensive use of Kikan-Shido in the lesson for an extended periods of time. It was interpreted that the teacher consciously regarded that he could use various instructional practices to create a friendly teaching environment, thereby implicitly reducing the potential power differences between the teacher and the students.. Keywords: Video analysis, TIMSS-R Video Study, Instructional Representation, Kikan-Shido, Biology Class Teaching.. v.

(9) vi.

(10) 目錄第壹章緒論...............................................................................1 第一節研究動機與重要性..........................................................1 第二節研究目的..........................................................................5 第三節研究問題..........................................................................6 第四節名詞釋義..........................................................................7 第五節研究範圍與限制..............................................................9. 第貳章文獻探討....................................................................13 第一節以教師作為研究對象的跨國性研究............................13 第二節 TIMSS-R 錄影研究 .....................................................49 第三節可行的教學錄影編碼方式............................................64 第四節本研究的教學錄影編碼架構來源................................69. 第三章研究方法..................................................................101 第一節研究設計及構想..........................................................101 第二節初始期..........................................................................106 第三節釐清發展期..................................................................110 第四節調整與確立期..............................................................115. 第四章結果與討論...........................................................129 第一節五個國家於教學歷程及教學行為的實際情況..........129 第二節五國教師的教學轉化方法..........................................141 第三節教學轉化方法於各基段教學歷程內的跨國比較......165. vii.

(11) 第四節五國教師使用 Kikan-Shido 的類型及其在教學上的運用……………………………………………………..189 第五節五國課堂使用教科書的情形………………………..205. 第五章研究結果與未來建議....................................213 第一節研究結論與貢獻………………………………..........213 第二節研究建議………………………………………..........217. 參考文獻.......................................................................................221 一、中文文獻............................................................................221 二、英文部分............................................................................228. 附錄一編碼手冊......................................................................241〜274 附錄二美國課程相關資料......................................................275 附錄三荷蘭課程相關資料......................................................277 附錄四日本課程相關資料......................................................284 附錄五捷克課程相關資料......................................................288 附錄六澳洲課程相關資料......................................................291. viii.

(12) 表目錄表 2-1-1. TIMSS 1995 錄影研究－課堂教學內容類型編碼說明……………….….21. 表 2-1-2 TIMSS 1995 錄影研究－課堂談話片段編碼說明…………………….….22 表 2-2-3. TIMSS 1995 錄影研究－課堂談話片段之啟發類型編碼說明……….….23. 表 2-1-4. TIMSS 1995 三國教師的教學模式比較…………………........……….….25. 表 2-1-5. 三國八年級學生分別於 TIMSS1995、1999 及 2003 的科學成績表現 ……………………………………………...................................................27. 表 2-1-6. TIMSS 1999 科學課程錄影研究的研究問題…………………………......28. 表 2-1-7. TIMSS – R 五國科學錄影研究課堂數量....................................................29. 表 2-1-8. 八年級課程每一單元平均所需課堂術以及錄影研究於一單元裡的抽樣數……………………………………………………………………......…30. 表 2-1-9. TIMSS 1995 與 TIMSS-R 錄影研究的資料蒐集和處理方法比較圖……………………………………………………………………...…...30. 表 2-1-10. TIMSS-R 錄影研究後設計畫中對『特性』與『差異』的分別定義……………………………………………………………......................32. 表 2-1-11 TIMSS-R 錄影研究課堂編碼分類雛形……………………….….……...33 表 2-1-12 TIMSS-R 錄影研究藉由實地試驗分析所產生的編碼類別………..…..34 表 2-1-13. LPS 課程所需蒐集的資料………………………………………..……...39. 表 2-1-14 Kikan-Shido 的活動編碼的定義………………………….......................42 表 2-1-15. LPS 美國課堂結構的編碼…………………………………………..…...45. 表 2-1-16. LPS 日本課堂結構的編碼……………………………………….….…...46. 表 2-1-17. LPS 中 JP1 的 10 堂課的課堂結構…………………………….…….….46. 表 2-2-1. TIMSS1999 錄影研究各國科學課堂目標類型所佔的時間比例.……...51. 表 2-2-2. TIMSS1999 錄影研究各國科學課堂裡進行科學探究活動的情形比較………………………………………………………………….….…...55. ix.

(13) 表 2-2-3. 有關「Timss-R Video」關鍵字搜尋國內的文獻結果……....................58. 表 2-2-4. 用「Timss-R」關鍵字搜尋國內的文獻結果……………….….............60. 表 2-2-5. 用「Timss-R Video」與「Timss 1999 Video Study」關鍵字搜尋國外的文獻結果…………………....................................................................61. 表 2-4-1. FIAC 的口語互動編碼類別….................................................................88. 表 3-1-1. 五國科學錄影分析資料項目總覽…….................................................103. 表 3-3-1. 教學轉化要素編碼表………………………………………….………112. 表 3-3-2. 教科書的使用模式之編碼與定義………………………….…………114. 表 3-4-1. 教學轉化方法的架構………………………………….………………120. 表 3-4-2. 教學歷程的編碼架構………………………………………….………123. 表 3-4-3. 教學行為的編碼架構…………………………………….……………124. 表 3-4-4. 在 Kikan-Shido 之內主要功能（作用）的定義…..………….………125. 表 3-4-5. 教科書的使用模式之編碼與定義………………………………….....126. 表 4-1-1. 五國的教學行為轉換類型排列順序………………………………….139. 表 4-3-1. 五國教學歷程分別所佔的總課堂時間比例以及教學表徵的使用比率 ………………………………………………………………………….170. 表 4-4-1. 在 Kikan-Shido 之內主要功能（作用）的定義……………………...189. 表 4-5-1. 教科書的使用模式之編碼與定義……………………………………..205. x.

