國立臺東大學教育學系 文教行政碩士在職專班
碩士論文
指導教授：李偉俊 博士
學習投入、心理特質對學校認同及科學成 就之影響：以 TIMSS 2007 臺灣地區資料
為例
研 究 生： 陳威宇 撰
國立臺東大學教育學系 文教行政碩士在職專班
碩士論文
學習投入、心理特質對學校認同及科學成 就之影響：以 TIMSS 2007 臺灣地區資料
為例
研 究 生： 陳威宇 撰 指導教授： 李偉俊 博士
中 華 民 國 九 十 九 年 七 月
致謝辭
「我真的做到了！」
到了這一刻還是難以置信，對一個不太會讀書的我，即將在兩年 的研究生涯畫上句點。回想當初，若不是李偉俊教授鼓勵我報考研究 所，這豐富且精采的研究生活應該還離我很遠。
在東大研究所進修真的使我沉浸其中，假如遭遇學術上的瓶頸 時，別怕，有東大專業的教授會悉心教導與解惑，假如遇到日常上的 困難時，別怕，有文教行政班夥伴們會相互扶持與協助，讓我得以安 心、放心的學習。謝謝老師們傾囊相授，也謝謝同學們的心靈陪伴。
對您們的感恩滿溢於心！
論文得以順利完成，首先要特別感謝恩師李偉俊博士的指導，其 豐富的學術涵養，且耐心、不厭其煩地指導與建議，讓我無壓力的快 樂學習，謹此致上最誠摯的謝意。在論文口試過程中，衷心感謝古智 雄博士與林自奮博士提供許多寶貝的意見及指點，讓我看見論文中的 盲點，也獲得論文疑惑的解答，在此亦致上最真誠的感謝！
感謝永安國小涂振源校長、公館國小姚麗吉校長、全中運籌備處 吳運全校長及主任們，還有公館國小的同仁們，謝謝您們一路上在工 作上的包容及鼎力相助，讓我得以兼顧工作與學業，有您們真好！
最後，感謝我的雙親、大哥、妮可給我最溫暖的擁抱，讓我無後 顧之憂地完成學業；謝謝我的女友及其父母，一直在身邊支持與鼓 勵。謝謝所有幫助過我的人，因有您們的協助，本論文才得以完成，
謹以此論文完成的喜悅，與您們共享之。
謝謝您們！
陳威宇 謹致於
學習投入、心理特質對學校認同及科學成 就之影響：以 TIMSS 2007 臺灣地區資料
為例
作者：陳威宇
國立臺東大學教育學系（所）
摘 要
本研究取自 TIMSS 2007 的臺灣地區四年級學生資料，並以學習投 入及與心理特質為外衍變項，藉由結構方程模式探究影響學校認同及 科學成就的相關變項與關係。為使本研究所建立的模式具穩定性之證 據，因此將 TIMSS2007 之有效學生樣本數 3,327 人，採隨機區分為建 模樣本與驗證樣本兩組，並進行最終模型的交叉驗證分析。
本研究經結構方程式檢驗理論模式與觀察資料的適配度，研究結 果如下：
一、學習投入、心理特質與學校認同及科學成就的理論模式與觀察資 料大致適配。
二、所建立之理論最終模式具有良好的交叉驗證效度。
三、學習投入及科學學習興趣會對於學校認同感有影響；科學學習興 趣會對科學成就有影響。而科學成就會對學習投入與科學能力知 覺有影響。
最後，本研究根據研究結果，提出在教育實務與未來研究上的建 議。
關鍵詞：學習投入、心理特質、學校認同、科學成就、TIMSS 2007
A Study on the Influence of Student Engagement and Psychological Characteristics on School Recognition and Science Achievements, Using the TIMSS 2007 Statistics for
Taiwan as Examples
Wei-you Chen
Abstract
For this study, the researcher adopted TIMSS 2007 statistics for Grade 4 students in Taiwan, using student engagement and psychological characteristics as exogenous variables. The Structural Equation Model (SEM) has been applied to identify the influencing variables on school recognition and science achievements, as well as the relationship between these variables. To ensure that the model established would provide reliable evidence for research, the researcher has further grouped the 3,327 valid student samples for TIMSS2007 into two groups on a random basis, modeling samples and validating samples. Cross validation and analysis has been conducted on the final model.
By using the SEM Test of Theory Model and examining the suitability of the observation information, the researcher has reached the following conclusions:
1. The theoretical model and observation information used to analyze student engagement, psychological characteristics, school recognition and science achievements are in general suitable.
2. The final theoretical model shows good validity in terms of cross validation.
3. Student engagement and interest in science learning are both influential
to school recognition. Interest in science learning will influence science
achievements. Science achievements, in turn, will influence student
engagement and the science awareness.
recommendations to both educational practitioners and future researchers.
Keywords: Student Engagement, Psychological Characteristics, School Recognition, Science Achievements, TIMSS (Trend in
International Mathematics and Science Study) 2007
目次
中文摘要………...i
英文摘要………...ii
目次………..iv
表次……….vii
圖次………..ix
第壹章 緒論………...1
第一節 研究背景與動機………...1
第二節 研究目的………...5
第三節 研究問題………...5
第四節 名詞釋義………...6
第五節 研究範圍與限制………...9
第貳章 文獻探討……….11
第一節 TIMSS 2007 國小四年級學生科學成就表現………11
第二節 心理特質對成就表現之影響……….15
第三節 學習投入與成就表現的相關議題……….20
第四節 學校認同與學習的相關研究……….24
第五節 國內 TIMSS 相關之研究………....27
第參章 研究設計與實施……….33
