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第三節 TIMSS 科學評量架構

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第二章 文獻探討

本章呈現本研究所使用的理論基礎與架構,第一節介紹 TIMSS 發 展背景,第二節介紹 TIMSS 2003 課程調查架構,第三節介紹 TIMSS 2003 科學評量架構。第四節介紹各版本「課程編輯計畫」的理念與 特色。第五節為國內外 TIMSS 相關文獻整理。

第一節 TIMSS 發展背景

1950 年鑑於當時的比較教育研究多著墨於描述性比較,因此參與 聯合國科教文組織(UNESCO)會議的英美學者認為各國間教育系統之 比較,需要量化與實證性的比較研究,於是在 1959 年推動成立『國 際教育成就調查委員會』。IEA 為一個非營利性的學術法人組織,具 有獨立性、跨國際合作的鹽就機構,而其成立目的主要有四個

(IEA,n.d.)

1. 提供國際性的標準,以協助各國教育的決策者來鑑定其教 育體系相對於國際間的優勢與弱勢。

2. 提供較有信、效度的資料數據,以增進決策者對於影響教 與學之關鍵因素的瞭解。

3. 提供較有信、效度的資料數據,來成為鑑定關心和行動和 籌的資源與對策,以及作為教育改革的預備和評價。

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4. 發展及增進教育體系之能力,來致力於教育監控和改進之 國家策略。

IEA 自 1959 年成立至今,所執行的跨國成就調查研究已超過二十 三項其中研究的範圍也很廣泛,包括數學、科學、文學、公民教育、

閱讀理解、外語等..,曾經參與 IEA 各項研究的國家將近有 60 國。

在科學領域的跨國學習成就調查方面,最早可以追溯到 1970-1971 年 包含在六科研究調查(The six-subject survey)中所舉辦的第一次 國際科學教育成就調查(The First International Science Study,

簡稱 FISS),歷經十三年,IEA 才又在 1983-1984 年進行第二次國際 科學研究(The Second International Science Study,SISS)。1990 年,IEA 在會議中決議其後每隔四年舉辦一次科學與數學的聯合測驗 以瞭解學生的成就表現趨勢,自此國際數學與科學成就成為一個固定 的調查,除了可以提供國際間各教育體系作比較之外,亦可提供各國 作為科學教育趨勢調查。(吳祺玉,2004;戴曉霞,1995;IEA, n.d.)

1995 年,IEA 舉辦了第三次國際數學與科學教育成就研究(The Third International Mathematics Science Study,簡稱 TIMSS 1995),為其首次的大規模國際研究調查,測驗除了包括數學和科學 兩學科外還增加了實作評量與課程等教育情境的調查

(Martin,1996),共有 45 個國家參加,不過台灣當時並未參加。而 經過四年 IEA 又舉行了第三次國際數學與科學教育成就研究後續調

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查,在 38 個參加國家中台灣名列其中。此次測驗中,我國八年級學 生表現極為亮麗,科學學習成就總平均成績排名第一,數學排名第 三。(洪志明,2000)

2003 年的國際數學與科學教育成就趨勢調查共有 51 個國家/地區 的八年級參加 TIMSS 2003。而台灣的八年級學生在此次調查中的表 現,科學表現排第二,輸給新加坡,數學表現則居於第四,輸給新加 坡、韓國與日本,比較總體得分,我國與新加坡有顯著差異,但非常 接近韓和香港。比起 1999 年,在科學和數學方面的表現都有下滑,

但總體得分並無顯著下降。(國科會,2005)。

第二節 TIMSS 課程調查架構

TIMSS 1999與2003 在測量學生學習成就時,均延續IEA 在第二 次國際數學研究所發展出的架構(Travers & Westbury,1989),以 課程為主要中心組織概念(Martin,1996),此研究設計將課程模式 分為三個由廣而窄的層次去瞭解教育情境中會影響學生學習的因 素,位於較下層的課程除了本身的背景情境會影響學生的學習之外,

同時其上層的課程情境也會對學生學習造成影響( Mullis et al.,2001 ; Robitaille etal.,1993),如圖2–1:

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1. 規劃的課程(Intented Curriculum):指的是由國家或教 育主管單位所設計的數學與科學教學內容,會受到教育系 統背景與國家社會的影響(Mullis et al.,2001;

Robitaille et al.,1993)。規劃的課程主要包含在教科 書、課程指引、考試內容、以及教育政策、規章與官方聲 明裡,而有些國家規劃的課程包括很詳細的目標、內容主 題、時間分配、教法與評量方式等,有些國家只是一些建 議與指引,並無強制規範(Robitaille et al.,1993),

我國則於八十七年九月公佈《國民教育九年一貫課程總綱 綱要》,將教科書的限定由國編版課本變為開放的審定版 課本,有走向開放與多元化的趨勢。

2. 實施的課程(Implemented Curriculum):實施的課程指 的是科任教師將規劃的課程加以詮釋之後,再轉呈現給學 生的教學內容,因此會與規劃的課程有些出入,主要會受 到學校的性質與組織架構、教師背景、教師間的互動、家 長的參與、社區的互動與教室環境所影響(Gonzalez&