(14) 圖目錄圖 2-1-1. TIMSS 1995 錄影研究－啟發－回應序列(Elicitation-Response, RE) 循環說明簡圖…………………………………………………………..24. 圖 2-1-2. TIMSS 1995 錄影研究－啟發－回應序列……………………………27. 圖 2-1-3. LPS 影像整合畫面……………………………………………………..39. 圖 2-1-4. 利用 Studiocode 所進行的樣本分析…………………………………..41. 圖 2-2-1. 五國八年級學生科學課程組織型式所佔課堂時間的比率(%)………51. 圖 2-2-2. 五國八年級科學課程內容各部分所佔的比率(%)……………………52. 圖 2-2-3. 五國八年級科學課程課堂公開討論的內容所佔的比率(%)…………52. 圖 2-2-4. 五國科學課程內容難易度情況(%)……………………………………53. 圖 2-2-5. 五個國家裡的課程與活動間的連貫性程度…………………………..53. 圖 2-2-6. 五國平均使用教科書或作業本的課程時間比例……………………..54. 圖 2-2-7. 五國八年級科學課堂學生活動形式情況(%)…………………………54. 圖 2-2-8. 各國課堂進行提高學生學習科學興趣的活動比率情況(%)…………55. 圖 2-2-9. 五國八年級科學課堂連結概念及學生獲得知識的情況(%)…………56. 圖 2-3-1. 課程與教學的轉化歷程………………………………………………..64. 圖 2-3-2. TIMSS 課程轉化研究模式(TIMSS Curriculum Model)……………...66. 圖 2-4-1. 林曉雯（1994）教學表徵的分類架構………………………………..79. 圖 2-4-2. 班級互動模式…………………………………………………………..93. 圖 3-2-1. 研究者初步建立代碼清單的實例……………………………………108. 圖 3-2-2. 研究者建立初步編碼系統的實例……………………………………108. 圖 3-2-3. 初步資料分析的編輯式示意圖………………………………………109. 圖 3-3-1. 釐清與發展期的模板式分析示意圖…………………………………111. 圖 3-4-1. 本研究發展錄影帶資料分析的工具程序……………………………116. 圖 3-4-2. 調整與確立期的準統計式分析示意圖………………………………118. xi.

(15) 圖 4-1-1. 教學歷程架構圖………………………………………………………130. 圖 4-1-2. 五國生物課堂教學時，教學歷程所佔各階段的時間比例…………131. 圖 4-1-3. 美國課堂教學歷程的時間比例示意圖………………………………131. 圖 4-1-4. 荷蘭課堂教學歷程的時間比例示意圖………………………………133. 圖 4-1-5. 日本課堂教學歷程的時間比例示意圖………………………………134. 圖 4-1-6. 捷克課堂教學歷程的時間比例示意圖………………………………135. 圖 4-1-7. 澳洲課堂教學歷程的時間比例示意圖………………………………136. 圖 4-1-8. 五國教師使用各種教學行為的平均比例……………………………138. 圖 4-1-9. 五國中教學歷程中的「其他編碼」與教學行為轉換次數對照圖....140. 圖 4-2-1. 教學轉化方法的編碼架構……………………………………………143. 圖 4-2-2. 五國課堂使用類比做為教學表徵的次數比例………………………144. 圖 4-2-3. 五國課堂使用隱喻做為教學表徵的次數比例………………………145. 圖 4-2-4. 五國課堂使用功能解釋做為教學表徵的次數比例…………………146. 圖 4-2-5. 五國課堂使用範例說明做為教學表徵的次數比例…………………146. 圖 4-2-6. 五國課堂使用因果說明做為教學表徵的次數比例…………………147. 圖 4-2-7. 五國課堂使用名詞定義做為教學表徵的次數比例…………………148. 圖 4-2-8. 五國課堂使用起源說明做為教學表徵的次數比例…………………148. 圖 4-2-9. 日本教師在黑板上畫圖以說明糖以及澱粉的分子構造差異………149. 圖 4-2-10. 五國課堂使用機轉說明做為教學表徵的次數比例…………………150. 圖 4-2-11. 五國課堂使用澄清說明做為教學表徵的次數比例…………………151. 圖 4-2-12. 五國課堂使用重複說明做為教學表徵的次數比例…………………151. 圖 4-2-13. 五國課堂使用圖表呈現做為教學表徵的次數比例…………………152. 圖 4-2-14. 澳洲教師在課堂上示範腎臟解剖的過程……………………………153. 圖 4-2-15. 五國課堂使用實際操作做為教學表徵的次數比例…………………153. 圖 4-2-16. 五國課堂使用問答引導做為教學表徵的次數比例…………………154. 圖 4-2-17. 五國課堂使用問題討論做為教學表徵的次數比例…………………155. xii.

(16) 圖 4-2-18. 澳洲學生進行腎臟解剖時的影像……………………………………156. 圖 4-2-19. 五國課堂使用學生操作做為教學表徵的次數比例…………………156. 圖 4-2-20. 荷蘭班級學生正在進行獨立學習的畫面……………………………157. 圖 4-2-21. 捷克學生進行獨立完成作業的錄影畫面截圖………………………157. 圖 4-2-22. 五國課堂使用作業練習做為教學表徵的次數比例…………………157. 圖 4-2-23. 美國教師使用多媒體進行教學的錄影畫面截圖……………………158. 圖 4-2-24. 捷克教師所用於課堂教學總結的多媒體影片截圖…………………158. 圖 4-2-25. 五國課堂使用多媒體教學做為教學表徵的次數比例………………158. 圖 4-2-26. 五國課堂使用叮嚀督促做為教學表徵的次數比例…………………159. 圖 4-2-27. 捷克教師將新的名詞概念書寫於黑板上……………………………160. 圖 4-2-28. 五國課堂使用板書或筆記做為教學表徵的次數比例………………160. 圖 4-2-29. 美國教師正在說明活動的進行方式…………………………………161. 圖 4-2-30. 五國課堂使用課程活動說明做為教學表徵的次數比例……………161. 圖 4-2-31. 五國課堂使用拼音做為教學表徵的次數比例………………………162. 圖 4-2-32. 五國課堂使用班級經營做為教學表徵的次數比例…………………163. 圖 4-2-33. 五國課堂使用讚賞鼓勵做為教學表徵的次數比例…………………163. 圖 4-2-34. 五國課堂同時使用問答引導及讚賞鼓勵做為教學表徵的次數比例….. …………………………………………………………………………164. 圖 4-3-1. 五國課堂裡教學表徵以及教學活動的時間比例……………………165. 圖 4-3-2. 美國及荷蘭教師教學表徵使用比率分佈圖…………………………166. 圖 4-3-3. 荷蘭及美國課堂的口語解釋類別使用比率分佈圖…………………167. 圖 4-3-4. 五國教師其教學表徵類別的課堂使用比例…………………………171. 圖 4-3-5. 五國教師於 PR 時期的教學表徵使用比率…………………….……173. 圖 4-3-6. 五國教師於 PR 時期時所用的口語類別教學表徵使用比率……….174. 圖 4-3-7. 五國教師於 IPA 時期時所用的教學表徵使用比率…………………176. 圖 4-3-8. 五國教師於 IPA 時期時所用的口語類別教學表徵使用比率………177. xiii.