第一節 研究架構與操作型定義……….33
第二節 研究對象與研究資料……….37
第三節 研究流程與研究方法……….39
第四節 研究工具……….41
第五節 資料處理與統計方法……….44
第肆章 研究結果與討稐……….49
第一節 影響學校認同及科學成就的變項之相關矩陣………….49
第二節 測量變項的常態性檢定……….50
第三節 初始模式參數估計及適配度檢定……….53
第四節 最終模式參數估計及適配度檢定……….56
第五節 綜合討論……….66
第伍章 結論與建議……….69
第一節 結論……….69
第二節 建議……….71
參考文獻……….73
一、中文部份………...73
二、西文部份………...79
附錄……….81
附錄一、國小四年級學生問卷………...81
表次
表 2-1 TIMSS 2007 國小四年級學生的自然科學整體成就表現……….12
表 2-2 新加坡、臺灣、香港及日本小四學生的自然科學成就趨勢…….13
表 2-3 各國自然科學分科平均成就……….14
表 2-4 各國男、女生自然科學平均成就………...14
表 2-5 各國男、女生自然科學分科平均成就………...15
表 2-6 國內 TIMSS 相關的研究論文………28
表 3-1 各變項操作型定義……….36
表 3-2 受試者分配表……….37
表 3-3 科學學習興趣的探索性因素分析摘要表……….42
表 3-4 科學能力知覺的探索性因素分析摘要表……….42
表 3-5 學習投入的探索性因素分析摘要表……….43
表 3-6 學校認同的探索性因素分析摘要表……….44
表 4-1 各潛在因素間的相關係數矩陣……….50
表 4-2 建模樣本之測量變項常態性檢定……….52
表 4-3 最終模型之標準化估計值、標準誤與顯著性考驗摘要表……...59
表 4-4 整體模型適配度檢定摘要表……….62
表 4-5 最終模型之個別信度指標、潛在變項組合信度及變異數平均
解釋量摘要表……….64
表 4-6 嚴格複製策略之交叉驗證效度評鑑指標……….66
表 4-7 建模樣本之因素間標準化效果量……….68
圖次
圖 2-1 個人、環境與行為因素三者交互作用圖………...18
圖 2-2 Centr 和 Potter（1980）的教與學模式………...21
圖 2-3 Dunkin 和 Biddle 的教學研究模式………..22
圖 3-1 研究架構……….34
圖 3-2 研究流程圖……….39
圖 3-3 本研究之初始模式……….47
圖 4-1 初始模型之標準化參數估計……….55
圖 4-2 最終模型之標準化參數估計……….57
第壹章 緒論
學生學業成就的表現，總是各國關注的焦點，甚至是評斷一國是否進步的依 據標準。近年來，我國積極努力參與國際測驗的發展及分析，期望可以藉此探究 與分析造成國內、外學生的自然科學成就高低的因素，以利進一步的正確掌握我 國學生自然科學成就的水準、地位，作為規劃科學教育課程的參考。
本章共分成五節，依序為第一節介紹研究背景與動機，第二節介紹研究目的，
第三節說明研究問題，第四節為名詞釋義，第五節為研究範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
時代劇烈變遷，加速全球化的發展，人們的生活型態也產生急劇的變化，世 界各國為了能在眾多的國家中脫穎而出，因而產生一連串的重大變革，並體認到 教育是增強國力、提升素質的重要途徑。而各類知識領域中有許多是以科學教育 為基礎，科學嚴然已成為國家競爭的原動力，更是世界精進的主要力量，科學技 術與知識經濟的潮流日新月異，人們不能再像以往單純滿足於擁有豐富的知識，
而是能主動創造與適應社會改變的創新人才。內政部戶政司統計資料顯示，台灣 貧窮或文化弱勢的情況已日趨嚴重，憂心家長參與小孩學習的情形並不理想，家 庭教養的功能正逐漸喪失中。教育是現代社會中職業取得的重要憑藉，往往具有 促進向上社會流動的功能，尤其在臺灣，教育不僅對未來的職業與地位取得有重 要的影響，其本身功能就是一種社會地位、聲望與榮譽（章英華、薛承泰、黃毅 志，1996）。教育社會學衝突理論派學者布爾迪厄指出：學校教育具有再製的功能，
認為社會的經濟結構是再製社會階層基本的動力因素；個人會隨著家庭背景、階 層地位，而有不同的教育成就（邱天助，1998）。因此，為了因應社會的期望及 重視，專家學者們無不開始從基礎教育著手，改革課程，以符合新時代的需求，
而學校教育的功能與品質也就成為各界注目的焦點。此外，張芳全（2006）在 TIMSS 2003 的測驗結果與調查研究中也發現，學生在校學習及課後學習對學習成就有正 向顯著影響。綜觀上述的研究，可窺看出學校教育的影響越來越受到重視。我國
年一貫國民教育課程改革計劃，對於科學教育從課程、教學方式到評量方法作全 面性的變革，亦也積極投入於提昇與培養全民科學、科技素養的工作，藉由參與 多元國際性教育學習調查研究工作，了解我國與各國學童科學學習表現與成就間 的差異情況，以做為我國審視相關教育政策、教育計畫的重要參考依據（余宛錡，
2008）。
學習品質近年來是各先進國家教育發展的重點，為因應國際教育發展的趨 勢，進行跨國性的學生學業成就評量之比較研究有其必要性（張鈿富，2001）。近 年來各國逐漸重視學生的科學教育學習表現，舉辦或參加國內、外的科學測驗、
評量，以檢驗學生的科學成就表現，並將其結果作探討與分析，作為課程改革的 參考依據，由此可見，參與國際性學業成就評量的調查已蔚為國際趨勢。國際教 育學習成就評量委員會（The Intenational Association for the Evaluation of Education Achievement，簡稱 IEA）的 TIMSS 是所有執行過的國際教育研究中研究範圍最廣 的機構（張謝玲，2003）。繼TIMSS 1995、TIMSS 1999（TIMSS-R）及 TIMSS 2003 之後，國際教育學習成就評量委員會（IEA）計劃再次辦理國際數學與科學教育成 就趨勢調查（Trends in International Mathematics and Science Study 2007，簡稱 TIMSS 2007）。我國目前是IEA 正式委員之一，且目前已有多個國家表示要持續地 參加此一國際性計畫，無非是希望藉由每四年辦理一次的國際性研究計畫，以便 進一步了解各國學生科學及數學學習成就及其與各國文化背景、教育環境等影響 因子之相關性，以利進行國際間比較分析及趨勢研究，並希望以此提升全球的科 學成就及數學成就水平。
2007 年 5 月開始的 TIMSS 2007 調查研究，藉著長期追蹤各國學生科學與數 學學習趨勢，就各國教育制度、家庭背景、學習環境、文化習性、教師等因素差 異，進行國際性比較，並分析變項中的哪些因素會影響到學生未來在測驗中的成 就表現，哪些又是教師能夠經由教學改進的，作為各國改革教育政策及課程之有 力依據，而不再只是缺乏事實依據的閉門造車（余民寧，2001）。TIMSS 2007 調 查結果顯示國小四年級學生自然科學平均成績在國際上排名前四名，依序為新加 坡、台灣、香港與日本，此外，也可從中發現，不論是數學或科學的成就表現，
新加坡都奪得第一名，且該國學生對學科的自信心與喜好程度，都遙遙領先鄰近 的台灣及日本；反觀我國的學生在學習成就表現良好，但是報告卻也顯示我國的 學生沒有學習的興趣與動力。到底是什麼因素造成學生在學習上沒有興趣或缺乏 自信呢？以下歸納本研究動機作為研究調查的方向：
在學習知識的過程中，學習動機是影響學習者學習態度及成就的重要因素，
當學生產生動機既而去學習某事物時，會使用較高層次的認知歷程，相對而言所 吸收和保留的資訊與知識也就比較多（Jetton & Alexander，2001；張文哲譯，2006）。
有許多人認為「教學」應包括兩個面向，除了自己本身「教」之外，更不能忽略
