從TIMSS 1999探討國二學生的學習成就與學習時間及國家經濟能力之關係

學習時間及國家經濟能力之關係

羅珮華

國立臺灣師範大學科學教育中心

摘要 本文分析TlMSS 1999 國際報告中各國經濟能力、每年上課日數、每天平均在校時數、每天學習 時間與學生的學習成就之間的關係。結果發現國家經濟能力對學生的科學和數學學習成就有正相關， 經濟能力較強國家群，學生的科學與數學成就平均成績比經濟能力較弱國家群學生高;但是經濟能力 較強國家群，學生的每日課後讀書時數與每日學習時數，顯著低於經濟能力較弱國家群。因此在探討 不同國家學生的學習成就時，應當考量國家之間的經濟能力與學生的學習時間。 關鍵詞: TlMSS-R 、TlMSS 1999 、 ppp 、科學成就、數學成就、國民平均生產毛額購買力評價、 經濟能力、上課日數、在校時數、課後讀書時間、學習時間。 自Ij i言 國際教育成就調查委員會 (The

International Association for the Evaluation

of Education

Achievement，簡稱 IEA)主辦

的「第三次國際數學與科學教育成就研究 後續調查J

(Third International Mathematics

and Science

Study-Repeat'簡稱 TIMSS-R 或

TIMSS

1999) 測驗結果公布，在三十八個 參與調查的國家中，我國學生科學總平均 成績排名世界第一，與排名第二的新加坡 和第三的匈牙利在統計上並無顯著差 異。數學總平均成績排名第三，僅次於新 加坡和韓國，但其中前四名國家均無顯著 差異。對於我國學生課餘學習時間曾引起 熱烈的討論:根據 TIMSS 1999 調查報告 顯示我國學生課餘每天花在科學學科的 平均時間只有 0.6 小時，數學只有 0.7 小 -3 一 時，兩者都顯著低於國際平均值的每天 1 小時和1.1小時 (Martin

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TIMSS

1999 調查報告中各國經濟能力、每 年上課日數、每天平均在校時數、與學生 每天課後讀書時間來討論學生的學習成 就。 各國經濟指標與學習成就 國民平均生產毛額的NP

per

capita)代 表一個國家國民平均的生產能力，當國民 生產能力增加時，國民所得會隨著增加， 國民購買能力也就隨著提高。國民平均生 產毛額常被用來與一個國家的社會經 濟、環境、國家福利等指標連結。聯合國

與世界銀行將國民生產毛額視為一國整 體經濟力量的展現，根據一個國家中每人 平均生產毛額來作為此國家經濟發展程 度的指標，即是「已開發國家」、「開發中 國家」、「低度開發國家」的判斷標準。世 界貿易組織 (WTO) 對「已開發國家」及 「開發中國家」作區分時，並不是以經濟 發展來考量，且未設有任何判斷之絕對依 據，會員國可以「自我選擇」而自行宣稱 其是否為「開發中國家 J '但其他會員國 可以對此宣示提出異議(黃立等， 2000 )。 例如 WTO 低度開發國家次級委員會於民 國九十二年三月二十一日舉行非正式協 商時，其秘書處提供三十個國家或地區作 為低度開發國家的主要市場國家清單，其 中分成已開發、開發中及轉型經濟體等三 大類，我國、中國大陸、香港、南輯、新 加坡及墨西哥等國被歸類為開發中國家 (國際貿易局經貿資訊網， 2003) 。 1998 年世界銀行將國民平均生產毛 額有達 9361 美元以上者訂為高收入國 家，國民平均生產毛額在 761 和 9360 美 元之間的為中等收入國家，國民平均生產 毛額未達 760 美元的為低收入國家。 2002 年修正高收入國家國民平均生產毛額為 達 9266 美元以上者。由於國民平均生產 毛額以美元來計算，每一美元在各國實質 的價值都不等，作為判斷開發中國家的標 準可能會產生其他問題，因此為了較正確 來比較不同國家的生活水準'一個國家貨 幣的實質購買力評價 (purchasing

power

parity' 簡稱 PPP) 也常被用來作為國家 經濟力量判斷的標準(世界銀行， 2003) 。

TIMSS

1999 調查共有 38 個國家參 與，國際報告中的經濟指標指出各國每位 國民平均生產毛額從 460 美元到 38160 美 元，每位國民平均生產毛額購買力評價

( GNP per capita based on purchasing

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parity) 從 1450 美元到 29230 美元

(表一)