(17) 圖 4-3-9. 五國教師於 PSM 時期時所用的教學表徵使用比率……………..…178. 圖 4-3-10. 兩國教師於 PSM 時期時所用的口語類別教學表徵使用比率…..…179. 圖 4-3-11. 五國教師於 PO 時期時所用的教學表徵使用比率……………….…180. 圖 4-3-12. 五國教師呈現「與說明生物教材內容無關的教學活動」的時間比例.. ………………………………………………………..……………..…182. 圖 4-3-13. 五國教師於「課程活動說明」的教學活動使用比例………………186. 圖 4-3-14. 五國教師的教學活動呈現於社會心理層面的使用比例……………187. 圖 4-3-15. 兩種教學轉化方法同時出現於課堂的使用比例……………………188. 圖 4-4-1. 美國課堂使用 Kikan-Shido 於各類型的使用比率…………………..191. 圖 4-4-2. 美國課堂使用 Kikan-Shido 的分類細項及時間比例………………..192. 圖 4-4-3. 荷蘭課堂使用 Kikan-Shido 於各類型的使用比率…………………..193. 圖 4-4-4. 荷蘭課堂使用 Kikan-Shido 的分類細項及時間比例…..……………193. 圖 4-4-5. 日本課堂使用 Kikan-Shido 於各類型的使用比率……………..……195. 圖 4-4-6. 日本課堂使用 Kikan-Shido 的分類細項及時間比例………..………195. 圖 4-4-7. 捷克課堂使用 Kikan-Shido 於各類型的使用比率……………..……197. 圖 4-4-8. 捷克課堂使用 Kikan-Shido 的分類細項及時間比例………..………198. 圖 4-4-9. 澳洲課堂使用 Kikan-Shido 於各類型的使用比率……………..……199. 圖 4-4-10. 澳洲課堂使用 Kikan-Shido 的分類細項及時間比例…………..……199. 圖 4-4-11. 五國課堂 Kikan-Shido 的使用情形…………………………………..201. 圖 4-4-12. 五國在以學生為主的教學上所花費的時間總量……………………201. 圖 4-4-13. 五國教師的教學行為總覽表…………………………………………202. 圖 4-4-14. 五國使用 Kikan-Shido 的各類型所佔時間比例………………..……203. 圖 4-5-1. 捷克班級學生於獨立學習時使用教科書的畫面……………………210. xiv.

(18) 第壹章緒論本研究旨在透過分析 TIMSS-R Video Study 所蒐集的各國教室錄影資料，藉由研究者的編碼架構，重新分析美國、荷蘭、澳洲、捷克及日本，共五個國家，期望分析結果能夠更真實地呈現五國課堂教學樣貌。本章共分為五節，第一節說明本研究之研究動機及研究的重要性，第二節與第三節分別說明研究目的及研究問題，第四節則解釋本研究中所涉及的專有名詞，第五節則說明本研究的範圍與限制。. 第一節研究動機與重要性時代亦趨進步，科技日新月異，連同教育亦是不斷地革新改變。因此，過去只以報導學生學習表現為研究準則的科學研究調查，也已開始轉變成以國家為對象的大規模國際評比調查研究。此外，教育理論需要在教學現場進行印證；而教學法的實行，更是需要教育理論的支持。然而教學是一種藝術，同樣的教材，在不同老師、不同學生及不同的教學環境下，便會產生不同的結果。因此，教師究竟要如何進行教學才能幫助學生學「好」科學呢？這已是近年來世界各國教育單位都急欲關心的課題。2007 年由國際教育學習成就評量委員會（The International Association for the Evaluation of Educational Achievement，簡稱 IEA）主辦，針對四年級與八年級學生所進行的「國際數學與科學教育成就趨勢調查（Trends in International Mathematics and Science Study，又稱 TIMSS 2007）」，調查結果顯示，台灣、新加坡、日本、韓國以及香港等亞洲國家學生的數學和科學成就均名列前茅，但在正向態度及學習信心方面的表現皆還有努力空間。 Fraser (1998)的研究指出學生對學習環境的知覺，是能夠影響學生科學學習成就的主要因素之一；也就是說學生對於科學學習的態度，雖然不會直接影響到科學成就表現，但其間接影響的效果不容小覷。而 Nolen & Halad (1990)的研究亦發現積極參與學習的學生會有較高的學習成就表現，因為學生會因為感受到教師的期望而改變其對學習任務的. 1.

(19) 參與情形，例如：教師的教學策略、班級經營策略，以及教師對於學習方面的態度是否正向(Nolen & Haladyna,1990b; as cited in Roser, Midgley & Urdan, 1996)。吳坤璋、黃台珠、王裕益（2005）也在探討國內中學生學習成就之相關因素的研究報告中指出，如果教師教學策略的實施能夠配合學生特質呈現動態的變換，對於學生的學習成就提升有一定程度的直接影響；因此，在符合學生學習興趣程度的教學環境裡，如何善用教學策略，保持良好的師生互動，教師絕對是個非常重要的角色。然而像是 TIMSS、PISA 這種大型的跨國教育研究，雖然其研究資料已然相當豐富，並且足以協助教育工作者了解參與國家的學生測驗成績與學科學習能力間的關係，但有關於教學現場的真實樣貌，還是無法完全從此類的研究資料得悉。因此，近年來許多科學教育的研究者們開始藉由教室觀察，以探究教師於課堂內的教學情況；因為這種方式最能直接反映出教室裡教學的真實情形和複雜性。然而科學課堂教學是一項頗為複雜的活動，課堂上的許多事件稍縱即逝，研究者不可能記錄所有的事件，特別是有意義的突發事件，優秀的教學案例更是難以重現。所以，若只作現場的教學觀察，課堂教師也難以擁有反思的時間及空間 (Stigler, Gonzales, Kawanaka, Knoll & Serrano, 1999)。課堂教學本身包含多方面的因素，同時這些因素在一定的時間內會不斷的變換，如果研究者只針對影響教學的其中一個因素做觀察，也會因此忽略了其他可能影響教學品質的成因。因此，近年來愈來愈多的研究者為了克服教室觀察上的障礙，利用錄影的方式去記錄課堂教學過程，再加以分析的研究，便稱之為「錄影研究 (Video Study) 」。此種研究方式的優點即是能夠反覆觀看課堂教學過程，且觀察時間不受限制，並且利於後期多次的分析、編碼，以及形成綜合定量和定性的觀察資料(National Center for Education Statistics [NCES], 2003)。現在的世界儼然是個地球村，國際的教育研究不僅頻繁的交流著，並且進行比較教育研究，以助於了解各國教育的異同。在數學及科學方面的大型跨國教育研究裡，我國也參與其中的有數學師資培育評量的 TEDS-M(IEA, 2008)、學生成就評比的 TIMSS (Olson, Martin, & Mullis, 2008)和 PISA（林煥祥，2008）；唯在教師層面的跨國教育研究，像是 TIMSS 1995 Video Study(Hiebert & Stigler, 2000)、TIMSS-R Video Study(Jacobs, et al., 2.

