第參章 研究方法
本章說明本研究之研究方法。第一節介紹研究流程與研究架構。
第二節介紹研究對象。第三節介紹研究工具。第四節介紹學習機會的 研究範圍，並說明在本研究中如何選取學習機會的因子。第五節介紹 資料分析方法。
第一節 研究流程與架構
本研究的研究流程如圖 3-1-1 所示。首先，先對 TIMSS 2003 的 背景及資料庫做了解，閱讀相關文獻。而後形成本研究的研究問題，
並擬定研究計畫。最後進行 TIMSS 資料庫分析，並撰寫研究報告。
研究架構則如圖 3-1-2 所示，探討學習時間、評量頻率、教學資源、
學習環境與家長支持與班級科學平均之關聯，研究結果將提供給學 校、教師、家長做為參考。
認識 TIMSS
形成研究問題
擬定研究計畫
資料分析
撰寫報告
文獻探討
文獻收集
圖 3-1-1 本研究之研究流程
學習機會 科學學習成就 學習時間
評量頻率 教學資源 學習環境 家長支持
班級科學平均成績
圖 3-1-2 本研究之研究架構
第二節 研究對象
TIMSS 2003 在各國的研究對象是 9 歲群與 13 歲群的學生，相當 於四年級（國小四年級）與八年級（國中二年級）的學生。本研究的 研究對象是我國參與 TIMSS 2003 的 13 歲群學生之班級。
TIMSS 2003 在各國的抽樣設計均採用分層群集抽樣，分別是學 校、班級、班級內的學生三階層。首先由加拿大統計局進行第一階層 的抽樣－學校抽樣，一共抽出 150 所學校，再經由國立臺灣大學科學 教育中心進行第二階層的抽樣－班級抽樣，每個學校各抽一班，共有 150 班，但是因為我國班級人數較少，故不進行第三階層的抽樣，因 此每個班級的所有學生皆須參與 TIMSS 的測驗，共有 5380 學生，有 效樣本為 5379 位。
本研究進行的班級層次的分析，故研究對象為 TIMSS 2003 所抽 樣出的 150 個班級，而此樣本所推論的族群為我國各級國民中學二年 級的所有班級。
第三節 研究工具
本研究所使用的研究工具除了 TIMSS 2003 所設計的學校問卷、
科學教師問卷、學生問卷題目及數據之外，還包括學生的科學成績與 班級科學平均成績，以及 TIMSS 2003 所延伸出來的指標。
一、問卷：
學校問卷與學生問卷的部份不在研究的主題上，但在相關因 子分析的時候，會參考問卷的填答結果。科學教師問卷是本研究 最主要用以分析的部份，採用了八題，如表 3-3-1 所示。
二、科學成績：
八年級科學成績的部份，由於每位學生受測的題本不一，因 此成績的計算採用試題反應理論來推估學生的真實成就，每位學 生在科學及各領域各有五個似真值。
為分析方便，學生科學成績採用五個科學成績的似真值平 均，班級科學平均成績則採用班級內每位學生的科學成績的平 均。
表 3-3-1 本研究採用之問卷題目來源與主要內容
編號 來源 主要內容
C1 學校問卷
第 3 題 該校所在地區的人口數
C2 學校問卷
第 2 題 該校的規模（註冊的學生總數）
T1 科學教師問卷
第 15 題 對學校設施環境與治安保全的看法
T2 科學教師問卷 第 16 題
家長對學生學習成就的支持以及對學校活 動的參與度
T3 科學教師問卷
第 18 題 每週自然科學課的時間
T4 科學教師問卷
第 20 題 教室管理活動佔課堂時間的百分比
T5 科學教師問卷
第 22 題 學生學習狀況及資源缺乏對教學的影響
T6 科學教師問卷
第 28 題 指派自然科學家庭作業的頻率
T7 科學教師問卷
第 29 題 指派作業的預估完成時間
T8 科學教師問卷
第 30 題 實施自然科學測驗的頻率
S1 學生問卷
第 7 題 學生對自己期望的最高學歷程度
S2 學生問卷
第 15 題 學生對學校氣氛的看法
S3 學生問卷
第 16 題 學生對學校氣氛的看法
S4 學生問卷
第 20 題 學生自然科學作業完成時間
三、TIMSS 2003 延伸出來的指標：
（一） 教師重視科學作業指標(ESH)：Index of Teachers’
Emphasis on Science Homework
（二） 學生科學作業時間指標(TSH)：Index of Time Students Spend Doing Science Homework
（三） 科學教學可用資源指標(ASRSI)：Index of Availability of School Resources for Science Instruction
（四） 校長對校內氣氛觀感指標(PPSC)：Index of Principals’
Perception of School Climate
（五） 教師對校內氣氛觀感指標(TPSC)：Index of Science Teachers’ Perception of School Climate
