TIMSS 2007 臺灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上)

TIMSS

2007 臺灣八年級學生的科學

成就及其相關因素之探討(上)

李哲迪 團立聾，曹師範大學科學教育中心 【轉載自:

TIMSS

2007 國際數學與科學教育成就趨勢調查(pp.231-279)】 我國八年級學生在本次 TIMSS 科學 成就調查中，整體表現排名第二。從排名 來看，此表現與上一屆TIMSS 2003 相同。 本章於第一節首先說明本次調查我國八年 級學生科學成就之整體表現，第二節及第 三節進一步按科學各分科及各認知禎域報 告學生表現，第四節說明我國學生在各個 國際基準點的分佈;接著，在第五節分析 科學成就之性別差異，第六節說明我國學 生對科學的態度及其與科學成就的關1年; 最後第七節小結。 TIMSS 每四年舉辦一次O 我國除參加 本次調查(

TIMSS 2007

)外，也參加了 1999 及 2003 年的調查。為呈現我國八年級學生 表現的趨勢，本章除說明八年級學生在本 次調查的表現外，並將說明 TIMSS

1999

到 TIMSS 2007 學生表現的發展趨勢。

第一節

整體科學成就表現及趨勢

在參加 TIMSS 2007 八年級學生科學 成就調查的 49 個國家/地區中，我國八年 級學生的科學成就整體表現排名第二，與 第一名的新加坡沒有顯著差異，上屆也是 如此 O 但在平均得分上，我國八年級學生 整體科學表現比上屆退步了 10 分，有顯著 差異; jJ:t一跡象應予持續觀察。世代追蹤 研究則顯示我國五年級至八年級的科學教 育能縮短我國學生與第一名的新加坡學生 之間的差距。

一、 TIMSS 2007 八年級學生科學

成就表現

我國八年級學生參加 TIMSS 2007 的 有效樣本大小為 4046 人，平均年齡為 14.2 歲，科學整體表現的平均得分是 561 分，與第一名的新加坡(平均 567 分)、第 三名的日本(平均 554 分)、第四名的韓國 (平均 553 分)均無顯著差異，而與第五 名的英格蘭(平均 542 分)有顯著差異(見 表 7

-1

)。我國八年級學生之科學成就平均 得分顯著高於量足平均( 500 分) ;兩者差 值的效果量為 0.68 (=6 1/紗，我國學生得 分平均高於量足平均 61 分，國際八年級學 生科學成就分佈之標準差為 89 分 )(Martin ，

年級學生整體科學成就分布 (Martin

et a

I.,

2008

,

p.35)

E墮i3ro1.路ME噩噩e圈，適度創譚偉揖E

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TIM -霜雌~勵當語

i.-2007 ./

_!li2區事苟且 it~ 新加坡 軍軍 甘冒冒 韓國 ↑英格蘭 匈牙利 建克 斯洛維尼亞 ↑香港 儀羅斯 2 ↑美國 1 立陶宛 澳大利亞 瑞典 表 7-1 、 TIM

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1

2 塞爾維亞 3 保加幸IJ :Q 3 以色列 巴林 j皮士尼E 羅馬尼亞 伊閉 馬爾他 土耳其 敘利亞 賽普勒斯 突尼西亞 印尼 阿曼 1 喬治亞 已科成特 哥倫比亞 黎巴嫩 埃及 阿爾及利亞 巴勒斯坦 沙烏地阿拉伯 薩爾瓦多 j皮札那 卡達

科學教育月刊 第 360 期 中華民國 102 年 7 月 -三島是星b'"'JiJ幫指扭i.--.. 迦納 前摩洛哥 基這參照區 -白區苟且電flil昕-表 7- 卜T1 MSS 2007 八年級學生整體科學成就分布(續上頁) E~i:~ I揖ME噩噩軍區噩噩週.，