(20) 2003)以及 LPS(Clarke, Keitel & Shimizu, 2006)，我國尚未有機會參與其中。以上三種屬於教師層級的跨國教育研究，皆包含數學教師層級的研究；但唯有 TIMSS-R Video Study 除了包含數學教師層級的跨國教師錄影研究以外，還增加了美國、日本、荷蘭、捷克、及澳洲的科學課室錄影分析研究項目。TIMSS-R 錄影研究藉由教學錄影分析方式，以及蒐集其他如問卷、學習單、教科書、學生作業與其他教材等皆用以輔助錄影研究之補充資料，目的皆在於與描繪五個國家的八年級科學教師的真實教學樣貌。此項研究的課程錄影拍攝時間皆長達一整個學年，並且在參與課程錄影的五個國家中，皆隨機抽取了至少一百間以上的學校參與此次的調查研究；再利用二階段分層群集抽樣方式，從被抽取到的學校裡抽樣參與研究班級，並以每個參與錄影研究的教師為主要研究對象，因此整個研究資料極具有信度(Roth & Givvin, 2008)。而我國在教師層級的跨國教育研究中，雖尚無機會參與，但這些難得的錄像資料終於在 2011 年的 2 月 17 日於 TIMSS VIDEO 網站上公開，其提供的資料雖不如原有資料來得豐富且詳細，但網站上所提供的教學影片不僅經過了參與研究的教師同意後，並且為該國 TIMSS-R 的研究小組所認可，能作為代表該國教師普遍的教學樣貌的樣本，因此非常珍貴。而放眼國內研究團隊，目前僅有李源順教授所主持的國科會研究計畫「國小數學教學的錄影研究」團隊以 TIMSS 1999 年所進行的八年級數學教學錄影研究的技術為基礎，針對國內四年級教師的數學教學進行二階段分層群集抽樣，並拍攝教學錄影帶進行數位化、編碼與分析，同時也收集教師問卷了解相關的背景資料，旨在改善國內數學教學情況（李源順等人，2010）。除此之外，國內目前尚未出現調查我國科學教師於科學教學實際樣貌的大型調查研究，更別論只是針對單一生命科學課程教學課程的調查及研究了。 TIMSS-R Video Study 的研究結果，除了已經幫助解答其研究的目的，包括了解不同國家的教學特色是否受文化影響而有不同、不同國家的教學模式及教學系統是否可供美國教育參考，以作為美國國內的科學教育改善方向參考。此外，研究報告文末也指出，研究另一目的也是希望藉由錄影資料可重複觀看的特色，建議各國研究者可使用不同的研究角度，使用新的編碼框架，以深入探討各國的課堂內容，例如：生物課程的知識概 3.

(21) 念如何用不同的教學策略呈現，以及是否有更強的研究結果能證明師生間的互動關係是否影響教學品質。因此，在發表研究報告的同時，也於官方網站上釋出共 53 堂的數學及科學課室錄影資料，除了能夠幫助教師檢驗自己國家的教學方式，亦能提供教師獲得新的觀點以及參考其他國家教學方式而得到的啟發，以促進科學及數學教學上的進步 (Kathleen et al., 2006)。綜合以上文獻的探討，研究者發現若要從有限的錄影資料來源，並且得到有別於往的研究結果，可試著將研究重點放於各國教師的教學方式，並且以偏於質性的角度做描繪。因此，研究者試圖在其原有的事件編碼為單位做切割，加入以教學表徵及教師互動層面的編碼來做為新的研究架構，並且進行課堂口語的分析，相信更能深入探討各國教師於生物課堂的真實面貌。. 4.

(22) 第二節. 研究目的. 基於上述的研究動機以及重要性，本研究的主要目的即是想透過錄影分析方法，檢視 TIMSS-R Video 所提供的錄像資料，分析美國、荷蘭、澳洲、捷克以及日本共五個國家裡有關生命科學課程的教學樣貌。因此，研究者除了將比較不同國家課堂的教學歷程組成、五國教師的教學轉化情形、五國教師於 Kikan-Shido 的教學運用方式、教科書使用情形、教師教學行為的使用情形，以及分析五國課堂的教科書使用情形；並且於不同階段的教學歷程裡進行各國的教學轉化方法比較。此外，本研究試圖建立一個新的編碼架構，期以能夠適用於不同國家的生物課堂錄影分析，並且幫助所有想要進行生物課堂錄影分析的研究者，能夠更深入審視課堂的教學情形，以及得到更符合真實呈現課堂教學樣貌的研究結果。. 5.

(23) 第三節. 研究問題. 依據上述的研究目的，本研究擬以下面四個部分提出研究問題：. 一、五國的教學歷程組成以及教學行為的使用情形 1. 探究五國生物課堂裡，其教學歷程的時間分配比重情形？ 2. 探究五國教師於生物課堂內的教學行為使用情形？. 二、五國教師的教學轉化方法之探討 1. 五個國家教師在「說明生物教材內容的教學表徵」使用上有無異同？ 2. 五個國家教師在「與說明生物教材內容無關的教學活動」上有無異同？ 3. 探究五國教師於不同階段的教學歷程裡，所呈現的教學轉化方法為何？. 三、Kikan-Shido 於五國的教學使用情形 1. 探究五國教師使用 Kikan-Shido 於教學上的類型為何？ 2. 探究五國教師其背後使用 Kikan-Shido 的教學考量為何？. 四、各國教師的教科書使用情形 1. 探究五國教師的教科書使用模式有無異同？ 2. 探究五國教師其背後使用教科書的教學考量為何？. 6.