「學」。盧秀琴（1999）指出，教師若採用直接灌輸教學，最多只能讓學生達到低 層次的情意教學目標。所以，教師的角色應從早期行為主義的架構發展到認知學 習及建構的歷程，所擔任的任務由主動、權威的「教」轉變為協助的引導和激發 學生的主動學習；而學生則是從被動、膚淺的「學」演變成主動的尋找與解決問 題，去建構自己的認知與知識。傅淑媛（2008）認為教師對於教學策略的選擇應 是相對性的，適當與否決定於教學目標、學科性質、學生年級能力以及學校政策 推動等等的因素，教師對於如何選擇教學策略取決於教學取向。「沒有教不會的 學生，只有不會教的老師。」因此當學生採用不同取向的學習方式時，對於自我 的學習興趣、能力知覺與學習成就將產生何種差異性？此為本研究想探究的動機 之一。
「態度決定寬度、格局決定結局」，教育並不是只有知識的傳遞，更為重要的 是態度的養成，而學習動機則是影響學生學習態度與成就的眾多因素之一。陳新 豐（2005）將先前IEA的研究調查結果作一比較，發現隨著學生年紀升高，學習興 趣有逐漸下降的情形，令人擔憂。自從Bandura提出社會學習論，強調學習者本體 是學習的主角，就可以發現「自我效能」對於學習的影響是多麼重要。科學教育 學者同樣認為，協助學生從科學學習中得到較多的收穫，產生繼續學習的動機，
並在過程中具有「自信」肯定自己的能力，以及發展學生正向的「對科學的態度」，
培養學生對科學擁有濃厚的興趣，將是現今科學教育發展的重要議題（鐘培齊，
2003）。學生內在動機的強弱與方向，深受學習目標導向的影響，當內在學習動機 是為追求成就時，此成就動機乃成為「追求成功，並從事目標導向、攸關成敗的 活動」的行為傾向。學生若擁有學習目標與高成就動機，會較積極去追求成功並 對成功出滿期待，而當他們失敗時，不會輕易的放棄，反而會加倍努力，直至成 功為止（Weiner，1992；張文哲譯，2006）；此外，高成就動機學生在學校的功課 也較容易有不錯的表現。由此得知，學生對於自然科學的動機，是激勵學生持續 地對於自然科學學習產生興趣所必須的。此為本研究想探究的動機之二。
影響學生學習興趣的因素，主要是內外在環境藉由能力知覺影響學習興趣，
進而產生不同程度的動機或傾向，最後延伸出不同的學習效果，也就是說，學生 的學習成就會受到學生個人的特性（智力、態度）、學習動機、家庭背景、社經地 位、文化環境、教師的教學方式、學校的學習環境等諸多因素的影響。若將這些 影響學生學習的因素予以區分，大致可分為「學校因素」與「非學校因素」，「學 校因素」意指學校可以操控或改變的變項如學生特質、學生行為、教師特質、教 師教學表現、校內情形、學校或教育措施，對象包括學生、教師、學校三種；「非 學校因素」則是指與學校無直接關聯的變項，如父母教育期望、家庭社經地位、
清山、黃毅志，1996；巫有鎰，1999；陳怡靖、鄭燿男，2000；巫有鎰，2007）。
此外，在相關的科學教育研究中，莊嘉坤（1995）指出，對於學生學習自然科學 的態度研究中，學者Kremer & Walberg 提出影響科學學習的重要相關因素有學習 動機、家庭環境及學校學習環境；而在學生個人特性、家庭、學校及同儕等眾多 影響學生對科學的態度的變相中，又以學校變項對學生的影響最大，可看出環境 因素對於學生的學習態度在自然科學課程中具有高度的影響。學校，是學生學習 科學、建構知識的場所，也是學生感受學習最為直接的學習環境。近年來學者研 究業已揭露，學生對於學習環境的感受是影響學生科學學習成果的主要因素及重 要預測變項之一（引自莊雪芳、鄭湧涇，2003）。
近年來，台灣的社會漸趨多元、複雜，在社會結構出現明顯的轉變，經濟快 數的成長帶來富裕的生活型態，卻也衝擊著根深蒂固的價值觀念，逐漸在學生的 道德認知、價值行為上產生影響。學校一直是社會大眾認為最純淨的場所，但曾 幾何時，這個人們心中的「傳道、授業、解惑」的主要場域，竟然也變成令人畏 懼、擔心的地方；校園霸凌事件出現在新聞版面報導的訊息時有所聞，其造成的 生理、心理的傷害是不可忽視的，除了開始產生恐懼感或焦慮感等情緒，降低到 學校上課的意願，甚至會影響學生對於學校、教師與教育的信任，繼而產生負向 的觀感，此時就可能發生逃課、輟學又或者是更重大的校園危安事件。國內專家 學者依據家庭背景、個人因素，針對國內的小學、國中、大專生或特定族群去分 析探討對學生成就表現的影響，得到許多實證，然而，關於學校環境的影響之研 究卻較少著墨。目前國內有關學校認同的議題正處於起步的階段，學者針對學校 認同與學生學習、成就表現間的影響，所做的相關研究尚屬少見，此為本研究想 探究的動機之三。
過去許多研究藉由自行設計問卷、搭配學業成就測驗的方式，透過統計方法 檢定比較或分析相關資料，以研究探討影響學生學業成就的因素。傳統的線性模 式（linear model）分析，如單因子變異數分析（one-way analysis of variance，簡稱 one-way ANOVA），皆是假設關係是直線，而結構方程模式（structural equation modeling，簡稱SEM）的優點就是可以考慮「交互作用效果」與「非線性模式」（余 民寧，2006）。此外，Joreskog（2000）指出SEM方法學的四項優點：一、具有檢 定牽連到構念或潛在變項間的因果關係之複雜假設力量；二、可以將許多變項的 統計方法統合成一個分析的架構；三、可以特定陳述潛在變項間的效果及潛在變 項在觀察變項的效果；四、可以用來檢定選替的假設（引自楊柏軒，2008）。而黃 芳銘（2002）提出結構方程模式（SEM）融合因素分析與路徑分析兩種統計技術，
先透過理論結構去判斷假設性結構，再透過統計方法去驗證理論及變項間的關 係。邱美虹（2005）、曹博盛（2005）指出TIMSS成績近於常態分布，未見雙峰分 佈的狀況，此滿足結構方程模式分析的假設，對於驗證理論的模式是相當好的資
料（楊柏軒，2008）。本研究將學習投入、心理特質、學校認同及科學成就等變項 建構出理論模式，利用SEM的統計技術加以分析比較，以探討影響學校認同及科 學成就的變項關係。
第二節 研究目的
我國學生參與TIMSS 測驗的成績皆有亮眼表現，惟科學的興趣及能力知覺相 較於其他參與國家，較為偏低，其可能的影響因素為何？值得深入研究探究。本 研究透過TIMSS 2007 的國際數據資料分析，除欲瞭解臺灣國小四年級學生的學習 投入程度及學習的心理特質外，並探討這些變項對於學校認同及科學成就有何影 響，希望可以藉此幫助學校體認校園的氛圍、協助教師調整教學方法，讓學生身 處在有別以往的課堂活動情境。希望我們的下一代能快樂地參與、有效地學習，
進而提高學生學習科學的動機、興趣及自信，以增進學生的學習成就，並沉浸在 友善的校園環境，喜歡上學。
本研究擬從 TIMSS 2007 的臺灣資料調查結果中，瞭解影響學生學校認同、科 學成就之變項及其關係。茲分述研究目的如下：
一、檢證國小四年級學生對影響學校認同及科學成就之理論模式與觀察資料的 適配情形。
二、瞭解國小四年級學生科學學習興趣、科學能力知覺、學習投入對於學校認同 、科學成就的影響情形。
三、瞭解國小四年級學生科學學習興趣、科學能力知覺、與學習投入之間關係。
第三節 研究問題
根據本研究之研究目的，茲將所要進行分析探討的問題，具體地描述如下：
果如何？
（一）對影響學校認同及科學成就之理論模式的基本適配度指標如誤差變異、因 素負荷量等考驗結果如何？
（二）對影響學校認同及科學成就之理論模式的整體適配度指標如適配度指數、
調整後適配度指數等考驗結果如何？
（三）對影響學校認同及科學成就之理論模式的內在適配度指標如潛在變項成分 信度和平均變異抽取等考驗結果如何？
二、國小四年級學生對學校認同及科學成就之理論模式潛在變項間的效果如何？
（一）國小四年級學生對學校認同及科學成就之理論模式潛在變項間的直接效果 如何？
（二）國小四年級學生對學校認同及科學成就之理論模式潛在變項間的全體效果 如何？
三、國小四年級學生科學學習興趣、科學能力知覺與學習投入彼此間相互關係為 何？
第四節 名詞釋義