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)。參與國家雖然全部都不在 WTO 低 度開發國家名單中，但依照 1998 年世界 銀行的國民平均生產毛額標準來看，從低 收入國家到高收入國家都有，顯示各國經 濟能力差異很大。因此本文在探討各國學 生學習成就時，採用各國國民平均生產毛 額購買力評價當作各國的經濟指標，依國 民平均生產毛額購買力評價高低不同，將 37 個國家分成兩個經濟群，再進一步討論 各國學生的學習成就。 表一為各國經濟指標與學生科學和 數學成就平均成績的分佈情形。將

TIMSS

1999 的 38 個參與國家其國民平 均生產毛額購買力評價在 10000 美元以 上的 18 個國家設定為經濟群A 群， 10000 美元以下的 19 個國家設定為經濟群 B 群，賽普魯斯因資料不足而不列入探討 比較。 整體而言，經濟群 A 群國家僅 有義大利、以色列、智利等三個國家學 生的科學和數學成就平均成績，以及紐 西蘭和英格蘭二個國家學生的數學成就 平均成績排名於全體的後二分之一(第20 名以後)。經由統計上對這兩個經濟群的 科學成就和數學成就平均成績進行二

表一 TIMSS-R國際報告的經濟指標與各國學生科學和數學成就平均成績的分佈情形，其中國民每人生產毛額

購買力評價 l∞00美元以上被分為A群 '10ω0美元以下被分為B群。(資料來源:

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個獨立樣本 Mann-Whitney 檢定，結果(表 二)顯示經濟群 A 群和 B 群的科學成就和 數學成就平均成績都有顯著差異， A 群國 家學生的科學和數學成就平均成績顯著高 於 B 群國家。

TIMSS

1999 的參與國家(賽普魯斯 除外)國民平均生產毛額購買力評價與科 學成就平均成績統計上的相關係數 為 .524 '顯著水準為 0.01 時，顯示國家 國民平均生產毛額購買力評價與學生的 科學成就平均成績有顯著的正相關存在 (表三) ，決定係數 (coefficient

of

determination) 為 .275 '表示科學成就平 均成績可以被生產毛額購買力評價解釋 的變異量為. 275 。同時參與國家國民平 均生產毛額購買力評價與數學成就平均 成績統計上的相關係數為 .572 '顯著水準 為 0.01 時，顯示國家國民平均生產毛額購 買力評價也與學生的數學成就平均成績 有顯著的正相關存在，決定係數為 327 '表示數學成就平均成績可以被生產 毛額購買力評價解釋的變異量為.327 。 平均來說國家經濟能力約有百分之三十 能力可以用來解釋學生的學習成就高 低，所以在探討不同國家學生學習成就 時，應當考量國家之間的經濟能力是否差 異很大。 表二 以經濟群為分布且變數對科學和數學成就平均成績進行二個獨立樣本Mann-Whitney 檢 定的統計量。 Mann叮In 叭 Wile∞oxon W 統計量 Z 檢定 i斬近顯著性(雙尾) 精確顯著性 [2*(單尾顯著性)

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TIMSS

1999 中的 37 個參與國家國民每人生產毛額購買力評價(PPP) 與科學和數學成 就平均成績統計上的相關情形。 科學成就平均成績 數學成就平均成績

PPP

Pearson 相關 .524~* .572~* 顯著性(雙尾) AUAVl 國家個數 37 料在顯著水準為 0.01 時(雙尾) ，相關顯著 O AV AV AV 37

各國學生學習時間與學習成就 從前一節可以得知國家經濟能力對 學生學習成就有影響，除此之外各國學生 學習成就與在校上課時間、學生課後學習 時間是否有關聯呢? 根據各國受測學校所填答之學校問 卷上的資料，可以得知 TIMSS1999 受測國 家的每年上課日數、每年上課總時數與每 年在校總時數 (TIMSS 1999 國際科學報 告的 Exhibit R3.6 和 Exhibit