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擻，清}勸阻 。 303

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100 2∞ 3∞ 400 500 6∞ 700 8∞ ~國家平均分數顫著萬~πMSS 盧疋平均 V 國家平均分數顯著低於 πMSS 鐘疋平均 會代表從ISCED Levell漿，以來的年數﹒ "除 7 台灣與塞爾維亞﹒其餘資料取自串串合團開發言t.害之2007/2008人文發展報告﹒ 229-232頁﹒台灣的資料取自中華民國 行政院主吉til 出版之2007年中華民國統計年II ﹒塞爾維亞的資料取自2∞7年塞爾繼亞人文發展分析﹒英+宙間與蘇格蘭的資 料皆為美國公布的1J!1lI﹒ f 僅在包搭替代學校受測之後，學生參與比率才符合規定﹒(詳見國際報告AppendixA) ﹒ 幸自圖在包含替代學校後﹒學生參與率才幾乎滴足規定﹒(詳見函際報告AppendixA) ﹒ ，無法清是學生，與率的規定﹒(詳見國際報告AppendixA) ﹒ 1 國家受測學生!ij~羊"並末全部涵蓋圓際要眾的母草草..•(詳見國際級告 AppendixA) • 2 國家定發母群涵蓋包含90%-95%的國家要~母群﹒(詳見圈際報告 AppendixA) • 3 國家定ft !ij~羊涵蓋{~於90%的國蒙要求母群﹒(但A少77% 詳見圖際報告 AppendixA) • 已科威特、社拜(阿拉伯聯合大公國)與其他間家測驗同一草草學生 但2007年聖賢盼﹒是在下個學年初才測鹼­ O 括號內為標晶體該﹒因為結果是最近獲塾 III 的近似值 所以有些.不一致﹒ .ijii訢懿表示可以比較的資料無法取得﹒(詳見國際報告 Exhibit0.1) • 八年級學生整體科學平均得分前十 名的國家/地區依序是新加坡、臺灣、日本、 韓國、英格蘭、匈牙利、捷克、斯洛維尼 亞、香港和俄羅斯。不意外地，亞洲的五 個國家/地區(新加坡、臺灣、日本、韓國 和香港)都在十名之內。其餘五名中有三 個是東歐國家一匈牙利、捷克和俄羅斯， 男兩個是英格蘭和中歐的斯洛維尼亞。 我國學生科學成就之分佈無雙峰問 題(圓 7-1 )，但並非常態分配(偏態為 -0. 紗， 峰態為 0.15 ;以 K-S Lilliefors 常態檢定， p=o.OOO) 。我國學生得分散佈的寬度與國 際全體學生相近。我國學生成就表現分佈 之標準差為 89 分，今年參加受測的國際全 體學生得分分佈標準差為 86 分(裹小 2

'

量尺標準差為 100 分)。

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2007 金灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上)

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表 7-2 、前十名與後十名國家/地區之得分平均與標準差(

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2008

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77.7 (1.6) . 49

迦納 "區 4884327593 ， 2. 可Lnυnunυnunu 。or3τ4nu

du4444443333

二、八年級學生科學成就表現趨勢

與 TTMSS 2003 比較，我國八年級學 生科學成就的排名沒有改變，都是第二名; 平均得分則有顯著退步，由 571 分(標準 誤為 3.5 )退步至 561 分(標準誤為 3. 7) (表 7-3a );效果量(

Cohen'

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d)為 -0.12 。 與 TTMSS 1999 比較，平均得分退步 8 分， 但沒有顯著差異(表 7-3a) 。 亞軍

96.8 (2.9)

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(1.

4)

108

.4

(2.9)

進人前十名的國家/地區，在 2003 年除 了亞洲四小龍和日本之外，還有愛沙尼亞、 匈牙利、荷蘭、美國和澳大利亞。其中， 愛沙尼亞和荷蘭沒有參加 TIMSS

2007 )

年級科學的調查。因此，將 TIMSS 2003 和

TIMSS

2007 兩次進入前十名的國家相比， 相同的有亞洲五國/地區和東歐的匈牙利， 新進人TlMSS 2007 前十名的是英格蘭、斯

科學教育月刊 第 360 期 中華民國 102 年 7 月 洛維尼亞以及同屬東歐的捷克與俄羅斯， 被擠出前十名的是美國和澳大利亞。 在國際上，以Tl MSS 2003 及Tl MSS 2007 兩屆來說，在所有參與兩次調查的 32 國中， 11 國沒有顯著差異， 9 國進步，

12

國退步(表 7-3a 、 7-3b 、 7-3c) 。以Tl MSS 1999 及Tl MSSS 2007 兩屆來說，在 21 國 中，則有 13 國沒有顯著差異， 4 國進步， 4 國退步(表 7-3a 、 7-3b 、 7-3c) 。 至於與我國相同、持續保持在前十名 且社會經濟條件接近的新加坡、日本、韓 國和香港等四國/地區，在Tl MSS 2003 與

