淺談「國際數學與科學成就趨勢調查」     題庫發展組


  近年來我國積極推動多項教育改革方案,期望提升國民教育水準與素質,以因應全球化趨勢,維護國家競爭力。為長期追蹤國內學生數學與科學教育學習成就,並與世界主要國家相互交流,政府積極參與大型的國際教育成就調查。其中,「國際數學與科學成就趨勢調查」(Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS)的調查結果益加受到各國政府與學者重視,目前已有近五十個國家參與其中,臺灣也是正式會員國之一,曾兩度參與並獲得優異成績。本文就 TIMSS 之主要目的、學科評量內容、相關研究結果及臺灣歷次成績等,分別介紹如下。

   TIMSS 為國際教育學習成就調查委員會(The International Association for the Evaluation of Education Achievement, IEA) 每四年舉辦一次之大型國際教育評比,主要目的在提供各國四年級與八年級(國二)學生在數學和科學(理化)之學習成就長期趨勢,以及蒐集家庭背景、教師教學,與學習環境等學習相關因素的資料,以了解各國在其教育或課程改革措施的成效。測驗的命題內容端視受測學生的年級不同而有所調整,以國二學生為例,在二○○三年最近一次舉辦的調查中,數學科命題內容大致分為:數、代數、幾何、測量與統計等五個領域,以評量學生四則運算、解線性方程式、幾何空間概念與表徵、彙整資料並加以解釋等能力,以及對測量單位熟悉程度。科學命題內容分為:生命科學、物理、化學、地球科學以及環境科學等五類,以評估學生有關太陽系與地球的知識、對光、電、熱、物體力學與化學變化的應用、對於環境與資源議題以及生物結構的了解。測驗題型包含選擇題(約六十題)與問答題(約二十題),作答時間為九十分鐘,臺灣在該年參與的學生人數為五三七九人。除了成就測驗之外,同時也針對學生、數理科教師與學校,編製了背景變項問卷,以掌握相關的背景資料,例如:學生性別、花多少時間補習數理學科、使用電腦的頻率、對數理課的看法與態度、家中藏書量;教師最高學歷、每周授課時數、對於數理科的教學信念與態度;學校可提供關於數理科的資源、校長年資等等。

   臺灣國二學生在一九九九年首次參與 TIMSS,便獲得相當優異的成績,數學表現整體排名第三,科學表現更是排名第一。到了二○○三年,臺灣整體表現依然傑出,數學排名第四;科學排名第二,但與第一名的新加坡差距甚小。數學方面以「代數」表現最為優秀,科學方面則以「化學」領域最為突出。進一步比較兩次的整體表現,相較於一九九九年,可發現臺灣學生在二○○三年的科學分數分布較為集中,說明了學生之間的差距縮小。然而,數學分數分布仍屬分散,這表示學生數學成就表現好壞相差較大。在所有參與國家分數變化情形方面,我國整體數學成就無明顯變化,僅科學平均總分略微上升 2 分,變化幅度與亞洲其他國家(如:香港增加 10 分)相較之下顯得幅度較小;菲律賓是分數改變最多的國家,但是整體表現仍然低於國際平均水準。

   在背景資料與數理成就的相關研究方面,TIMSS 的研究報告顯示出,學生在學習自然科學的自信程度與自我期望越高,其科學成就表現也較好。此外,在成績名列前茅的國家中(包含臺灣在內),家中藏書量(一百本以上)與家中有電腦的比例(皆在九成以上),明顯高於國際平均值;再者,雖然國際整體趨勢是男生科學表現優於女生,但對臺灣學子而言,男女的數理學習成就沒有差異。國內學者(吳琪玉,2004)曾利用 TIMSS 測驗資料,探討我國學生在數學、物理以及化學方面的表現及影響表現之原因,發現學生在三個學科上的分數具有高相關,意即數學成績好的學生,在物理與化學的表現也會不錯,另外,也發現回家複習頻率越多、做功課時間越長、學生認為數學的重要性越高,則其數學學業成就會越好(張芳全,2006)。

   除了積極參與 TIMSS 與國際接軌之外,國內尚有學力調查取向(如:臺灣教育長期追蹤資料庫、臺灣學生學習成就評量資料庫),以及入學考試取向(如:國民中學學生基本學力測驗、大學入學考試)……等多種本土教育成就測驗。倘若能有效整合,彼此截長補短,相信不但能幫助學術界激發更多有價值的研究,也能作為政府規劃未來教育政策的參考依據。