R3.7)

;根據 各國受測學生所填答之學生問卷上的資 料，可得 TIMSS1999 受測國家學生平均的 每日課後讀書時數 (TIMSS 1999 國際科 學報告的 Exhibit

Rl.ll

)。本文將各國每年 上課總時數和每年在校總時數除以各國 每年上課日數而得到平均每日上課時數 和平均每日在校時數;學生每日學習時數 為平均每日上課時數與每日課後讀書時 數之和(表四)。

TIMSS

1999 的參與國家(賽普魯斯 除外)仍被分成二個經濟群來討論，表四 中的國家順序是依照經濟群和學生每日 學習時數高低排列而得。在經濟群A 群國 家中，學生每年上課日數最多的是韓國 225 日，我國上課日數居第三，為221 日。 我國學生每年上課總時數和每年在校總 時數為最高，約為最低時數國家斯洛維尼 亞的兩倍;換算成平均每日上課時數和平 均每日在校時數後，我國學生平均每日上 課時數和平均每日在校時數仍為最高:義 大利學生每日課後讀書時數最多;綜合上 述時數，義大利學生每日之學習時數最

-7

高，我國居於第四。在經濟群B 群國家中， 學生每年上課日數最多的是印尼泊1 日: 菲律賓學生每年上課總時數最高，約為最 低時數國家馬其頓的兩倍 ;印尼學生每 年在校總時數為最高:換算平均每日上課 時數和平均每日在校時數後，菲律賓學生 平均每日上課時數和平均每日在校時數 為最高;馬來西亞學生每日課後讀書時數 最多;綜合上述時數，菲律賓學生每日之 學習時數最高，羅馬尼亞次之。 對這兩個經濟群的每年上課日數、每 年上課總時數、每年在校總時數、平均每 日上課時數、平均每日在校時數、每日課 後讀書時數與每日學習時數進行二個獨 立樣本 Mann-Whitney 檢定，檢定結果發 現經濟群A 群和]B 群只有在每日課後讀書 時數與每日學習時數有顯著差異(表 五) ;經濟群 A 群和 B 群在每年上課日數、 每年上課總時數、每年在校總時數、平昀 每日上課時數、平均每日在校時數等方面 無顯著差異。雖然學生每日學習時數在兩 個經濟群中有顯著差異，但是學生每日學 習時數為平均每日上課時數與每日課後 讀書時數之和，而平均每日上課時數在兩 個經濟群中無顯著差異，所以兩群國家學 生最主要差異是每日課後讀書時數。也就 是 A 群國家學生的每日課後讀書時數顯著 低於 B 群國家，同時 A 群國家學生的每日 學習時數顯著低於B 群國家的每日學習時 數;但是 A 群國家學生的科學與數學成就 平均成績比 B 群國家學生高。

表四 TIMSSI999 受測國家的每年上課日數、每年上課總時數、每年在校總時數、平均每日上課 時數、平均每日在校時數、每日課後讀書時數與每日學習時數一覽表。其中上面 18 個國家

為經濟群 A 群國家，下面 19 個國家為經濟群 B 群國家。(資料來源:

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這五 以經濟群為分組變數對每年上課日數、每年上課總時數、每年在校總時數、平均每日上 課時數、平均每日在校時數、每日課後讀書時數與每日學習時數進行三個獨立樣本 Mann-Whitney 檢定的統計量。

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a 頡著性)

]

主未對等值結做修正。 從 TIMSS 1999 中的 38 個參與國家 每年上課日數、每年上課總時數、每年在 校總時數、平均每日上課時數、平均每日 在校時數、每日課後讀書時數、每日學習 時數與科學和數學成就平均成績統計上 的相關情形來看(表六) ，每年上課總時 數與科學成就平均成績的相關係數為 自 .347 '在顯著水準為 0.05 時有顯著的負 相關。每日課後讀書時數對科學和數學成 就平均成績的相關係數分別為-.479 和