Tl

MSS

2007 之間有退步的趨勢，但若比較

Tl

MSS

1999 與TlMSS 2007 的表現，則差 異不大。從TlMSS 2003 到TlMSS

2007 '

僅日本進步 2 分(未達顯著差異) ，其餘各 國/地區均退步。第一名的新加坡退步了 11 分(效果量為 -0.11 )，但未達顯著差異。 第四名的韓國和第 9 名的香港分別退步 7 5 分(效果量為 -0.07 )和 26 分(效果量 為 -0.35) ，均達顯著差異(表 7-3a) 。我 國學生退步的程度在亞洲五國/地區中屬 於中等程度。從Tl MSS 1999 到Tl MSS 2007 ，所有五個亞洲國家/地區都沒有顯著 差異(表 7-3a) 。 我國八年級學生的科學成就在

TIMSS

2003 和TlMSS 2007 兩次調查之間 有顯著退步。然而，我國學生這次表現若 與 TIMSS 1999 相比，是沒有顯著差異的。 因此，此次我國學生的表現是常態，抑或 是持續下滑的前兆?還需透過後績的調 查，持續觀察。 表 7-3a 、八年級學生科學成就表現的趨勢(Martin

et a

l.,

2008

,

p

.4

6)

新加坡

2007

2003

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1995

噩灣

2007

2003

1999

日本

2007

2003

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1995

韓國

2007

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1999

1995

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515 (4.6)

513 (5.6)

表 7-3a 、八年級學生科學成就表現的趨勢(續上頁)

E回國區留翻翻

英格蘭 匈牙利 捷克 斯洛維尼亞 香港 俄羅斯 美國 立陶宛

519 (2.5)

519 (2.1)

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。 100 2∞ 300 400 500 6∞ 700 800 A2007 顛哥盲較高 \7 2007 顯著較低

_主~.空空

平均數一的信缸瓦d個領導饋}

f 僅在包括替代學校受測之後﹒學生吾吾與比率才符合規定﹒(詳見函際報告AppendixA) • #僅在包含替代學校後﹒學生參與率才幾乎滿足規定﹒(詳見國際報告 AppendixA) • 冒無法滿足學生參與率的規定﹒(詳見國際報告 AppendixA) •

科學教育月刊 第 360 期 中攀民國 102 年 7 月 表 7-3a 、八年級學生科學成就表現的趨勢(續上頁) 1 國家受測學生每群體並采全部涵蓋賣國際要余的母群體﹒(詳見國際報告 AppendixA) • 2 國家定勢母群涵蓋包含90%-95%的國家要51<母草草﹒(詳見國際報告 AppendixA) • 3 國家定，聖母草草涵蓋低於90%的國家要求每草草﹒(但.少77% ﹒詳見國際報告 AppendixA) • t 科成特、社拜(阿拉伯聯合大公國)與其他創家測驗同一群學生﹒但2007年較盼﹒是在下個學年初才測驗﹒

趨勢註.因科E麗特、摩洛哥﹒沙鳥地向 ttl伯與土耳其等國並無前翔之資料可供比較﹒故~司E寶貴 II末將其包括在列﹒印尼之 ~II不

包含伊斯蘭學校﹒ 。結盟E 內為標誰該﹒因為結果是最近 f妾，撞車白的近似值﹒所以有些會不一致﹒ 表 7-3b 、八年級學生科學成就表現的趨勢 (Martin

et a

I.,

2008

,

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澳大利亞

2007

2003

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2007

2003

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1999

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TIMSS

2007 牽灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上) 以色列

3

2007

3

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1999

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2

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1995

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459 (3.6)

453 (2

.3)

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448 (3.8)

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463 (3.6)

-4 (5.2)

。 100 200 300 400 500 6∞ 700 8∞ .&2007 鼓著較高 \7 2007 顧著較低 表 7-3c 、八年級學生科學成就表現的趨勢 (Martin

et

此，

2008

,

p

.4

8 )

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幽靈圈圈圈

塞普勒斯

2007

452 (2.0)

2003

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1999

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.3)

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1995

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(2.9)

突尼西亞

2007

445 (2.1)

2003

404 (2.1)

41 (2.8)

.&

1999

430 (3

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15 (3.6)

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1

2007

433 (4.0)

1

2003

420 (4.1)

13 (5.6)

.&

1

1999

435 (4

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-2 (5.9)

哥倫比亞

2007

417 (3

.5)

1995

365 (6.2)

52 (7.1)

.&

黎巴嫩

2007

414 (5.9)

2003

393 (4

.3)

20 (7

.3)

.&

科學教育月刊 第 360 期 中箏氏圈 102 年 7 月 表 7-3c 、八年級學生科學成就表現的趨勢(續上頁)

?片片.