本研究以「學習投入、心理特質對學校認同及科學成就之影響：以TIMSS 2007 臺灣地區資料為例」為題進行研究，茲將本研究中所涉及之主要名詞涵義，作詮 釋與界定，包括：學習投入、心理特質、學校認同、科學成就、TIMSS 2007 等，
依序如下：
一、學習投入
學生的學習投入（student engagement）代表時間和精力的付出。學生的學習投 入程度約可區分為「自主式學習」與「傳統式學習」二種學習模式。自主式學習 是以學習者為中心的學習方式，融合建構主義學習理論與布魯納的發現學習論，
學生不再只是單向的吸收教師所傳授的知識訊息，而是藉由教師的引導讓學生自 行建構新知識，如此才能真正瞭解並應用所習得的知識。傳統式學習則是以教學 者為中心的學習方式，以行為主義理論作為基礎，教師不僅是知識的傳授者，也 是課堂上的主導者，更是教學活動的決策者（MacArthur﹐Stasz﹐& Zmuidzinas﹐
1990）。學生在課堂上聽取教師講解知識的內容並配合練習，是為一種傳統式的
學習模式。
學生的學習投入，在本研究中係指學生在自然科學課堂上所選擇採用的學習 方式或呈現出的學習行為模式。本研究擷取TIMSS 2007學生問卷第九大題中：：
「觀察如天氣或植物生長等現象，並做紀錄」、「看老師做科學實驗」、「自己 設計一個科學實驗或研究」、「做科學實驗或研究」、「和同學分組一起做科學 實驗或研究」、「閱讀有關自然科學的書籍」、「記住科學知識」、「用寫的或 用說的說明自然課所學到的東西」」及「自己做自然科題目」等，共計九個子題。
二、心理特質
本研究心理特質包含科學學習興趣及科學能力知覺，茲將分述如下：
（一）科學學習興趣
Gardner（1975）認為，科學態度應區分為二個不同的層次，即「科學的態度」
（scientific attitude）與「對科學的態度」（attitude toward scicncc）。其中「科學 的態度」屬於認知領域，而「對科學的態度」則屬情意領域，後者與本研究之科 學興趣界定相符合，故本研究將「對科學的態度」定名為科學興趣，指的是希望 多上一些自然科學的意願、喜歡學自然科學的程度。
本研究的科學興趣是依據學生問卷第八大題中的五個子題的反應而取得，題 目是：「我的自然科學得不錯」、「希望在學校多上一些自然科學課」、「喜歡學 習自然科學」、「與自然科學有關的事我學得很快」及「我喜歡自然科學」。當 學生選項平均值小於或等於二分時，定義為「高自然科學興趣」；平均值介於二分 和三分之間時，定義為「中自然科學興趣」；平均值大於或等於三分時，則定義為
「低自然科學興趣」。
（二）科學能力知覺
社會學習論學者Bandura於1997年提出行為改變理論，意指個人對於自己能夠 獲得成功所擁有的信念，而此信念乃是對自己完成某種行為的一種能力判斷。本 研究中所指的能力知覺是學童對於自己學習自然科學時，在學習工作任務上能否 完成的能力評估。
TIMSS 2007 建構「學習自然科學自信指標」（Index of Students’Self-Confidence
上的想法。本研究將學習自然科學自信指標定義為科學能力知覺，是依據學生問 卷第八大題中的三個子題的反應而取得，題目是：「相對於許多班上其他的同學，
我覺得自然科學比較難」、「我的自然科學不怎麼好」及「自然科學很無趣」。當 學生選項平均值小於或等於二分時，定義為「高自然科學能力知覺」；平均值介於 二分和三分之間時，定義為「中自然科學能力知覺」；平均值大於或等於三分時，
則定義為「低自然科學能力知覺」。 三、學校認同
認同是一個人將另一個人或另一群人的行為特徵或內隱的人生觀、價值觀等 予以內化成個人屬性的一種過程（張春興，1989）。因此，學校認同可謂是學校 相關人員（教師、學生或家長）對學校的所有事務，藉由學習或內化的過程，使 得內在的發展與學校的願景趨於一致性的心理歷程，進而對學校有所歸屬或認同 的程度，並將其反應在個人的行為、認知及情感等各方面，由此可知，對於學校 的認同感受因人而異。
本研究將學校認同界定為學生對所屬學校情感上的歸屬程度，及贊同、肯定 的程度，並依據TIMSS 2007學生問卷第十一大題中三個子題的回答反應作為學校 認同的操作型定義，題目是：「我喜歡待在學校」、「我們學校的學生都想盡力 做好」及「我們學校的老師都希望學生盡力做好」。
四、科學成就
TIMSS 2007將每個學生自然科測驗成績經過標準化的過程，產生五個近似值 分數，本研究的科學成就是指受測學生五個近似值分數（Plausible Values，簡稱 PV）。
五、TIMSS 2007
國際數學與科學教育成就趨勢調查（TIMSS）每四年舉辦一次，2007 年是 TIMSS 第四次舉行施測，全球共有超過 四十二萬名學生參加。本研究中 TIMSS 2007，是指由國際教育學習成就評量委員會（IEA）於 2007 年所主導規劃的國際 數學與科學教育成就趨勢調查。
第五節 研究範圍與限制
一、研究範圍
（一）本研究以TIMSS 2007科學學習興趣、科學能力知覺、學習投入、學校 認同及科學成就等因素變項之臺灣資料為主，就TIMSS 2007學生問卷 調查結果、科學學習成就測驗結果進行次級資料內容分析研究。
（二）本研究之研究對象為參與TIMSS 2007科學學習測驗的臺灣國小四年級 學生。
（三）本研究僅分析TIMSS 2007學生問卷調查中第八題、第九題和第十一題，
與美國波士頓大學所公佈的TIMSS 2007國小四年級學生科學測驗成就 之結果。
二、研究限制
（一）本研究結果僅適合推論臺灣，不宜推論至其他國家與地區的測驗結果。
（二）本研究根據TIMSS 2007的科學測驗成績以及受測學生之背景問卷回答 的整體表現進行分析，受限於題目的設計，因此研究結果不宜推論至單 一個案或未出現之相關變因。
（三）本研究結果僅適合推論科學學習成就，不宜推論到科學以外的學科測 驗結果。
（四）本研究僅以TIMSS 2007之臺灣國小四年級學生為研究對象，不宜推論 至四年級以外之年級。
第貳章 文獻探討
全章共分五節：第一節先瞭解各國國小四年級學生在 TIMSS 2007 的科學成就 表現，第二節探討心理特質對成就表現的影響，第三節分析學生的學習投入與成 就表現之間的關係，第四節則探究學校認同與學習之間的關係，第五節回顧國內 相關 TIMSS 研究，以瞭解目前之研究發現。
第一節 TIMSS 2007 國小四年級學生科學成就表現
1950年代，國際教科文組織有鑑於以往盛行的描述性研究已不合乎社會科學 研究的潮流，需要對各國教育進行量化的比較研究，因此於1959年協助推動國際 教育成就委員會的成立（戴曉霞，1995），簡稱IEA，組織採會員制，我國於1992 年申請加入成為一員。該組織於1990年的會議中決議，往後每隔四年，將週期性 舉辦科學及數學的聯合評量，以瞭解學生的成就表現之趨勢，因而奠定了TIMSS 研究的發展。TIMSS是一個長期性對數學教育及科學教育追蹤研究的計畫，具有 嚴謹的結構，將各國學生的成就表現作排名，藉此分析比較教學的方式與效果，
以供各國家做參考。IEA自TIMSS 1995以來，已為國際上建立起一個龐大的學生學 習資料庫，不但提供各國針對其國內測驗結果進行分析，以瞭解學生的程度，更 提供各國相互觀摩的比較課程、學校、教師、學生學習上的優缺點之機會（Martin et al.，2004）。
TIMSS 2007是IEA自1995年以來連續每四年一個週期所舉辦的數學和科學教 育成就趨勢調查，全球計有五十九個國家的十三歲群學生（相當於我國國中二年 級）與三十七個國家的九歲群學生（相當於我國國小四年級）參與此調查對象
（Mullis et al.，2008）。
壹、整體成就表現
國際排名比較，而TIMSS 2007則有三十六個國家參加小學四年級調查。在TIMSS 1995中對「Population 1」的定義，是指在測驗時包含最多九歲群的在學學生的年 級；TIMSS 2003調查則主要是以受過四年正式教育的學生為對象，各國調查對象 包含國小三至五年級學生，我國為小學四年級學生；小學四年級學生國際平均年 齡為10.3歲，我國學生平均年齡為10.2歲（張美玉、羅珮華，2005）；至於TIMSS 2007所調查的對象，國小四年級學生平均年齡為10.2歲。