(24) 第四節. 名詞釋義. 一、錄影分析(Video Analysis) 係指能夠藉由不斷重複觀看討論錄影資料以產生研究假說，並進而發展編碼以及應用編碼架構，且不斷分析或詮釋及連結錄影資料的循環過程，並可使研究者不斷循環深入問題，進而發展理論或發現原理的研究工具。. 二、TIMSS-R錄影研究(TIMSS-R Video Study) 第三次國際數學與科學研究錄影計畫（Third International Mathematics and Science Study Repeat Video Project），為暨 TIMSS 1995 錄影研究後，再一次邀請七個國家所參與的錄影研究。此次的研究對象除了七國的數學課堂，還包括了五個國家的科學課堂，但瑞士及香港僅參加數學課程的錄影研究；此次的錄影研究可簡稱為 TIMSS-R，也可稱作為 TIMSS 1999 Video Study。而本研究的錄影分析來源是 TIMSS-R 於 2011 年 2 月 17 日於 TIMSS VIDEO 網站(http://www.timssvideo.com/)所公開釋出的 53 部課堂錄影資料，本研究僅從 25 部的科學課堂錄影中，取其中的五國生物課程內容，以作為本次的研究範圍。. 三、教學轉化方法(Aspects of Instructional Transformation) 本研究所指的教學轉化方法，係指教師將進行教學之課程中的關鍵概念，予以轉化、改編成適合授課班級內的學生，所能接受且能夠學習到的教學方法(Jackson, 1968)。其教師呈現的教學轉化方法，為正確、合適的代表生物科內容及本質，並結合教學情境，進而促使學生學習、理解的教學策略(Ball, 1990)。因此，本研究的教學轉化方法，除了包含說明生物科內容的教學表徵，亦包含同時考量學習情境與社會心理層面的教學活動。. 7.

(25) 四、教學表徵(Instructional Representation) 即教師為能夠達到促進學生建構生物專門知識為目的，所外顯而被觀察到的行為表徵，是與說明生物課程內容有關的教學策略；其常被使用於生物課堂中的種類有：圖表說明、範例說明、類比、譬喻、模擬操作、問答引導以及作業練習等不同形式（林曉雯， 1994; as cited in Shulman, 1986）。. 五、學習者觀點研究(The Learner’s Perspective Study) 學習者觀點研究（The Learner’s Perspective Study，簡稱 LPS），是由澳大利亞 David Clarke 教授所發起的計畫，為國際上另一個重要的課堂教學錄影研究計劃，其研究目的是為了找出當地與國際間，可能產生最佳化學習的課堂實務或脈絡。LPS 研究則是以質性方式說明各國（地區）的課堂脈絡(Clarke et al., 2006) ，讓學習者（包括教師、學生及研究者）重構課堂情況和意義。因此 LPS 不比較國與國之間的教法，而是強調當地課堂實務與脈絡的解釋。其中 LPS 錄影分析架構中所使用的 Kikan-Shido （between-desks-instruction，又稱「桌邊教學」)，亦納入本研究的錄影分析編碼架構中，擬呈現更真實的國家課堂實作情形。. 六、Kikan-Shido (between-desks-instruction) 本研究的編碼架構中，所使用的 Kikan-Shido (between-desks-instruction)，又稱「桌邊教學」。係指當學生在進行獨立任務或小組合作時，教師會在教室內巡視、走動，而教師在此段時間內，主要目的為監控或指導學生參與活動；教師於這段時間內可能講話，也可能不講話。根據教師在進行桌邊指導時所執行的功能與目的，可將 Kikan-Shido 分成四種類型，分別為監控學生活動、引導學生活動、班級組織或社會性談話(Clarke, 2004)。. 8.

(26) 第五節. 研究範圍與限制. 一、研究範圍本研究的錄像資料來源為 TIMSS-R Video Study 於 TIMSS VIDEO 網站 (http://www.timssvideo.com/)所公開的錄像資料，網站共提供了 53 堂的課堂錄影資料，其中的科學課程錄像資料共有 25 堂，而課程內容有關於生命科學課程的影片也只有 7 堂。因此本研究僅從美國、荷蘭、日本、捷克及澳洲共五個國家裡各選一部生命科學課程的錄影帶，作為本次錄影分析的研究來源。本研究的研究對象為美國、荷蘭、日本、捷克及澳洲共五個國家的七、八年級生命科學課程，其它像是物理、數學、地球科學及化學課程等，非本次研究欲探討的科學科目範圍。 TIMSS-R Video Study 於 TIMSS VIDEO 網站上所公開的資料，除了提供課堂教學錄像資料以外，還提供了屬於當堂課程所可能用到的教科書、學生作業及教師自編的講義，以及 NCES 專家對課堂教師，以及針對課堂上的特殊事件的教師晤談說明資料。. 二、研究限制本研究欲利用錄影分析的優點，即是藉由不斷重複觀看、編碼及分析的過程，試想發現有別於 TIMSS-R Video Study 以外的分析結果。但由於網站上公開的資料有限，以及本研究並非分析五國中參與生命科學課程裡所有的班級錄影資料；且每位教師即使來自於相同國家，也應有其差異性，所以不應將本研究結果過度與五國的文化特色差異做直接的連結，本研究旨在提供更多的分析結果而已。由於本研究的資料來源來自於 TIMSS VIDEO 網站於 2011 年所釋出的資料，因此可堪稱為二手資料，且分析資料僅包含五國錄像資料，以及教師與專家的晤談紀錄， TIMSS-R 錄像研究裡所包含的學生問卷結果分析，並沒有在這次的研究範圍內。於分析錄影資料的過程中，即使對於課堂上的事件有疑慮，也無法再與研究對象做進一步的晤談及問題澄清，因此只能在研究者的編碼架構下，以研究者的角度詮釋錄影分析結果。 9.