Miles,2001;Mullis et al.,2001;Robitaille et al.,1993),而我國則在九年一貫的課程實施要點說明,

各校教師在依循課程綱要的原則下,可自主的做教材選編

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及教學活動規劃。

3. 達到的課程(Attained Curriculum):達到的課程指的是 學生經由學校學習之後的成就表現,達到的課程不僅會受 到前兩者的影響,也和學生本身的背景有關,包含了學生 過去的學習成果、個人特質、家庭環境、父母教育程度等

( Gonzalez & Miles,2001;Mullis et al.,2001;

Robitaille et al.,1993)。

圖2-1主要影響學生成就的三方面課程模式(譯自Robitaille,1993,第26 頁)

除了以數學與科學成就測驗來測量學生的學習成就,TIMSS 的另 一重要目的是取得教育背景的相關資訊,以進行數學與科學教育背景

規劃的 課程

實施的 課程

達到的 課程

國家社會與 教育背景

學校、教師與 教室情境

學生學習成就 與特質

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集相關資訊。

1. 在「規劃的課程」方面,IEA 要求各國的國家研究聯絡人

(NationalResearch Coordinator,簡稱NRC)與課程專家 須回答一份課程問卷,這個部分的目的在於了解各國數學 及科學課程組織與課程內容。

2. 在「實施的課程」方面,每個受測學校的校長都要完成一 份關於學校組織、目標和資源的學校問卷,同時受測班級 的任課教師也必須填寫教師問卷,在問卷中包括了教學準 備、教學重點、教學經驗、教育程度、對數學或科學的態 度等相關內容(Mullis et al.,2001)。

3. 在「達到的課程」方面,學生除了數學與科學成就測驗之 外,也要完成一份有關學生的教室經驗、對數學和科學的 態度、家庭背景與學校外之活動的學生問卷。由這些問卷 裡所獲得的資訊可以觀察到教育政策與實施的變化趨勢,

並有助於參加測驗的國家提出改善教學的方案(吳修廉,

2000;Mullis etal.,2001)。

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第三節 TIMSS 科學評量架構

因為每個參加國家的課程規劃都不同,所以為了確保TIMSS 所測 驗到的是重要的課程內容,才能讓各國將測驗結果用於檢驗學生的學 習成就,並用來比較不同國家的教育環境。因此,TIMSS 在發展試題 時建立了一個評量架構,以作為各國課程規劃的分析比較基礎、設計 學生成就測驗與討論教學活動時的指引(Robitaille et

al.,1993)。在決定TIMSS 2003 的評量架構與測驗中應包含的內容 領域時,IEA 首先考慮到(Mullis etal.,2001):

1. 測驗內容應為大多數的參與國所具有的課程之中。

2. 內容領域是經由TIMSS 1995 和TIMSS 1999 所施測的類別來加 以修改。

3. 為將來數學與科學教育發展方向的重要內容。

4. 採用作為評量學生的架構與內容具有其適當性。

5. 採用作為大規模國際調查的評量的架構與內容具有其合適性。

6. 測驗的內容能夠同時涵蓋並平衡內容與認知領域。

TIMSS 2003 將科學評量架構分為兩個主要領域(Mullis et al.,2001):

1. 科學內容領域(Science Content Domains):科學內容領

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域指的是評量的內容,在內容領域之下可再細分成五個次 領域,這五個次領域分別為生命科學、化學、物理、地球 科學與環境科學。每一個次領域下又可分為數個主題。

2. 科學認知領域(Science Cognitive Domains):科學認知 領域指的是預計學生在接受內容評量時可能達到的認知層 次。科學認知領域又可分成事實性知識、概念性了解、推 理與分析三個次領域,事實性知識指的是學生對科學事 實、資訊、工具與程序的所有知識基礎,必須擁有豐富的 知識基礎才能解決問題,發展科學解釋。概念性了解指的 是能夠以科學概念來解釋相關的自然界現象。推理與分析 則包括了分析解決問題、形成假說、解釋資料等。

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表2–1 為TIMSS 2003 在第二群(八年級)的科學試題,分別在內容 領域與科學認知領域的分布情況

生命科學(Life Science 30%

化學(Chemistry) 15%

物理(Physics) 25%

地球科學(Earth Science) 15%

內容 領域

環境科學(Environmental Science) 15%

事實性知識(Factual Knowledge) 30%

概念性理解(Conceptual Understanding) 35%

認知 領域

推理與分析(Reasoning and Analysis) 35%

根據這樣的架構,TIMSS 2003 的試題設計為部分採用先前(即TIMSS 1995 與TIMSS 1999)所保留的趨勢題,而其中新試題與趨勢題的題 數分布及配分如表2-2,經過矩陣抽樣群組設計,趨勢題在TIMSS 2003 的分布如表2-3