-5 (9

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556 (4.6)

533 (7

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白白血 _ _ _

23 (8.6)

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539 (4.8)

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526 (2.7)

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.2)

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-16 (6.8)

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507 (3.1)

531 (3.0) -24 (4

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\l

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埃及

2007

408 (3.6)

2003

421 (3.9) -13 (5

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2007

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2003

435 (3.2) -31 (4.7)

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2007

355 (3.1)

2003

365 (2.8) -10 (3.9)

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2007

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.4)

2003

255 (5.9)

48 (7.9)

&

基導參照區 審站窩州{典國)

2

2007

1999

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2

•

2007

•

1995

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2

2007

2

2003

1999

1995

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3

2007

1999

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3

2007

2003

1999

1995

巴 III免地區{西跑牙)

2007

2

2003

。 1 ∞ 200 3∞ 400 5∞ 6∞ 7∞ s∞ &2007 顯著較高 \l 2007 顯著較低

TIMSS

2007 臺灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上) 由於 TIMSS 每四年調查一次，而調 查的兩個年段(四年級與八年級)又剛好 相差四年，因此既參加 TIMSS 2003 四年 級調查又參加 TIMSS 2007 八年級調查的 國家/地區就可以觀察同一個世代的學生 經過四年後的改變。四年級和八年級學生 的學習成就都是參照 1995 年建立的量足 平均 也就是，當時所有參加國全體四年 級和八年級的平均。不過，四年級和八年 級量足平均雖然都是 500' 但是這兩個 500 的意義是不同的，八年級的 500 代表的能 力是比四年級的 500 要高的。雖然無法知 道兩個 500 之間的實際差值是多少，但是 能確定的是這兩個能力的差異在每一次調 查都是固定的。 參照表 7 .4可知，

TIMSS

2003 調查時，我 國四年級學生的平均成就高於量足平均 51 分，到了 TIMSS

2007

'同一個世代的 學生，其成就表現高於量足平均61 分。與 新加坡相比，其學生的成就表現則是從高 於量足平均 65 分改變為高於量足平均67 分，可以說他們學生的進步幅度大約就是 1995 年全體參加國學生的平均進步幅度。 因此，我們與新加坡學生的差距，從2003 年的有顯著差異(相差14 分)轉變為 2007 年的沒有顯著差異(相差6 分)。此一結果 顯示我國五年級到八年級的科學教育整體 而言成效良好。 從總體科學成就表現的變t 趨勢來 看，有的國家名列前十名而且持續保持， 如:新加坡、日本、韓國、香港、英格蘭 和匈牙利;有的國家進步較多而且進入前 十名，如:俄羅斯和斯洛維尼亞。這些國 家頗值得持續觀察與進一步研究。 在亞洲五國/地區中，香港八年級學生的衰 退幅度是最大的，達 26 分之多(效果量為

-0.35

)。雖然其排名還在十名之內，但其 退步的效果量幾乎是新加坡和我國的三倍。 其原因為何?是否會持續退步?這些問題 都有待進一步的觀察與研究才能回答。 英格蘭在 TIMSS 2003 的八年級學生取樣 在學生參與率上不符合規定，因此成績不 列入排名，若忽略此因素，該國則屬持續 保持在前十名的國家。英格蘭八年級學生

在 TIMSS 1999 、 TIMSS 2003 與 TIMSS 2007 的科學成就表現，相對於我國而吉， 穩定得多;從TIMSS 1999 到 TIMSS

2003 '

進步 5 分(未達顯著) ，從 TIMSS 2003 到

TIMSS 2007

'退步 2 分(未達顯著)。在 持續保持在前十名的七國/地區中，英格蘭 和日本是兩個相對穩定的國家。這兩個國 家社會文t 與教育系統相當不同，使其學 生表現穩定的因素應該不同，很值得對照 比較，引為參考。 俄羅斯和斯洛維尼亞是兩個有顯著 進步而進入前十名的國家。根據

<

TIMSS2007 國家大全>

(Mullis et al

.,

2008)' 俄羅斯和斯洛維尼亞這兩個國家正 在進行教育系統的結構性改革，包含課程 和教學的改革。這些改革對學生的成就表 現所產生的影響以及此影響的持續性值得 後續觀察與研究。

科學教育月刊 第 360 期 中華民國 102 年 7 月 表 7-4 、八年級學生科學成就表現的世代趨勢 (Martin

et

此， 2008 ，

p.54)

2003

-四年級 .主J:)如tHJ單位自Z 河:~l;，':;jf='.