在國小四年級自然科學成績方面，新加坡、臺灣、香港及日本在 TIMSS 2007 中表現優異，分別在國際上排名前四名，其中新加坡的表現超越其他所有國家與 地區。由表2-1 各國整體自然科學平均成就的表現顯示，新加坡學生的平均量尺分 數587 分為最高，我國以 557 分排名第二，香港的平均量尺分數為 554 分排名第 三，日本則以 548 分排名第四。由此可以看出，我國學生的平均自然科學成就明 顯低於新加坡的學生，與香港無顯著的差異，但明顯高於日本。
表2-1 TIMSS 2007 國小四年級學生的自然科學整體成就表現
國家 平均年齡 平均量尺分數
新加坡 10.4 587
臺灣 10.2 557
香港 10.2 554
日本 10.5 548
俄羅斯 10.8 546
拉托維亞 11.0 542
英國 10.2 542
國際平均 10.2 500
（資料來源：Mullis et al.，2008，P.34）
各國百分等級的量尺分數分布，顯示我國學生自然科學成就低於 434 分的有 5
％，有 25％的學生自然科學成就低於 509 分，而學生自然科學成就高於 598 分的 有 25％，有 5％的學生自然科學成就則是高於 659 分。新加坡學生自然科學成就 低於 406 分的有 5％，有 25％的學生自然科學成就低於 515 分，而學生自然科學 成就高於 624 分的有 25％，有 5％的學生自然科學成就則是高於 694 分。兩相比 較，新加坡學生間自然科學成就高低差異較我國大，而我國、香港和荷蘭的自然 科學成就高低分布範圍較其他的國家小。此外，由表 2-2 自然科學成就趨勢－1995 到 2007 中可看出，自然科學成就排名前四名的國家中，除日本較 2003 年無顯著 進步 4 分外，排名第一的新加坡顯著進步 22 分為最多，香港進步 12 分，我國則 是進步 5 分。
表2-2 新加坡、臺灣、香港及日本小四學生的自然科學成就趨勢
國家 平均量尺分數 2003 至 2007 的變化 1995 至 2007 的變化 新加坡
2007 587
2003 565 22
1995 523 64
臺灣
2007 557
2003 551 6
香港
2007 554
2003 542 12
1995 508 46
日本
2007 548
2003 543 5
1995 553 -5
（資料來源：Mullis et al.，2008，P.44）
貳、分科成就表現
TIMSS 2007 國小四年級自然科學分成三個科目：物質科學、地球科學和生命 科學，其中物質科學包含了物理和化學領域，地球科學和生命科學也包含一些環 境變遷和自然資源保育的議題。測驗的主題架構是試題發展小組針對各國進行調 查，確認該年段已介紹過和教學上會著重的主題，再經由各國對各個主題內容的 教學涵蓋情形所發展出來的。從表 2-3 中得知此三學科的國際平均分數皆為 500 分，較 2003 年提高 11 分，而我國國小四年級學生分科成就都明顯高於國際平均 成就；我國學生的平均分科分數以物質科學為最高分，地球科學次之，生命科學 為最低分，與2003 年的平均分科分數以地球科學為最高分，物質科學次之，生命 科學為最低分有所不同。在TIMSS 2003 我國自然科學分科成就與其他國家相較得 知，在物質科學、生命科學成就中皆排名第三，地球科學成就的排名甚至為第一；
若再深入探究與分析，與在生命科學及物質科學方面排名第一的新加坡兩相比 較，我國學生在這兩科成就分別與新加坡相差18 分和 23 分；而 TIMSS 2007 我國 學生此兩科與新加坡相差41 分和 26 分，差距變大。
表2-3 各國自然科學分科平均成就
自然科學分科平均量尺分數
國家 生命科學 物質科學 地球科學
新加坡 582 585 554
臺灣 541 559 553
香港 532 558 560
日本 530 564 529
（資料來源：Mullis et al.，2008，P.116）
參、男女學生整體成就、分科成就表現
在國小四年級男女整體自然科學成就表現方面，TIMSS 2003 臺灣國小四年級 男女生在各國男女生中的排名皆是第二；女生平均量尺分數為548 分，男生為 555 分，男生比女生高 7 分，已達到顯著差異，所以我國國小四年級男生的平均自然 科學成就高於女生。而TIMSS 2007 男女整體自然科學成就表現如表 2-4 所示，女 生平均量尺分數為556 分，男生為 558 分，男生比女生高 2 分，無達到顯著差異，
若與2003 年的結果相較而言，女生的自然科學平均量尺分數進步的幅度大於男生。
表2-4 各國男、女生自然科學平均成就
女生 男生
國家 百分比 平均量尺分數 百分比 平均量尺分數
新加坡 49 587 51 587
臺灣 48 556 52 558
香港 49 553 51 556
日本 49 548 51 547
（資料來源：Mullis et al.，2008，P.56）
在國小四年級男女分科成就表現方面，在TIMSS 2003 生命科學的排名皆是第 三；女生平均分數為539 分，高出國際平均 48 分，男生平均分數為 542 分，高出 國際平均55 分；雖然男生比女生高 3 分，但未達到顯著性，所以男生或女生的生 命科學成就表現皆一樣好。物質科學的排名也都是第三，女生平均分數為551 分，
高出國際平均61 分，男生平均分數為 557 分，高出國際平均 69 分；我國男生比 女生高 6 分，已達到顯著性，顯示我國男生在物質科學方面表現較女生優秀。地 球科學的排名則皆是第一，女生平均分數為553 分，高出國際平均 65 分，男孩平 均分數為565 分，高出國際平均 75 分，我國男生比女生高 12 分，已達到顯著差
異，顯示我國男生在地球科學方面表現較女生優秀。
如表2-5 所示，TIMSS 2007 生命科學方面，男、女生平均分數皆為 541 分，
未達到顯著性，女生高出國際平均 54 分，男生高出國際平均 58 分，男生或女生 的生命科學成就表現皆一樣好。物質科學女生平均分數為560 分，高出國際平均 74 分，男生平均分數為559 分，高出國際平均 77 分，相差未顯著性，男生或女生的 物質科學成就表現皆一樣好。地球科學女生平均分數為548 分，高出國際平均 65 分，男孩平均分數為558 分，高出國際平均 73 分，我國男生比女生高 10 分，已 達到顯著差異，顯示我國男生在地球科學方面表現較女生優秀。
表2-5 各國男、女生自然科學分科平均成就
自然科學分科平均量尺分數
生命科學 物質科學 地球科學
國家
女生 男生 女生 男生 女生 男生
新加坡 583 581 587 583 550 557 臺灣 541 541 560 559 548 558 香港 531 534 557 559 557 562 日本 532 528 565 564 528 529
（資料來源：Mullis et al.，2008，P.132）
第二節 心理特質對成就表現之影響
紀安珍（2005）認為，興趣是一種喜愛並激發學習的力量，也是一種選擇活 動或事物的傾向。學習興趣對促進學生學習毅力與內在價值，佔相當重要的成分。
相關的研究或一般認知上，教師時常將學生學習的成敗，歸咎於學生學習的態度 不佳或缺乏讀書的興趣，著重在學生本身的態度對於學習的重要性。Bandura 認 為，要讓學生對學科產生興趣，就讓這個學科值得學習，而其所提出的「自我效 能」理論擴展了學習認知的視野，提醒身為教師的我們，應該多注意學生個人對 自我能力的評價，也就是學生的自信問題。
壹、科學興趣
一、定義與重要性