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表2-2 TIMSS 2003新試題與趨勢提的題數分布及配分

科學試題

新試題 題數

趨勢題 題數

總共題

總分

配分百 分比 選擇題 56 53 109 109 52%

問答題 59 21 80 102 48%

總和 115 74 189 211

表2-3 TIMSS 2003 矩陣抽樣群組的設計(引自Mullis et al., 2001, p.85)

題目來源 科學部分群組

趨勢題目(TIMSS 1995 或 1999) S1 趨勢題目(TIMSS 1995 或 1999) S2 趨勢題目(TIMSS 1995 或 1999) S3 趨勢題目(TIMSS 1999) S4 趨勢題目(TIMSS 1999) S5 趨勢題目(TIMSS 1999) S6

新的替換題目 S7

新的替換題目 S8

新的替換題目 S9

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表 2-3 續

新的替換題目 S10

新的替換題目 S11

新的替換題目 S12

新的替換題目 S13

新的替換題目 S14

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第四節 各版本「課程編輯計畫」的理念與 特色

依據教育部公布九年一貫課程綱要實施要點有四:分別為教材編 選、教學實施、教學方法以及教學評量,其中針對教材編選的要點內 容如下(教育部,2003b:372)

1. 教材的選編應依國民中小學九年一貫課程綱要所提示之課 程目標、分段能力指標之達成為考量原則。

2. 各校教師在依循課程綱要的原則下,可自主的做教材選編 及教學活動規劃。選編教材,應依各地區學生的需要和能 力、興趣和經驗,來作適當的調節,以調適各地區、各校 的特殊性,各地教材可具歧異性,但培養之基本能力,其 目標則一致。

3. 選編教材時,應掌握統整的精神,以自然與生活科技為一 個學習領域來規劃。在各學習階段,應注意到概念做有系 統、有層次的縱向發展,以及同一問題可由不同學科、以 不同角度去了解的橫向連繫。

4. 教材的組織可依生活上及社會上關心之議題、鄉土的題材 來選編,也可依學科概念展延的方式來發展,也可用幾種 基本大概念,如演化、能的轉換等來統合,或以自然現象

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的表徵分類,如時空變化、平衡驅動、溫度與熱等分項來 探究。其組織形式可有多樣選擇,但編輯所依循的原則,

須在教材的組織結構中明白的呈現。

5. 選編教材時,應充分提供相關的圖表資料,供探究時參考。

而這些資料若超出課程範圍,則不應列入學習評量,或在 評量時應提供該項資料,以免加重學習上的負擔。

6. 教材選編時,可融入科學發現過程的史實資料,使學生得 以藉助科學發現過程之了解,體會科學本質及科學探究的 方法和精神。

7. 選編的教材,其份量要適當,份量的多寡可由探究的深入 程度、涉及的問題範圍、學習活動的方式等來調節。

8. 教材內容應兼顧認知、技能與情意的學習。

目前市面上出現各種版本的自然與生活科技教科書其中主要被 使用的版本有康軒、南一、翰林三個版本,而教科書是課程中心理念 的表達與整體架構的實際表現。一方面要使人容易看懂、體會作者所 要表達的意涵,又要看得舒服、吸引讀者的注意力,更要發揮它預定 的效果、激發學生進一步探究的興趣,所以編書之前的準備工作就變 得非常重要。而我們從教科書的編輯計畫中就可很清楚的知道,它將

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的道理,當拿到這套編好的教科書之後,反過頭來就可一一來檢視,

到底他編書的達成率有多少?以及有所偏離的部分和缺失的地方,以 下就呈現目前市面上自然與生活科技市場佔有率比較高的三個版本 課本,其課本的編輯理念、編輯原則以及編輯特色。 (楊林玉,2004)

一、康軒版本

在其「編輯理念」中所秉持的觀念:以課程綱要提示之能力指標 為依歸,確定自然科學之教學目標,以「科學認知」能力為主軸,輔 以科學實驗及特定議題的資料蒐集與討論,使學生獲得應學到的過程 技能、思考智能,體認科學本質,培養科學態度,並訓練學生從圖書 館、網路、媒體中,獲得自然科學與科技的相關資訊。配合生活科技 的課程,能將自然科學學到的知識,應用到日常生活上。實施方面則 掌握以下十項原則:

1. 課程安排考慮個別差異,以利發展全民教育 2. 進行學校本位的教學及學生個別適性的學習 3. 讓學生喜歡自然以達到快樂的學習

4. 注重活動編排的順序與合乎邏輯的學習體系 5. 學習概念的歸納或演繹,增進整合與批判的能力 6. 學習以學生為中心,教法設計以探究式教學為主軸 7. 重視過程技能的培養與兼顧情意的學習

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8. 促進學生思考智能,培養主動思考與組織的能力 9. 適當的統整教材安排