-.4

92

'每日學習時數對科學和數學成就平 均成績的相關係數分別為 -.561 和

-.537

'在顯著水準為 0.01 時有顯著的負 相關存在。顯示每日課後讀書時數和每日 學習時數較高的國家群，其學生的科學和 數學成就平均成績較低。而每年上課日 數、每年在校總時數、平均每日上課時 數、平均每日在校時數等四項與各國學生 的科學和數學成就平均成績，在統計上無 顯著相關。 -9 一 但因每日課後讀書時數和每日學習 時數兩者之間有加成關係，經計算部分相 關後，每日課後讀書時數對科學和數學成 就平均成績的淨相關係數分別為 -.133 和

-.118

'每日學習時數對科學和數學成就平 均成績的淨相關係數分別為 -.276 和

-.271

'顯示此二者中每日學習時數與學生 成就關係較為密切 O 科學和數學成就平均成績可以被每 日課後讀書時數解釋的變異量分別 為 .230 和 .242 ，科學和數學成就平均成績 可以被每日學習時數解釋的變異量分別 為 .315 和 .288 '雖然每日課後讀書時數 平均為.

236

'每日學習時數可以被解釋 的變異量平均為 .301 0 平均來說學生的每 日學習時數約有百分之三十的能力可以 用來解釋學生的學習成就高低，所以在探 討不同國家學生學習成就時，每個國家學 生每日課後讀書時數與每日學習時數也 應當考量。

TIMSS

1999 中的 38 個參與國家每年上課日數、每年上課總時數、每年在校總時數、平 均每日上課時數、平均每日在校時數、每日課後讀書時數、每日學習時數與科學和數學 成就平均成績統計上的相關情形。

每年上

每年上課每年在校

課日數總時數總時數

表六

課書立

日讀時

每後 E

日數

每時

均校

平在

日數

每時

均課

平上

每日學 習時數 科學 IPearson 相關

-.120

-.347

*

.032

-.314

.148

-.479 料

-.561

*

成就|

|顯著性(雙尾)

.4

78

.044

.858

.071

.4

03

.003

.001

平均|

成績|國家個數註

37

34

34

34

34

37

33

數學 IPearson 相關

-.131

-.336

.045

-.299

.171

-.492 料

-.537 恥

成就| |顯著性(雙尾)

.4

40

.052

.799

.085

.335

.002

.001

平均|

成績|國家個數註

37

34

34

34

34

37

33

*

在顯著水準為 0.05 時(雙尾) ，相關顯著 O 叫 在顯著水準為 0.01 時(雙尾) ，相關顯著。 註:由於英格蘭、以色列、伊朗、土耳其、立陶宛、南非等六個國家有些資料不足，各項相關上| 較的國家數量稍有差異。 國民平均生產毛額購買力評價和學生每日的學習時間二項因素分別對學生科學和數學 成就平均成績進行多元線性迴歸分析之模式摘要。 調過後

的平方

結論 綜合各國國民平均生產毛額購買力 評價與學生每日的學習時間二項因素，利 用多元線性迴歸分析，來看這兩個因素是 否對學生科學和數學成就平均成績具有 預測能力。結果從 32 個國家分析顯示， 國民平均生產毛額購買力評價和學生每 日的學習時間二項因素對學生科學和數 學成就平均成績顯著相關，對科學和數學

表七

平均成績 模式

R

R 平方

估計的_標準誤 科學成就

1

.688

a

.4

74

數學成就

1

.695 a

.4

84

a 預測變數: (常數) ，每日學習時數，

PPP

成就平均成績多元相關係數分別為 .688 和 .695 '科學和數學成就平均成績可以被 這二項因素解釋的變異量分別為.474 和.484 (表七)。顯示國民平均生產毛額 購買力評價與學生每日的學習時間三項 因素對學生科學和數學成就影響很高，但 除了這二項因素之外，還有其他國家級因 素影響學生學習成就的因素存在。

.4

37

.4

48

44.37

49.24

致謝

感謝國立台灣師範大學化學系洪志 明副教授和科學教育中心張殷榮副研究 員對本文分析提供寶貴意見。

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