近年來，有許多國家將發展學生積極的學習態度與行為，視為科學教育的重 要目標。態度是一種內在的心理歷程，只能從個體的外顯行為去推估判斷，無法 直接觀察；心理學家認為態度是指個人對事物具一致性與持久性的傾向認知或行 為意向，包含了行為、認知與情感三種成分（張春興，1998）。此三種成分彼此間 交互作用，難以分別測量。與興趣相似的論點有期望價值理論中的內在價值及自 我決定理論中的內在動機等，前者係指因興趣而去學習，屬發自內在的價值；後 者係指個體對行為感到興趣，既而激發動機，屬自主性的展現。
蘇懿生與黃台珠（1996）從國內外的文獻中發現到，與科學有關的態度常以 不一樣的名稱出現，在國外文獻是以「attitudes toward science」常見，而國內文獻 則是以「科學態度」較常見到。關於態度的研究，大致可區分為認知層面及情意 層面兩方面。在其研究中指出Klopfer（1971）將科學教育「情意領域」的教學目 標分為六大類：
（一）形成對科學及科學家的肯定態度（manifestation of favourable attitudes toward science and scientists）。
（二）對科學探索的接受（acceptance of scientific inquiry as a way of thought）。
（三）採納科學的態度（adoption of scientific attitudes）。
（四）享受學習科學的體驗（enjoyment of science learning experiences）。
（五）發展對於科學及科學相關活動的興趣（development of interests in science and science-related activities）。
（六）發展追求科學生涯的興趣（development of interests in pursuing a carrer in science）。
Gardner（1975）認為科學態度區分為兩大項目（引自許一懿，1995）：
（一）科學的態度（scientific attitudes），意指個人是否具有像科學家探究科學時所 持之思考方式與行為和科學精神的態度。如：虛心、誠實、客觀等，是一
種用於研究個人的問題解決、評估意見與訊息的方式。
（二）對科學的態度（attitudes toward science），意指個人在學習科學時，對於人、
事、物與情境所形成的心理傾向，如：興趣、滿意、樂趣等，個人針對問 題的特定目標回答「喜歡」或「不喜歡」，具有明確的情意導向
國內關於「對科學的態度」的研究，有日漸增多的趨勢，對於「科學態度」、
「對科學的態度」及「科學的態度」的區分與界定，仍是眾說紛紜。目前，科學 界大多贊同Gardner所主張的對科學態度的分類方式。「科學的態度」屬於認知層 面，而「對科學的態度」則屬於情意層面；前者涉及較多個人的科學信念與知識，
後者則是涉及較多的個人情緒與好惡反應。學生在學習歷程中所持有的學習態 度，若評價為積極、正向，則對學習事物將感到充滿興趣，反之，則學習意願降 低；但學習態度的形成，會與學習環境中的各種因素交互作用，仍有改變其學習 態度的可能（陳麗妃，2006）。因此，科學教室中培養學生正向「對科學的態度」
與對科學學習的興趣，應是科學教育的首要任務（莊嘉坤，1996）。學習興趣是一 種對事物喜好的傾向，無法看見的潛在特質，藉由此傾向，有助於動機的發展，
進而提升學習的努力程度與成就表現。
二、相關研究
Schibeci（1984）提出對科學的態度、自我知覺及科學成就不僅是影響科學成 果的變項，此三者間也會相互影響，他認為學生對科學的態度與其學習成就具有 正相關，學習者的興趣是學習的原動力。
龍麟如（1998）探討台北地區國小高年級學生對科學的態度，及與科學成就 和相關變項的關係，研究顯示，全體樣本皆具有正向對科學的態度，對科學的態 度與科學學習成就及自然科學業成績之間呈低度的正相關。此外，若將樣本依對 科學的態度之得分，分成高、中、低三群分析時，發現學生對科學的態度愈正向，
其科學學習成就和自然科學業成績也愈好。
許德發（2000）研究結果顯示，專科學生對科學的態度愈正向，則學業表現 也愈高。學生對科學的態度與生物學科自我效能呈現顯著正相關。
綜觀上述的研究結果，顯示科學學習興趣對於學習會產生影響，當學生對科 學的態度為正向時，其科學成就表現亦隨之提升。在TIMSS 2007的調查研究中，
將「對科學的態度」列為探討的變項之一，本研究藉由學生問卷第八大題中的「我 的自然科學不錯」、「我希望在學校多上一些自然科學課」、「我喜歡學自然科學」、
「與自然科學有關的事我學得很快」及「我喜歡自然科學」此五題歸類為科學學 習興趣，作為測量學習興趣高低的觀察變項，以探究不同程度之科學學習興趣的 學生，其學校認同的情形及學業成就的表現。
貳、能力知覺
一、定義與重要性
Young（1999）研究結果指出，學習成就大多是受到學生面向的因素影響，他 認為影響學習成就最大因素為：（一）先前的學習成就；（二）自我對於學習的能 力知覺認知；（三）年齡。此調查發現澳洲偏遠地區學生的學習成就比市區的學生 較為落後的原因，是因為偏遠地區學生在自我學習的能力知覺認知方面較低。
Bandura有別於行為學派僅著重在環境決定論，融合了認知理論，提出「自我 效能」（Self－efficiency Theory）的理論概念，此外，他也認為一個人的行為影響 環境後，環境也會轉而影響個人的行為，個人與環境兩方面之間是交互作用、共 同 決 定 行 為 的 因 素 ， 因 而 以 社 會 學 習 的 觀 點 ， 提 出 交 互 決 定 論 （reciprocal determinism），強調個人、環境與行為三個要素間，彼此相互聯結、影響（Bandura，
1977；廖克玲譯，1982），如圖2-1所示。Bandura認為因素之間的影響力，會隋著 行為與情境的不同而有所差異，個人將思考、情緒、環境等因素綜合運，促使行 為的產生。另外，Bandura還指出，行為的出現行為的出現是由於認知行為對下一 步強化的期望關係而產生，亦即預期能力使人產生行為的動機，強化行為的反應，
而且行為的結果能傳遞訊息、可以誘發動機或自動強化某些反應，再度回饋於個 人身上。這其中的歷程受到所謂的「效能預期」（efficacy expectation）與「結果 預期」（outcome expectation）影響（引自陳麗妃，2006）；前者是指個人評斷自 己對於獲得成功所擁有的信心或能力，後者則是指個人預估自己的某種行為會造 成某種結果。
圖 2-1 個人、環境與行為因素三者交互作用圖
Bandura（1986）將自我效能定義為，個人對其行動表現的一種知覺。Bandura
（1991）更進一步說明：「個人對於自我本身的效能信念會影響其所做的選擇、抱 負以及在特定任務上付出心力的多寡和面對困難及挫折時的堅持程度。」（引自張
行為
個人 環境
嘉琪，2002）。由此可知，個人遭遇困難時是否願意面對或行動，取決於自我能力 知覺的強烈與否，也就是說，依據自我的能力反覆評估後，才會決定自己的行動。
當知覺自我擁有的效能預期愈高，便會更加堅持與努力，如此就可能讓事情順利 完成。綜觀上述，研究者認為能力知覺意指個體對於學習能力所具有的信心，是 學習者對於擁有的技能或能力是否可以完成學習目標、任務之自信程度的判斷。
即使面對相同的困境或挫折時，因為每個人對於自我能力的認定與評估方式 有所不同，所以其能力知覺也會有所差異。至於影響能力知覺的形成與改變，
Bandura 認為有四種因素（Bandura，1977；廖克玲譯，1982）：
（一）行為表現的成果：個人依據自我經驗所獲得，是產生效能預期最可靠的來 源。成功的經驗會增加自身能力的預期，反之則會降低。所以能力知覺較 高的人，即使遭遇失敗，也會認為是受到環境或策略的影響，不會對自我 能力的評判產生懷疑；相反的，若是能力知覺較低的人受挫時，容易歸因 於自己的能力不足。而這樣的差異性，是可以靠自我成功的經驗或表現來 改變的。
（二）替代性經驗：個人易利用社會比較方式，藉由觀察別人表現的來對自我的 能力知覺做出判斷，如看到與自己相似的人成功，易提高自我的能力知覺，
反之，則會降低。