（六） 教師對校內安全觀感指標(TPSS)：Index of Science Teachers’ Perception of Safety in the Schools
（七） 學生對校內安全觀感指標(SPBSS)：Index of Students’
Perception of Being Safe in the Schools
第四節 學習機會的研究範圍
本節首先介紹從文獻統整出的學習機會如何篩選出本研究所需 且所能研究的因子，再介紹本研究所分析的學習機會因子。
一、文獻統整出的學習機會定義：
根據學習機會文獻的收集，將學習機會分成四個面向，如表 3-4-1 所示：
表 3-4-1 學習機會的面向與內容
面向 內容
課程
1、課程應該符合國家的課程標準及目標。
2、課程內容應該與教科書及教材的內容互相配合。
3、課程中應該支派適當的作業，並且應該與課程內容互相配 合。
4、課程中應該實施適當的評量，並且應該使用多元評量、真 實評量方法。
5、課程應該配置足夠的時間進行教學與作業。
師資
1、教師應該經過充足的職前訓練，包括學科專業以及教育專 業。
2、教師應熟悉並精熟課程內容。
3、教師應了解課程目標及進度。
4、教師應該具有不同的教學策略，以滿足不同學習風格的學 生。
5、教師應該不斷的充實自己、進行專業成長。
資源
1、學校應該設有足夠的教室間數，以容納適當的班級人數。
2、學校應該具有足夠的教育設備，包括圖書館內應該要有足 夠的藏書量、應該具備足夠的實驗室及相關設備、應該設 有足夠的資訊設備。
3、學校應有足夠的教師人數，以維持適當的師生比例。
4、政府應提供適當且足夠的教育經費。
5、學校應與社區及家長互動，並獲得社區及家長的支援與協 助。
環境
1、學校環境應該保持無色情、無暴力威脅的安全健康環境。
2、學校建築應該乾淨、安全、有良好的修復。
3、學校內應該平等對待各種族。
4、課室內應營造出良好學習氣氛的環境。
二、學習機會因子的篩選：
根據文獻整理出來的學習機會因子，不見得全部適合我國國 情，或者在 TIMSS 2003 並未在問卷裡呈現，因此需要經過篩選 才能做分析。篩選原因如表 3-4-2 所示：
表 3-4-2 學習機會因子之篩選
面向 內容 是否
分析 原因
課程應該符合國家的課程標準及
目標。 否 我國已建立統一的課程標
準與目標。
課程內容應該與教科書及教材的
內容互相配合。 否 各版本教科書內容編輯皆 遵照課程綱要編寫。
課程中應該支派適當的作業，並
且應該與課程內容互相配合。 是 利用問卷可以分析作業頻 率與作業所花費的時間。
課程中應該實施適當的評量，並 且應該使用多元評量、真實評量 方法。
是
利用問卷可以分析評量的 頻率。但因問卷未呈現評量 的方式，故僅能分析評量的 頻率。
課程
課程應該配置足夠的時間進行教
學與作業。 是 利用問卷可以分析教學與
作業的時間。
教師應該經過充足的職前訓練，
包括學科專業以及教育專業。 否
受測班級的科學教師有九 成以上皆經過充分的學科 訓練及教育訓練。
教師應熟悉並精熟課程內容。 否
受測班級的科學教師超過 九成對於課程內容非常熟 悉也相當精熟。
教師應了解課程目標與進度。 否
受測班級的科學教師超過 九成對於課程目標與進度 都已了解。
師資
教師應該具有不同的教學策略，
以滿足不同學習風格的學生。 否
受測班級的科學教師超過 九成在教學上皆使用多種 不同教學策略。
教師應該不斷的充實自己、進行
專業成長。 否
受測班級的科學教師超過 九成皆在兩年內參與過研 習活動。
學校應該設有足夠的教室間數，
以容納適當的班級人數。 否 學校問卷中未呈現學校教 室數量的數據。
學校應該具有足夠的教育設備，
包括圖書館內應該要有足夠的藏 書量、應該具備足夠的實驗室及 相關設備、應該設有足夠的資訊 設備。
是
利用學校問卷填寫的電腦 數量、以及資源缺乏對教學 的影響程度可進行分析。
學校應有足夠的教師人數，以維
持適當的師生比例。 否 學校問卷中未呈現各受測 學校校內的教師人數。
政府應提供適當且足夠的教育經
費。 否 學校問卷中未呈現各校的
教育經費。
資源
學校應與社區及家長互動，並獲
得社區及家長的支援與協助。 是 利用問卷可分析家長的參 與以及支持的程度。
學校環境應該保持無色情、無暴
力威脅的安全健康環境。 是 利用問卷可分析學校環境 安全。
學校建築應該乾淨、安全、有良
好的修復。 是 利用問卷可分析學校建築
是否安全修復。
學校內應該平等對待各種族。 否 我國較無種族歧視狀況，問 卷中也未呈現相關題目。
環境
課室內應營造出良好學習氣氛的
環境。 是 利用問卷可分析課室內的
學習氣氛狀況。
三、本研究的學習機會因子：