10. 符合總綱及自然與生活科技領域的「課程目標」

在課程特色方面,強調科學與科技兼容並蓄的態度,同時著重學 科的知識探討與實際的科學試驗;力求學習目標全方位的期望達成,

由解決問題中去體悟人與周圍環境和諧共存的重要性;透過活動設計 的彈性化,使學校與班級能夠發展本位學習的機會;引入活潑而有趣 的教材內容,讓學生的學習過程充滿驚奇和信心;啟發研究的精神,

指導學生從事自發性的課後學習;提昇科學閱讀的興趣,增加人文素 養的薰陶。如果真能在教材中體現以上的諸項性質,那可說是達到盡 善盡美的境界,編書者要堅信遠大的目標終有達成的可能,而成果往 往也可能在預料之外出現奇蹟。

在課程統整之規劃理念方面,為配合新課程的精神實現,提出整 體性、有效性的教學策略,特別強調其「統整」的施教方針,我們將 其所要闡釋的重點摘要歸納如下:

1. 藉著學生生活經驗所接觸的事物或現象,逐步引導學生培 養其觀察、思考能力並累積基本知識,將是教材所採用的 最重要方式。

2. 整體而言,教材包含兩大部分:一為循序漸近的知識性教

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材,以提供學習者紮實的基礎;另一則為日常常碰到之主 題式教材,以提供學習者綜合各學科知識並實際驗證的機 會。

3. 因地科之主題與一般民眾常息息相關,因此特別安排相當 多的主題式教材,以將自然領域所學習的的基本知識,實 際驗證於自然界或日常生活中,亦可使學習者瞭解環境保 護之重要性。

4. 儘量利用各種生活化的實例、主題或情境,使學生更容易 了解自然科學的實用性與影響層面。取材、講解、探究的 主題與實作活動的設計,力求能顧及多樣化的學習方式與 進度。

5. 在探討生物與環境的互動時,也涉及地球科學的部份概 念,至於天然災害與環境污染防治,更是與其他學門息息 相關,故在生物科教學之前,以及教學內容中,將適當加 入物理、化學、地科的概念,使自然科學中的四個學門,

能在自然科教材架構中統整。

6. 第四階段自然科學與生活科技的學習,採取統整性的主題 與分化為專業科目並重的策略;一方面,培育一般國民的 基本科學素養,一方面,也為未來高中分化更細的專業課

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程,預作準備。由以上可見,康軒版本已能對整體的教學 計畫做到面面俱到的考慮,不僅提出有效的教學方法、多 角度考量的教材設計、全方位的評量模式,並能以配合「能 力指標」的具體要求為編輯信念。

二、翰林版本

在編輯理念下提出四大觀點來架構整個課程計畫的基本精神,可 由如下的流程圖2-2來闡釋:

圖2-2 翰林版課程架構流程圖(楊玉林 2004)

從以上四項原則的擬定來看,整體的中心理念強調透過生活應 用,以進行生活學習,並經由多樣的學習活動,讓學生體認多向性的 文化刺激,將學習融入於各領域之中。不過理念項目簡捷而淺顯,觀 察其列舉的說明亦以自我定位與環境相對關係的認知為主,都是屬於

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很基礎的生活教育,基於國民中小學涵蓋九個年段如此大的範圍來 說,重點或有偏廢,對於國中階段需要較深入發展的課程方面,缺乏 明確依循的目標。

在編輯的特色方面,延續其理念構想,再次強調透過有意義的具 體活動和讓兒童親身體驗的過程,使兒童學習關心自己與周遭的社 會、自然、藝術與人文的關係,以養成生活上必需的習慣和技能。其 課程編輯特色朝三個方向來發展:

1. 建構取向的教學策略:以兒童的想法和期望為出發點,重 視由下而上的教學方式,即所謂的適性化教學。

2. 整合於教學活動中的評量:評量活動整合於教學活動中,

而不是學習活動完成之後才予以評量,即評量融入教學。

3. 多元評量的策略:基於個體個別差異的考量,必須透過多 元的評量策略方能真正鑑定兒童的學習成效,幫助兒童發 展潛能。

就以國小階段來說,「活動」是最能吸引學童進行學習的動力之 一,因為活動即代表「遊戲」、「沒有壓力」、「生活化」,古人言:

『知難行易』不無道理,運用在教育上是最佳的寫照,翰林版的理念 格式剛好貼切的表達此種意念。可是對於國中階段來說,學童思考模 式已由具體期進入形式期,知識的需求更具加速的效果,如果在內容

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上能再兼顧延伸性,活動設計再加入更大空間的自主性,使學生的思 考智能得以展現,讓智優的學生可以自由無限的擴展,同時學習較弱 勢的一群也能找到自己的角色,發展自己的路線。