(27) 因此，本研究分析結果不適宜拿來與 TIMSS –R Video Study 所針對於五國科學課堂的分析結果做直接的比較，本研究旨在提供更多的分析結果，以幫助描繪更真實的生命課學課程樣貌。本研究為了試圖補足於 TIMSS-R Video Study 裡較少描繪的質性部分，採用詮釋研究法；選定的研究對象僅為 25 堂科學課堂錄影中的其中 5 堂生命科學課程。而本研究的研究問題旨在了解五國教師的教學策略有何異同？教學表徵的形式有何差異？教師使用 Kikan-Shido 的目的為何？這些研究問題暗示著五個研究個案具有「個別性」及「專一性」，因此可知這些研究結果僅分別詮釋五國生命科學教師在特定教學情境下的教學通則。但在本研究個案深入探討為基礎下，「科學教學中其特殊事件的某些層面是可以超越文化及人類歷史，並應用於其他科學教學情境」的假設引導，再與以同樣方式研究的其他個案教師相對比，分析其不同層面的專一性及共通性（林曉雯，1994），而能達分析上的類推(analytic generalization)（黃光雄、簡茂發，1991）。因此，本研究結果雖然不能夠過度推論為各國教師的教學代表，但其具代表性的具體事件及特殊事例，就有可能超越不同教學情境，成為詮釋性研究的一般特性。為了使本研究能夠建立一份能夠進行跨國資料分析的編碼架構，因此採用五國的生物課堂錄影，同時作為本研究的分析對象；但分析五國錄影研究資料是一件極為龐大的工作，因此研究結果的分析方法仍不夠完備，研究仍不斷持續進行中。此外，研究資料來源有限，即使是教授同樣學科的生物教師，其當節所呈現的教學樣貌，也可能會因為當日學科內容而有所不同。而本研究的五國課程內容，除了美國及荷蘭課堂都在進行血液循環單元的教學之外，其餘三個國家的授課內容，分別為骨骼構造、腎臟構造以及消化液的作用；五個國家的授課內容相差甚遠。而本研究旨在提供更多的質性分析結果，以及可供跨國生物課堂錄影資料分析的架構，因此不宜將研究結果與各國的教學效能有效性做過度的連結或推論。. 10.

(28) 三、小結 TIMSS-R Video 網站所公開的錄像資料對於有志參與錄影分析相關的研究者來說，仍然十分可貴，因此仍可期待本研究編碼架構下所分析的結果。並且期望可供國內生物教師及科教學者作為探究生物課程教學樣貌研究的參考依據。. 11.

(29) 12.

(30) 第貳章文獻探討為了能夠呈現真實的生物課堂樣貌，並試圖呈現不同於 TIMSS-R Video Study Project 的結果，本研究使用不同於 TIMSS-R Video Study 的編碼架構，重新進行美國、日本、荷蘭、捷克與澳洲生物課堂的錄影資料再分析。因此，本章首先針對國際間有關於教師層級的相關研究做討論，再進而說明有關 TIMSS-R Video 的相關研究成果，藉以釐清 TIMSS-R Video Study 中未清楚說明或尚未詳細分析的部分，以作為本研究能夠進一步分析五國課堂錄影資料的編碼架構參考依據。以下各分為四節做說明：第一節是介紹國際間對於教師教學的跨國性大規模抽樣調查研究，包含數學及科學教師為對象的研究；第二節除了針對 TIMSS-R Video Study 中的科學班級錄影研究結果做詳細的討論以外，並且整理及介紹國內、外與 TIMSS-R 錄影研究有相關性的文獻報告；第三節是討論教學轉化的理論基礎與相關文獻的討論；第四節則是分別探討與本研究的編碼架構相關之文獻。. 第一節. 以教師作為研究對象的跨國性研究. 本節將討論跨國性的大規模調查研究，包含以數學及科學教師作為研究對象的系統性研究，包括 TIMSS 1995 Video Study、TIMSS R Video Study Project 及 The Learner’s Perspective Study，其研究目的主要為審視國際間參與研究的國家教師的教學專業水準、教學樣貌及課堂脈絡等，旨在了解各國間的科學課堂教學情形。本節將依次介紹教師層級的各項研究之研究目標、研究對象、研究抽樣方法以及研究資料的蒐集方式與分析方法介紹。. 一、教師層級的調查研究透過文獻搜尋發現，無論是國內、外相關的錄影研究，多屬於個案的錄影研究，或為了觀察特定面相而進行的研究；如果是針對全國或地區系統的抽樣，且藉由量化或有系統的分析以描述教師教學樣貌的研究，如以跨國的規模研究程度來說，研究者發現目前只有 TIMSS 1995 Video Study、TIMSS-R Video Study 以及 LPS 有進行這方面的研究，但 TIMSS 1995 Video Study 以及 LPS 皆是以觀察數學教師的數學課堂教學為主；因此 TIMSS-R Video Study 是暨 TIMSS 1995 Video Study 後，以 TIMSS 1995 Video Study 的研. 13.

(31) 究背景為基礎後，除了增加數學課堂的參與國家數量以外，亦增加了科學教師的科學課堂教學錄影研究。此外，以上三個研究除了採教師課堂觀察研究以外，亦同時使用錄影研究法。以下內容分別為介紹此三個研究的研究目的、研究方法及研究結果。. (一)TIMSS 1995 video study 1994 至 1995 年，第三次國際數學和科學研究(Third International Mathematics and Science Study)，於進行各國學生學業成就比較分析時，為更深入了解各國於數學教學過程中與學生成就是否有關聯性，便於此次研究中增加了教室觀察錄影研究項目，以觀察各國教師於數學課堂的教學進行方式。因此，此次錄影研究亦可簡稱為 TIMSS 1995 Video Study。特別的是，此次的錄影研究為國際上首次的大規模課堂錄影研究。為了深入分析參與錄影研究中三國的課堂教學與學生學習成就的關係，除了於三個國家的抽樣學校裡進行長時間的連續課堂錄影以外，並特地建立了錄影資料編碼架構(Stigler, Gonzales, Kwanaka, Knoll & Serrano, 1999)，以分析跨國課堂教學情形。此次的錄影研究報告，也於 1999 年 2 月於網站上(http://nces.ed.gov/pubs99/timssvid/)公開，並且立即引起了國際間的關注與討論，而 TIMSS 1995 錄影研究也被譽為資訊科技在教育研究上的革命性突破。 1.. TIMSS 1995 錄影研究目的 Stigler et al. (1999)認為 TIMSS 1995 錄影研究的主要目的，是想要從教師實作、學生. 學習機會以及實作的觀點，以提供豐富的資訊來源，以幫助了解美國、日本、德國的八年級數學課堂。除此之外，以下列出的三點也為本次研究的主要目的：（1）發展能夠客觀觀察課堂教學的研究架構，並量化三國的課堂教學內容。（2）比較美國與其他國家的實際現場教學方法，包括各國教育研究學者所建議的數學教學方法，以及各國教師對於教育改革的建議觀點。（3）評估錄影研究，於日後使用於教學實作研究上的可行性。 2.. TIMSS 1995 錄影研究方法. （1）錄影研究對象參與 TIMSS 1995 錄影研究計畫的國家共有三個，共為美國、日本及德國，錄影分析的課堂範圍是八年級的數學課堂。美國於此次錄影研究中共貢獻了 81 堂的數學課程，. 14.