2007

-四年級 E到叫:鼠，目單鼠 J~畫畫!'Ii碼是:手. _~··，t言學電flit~ ·!:i'lf:ti盛過~ 新加坡

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36 (2

.5)

& 匈牙利

30 (3.0)

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26 (5.2)

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21 (4.2)

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16 (3.8)

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12 (2.6)

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-10 (2

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-34 (2.6)

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塞進參照區 安大略省(別章大)

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46 (4.8)

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(2

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36 (3.7)

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2007

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基且體參照區 安大略省(1J]拿大) 33

(2.7)

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魁北克省個拿大)

31 (3.0)

•

a 國蒙平均分數額著萬~~際平均 V 國家平均分數顯著g於國際平均 ()話號內為領導鐵 因為結果霆，近發變數的近似值，所以有些會不一致﹒

26 (3.6)

7

(3.1)

A-a

TIMSS

2007 臺灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上)

第二節

科學分科成就表現及趨勢

八年級科學進一步分為生物、化學、 物理與地球科學。我國學生在各分科成就 之排名皆在前四名，表現優異。與 TIMSS 2003 比較，學生之化學成就保持第一，且 與第二名之差距拉大到有顯著差異;地球 科學今年第一，原為第四名，與前四名平 均得分的差距保持無顯著差異。物理與生 物的排名皆退步一名，而且與今年第一名 的新加坡相比，在這兩科平均得分的差距 都擴大了。

一、 TIMSS 2007 八年級學生科學分

科成就表現 我國八年級學生生物平均得分為 549 分(排名第三).他學為 573 分(排名第一)

,

物理為 554 分(排名第四) ，地球科學為 545 分(排名第一) ，皆顯著高於量足平均

(

500 分)(表 7-5 )。四科之間，他學是我 國八年級學生的強項，化學平均得分高於 其餘三科，而且有顯著差異;其餘三科之 間則無顯著差異(圖 7-2 )。 我國八年級學生生物的成就表現排 名第三，平均得分顯著低於第一名的新加 坡，與第二名和第四名沒有顯著差異，顯 著高於第五名(

Martin et

址，

2008

,

p

.4

48

)。 他學的成就表現排名第一，平均得分顯著 高於第二名的新加坡(

Martin et a1

.,

2008

,

p

.4

50)

0 物理的成就表現排名第四，平均 得分顯著低於第二名的韓國(第一名與第 二名間無顯著差異)，與第三名的日本無顯 著差異，顯著高於第五名 (Martin

et a1

.,

2008

,

p

.4

52

)。地球科學的成就表現排名第 一，平均得分與第二、三、四名無顯著差 異，顯著高於第五名的捷克(

Martin et a1

.,

2008

,

p

.4

54

)。 將我國與全體參加國家/地區八年級 學生各科成就表現的分佈範圍相比，化學 顯著較寬，地球科學顯著較窄，生物無顯 著差異，物理亦無顯著差異。我國八年級 學生化學成就表現的標準差為104 分，顯 著大於全體化學成就的標準差(F= 1. 15'

p

=0.00) 。我國學生地球科學成就表現的 標準差為 75 分，顯著小於全體地球科學成 就的標準差 (F =0. 肘 'p= l. OO) 。我國學 生生物得分的標準差為 85 分，與全體學生 的標準差無顯著差異(

F

=0.97' p

=0.86) 。 我國學生物理得分的標準差為 86 分，與全 體學生的標準差無顯著差異 (F

=0.99 ' p

=0.58)