三、南一版本

在編輯理念的主張,希望在課程綱要之內涵規範下,綜合考量學 校教學實務層面、課程編輯理念、教學設計、評量方式、以及學習理 論等全方位進行檢討。讓學生能理解重要科學及技術概念、具批判思 考及創造力、能由探索自然現象來追尋答案、對科學和科技的本質有 適切的體認、對於科學及學習具有正向的態度。

編輯原則的首要宗旨是必需符合部定綱要目標及精神,故以自然 與生活科技八項基本能力為架構的藍本,力求學生自主與學校本位之 教學內容;並基於延續性、銜接性、統整性的理念發展課程;運用多 元評量,達到意義化、個別化、適性化的教學效能。除此之外,更以 把握當前科學與科技的發展趨勢,符合潮流脈動與前瞻性,為其課程 之特色。概而言之,其課程目標明確且切實,完全承襲綱要內容之要 求而立論。在組織架構上遵循以下六項特點來完成:

1. 由本土特色及學生生活經驗出發 2. 注重概念理解及應用

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3. 兼顧個人與小組學習

4. 融合多元教學與評量方式,發展以學生為中心的學習活動 5. 承續前一階段之學習,適時整合各科重要概念、技能及事

6. 符合學習者主動建構概念之精神

雖然看似簡短的條列原則,其實新課程的精神都已包含其內了。

嚴謹的規劃結構與獨具特色的見解,成果令人期待。

由以上的歸納工作之後,我們對三家出版社規劃課程的方向有一 概略之瞭解,基本上他們奉行的中心思想都一致,那是無庸置疑的。

「康軒」的規劃過程思慮縝密,對新課程之精義瞭若指掌,不管在課 程統整的安排、活動的設計、評量的方式都能兼顧且均衡發展;「翰 林」的特色是樸實簡捷,堅守生活化的規劃理念,力求根本與實用的 並重原則;「南一」則是概念流暢,注重理念的建立與活動的功能互 相的配合,踏實且不失變化性。由計畫構思的方向,就可推知成品將 要呈現的面貌。(楊林玉,2004)

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第五節 國內外 TIMSS 文獻

(一)國內 TIMSS 相關文獻整理

洪志明(2002)分析 TIMSS 1999 資料,探討我國八年級學生課 餘學習時間與學習成就之關係,發現所有國家中,課餘學習時間指數 (簡稱 OST)低的學生之平均科學與數學學習成就比高指數的學生低,

並且發現花很多課餘時間在補習或請家教的學生通常並不一定有高 的學習成就。

侯怡如(2004)此論文從我國「考試文化」的角度分析我國八年 級學生在 TIMSS 1999 生命科學部分的表現進行次層次分析,並探討 我國學生在 TIMSS 1999 成就測驗中生命科學部分的答題表現為何?

了解我國學生在 TIMSS 1999 生命科學部分的表現與學生的哪些背景 因素有關?而討論出的結論有,答題不理想以及低於國際平均的試題 中有 6 題均屬於動物與植物範疇、有 3 題屬於生物的互動範疇,建議 在教科書的內容及教學法的運用上加強。在性別方面:我國男、女學 生在 TIMSS 1999 生命科學部分公開試題的成績間無顯著差異。在家 中教育資源方面:國人重視學生的學習成就,表現在家庭所提供的教 育資源上。在父母親的教育程度方面:父親與母親的教育程度集中在

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大學程度以及大學畢業的我國學生,其在 TIMSS 1999 生命科學公開 試題有平均都有 75~80%的答對率。

張一誠 (2002)研究由國中新、舊版本教科書分析學生的表現(小 改版),利用 TIMSS-R 的試測與正式施測分別於 1998 年的 4 月份以 及 1999 年的 5 月份實施,當時我國受測的八年級學生恰好分別使用 舊版及新版教科書,研究結果發現國中教科書對於學生的學習成就有 影響的試題有 20 題,國中教科書對於學生學習成就有影響屬物理主 題「光」最為明顯;而對於和「力與運動」相關的大部份試題來說,

國中教科書對於學生學習成就沒有影響。有部份試題可能是因為很簡 單或是因為這些概念很容易在日常生活中或課外獲得,所以學生沒從 國中課本上學過也可以表現的不錯。根據本研究的發現,加強某些概 念在教科書中的撰寫有助於學生學得更好。

張謝玲 (2004)引用國際第三次數學及科學教育後續調查

(TIMSS-R)的科學測驗試題及問卷設計的方式,對宜蘭地區八年級 的學生做科學能力測驗及背景資料調查,以描述性統計及相關性(多 元迴歸)分析方式,探討影響八年級學生科學成就的因子及其影響之 結果,包括性別差異、學生期望及家庭教育環境等背景因素探討。結