(32) 日本提供了 50 堂的數學課程，德國則是提供了 100 堂的數學課程錄影拍攝時段(Stigler et al., 1999)。（2）錄影研究抽樣一般而言，錄影研究的抽樣程序與 TIMSS 成就測驗相似，但 TIMSS 1995 錄影研究的研究樣本是從參與 TIMSS 1995 成就測驗中的學校子集合，再從中隨機抽選而出；此種的抽樣方式是採取二階段分層群集抽樣設計 (Jacobs et al., 2003)。而此種方式的抽樣設計通常是為了提高抽樣效率，並且使抽樣結果能夠兼顧各種族群的分布，以使抽樣結果更具有代表性。此外，由於抽樣樣本是從參與 TIMSS 1995 成就測驗中的學校子集合抽選出，於是能夠將 TIMSS 1995 錄影研究的研究結果與 TIMSS 1995 成就測驗的資料庫做連接，以提供 TIMSS 1995 成就測驗更多的研究參考資料。二階段分層群集抽樣設計(Two-Stage Stratified Cluster Design)，顧名思義，即可分為兩階段的抽樣過程；第一階段的抽樣單位是學校，由各國自行決定外顯(explicit)或內隱 (implicit)的分層變數，例如：地理上的分區即是一個外顯的分層變數，可用來考量學校的不均勻分布情形，再將所有學校名單分成不同區，以進行抽樣。但是如果學校的分布比率均勻，即無需再特別分區抽樣，所以此分層變數即為「內隱」。接著再利用機率等比例(probabilities- proportional- to-size，簡稱 PPS)系統抽樣方式進行；如果被選中的抽樣學校無法配合進行課堂教學錄影時，則改由候補學校受測。接著，第二階的抽樣單位是班級，由於 TIMSS 1995 錄影研究通常僅於每一個學校中抽出一個班級進行課程錄影，故此階段是採用亂數隨機抽樣。（3）錄影資料蒐集程序 TIMSS 1995 錄影研究於 1994 年開始進行三國實地拍攝，先蒐集參與國家的 9 捲錄影帶及補充資料，以發展日後的編碼及分析方法(Stigler et al., 1999)。TIMSS 1995 錄影研究主要先蒐集數學課程教學錄影帶以及數學教師問卷，並蒐集補充教學的資料，以增進對於數學課堂的了解。TIMSS 1995 錄影研究的資料蒐集，除了數學課程錄影帶以外，還包含了教師問卷、上課所使用的教材（包括教科書、學習單、教師於課堂裡給學生書寫的任何資料、上課的投影片，或者是教師發給學生於課堂討論或當作回家作業的學習單或家庭作業影本及其他補充教材的影本…等。），以及課堂拍攝人員的工作紀錄單。蒐集教師問卷的目的在於了解每次的課堂教學目標，以及幫助編碼人員了解在錄影帶中所看到的事物，其最終的目的便是希望能夠幫助研究員更能了解課堂的真實面貌； 15.

(33) 此外課程的內容及編排形式，皆會影響到教師於課堂進行時的教學方法使用，因此蒐集課堂上所使用的相關教材也是必要的。（4）錄影資料的儲存一旦與參與錄影研究的教師約定好錄影日期，便開始進行錄影，每次錄影帶拍攝好，便會連同教師問卷以及課堂相關教材，寄送到美國加州大學的洛杉磯分校(UCLA) 進行翻譯、編碼與分析。為了處理大量的錄影資料，所有的錄影和補充教材都要數位化，壓縮成 MPEG-1 格式存在多媒體資料庫內，課本內頁、學習單及其他補充教材，皆會由拍攝人員掃描成圖檔格式。有關於每堂課程的所有檔案都會分別燒成一張 CD-ROM。（5）錄影拍攝錄影研究的成功決定於每次錄影帶的拍攝品質以及每片錄影帶間是否有比較性，而成功的錄影拍攝能夠幫助研究人員觀察到潛藏於實際教學中的資訊。但真實的拍攝過程裡，如果沒有一套標準化的拍攝流程，實際操作錄影人員便會無法拍攝出較具有比較性的結果，以下茲錄影設備、拍攝原則、拍攝重點及拍攝人員訓練方式做說明：錄影設備. A.. TIMSS 1995 錄影研究中所選擇的攝影機為 Sony EVW-300 three-chip 專業的 Hi-8 camcorder 錄影機，錄影機架在 Bogen 可轉動式轉頭的三腳架上，以保持錄影拍攝時能夠平穩的移動錄影機。此外，錄影的收音方式是採用兩隻麥克風，其中一隻為配戴於教師身上的無線麥克風，另一隻則為安裝在錄影機上的可伸縮式麥克風。基於預算的考量，TIMSS 1995 錄影研究只有使用一部錄影機，所以缺點便是無法看到教室裡所有的學生，因此無法蒐集到學生行為的詳細訊息。拍攝原則. B.. 教室是個會常常同時發生許多事情的複雜環境，如果只使用一台錄影機無便無法將課堂裡發生的每件事做完整記錄，並且提供資訊。但為了使課堂錄影帶能夠提供更廣泛的觀點，因此必須建立以下三點原則以指導錄影拍攝人員可以選擇適合的情況進行拍攝。原則一：聚焦『典型學生』的學習活動所謂的『典型學生』是指能夠於課堂裡專注聽教師講課，且專注於教師指定的任務的學生。一般來說，教室共有以下三個情況，所以負責拍攝錄影的人員，必須了解如何判別何謂典型學生而進行選擇拍攝。當教師對著全班進行講課時，典型學生是指專心聽 16.