(表 7-6 )。

二、八年級學生科學分科成就表現

趨勢 由整體科學成就趨勢分析可知，在整 體科學表現領先的前十名中，除我國之外， 另有四個同屬亞洲的國家/地區，包含:新 加坡、日本、韓國和香港。這些國家/地區 穩定地屬於 TIMSS 調查的高分群，極為適 合作為參照比較的對象，因此在分科成就 趨勢分析中，與我國比較的對象就縮小鎖 定為這四個國家/地區。

表 7-5 、八年級學生科學分料平均得分 (Martin

et a

I.,

2008

,

pp

.4

36-455 )

也動﹒ ___I酪-一-一點一_ rlil，~ ml91ij噩噩週_lJ且已蹈..盲E軍習I.區2盈E話..盲E軍軍團圓圓，自t當..言E軍習mI~自hJ~_ l 新加坡

564 (4.2)

.I. 灣

573 (4.2)

1新加坡

575 (3.9)

.I. 灣

545 (2.9)

1

2

日本

553 (1.9)

新加坡

560 (4.1)

\l 韓國

571 (2.4)

.斯酒，直尼亞

542 (2

.2)

31 聾. 549 日剎 1 日本

551

(1.

9)

\l 日本

558

(l

.9)

新加坡

541 (4.1)

4 車，國

548 (1.9)

斯洛繼尼亞

539 (2

.5)

\l I.灣

554 (3.

7) 1 韓國

538 (2.2)

5 英格蘭

541 (4

.4)

\l 匈牙利*

536 (3

.5)

\l 英格蘭

545 (4.0)

\l 捷克

534 (2.0)

6 匈牙利

534 (2.7)

\l 章，圓

536 (2.4)

\l 匈牙利

541 (3.2)

\l 日本

533 (2

.5)

7 捷克

531 (2.1)

\l I牽克*

535 (2.7)

\l I畫完

537 (2.1)

\l 香港

532 (4

.5)

8 美國*

530 (2.8)

\l 織建斯

535

(3.ηv 香港

528 (4.8)

\l 匈牙利

531 (2.9)

9 斯洛綾尼亞

530 (2

.3)

\l 英格蘭

534 (4.0)

\l lUi治縫尼亞

524 (2.0)

\l 英格蘭

529 (4

.3)

10 雷港會

527 (4.6)

\l 香港

517 (4.6)

\l 儀羅斯

519 (4.0)

\l 償援斯*

525 (3

.4)

立陶宛

527 (2

.3)

\l 美國

525 (3.1)

•.與護中下個排名的國家1地區平均得分同分. t安側頭英文字母排FJ ﹒ a 該閣平均顯著商於我國平均，。該爾平均E圍著低於至2國平均﹒ ()箔懿內為標曲直談﹒ 中華民國 102 年 7 月 VVEV-VVWVV 第 360 期 科學教育月刊

+卜平均數馴的信賴區間

(±2 個標準誤) 平均量~95% 的信賴區間-1 0 (±2 個標準誤) I I ω

30

O _{--認知層次的國家平均} 足分數(設為 0) 數學主題的國家平均-­ 足分數(設為 0) 而O 圖 7-2 、我國八年級學生科學分科成就相對比較

-30

(Martin et a

I.,

2008

,

p.124)

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_r.il 1i著~t."":.I; • 表 7-6 、/ 這 123456789 叩

T1MSS

2007 金灣八年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上) 與Tl MSS 2003 比較，我國八年級學 生生物成就表現由第二名退步為第三名。 雖然我國學生的生物平均得分與第 二名的日本沒有顯著差異，但與持續保持 為第一名的新加坡則從原來在Tl MSS 2003 的沒有顯著差異，轉變為有顯著差 異。在化學成就表現上，我國學生保持為 第一名，且與第二名平均得分的差距拉大 到有顯著差異。物理的成就表現和生物一 樣，也退步了一名，由第三名退步到第四 名，不過與第三名的日本並沒有顯著差 真。地球科學由原第四名躍升為第一名， 但平均得分與第四名的韓國並沒有顯著差 異(表 7- 7)。 分科成就的變化趨勢無法利用同一 國家在兩屆間平均得分的改變來進行分 析，因為分科的趨勢題題數過少，無法用 來等化兩屆分科成就的量尺，兩屆的成就 量足是不同的尺，分數無法直接相減