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論指出家長不用太在意自己是否有能力提供自己的小孩買電腦、自己 專用書桌、字典工具書、計算機等教育工具(本論文並不認同張謝玲 的說法,研究者亦有私下對此資料進行分析,發現有百分比超過九十 八都是擁有電腦、書桌等教育工具,因此並不應該說是家長不在 意。)。反倒是應該提供足夠的課外優良讀物,增加更多樣、不同角 度的知識吸收來源,對自己小孩的科學知識背景更來的有幫助。老師 若是能激勵學生對學習有更正面的看法,則其成就表現就越佳。也就 是盡量讓他們認為讀書是有意義的,可實現個人期望;讓他們認為學 好數學自然及語文等主要學科是很重要;且僅努力學習才能有好的學 習成果等;他自然表現就會相當好。

張殷榮(2001)由 TIMSS-R 我國受測學生成績及背景問卷資料,

以相關性分析及敘述性統計方式探討影響我國國中生科學學習成就 之因素及其影響情形,其研究結果發現我國國內國中階段學生平均科 學學習成就在性別因素中,女生略遜於男生;而科學學習成就之個別 差異程度,男生則明顯高於女生。

洪佳慧(2002)就國中新舊版生物教科書的內容及性別,針對國 際第三次數學及科學教育後續調查的試測及實測結果,相同題目作逐

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題分析,找出教科書的內容與學生學習成就之間的關係。根據研究的 發現教科書和大眾傳播媒體會影響學生的學習,建議教師應幫助學生 連貫學習及引導學生正確判斷大眾傳播媒體所給予的資訊。此外,生 命科學教科書中可多加入環境與資源議題的題材使生物教科書關於 環保的議題更加完整。

陳穎希(2001)探討比較我國數學科的新(民 83)、舊(民 74)

教材。包括兩者在結構上的差異,並由(TIMSS-R)的表現差異來探究,

採取「探索性研究」,以「內容研究法」中的「比較分析法」作為主 要的研究方法,另輔以「專家意見法」,並訪談編輯數學新、舊教材 的委員。透過教材內容分析透過教材內容分析,主要研究結果有幾個 研究結果

1. 「教學目標」新、舊教材並無明顯的差異。舊教材將各個知識 內容介紹的較為深入;新教材讓學生了解基本的運算以及其相 關的生活應用即可。

2. 「教材順序」舊教材採『螺旋式課程』的編排,讓學生能夠階 段性地學習。而新教材則較有連貫性、先後順序也較為適當。

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3. 「教學時數」大部分的教材內容在舊教材中都佔有較多的教學 時數,而新教材則是在少數於小學新教材中刪減的部分,才多 做介紹。

4. 「內容與範圍」舊教材將內容介紹得較為深入,所以會有較新 教材困難的數學內容出現,內容呈現的方式上多有形式化的推 論;而新教材比較注重教法,也較多讓學生思考、操作的部分,

內容呈現上較為活潑。

5. 從 TIMSS-R 的答題表現來看,由於舊教材的內容深入、練習題 難度較高,因此學習舊教材的學生對於單純計算或是計算較繁 雜的問題會表現較好;而新教材中對於觀念的引入花費了較多 的心思與篇幅,加上許多的「操作活動」,使得學習新教材的 學生對於新題型或較有變化的問題,表現得較為優秀。

6. 新教材的知識內容雖略少於舊教材,但從 TIMSS-R 的答題表現 來看,新教材的呈現方式較著重操作活動與探討活動,即使在 難度、複雜層度方面比舊教材降低許多,其在內容與習題方面,

也都比舊教材減少,但是學習新教材的學生並沒有比學習舊教 材的學生之數學程度來得低,因為他們對於新題型或不同的問 題,更能夠有自己的想法,也比較能夠解決生活中的實際問題。

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育成就趨勢調查」之試測與實測的結果,分析重複試題中通過率低於 50%之因素,並訪談 24 位實測學生以及 1 位教學經驗豐富的國小教 師。先分析 44 題低分題所考的概念及在課程標準內的分布情形,再 由課程、題型、題意理解與迷思概念等方向分析低分題的成因,並探 討男女學生在不同題型中的表現差異。研究結果有:

1. 低分題中有 79.5%的試題概念未涵蓋在規劃的課程內,為造成 低分的原因。

2. 因語文能力不足而影響學生在非選擇題(佔低分題 68.2%)的 閱讀與書寫,且容易誤解題意(佔低分題 11.4%),顯示語文 能力不足為造成低分的原因。

3. 有 61.4%的低分題概念與文獻上已發現的迷思概念相符,顯示 迷思概念亦為造成低分的原因。

4. 男女學生在不同測驗題型中的表現並無差異。

林碧珍、蔡文煥 (2002)研究發現 229 題試題中,有 74 題的數 學內容尚未正式列入我國八十二年版的四年級數學課程中。發現除代 數外,數、幾何、資料、測量在四個主題上的平均通過率皆高於其他 國家學生的平均通過率,研究並發現影響學生數學成就的可能因素包 括:評量的形式,評量的內容,題目本身命題不適當、題目的語意不

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清、題目的情境不合台灣文化、學生沒有學過相關的數學內容、解題 時忽略真實情境的考量。此研究的發現可以提供給我國規劃九年一貫 數學課程的參考,評量方法及形式可以提供給教師評量學生的參考。