(34) 課的學生。而當學生獨自進行任務時，典型學生是指這些獨自進行任務的學生。而當同儕問問題或對全班提出他們的工作或想法時，典型學生指的是注意聆聽的學生。為了呈現典型學生的觀點或想法，錄影機應隨時聚焦在典型學生的身上；所以當進行拍攝時的情況是教師對著全班講課的情形時，便應該將錄影機聚焦在注意聽課的學生。但如果是全班學生同時在進行不同的活動時，則聚焦在大多數學生在做的事。原則二：聚焦教師的教學活動不管典型學生在進行什麼樣的活動，錄影人員一定要拍攝教師於課堂中所進行的任何一切行為活動。通常以上兩個原則是一致的，因為當典型學生也在注意教師時，錄影機指向教師時，便能夠同時拍攝到這兩個原則。原則三：當遇到以下三種特殊情況時 . 情況一：當學生沒有注視教師時一般來說，典型學生都會注視著教師正在進行的活動；即使教師正在四處巡視班. 級，並監控學生的活動時，從拍攝人員的觀點來說，這是個理想的狀況，因為可以使錄影機直接跟著教師，並且同時錄到學生正在進行的活動。然而，有些情況則是教師並沒有在巡視班級或只是待在黑板前或他的桌子前，所以遇到這樣子的情況時，錄影機為了能夠拍攝到教師以及典型學生，便需要將鏡頭指向兩個不同的方向（朝向典型學生或是朝向教師）；於是這時的錄影原則便是輪流利用兩種觀點拍攝，例如可先將鏡頭轉離教師，再轉向學生，接著再慢慢轉回教師以環視整個班級。這樣既能夠拍攝到教師，也能夠拍攝到典型學生正在的進行活動；但如果學生在進行的活動忽然間有重大改變（如：教師請學生分組進行活動或教師使用新的教材），拍攝人員便必須再將鏡頭轉向學生，然後再將鏡頭轉回教師身上。  情況二：當兩個人在進行對話時，而錄影機卻無法用單一鏡頭拍攝時當教室裡出現教師與坐在教室後方的學生進行對話或者是出現兩學生間的對話時，因為兩個同時說話的人間隔太遠，以致於無法使用單一鏡頭拍攝時，拍攝人員就必須將鏡頭隨著對話內容從一發言者移動另一發言者身上。但有一例外便是，其中一發言者的對話回應過於簡短，而使得鏡頭無法立刻移動其身上時，發言者的對話就已結束時，這時的錄影機便應將鏡頭繼續停在發言較多者的身上。  情況三：當發言者正在討論一個標的物，而無法將發言者與物件放在單一鏡頭時。當某人正在談論寫在黑板上，具體的教學情境或概念的標的物時，拍攝人員便須先拍攝標的物以提供理解交談的足夠訊息。例如：如果教師談論到有關黑板上的問題，那 17.

(35) 麼應該先拍攝黑板上的問題，然後才將鏡頭轉移到教師身上。這個原則也有例外，也就是如果僅短暫的拍攝標的物而無法使觀察錄影的人了解交談內容時，此時拍攝人員便必須將鏡頭一直停留在標的物上。例如：發言者正在說明標的物的具體特徵，如果要了解交談內容就必須要看得見標的物，所以這時的鏡頭便必須一直停留在標的物上，以幫助後來觀看錄影帶內容的人理解此片段的交談內容。 C.. 拍攝重點除了確保錄影機使用的一致性，也要確保鏡頭拍攝的一致性時，決定最大的廣角鏡. 頭的佔有很重要的關鍵，因此專業的拍攝人員稱此為『控制鏡頭』(Master of Scene[MOS]) 或稱為『掌握鏡頭』。『控制鏡頭』不能有偏見，不可由拍攝人員隨其喜好任意拍攝，因此必須判斷能夠提供更多適合研究脈絡的訊息進行拍攝。當有些重要訊息無法使用掌握鏡頭進行拍攝時，例如：課堂上討論的標的物，或寫在黑板上的資訊。因此，鏡頭於這個情況時便須將鏡頭拉近到足以拍攝這個訊息的距離。換言之，當進行一般教室觀察時則使用『控制鏡頭』，而當需要特別理解發生什麼事的情況時，則需使用更近的鏡頭，以方便日後觀察者能理解所欲觀察的訊息或圖像。 D.. 拍攝人員訓練方式為了確保拍攝工作正確的依據上述原則進行時，所有參與 TIMSS 1995 錄影研究的. 拍攝人員，都必須先行參與兩次培訓課程。第一次的培訓課程內容是著重在學習使用設備、練習基本的錄影工作原則、呈現錄影課堂標準化規則與討論、於模擬教室練習錄影及於實際教室練習錄影。第二次的培訓課程內容，則是包含複習和討論錄影原則、評論練習拍攝的錄影帶。一般決定雇用和訓練拍攝人員的過程時可以有兩個選擇：可以選擇專業攝影師或者是雇用科學家（即教育研究人員）。當兩次的培訓課程結束時，會使用一個 7 分鐘的模擬課程以評估保證拍攝人員的培訓成果，以確保日後拍攝人員們於正式課堂錄影時是否真的能夠遵照上述標準流程進行拍攝課程的工作。（6）錄影資料轉譯當 TIMSS 1995 錄影資料寄到美國加州大學的研究總部洛杉磯分校(UCLA)進行轉譯、編碼和分析(Strigler et al., 1999)。錄影資料的轉譯，對日後的編碼及分析工作將會是很重要的一環，編碼人員也才可以能夠直接從譯本中進行課堂編碼；因此在進行錄影資料的轉譯時，將課堂裡教師及學生所說的話轉成文字時，儘可能愈準確愈好。而建立好標準化的流程來完成所有的譯本／轉譯程序是很重要的，例如：提供轉譯人員如何指出發言者、切開不同發言者的對話、使用標點符號的規則、專業術語的名稱 18.