(Martin et

a 卜， 2008 ， p.114) 。然而，還是可 以透過國家/地區之間平均得分差異的顯 著性在兩屆之間的變化來進行比較，藉此 顯著性的變化來觀察我國八年級學生在各 分科的競爭力。 從TlMSS 2003 和TlMSS 2007 兩屆調 查各國間平均得分的變化來看，我國八年 級學生在他學方面的競爭力增加了，在地 球科學方面保持不變，生物與物理的競爭 力衰退了。 在他學的成就表現上，

Tl

MSS 2003

與 2007 兩次的第一名和第二名都保持不 變，分別是我國與新加坡，但我國與新加 坡原無顯著差異(差距 2 分) ，到本次調查 相差 13 分，有顯著差異(表 7-8 )。 在 TIMSS 2003 地球科學，亞洲地區 表現最好的是新加坡 第二名，我國為第 四名，相差兩名;在 TIMSS 2007 情勢逆 轉，我國表現最好一第一名，新加坡為第 三名，相差也是兩名。雖然如此，但我國 與新加坡的平均得分在兩次調查中的差距 都是沒有顯著差異的(表7-8 )。 在生物的成就表現上'TlMSS 2003 的調查 顯示我國八年級學生的表現低於第一名的 新加坡 6 分，但未達顯著差異，TIMSS

2007

則顯示我國學生的落後擴大為 15 分，有顯 著差異(表 7-8 )。 表 7-7 、 TIMSS 2003 與 TIMSS 2007 亞洲地區八年級學生科學分科排名

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科學教育月刊 第 360 期 中華民國 102 年 7 月 表 7-8 、 TIMSS 2003 與 TIMSS 2007 亞洲地區八年級學生科學分科平均得分與量尺平均 之差距 扭扭~I??Y·

• • •

第三節 科學各認知領域成就表現 八年級科學在認知領域分為三個次 領域:知識、應用和推理。本次TIMSS

'

我國學生在知識領域排名第一，平均得分 565 分;在應用領域排名第二，平均得分 560 分，在推理領域排名第五，平均得分 541 分(表 7-9 )。在三種認知次領域之間， 我國八年級學生之知識能力與應用能力沒 有顯著差異，而推理能力則顯著比知識能 力和應用能力要弱(闆 7

-3

)。 所謂「知識」指的是「學生關於科學 事實、訊息、概念、工具和程序的知識基 礎 (Mull 悶，

et

扯， 2005 ，

p.69)J

0 r 應用」指 的是在類似於科學概念教學與學習的情境 中對知識的直接運用 (Mull 時，叭叭， 2005 ，

p.70)

0 r 推理」搞的是在較 複雜的作業中所涉及思考能力;這些 作業是學生不熟悉的，學生必須運用已知 的科學原理原則，加以推演，從而獲致解 答 (Mullis ，

et

此，

2005

,

p.72) 。在知識領 域，我國學生之成就排名第一，顯著高於 第二名的新加坡。在應用領域，我國學生 之成就表現與第一名的新加坡沒有顯著差 異;顯著高於第三名的日本。在推理領域， 我國學生之成就排名第五，與第四名的英 格蘭及第六名的斯洛維尼亞沒有顯著差 異，顯著低於第一名的新加坡、第二名的 日本及第三名的韓國(第一、二、三名之 間沒有顯著差異)，顯著高於第t 名的捷克 (表 7-9 )。 我國八年級學生在各認知領域成就 表現的散佈寬度與全體參加國/地區的學 生相比，知識能力顯著較窄，應用及推理 能力則無顯著差異(Olson，

Martin

,

&Mullis ， 2008) 。我國八年級學生知識能力 成就表現的標準差為 82 分，與全體學生相 比，顯著較小 (F =0. 侶，

p

=0.00) 。我國 學生應用能力成就表現的標準差為 86 分，與全體學生的標準差無顯著差異(

F

=0.99 ' p

=0.68) 。我國學生推理能力成就 表現的標準差為 88 分，與全體學生的標準 差無顯著差異 (F

=1.

04 ' P =0.07)

(表

7

-10) 。 雖然在各認知領域，我國八年級學生 的表現優異，但是在推理領域卻低於第一 名的新加坡達 23 分之多(效果量為 0.25)

,

不可不警惕。

Tl

MSS

2007 臺灣入年級學生的科學成就及其相關因素之探討(上) 表 7-9 、八年級學生科學各認知領域平均得分 (Martin

et a

I.,

2008

,

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數學主題的國家平均-­

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2008

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p.124)

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2008

,

pp.571-572)

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(待續)