羅珮華(2003)利用 TIMSS 1999 資料探討台灣、新加坡、日本、

韓國、美國、義大利和智利等七個國家的國中學生特質與學習成就的 關係,以逐步回歸分析,從 27 項學生特質中找出對科學成就的強預 測因素,並比較各國學生科學成就的強預測因素之異同。其研究的主 要發現如下:

1. 台灣和智利、義大利、日本、韓國、新加坡、美國等七個國家的 學生有九個共同特質,包括:(1)在上學前或放學後通常沒有花 時間參加科學或數學的社團;(2)家中有電算器;(3)家中有個 人專用的書桌;(4)家中有字典;(5)母親認為在學校學好自然 科學是重要的;(6)自認在學校學好自然科學是重要的;(7)自 認有休閒輕鬆的時間是重要的;(8)自認要學好自然科學必需在 家努力多學習;和(9)當年度在學校有上自然科學的課程 2. 27 個學生特質變數從因素分析可得到八個共同因素,七個國家學

生特質所有共同因素解釋的總變異量為 54%

3. 亞洲四國學生科學成就與特質相關性中,日本和韓國前五個高相

(28)

相同,與美國相似,與亞洲其他國家不同

4. 以 R 平方改變量 .01 以上之變數作為各國的回歸模式時,對各國 學生科學成就具有預測力之特質變數分別為六至十個,這些特質 變數的預測力達 35%~48%

5. 台灣學生特質的預測力與其他國家都不相似,四個亞洲國家科學 成就都在前五名,建議進行跨國合作研究計畫,從評量制度、學 生的價值觀和文化特質來探討其對學生科學成就的影響。

吳琪玉(2004) 研究以我國八年級學生參與 1999 年和 2003 年國 際數學與科學教育成就研究調查之測驗結果,分析學生在數學、物 理、化學上的表現情形,以及影響表現的原因,並瞭解我國的八年級 學生在 TIMSS 2003 的成就表現、排名之變動,接著分析 TIMSS 1999 和 TIMSS 2003 的受試學生在內容領域和認知領域的成就表現,並探 討數學和物理化學的成就表現之間的相關情形,再藉由趨勢題目來分 析學生在這兩年的表現並比較之。最後從性別來探討學生在不同領域 上的表現差異。研究結果如下:

1. 數學與物理、化學有密切的關係,是具高度的正相關。

2. TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 的整體測驗結果相同之處為:在數 學方面都是內容領域的「測量」與認知領域的「推理」表現最 差;在科學方面都是化學表現比物理來的好且認知領域的表現

(29)

都是「知道訊息」的類別最好。而相異之處為:在數學內容領 域方面,TIMSS 1999 表現最好的是「資料表徵、分析和機率」

類別,TIMSS 2003 表現最好的則是「數與量」;在數學認知領 域方面,TIMSS 1999 是「使用複雜的程序」表現最好:TIMSS 2003 是「知道事實和程序」以及「使用概念」的表現最好。

3. TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 的趨勢題表現沒有顯著差異。

4. 男女在答題表現上並沒有顯著差異。

5. 影響學生學習成就的因素在數學方面相關係數最高的是「自評 在數學的表現」,而科學方面則是「家中藏書」。

(二)國外 TIMSS 相關文獻整理

Leung(2002)參與TIMSS1995的亞洲國家僅日本、韓國、新加坡以 及香港,但此四個國家的學生在數學成績上卻有明顯的優於其他參與 的國家,利用TIMSS的問卷去探討其可能的背景因素。研究發現,四 個國家的學生相對於其他國家對數學反而有負向的的態度,其中包含 做數學的自知不足,而其可能的原因是因為此四個國家都是受到孔子 的儒家文化,但仍難以確定。

Weng (2002)研究丹麥的數學教育是根據1995年所訂立的新課程

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課程標準指出教學的起點是針對於學生,而不是數學內容,此改革方 向也反映了考試文化的消失。此研究就是用TIMSS的數學成就資料來 進行教改在國際間進展的評估,分析年紀與分數之間的關係,研究也 發現丹麥男生與女生在數學成就上面有很大的差異。

Wang & Zhu(2003)此研究將TIMSS 1995四十多個國家的學生依照 七年級與八年級的分類加以區分,發現偏低年級的學生在TIMSS的表 現上卻有較好的平均分數,此研究並對此進行較深入的探討,並期望 對數學與科學教師有所幫助。

Papanastasiou(2002)利用第三次國際數學與科學研究(TIMSS) 的資料,分析香港,美國和塞普勒斯的 4 年級學生,在三種態度變項 (a)喜歡數學(b)喜歡學習數學(c)對學生的朋友來說,在數學表現優 異是重要的,以及三種教育變項(a)數學課時使用電腦(b)數學課時用 小組討論(c)上額外的數學課(家教,補習班),回答的差異,並探討這 六個變項與學生的數學成就有什麼關係;其中利用香港平均分數 587 代表高成就、美國平均分數 545 代表中成就以及塞普勒斯平均分數 502 代表低成就。