（三）口頭說服：藉助簡單且方便的說服性建議，提升自我的能力知覺，但因缺 乏成功經驗，所以效果有限。
（四）情緒激動：透過個體的情緒和生理狀態，來判斷自我效能。
二、相關研究
Schommer（1993）針對數學學習的研究，發現學生在學習時的信念及動機會 影響其學習策略，也會影響學生數學科問題的解決能力，繼而影響學生學業表現。
李淑雅（2003）針對國小五年級學生，探討科學能力知覺與科學成就間的關 係，結果發現能力知覺高的學生，其學業成就也高，可知不同科學能力知覺的學 生其科學成就是有所差異的。
個體成長的每一階段因經歷的事件不同，經驗逐漸累積，其自我效能也隨之 發展並產生不同的挑戰。所以，個體會不斷重新評估自己的能力，自我效能的發 展也將隨著年齡與經驗的增加而不同（黃麗鈴、徐新逸，1999）。綜觀上述的研 究結果與文獻，顯示科學能力知覺對於學習會產生影響，當學生對科學的信念正 向時，其科學成就表現亦隨之提升。在TIMSS 2007 的調查研究中，將「學習自然
於許多班上其他的同學，我覺得自然科學比較難」、「我的自然科學不怎麼好」及
「自然科學很無趣」此三題歸類為科學能力知覺，作為測量學習自信高低的觀察 變項，以探究不同科學能力知覺程度的學生，其學校認同的情形及學業成就的表 現。
第三節 學習投入與成就表現的相關議題
台灣傳統觀念普遍認為嚴師出高徒，總認為老師是主宰學生成績的唯一關鍵 點，不過這也是為什麼資質相近的學生會在成就表現上有很大差異的原因。雖然 外加壓力的鞭策可在短時間內得到顯著的效果，但往往讓學生把讀書視為一件苦 差事，一旦老師不在，甚至是畢業後，這些鞭策他的外力消失，很難再主動學習，
更遑論學習投入的質與量了。
壹、學習動機
就 學 習 者 而 言 ， 學 習 動 機 對 於 學 習 態 度 與 成 就 的 影 響 不 容 小 覷 。 動 機
（motivation）是學生學習最為重要的部分，學生自身的特質、能力、學習環境、
教師教學等都是影響動機的因素。心理學家認為動機是引起、引導並一段時間內 個人行為的內在歷程（Murphy & Alexander，2000；張文哲譯，2005）。
學習動機近年來逐漸受到重視，張春興（1998）認為，學習動機係指引起與 維持個體的學習行為，促使該行為符合師生共擬的教學目標，並持續邁進的內在 心理歷程。此外，他也指出學習動機乃是個人對於學習的一種看法，及因而產生 的求知需求，重視正確的歸因以提升自我的價值及效能（張春興，2003）。蔡執 仲、段曉林（2005）提出，學生的科學學習動機若是正向且態度積極，主動參與 學習活動，學習時努力投入，則將會產生良好的學習成效。綜觀文獻及研究結果 可知，學生的學習動機與其成就表現之間有著密不可分的關係。
貳、教與學的關係
在研究教師教學時，經常以「過程—結果」的模式來做詮釋，假設教師的教 學行為會影響學生的學習結果，Centra & Potter（1980）提出的教與學模式，其說 明影響學生學習結果的因素間之關係，而影響學生學習的因素大致區分為六類，
包含學生特質、學生行為、教師特質、教師教學表現、校內情形、學校或教育措 施，對象包括學生、教師、學校三種（引自羅珮華，2004），其間的關係如圖2-2。
學校或教育措施 1.學校大小
2.財政資源、薪水 3.師生比例
4.教職員比例 5.專業人員服務 6.設備（實驗室、
圖書等）
7.平均班級人數 8.學校位置 9.學生社會地位
校內情形 1.行政組織 a.教職員比例 b.學位管制、權威 c.回饋機制 2.教學組織 a.追蹤 b.協同教學 c.開放或傳統 3.學生同儕影響 4.班級人數 5.上學時間 6.環境或氣氛 教師特質 1.性向 2.資格 3.經驗 4.學科知識 5.教學知識 6.價值觀與態度 7.期望與地位
教學表現
（行為） 學生行為 學生特質
1.地位、種族、父母影 響
2.性向、先備知識 3.價值觀與態度 4.期望
5.認知和學習風格
學生學習成果 1.基本技巧 2.認知結果 3.非認知測驗
然而，在教與學的過程當中，環境與個體交互作用的影響因素相當多。依據 Dunkin 和 Biddle（1974）所提出的四個變項的教學研究模式，如圖 2-3，即可窺 探出教學與學習之間的複雜性。其中，先在變項意指教師本身所擁有且會影響教 學活動品質的因素；情境變項是指教學時所應考量的學生特質及教學環境的條 件；過程變項意指教師與學生在教學歷程中所表現出的外顯行為。而教師的行為 表現（過程變項），會受到教師本身的特質（潛在變項）與學生特質、教學環境
（情境變項）等因素的影響（引自黃光雄，1988）。
圖2-3 Dunkin 和 Biddle 的教學研究模式（引自黃光雄，1988）
教師採取不同的教學策略或教學行為，將會產生不同的教學風格，而這對於 學生的科學興趣、能力知覺、態度、動機又或者是學生學習的成就表現是具有影 響性。學者研究發現，自主式學習給於學生自主性，較能將學生的學習興趣、動 機、成就、創造力與自我概念提升，並在回憶、批判與整合知識表現較佳，缺點 是學習歷程相當耗時；而傳統式學習可在短時間內學習豐富內容，較具有效率，
並能導出符合學校評量標準之有能力的學生，對於當前的考試制度較有利。
貳、相關研究
范賢娟（2009）指出個人有追求自主性的需求與追求能力表現的需求，學生 潛在變項
教師背景 師資訓練 教師特質
潛在變項 學生背景 學生特質
學校、社區情境 教室情境
過程變項 教室中 教師行為
學生行為 的改變
學生行為
結果變項
即時效果 長期效果 學業成就
態度形成 技能獲得
成人期待 人格特質 職業知能
若是出於自我的興趣及動機，就可以在學習的過程中體會到較多的正向情感。並 提及政治大學師資培育中心施淑慎教授認為，若教學環境中若能支持學生發展自 主性、培養學生的內在動機，可對學生的學習產生正向。有了學習動機，在學習 投入的時間、策略也就會正向提升。
葉珍玲（2008）學生的學習投入代表時間和精力的付出，許多研究指出學生 的學習投入對其學習產出有正面的影響。
魏麗敏、黃德翔（2001）以北、中、南、東12所國、高中生，461位家長，以 及班級導師14人為研究對象，主要探討影響國中與高中學生學業成就之背景因 素、家庭環境、學習投入狀況與自我調節學習等重要變項的作用與關聯。具體目 的在於考驗不同背景變項在中學生學習歷程上的差異、背景變項與歷程變項之預 測作用、以及自評等第對學習結果的影響。其研究結果發現，家庭環境在五個預 測變項中，對學習動機依變項最具顯著預測效果，家庭環境與學習動機變項又對 學生的學習投入最具顯著預測作用。可見培養學生學習動機對學生的學習投入是 有正向影響。研究者認為當學生擁有學習動機時，對學習也就產生了興趣，所以 學習興趣對於學習投入是否有影響？這亦是本研究想了解的問題。
另外魏麗敏、黃德翔（2001）的研究經由多元迴歸分析發現，在各背景變項 與歷程變項中，以學習階段、自評家庭環境、學習動機、家長評定學習投入、學 生自評學習投入子對自我調節學習具顯著預測作用。可見影響學生學習投入的因 素繁多，影響學生的學習成就因素須考量的面向也就更多元了，因此，研究者認 為倘若學生的學習動機佳，其學習投入也就越好，相對的亦會表現在學業成就的 產出上。
有鑑於此，本研究欲以TIMSS 2007臺灣國小四年級學生的調查研究資料，藉 由結構方程模式進行探究學習投入與學校認同及科學成就間的關係與影響為何，
希冀能提供教育主管機關、第一線教師、家長，作為未來教育孩子有效學習及提 高學業成就的參考。
本研究的學習投入變項，大致區分為「自主式學習」與「傳統式學習」二種 模式。「自主式學習」是以建構主義理論與發現學習理論的教學觀為根據；「傳統 式學習」則以行為主義理論的教學觀點為依據。本研究藉由TIMSS 2007 測驗與調 查結果進行分析，將學生在課堂上進行的學習方式及投入的程度作為自變項，學 校認同及科學成就為依變項，希望藉此瞭解我國國小四年級學生的學習投入程度 是否會影響學校認同與科學學習成就表現。
第四節 學校認同與學習的相關研究