本研究將學習機會分成學習時間、評量頻率、教學資源、學 習環境與家長支持等五個因子，分別從 TIMSS 2003 的教師問卷 的題目挑選出來，並經過轉換與計算之後做分析：
（一）學習時間：
學業學習時間（Academic Learning Time；ALT）包括 學生上課的時間以及投注在作業的時間，因此利用每週自 然科學課的分鐘數，扣除教師教室管理的時間後，再加上 作業頻率乘以作業時間所得到的每週作業分鐘數做為分 析的數據。
1、上課時間：
因子 來源 問卷內容
上 課 時 間
科學教師問卷 第 18 題
※您每週上該班自然科學課的時 間為幾分鐘？
分鐘
2、教室管理：
因子 來源 問卷內容
教 室 管 理
科學教師問卷 第 20 題
※一般而言，受測班級每週上自然 科學課時，學生進行下列各項活 動所佔時間的百分比為何？
g） 與教學內容／目的無關的教 室管理活動（如處理干擾或 維持秩序）
％ 3、家庭作業：
因子 來源 問卷內容
作 業 頻 率
科學教師問卷 第 28 題
※您通常多久給該班學生一次自 然科學家庭作業？
1、每節或幾乎每節課 2、約有一半的課 3、有些課
作 業 時 間
科學教師問卷 第 29 題
※您給該班學生的自然科學家庭 作業，每次他們需要花多少時間 完成？
1、少於 15 分鐘 2、15～30 分鐘 3、31～60 分鐘 4、61～90 分鐘 5、超過 90 分鐘
（二）評量頻率：
因子 來源 問卷內容
評 量 頻 率
科學教師問卷 第 32 題
※您多常在該班實施自然科學測 驗或評分？
1、約每週一次 2、約兩週一次 3、約每月一次 4、一年數次 5、從未實施
（三）教學資源：
關於資源的部份，在學校問卷中也可以看到類似的題 目，但科學教師與班級教學的關係較為密切，故採用科學 教師問卷。
1、教學資源：
因子 來源 問卷內容
教 學 資 源
科學教師問卷 第 22 題
※依您的看法，下列各項因素影響 您教導該班程度為何？
《資源》
g） 電腦硬體不足 h） 電腦軟體不足 i） 使用電腦的支援不足 j） 學生的教科書不足
k） 除電腦及教科書外，學生 用的其他教學設備不足 l） 教師演示教學或其他活動中
使用的設備不足
m） 學校硬體設施不完備 n） 學生／老師的比值高
1、無法回答 2、沒有影響 3、一些影響 4、有些影響 5、很有影響
2、學校電腦數：
因子 來源 問卷內容
學 校 電 腦 數
學校問卷 第 24 題
※ A.貴校在教學時提供國二學生 使用的電腦總數有幾台？
台
※ B.這些供教學用的電腦中，有 多少台可以上網？
1、全部都可以 2、大部份可以 3、有一些可以 4、都不可以
（四）學習環境：
學習環境包括學校設施、治安與保全，以及班級學習
氣氛。
因子 來源 問卷內容
學 校 環 境 安 全
科學教師問卷 第 15 題
※有關貴校，您對下列各項同意的 程度為何？
a） 本校設施（建築及場地）該 大幅修整
b） 本校附近治安良好 c） 我覺得在學校很安全 d） 本校有完備的保全措施
1、非常同意 2、同意 3、不同意 4、非常不同意
學 習 氣 氛
科學教師問卷 第 22 題
※依您的看法，下列各項因素影響 您教導該班程度為何？
《學生》
a）學生的學業程度不同
b）學生的背景差異（如：經濟、
語言）
c）有特殊需求的學生（如：視 障、聽障、語障、肢體障礙、
心智或情緒／心理障礙）
d）學生缺乏學習興趣 e）班級的學習風氣低落 f）搗亂的學生
1、無法回答 2、沒有影響 3、一些影響 4、有些影響 5、很有影響
（五）家長支持：
家長支持包括家長對學生學習成就的支持，以及對學
校活動的參與程度。
因子 來源 問卷內容
家 長 支 持
科學教師問卷 第 16 題
※ 您 對 貴 校 以 下 各 項 的 評 比 如 何？
e） 家長對學生學習成就的支持 f） 家長對學校活動的參與度
1、很高 2、高 3、普通 4、低 5、很低
第五節 資料分析方法
本研究的學習機會五個因子：學習時間、評量頻率、教學資源、
學習環境與家長支持，利用問卷所得到的數據將各小題加總得到總 分，再利用總分高低與所佔全部數量的比例做適當的分群，進行分 析。資料分析方法有三：
（一）相關（Pearson’s correlation）：
利用相關分析各因子加總後的總分與班級科學平均成績 之關聯。
（二）單因子變異數分析（one-way ANOVA）：
各因子分群之後，利用變異數分析比較各群的班級科學平 均成績的差異，事後分析方法採用 Tukey 法比較各群之間是否 有差異。
（三）多元迴歸（multiple linear regression）：
利用多元迴歸分析與班級科學平均成績有相關的因子對 班級科學平均成績的預測力。