結論顯示(a)3 個國家中的 Cyprus-like(經由區辨性分析所分析 出和典型塞普勒斯教育系統最相似的學生)學生有最高的學習成就表

(31)

現。但是賽普勒斯的學生在 TIMSS 數學中表現的不好,

(b)Cyprus-like 學生有高學習成就表現,對數學有正面的態度,並 沒有使用特別的教學方法(如使用電腦、小組合作或額外的數學課) 來提高成就表現(c)本篇論文中有相同特徵的學生傾向於表現一樣 好,不過是因不同的原因造成,所以相同的變項對不同國家或文化的 學生會有不同的影響(d)在香港與美國的學生會有壓力去學好數學而 得高分,但是這壓力也會造成學生對數學負面的態度,因此出現了非 傳統式教學如電腦或小組合作及上額外的數學課來設法使學生成績 變好(e)發現 Cyprus-like 學生(數學表現好的學生)通常會對數學會 抱持正面的態度。這在塞普勒斯(因為數學簡單並不會讓學生感到困 擾)、香港和美國(學生因有壓力而去學好數學)都成立。但這並非實 驗性的研究,並無法決定是否高成就會引起正面的態度,或是低成就 致使負面的態度

Shen(2002)利用 TIMSS 1999 的數據來研究 8 年級學生數學與科 學成績和他們自我認知的相關性,其研究內容主要有分為國家內與國 家間的分析兩大方向。探討學生 3 種自我認知(喜歡科目的程度、自 我認定學科能力如何及認為科目的容易度)與成績的相關性。

結果顯示(a)由國家內的分析結果支持動機與自我認定理論:學 生對科目的自我認知、本身興趣與他們的成績有正回饋的關係。可是 國家間的比較卻發現成績與三種自我認知呈負相關。這些發現與先前

(32)

TIMSS 1995 的數據分析結果一致,即使樣本不全相同。(b)本篇論文 的新發現是國家間成績與喜歡這兩個科目的程度呈負相關。先前也有 類似的研究結果(比較日本與美國學生),可是這是第一次以這麼大的 國家樣本數來作測量得到的結果。(c)國家間比較的結果明顯與國家 內比較結果相反。

Cogan and Schmidt(2002)利用 TIMSS 1999 的教師與課程方面的 數據去證明制訂學校數學上的文化差異,這些差異包含在三個方面中 探討,分別是 1.課程規劃方面-由正式的課程標準代表,2.潛在的課 程實施方面-由教科書代表,3.實際課程 教學方面-由教師交一個單 元花的時間與教師課堂上強調的重點加以代表,其研究的結論為,第 一、各國在教數學方面都有不同的方法去教八年級的學生,第二、即 使國家想努力的較準這三方面的整體課程分類,但在任何一個國家中 仍然有很多變數會出現,及彼此間的差異仍然很大, 因此若要進行 大規模學習國外的課程改革,事實上可以說是一種愚行。顯然的,研 究認為必須學習其他文化,但是這必須是在進行周全的分析與有創造 性的轉移到各國獨特的教育文化背景之後。

Vari,Tuska and Krolopp(2002)根據國際成就研究調查的資料顯 示,「匈牙利」過去幾年,在數學以及科學上的學習成就,擁有不錯 的表現。根據 TIMSS 1995(Third International Mathematics and

(33)

Science Study;第三次國際數學與科學教育成就研究調查 )的測驗 資料反應出,匈牙利的學生數學以及科學教育成就上的表現,在國際 上有下滑的趨勢。本研究發現,造成匈牙利學生在國際上,學習成就 退步的原因可能有 1. 1980 年代所建立的課程規定(curricular requirements),並沒有因應國家核心課程的修訂而做改變。2. 學 校的教學活動似乎仍偏重在「專業知識內容」,而忽略了終身學習的 重要(lifelong learning)。在匈牙利的學校裡面,「數學教育」通 常是一門深奧、重導證的科目;然而國際上的趨勢,卻顯示出學校應 重視的是學生的「學習能力」,因為在生活中「擁有良好學習能力」,

是可以幫助學生去達到他們的目標。

Wang (2001)利用 TIMSS 1995 的資料來分析香港與美國學生們數 學學習成就與家庭背景因子間的關聯性。研究結果發現(a)同一年級 層,香港學生數學學習成就較美國學生高,(b)十六個背景因子中,

香港佔了八個優勢,美國約佔五個優勢,(c)百分之七十五的背景因 子與兩國學生的數學學習成就有關聯性存在,(d)某些背景因子對於 兩國學生數學學習成就的影響力不同。

數據

表 2-3 續  新的替換題目  S10  新的替換題目  S11  新的替換題目  S12  新的替換題目  S13  新的替換題目  S14

參考文獻

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