Kotler 在其《行銷管理》（Marketing Management）此書中提及：「品牌代表著 一個名字、名詞、符號、象徵或設計，甚至是這些東西的總和，企業希望藉助著 品牌能夠讓別人辨別出產品或服務所歸屬的公司，並且和競爭者的產品有所區 隔。」（引自方世榮，2003）。就學校而言，知識等同於產品，傳授知識的過程即 為服務，學生、教師、家長及相關人員則為顧客，那麼學校名稱即是辨識的品牌
（謝銘儒，2005）。所以，學校若能吸引學生並強化其對學校的認同，使學校品牌 在學生心中產生特殊意義，減少學生就讀他校的意願。唯有認同學校，才能真正 瞭解學生心中的想法。
壹、認同的定義
「認同」指的是個人與某特定的地域之間的一種關係，又或是同屬一個特定 的族群，但卻散居在各地不同區域之眾人間的一種關係。但現今的「認同」已逐 漸趨向於一種流動而多元的形式，它隨著物質條件、歷史聯繫性，以及文化塑造 的過程等三個層面的變化，而呈現出的不同樣貌（朱全斌，1998）。
有關認同的定義有不同的說法，Feilitzen ＆ Linne（1975）認為：「認同」是 個人有意或無意經由他人來認識自己，或是希望自己成為另一個人，於是將自己 融入他人之中，想像參與他人思考、情感或行動的歷程（引自李振任，2001）。張 春興（1987）將「認同」定義為：個體經社會學習或社會化後，在心理上所產生 的歸屬感或歸屬意識，其特徵是在有客體對象情況下所從事的主觀吸取，所以個 體的認同會隨成長而有所改變，且同一個體也可能有多個不同的認同。許木桂
（1991）提出，認同是將一個人或一群人的行為特徵或價值觀予以內化，成為他 人屬性的一種過程。張茂桂（1999）對於「認同」的觀點為：個人或次團體在成 長過程中，經長期所學而具有的深刻的、特殊的價值意識與情感，和個人所屬社 會的記憶、集體意識，處於一種相互同意，甚至是彼此增強的狀態。楊敏芝（2002）
的研究中提及在國際社會百科全書中敘述認同感的定義為：「認同感就是個體對群 體的歸屬感」。就是個體認為自己是群體其中的一份子，認為自己是屬於這個群 體。盧娟娟（2008）指出，認同是個人對某一場所或團體組織有堅定的信念，進 而情感的連結，以行動表現支持，並認為每個人都有自我認同感，經由與他人互 動的過程而逐步形成，且會隨著年齡和經驗的增長逐漸擴大，是一種潛在而深入 的意識和感情。由此可知，對於認同的定義尚無統一的說詞。
綜合上述說法，認同感並非只是指個人的身分或參與的團體，而是指個體經 社會學習或社會化過程，使得個人（主體）與重要他人或團體（客體）趨於一致 的心理歷程，此時心理產生歸屬感，並將其內化應用在行為、態度與價值判斷上。
貳、認同的內涵
郭為藩（1975）指出「認同」涵蓋了客觀確定與主觀上歸屬贊同的過程。其 程度可區分成四種不同的類別：第一種為認知（cognitive），個人覺得自己屬於一 團體，並瞭解此一團體的特性。第二種是情感（affective），個人不但對對象或團 體有歸屬感，且情感上有團體內、外的區分。第三種則為知覺（perceptual），除認 同對象團體外，能產生愛好的感受，並自得其樂。第四種則是行為（behavioral），
不只認知、態度和價值觀，還有行為表現，表現出認同團體或對象的特徵。
張春興（1983）認為「認同」是心理的傾向，會引導個人的行為、思想趨於 一致，歸於統整。認同可分為兩的面向，一是自我認同，二是社會認同，而社會 認同可從三個層面表示：第一個層面是價值認同，個人對社會上一切事項的價值 判斷，與社會傳統觀念、道德規範以及法理人情等基本原則，頗有趨於一致的傾 向。第二個層面為工作或職業認同：對工作認同者就是依眾所期待的行為標準去 認同，不僅瞭解工作的意義與性質，而且會表現出敬業樂業的精神。第三個層面 是角色認同：對社會認同的人，在不同時空扮演不同的角色，不僅在行為上表現 出與社會期待趨於一致，在態度觀念上也接受自己的社會與性別角色。
江宜樺（1998）指出， 認同具有三種意涵。第一種是「同一、等同」（oneness, sameness），是指某種事物與另一時地之另一事物為相同事物的現象。第二種為「確 認、歸屬」（identification, belongingness），指透過辨認自己與他人特徵的異同，
而肯定自己的個體性與群體性。有許多學者採用此種涵義，將認同視為一種歸屬 感。第三種則是「贊同、同意」（approval, agreement），此用法表達出主觀意識 選擇的成分，使得「認同」帶有意志選擇的色彩，這與前述的兩種意義偏向「客 觀辨識」的情形有別。
絕大部份的認同研究是指對某一主題的認知及贊同程度，是屬於認知階段，
而且多數研究以此為探討面向。但有些研究認為，只有認知上的認同是不夠的，
還必須加上行為及情感上的認同，才能真正顯現出認同的意函。
參、學校認同相關研究
謝銘儒（2005）以家長為對象來瞭解對學校的認同情形，他與數位家長進行 深入訪談時，與家長一同建構出衡量學校認同度所包含的構面，他們認為認同對 象先要有認知，接著產生情感，最後出現支持的行為，然後再根據家長所陳述的 具體事實，建立出家長認同量表。
邱淑宜（2005）指出，學校如同一個小型國家，行政單位塑造的校園文化為 主流，而學生的次級文化影響成為非主流，各種因素相互影響，使學校的認同與 領域行為就像是縮小版的國家認同。
陳東宏（2006）在研究公共藝術時認為學校認同，是藉由師生共同對學校的 藝術創作過程，凝聚師生之間的共同意識，繼而產生對學校文化及環境的認同與 懷念。
然而在學校認同的相關研究，大多偏向學校組織認同研究，又以探討教師群 體的學校認同為主，但是學生是學校的主體，卻很少討論他們對於學校的認同感 受（盧娟娟，2008）。湯志民、廖文靜（2001）提出為避免校園產生疏離感，可以 從創造場所認同感著手。也就是說，學生如果認同自己是學校環就的重要成員，
會提高認同感的強度，自主性的融入環境當中。
綜觀上述研究，可知學校認同是學生對於學校文化或環境的情感投入或確 認，也就是指學生在此一學校環境中，對學校產生堅定的信念、情感及歸屬，並 以行動來表示對其文化或環境的認同。
肆、學校現況探索
Posner（2000）認為，一個好學校的定義就是「安全的學校」，能使學生免於 受到校內活動或遊戲場所的傷害，突發急症時能獲得即時的照顧，確保學生生命 的安全（引自葉婉如，2007）。根據馬斯洛的人格理論中所提的五個需求層次，在 第一層生理需求的滿足後，接著就是安全需求的滿足，而校園的安全是教育的根 本；學校是學生學習、教育推行的重要場域，依憲法得擔負起保障學校內所有人 員的安全之責，提供安全的學習環境，讓師生能在此安心的學習，校園內、外所 發生的安全事件，除對學生造成傷害，亦對家庭與社會產生負擔，影響深遠。
根據專家學者的調查，校園霸凌的實際發生率要比官方的統計要來得高出許 多。相較於國外的校園暴力型態，國內在槍傷、刺傷、搶劫、攜帶槍械等嚴重型 暴力較少，但是國中生校園霸凌情形相對過去顯著嚴重。國內校園霸凌型態以咒 罵三字經、用語言怒罵或頂撞同學、毆打別人或踢人、抓人頭髮或打嘴巴、強迫 他人買東西或惡作劇等行為較多（張雅婷、葉國樑、楊崇銘、黃禎貞，2003）。學 生長期置身於暴力的環境中，將會降低生活常規的敏感度，進而認同使用暴力，
並將之內化，爾後遭遇問題時的反應即是使用暴力的方式來解決。
由此可知，學校內的問題行為與學校環境的氛圍息息相關，因此，若今日的 校園霸凌不妥善處理，將會添增明日暴力事件的發生。許多研究均發現，偏差或 暴力行為像的少年，其智育成績較差，可得知，學生在學校的表現、學習適應確 實與校園暴力行為之間有關連性（引自張雅婷、葉國樑、楊崇銘、黃禎貞，2003），
過去也因而給予學業成就低落的學生貼上壞學生的標籤與刻板印象；然而，研究 顯示，影響學業成就的因素繁多，個人因素、家庭環境等皆有可能造成學業成績 的影響，須進一步釐清之間的關係，屏除學業低成就等同於行為偏差或壞學生的 社會觀感。
第五節 國內 TIMSS 相關之研究
研究者蒐集近年來國內有關運用 TIMSS 進行研究，並與學科成就相關的文獻 進行探討，整理如下表2-6 所示：
