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精簡報告 - 1 -

臺灣 TIMSS 2015 國際數學與科學教育

國際數學與科學教育成就趨勢調查 2015 (TIMSS 2015)：

臺灣精簡國家成果報告1

張俊彥2、李哲迪 2*、任宗浩 2、林碧珍3、張美玉4、曹博盛5、楊文金6、張瑋寧 2

壹、前言

教育成就評鑑國際協會（The International Association for the Evaluation of

Educational Achievement，簡稱 IEA）自 1995 年開始舉辦「國際數學與科學教育

成就趨勢調查」（Trends in Mathematics and Science Study，簡稱 TIMSS）。TIMSS

每隔四年針對四年級與八年級學生進行數學與科學的教育成就調查，並藉由調查

結果幫助參與國家改善科學與數學教育（IEA, 2015）。TIMSS 2015 為第六屆調

查，共有 57 個國家及 7 個基準參照區參與。

我國曾參加 1999 年、2003 年、2007 年及 2011 年的 TIMSS 調查工作，此為

第五次參與調查。我國參與此次調查之有效樣本為 4,291 位四年級學生和 5,711

位八年級學生。如同以往，我國學生數學與科學學科成就表現傑出。不過，此次

調查與歷屆調查結果皆反映我國數學與科學教育持續面臨四大隱憂。第一，相較

於國際上其他國家，我國學生對數學與科學學習的態度不佳。我國學生除四年級

學生對科學學習保有學習熱情之外，其餘對數學和科學之學習表現出「不喜歡」、

「沒自信」和「認為不重要」的態度。第二，相較於東亞他國，我國學習落後人

數比偏高。另外兩個議題則是我國八年級學習成就離散度及城鄉差距大。此外，

在此屆調查中也指出我國在學校環境與教學上值得探討之議題。

本報告首先呈現「學科成就」和「對數學與科學學習之態度」兩方面的學習

成果，然後呈現課程和教學的調查結果。在學科成就方面，特別針對落後學生和

城鄉差距加以分析。在課程方面，著重在課程時數的分析上，因為在這個面向上

1 建議參考文獻格式:

張俊彥、李哲迪、任宗浩、林碧珍、張美玉、曹博盛、楊文金、張瑋寧（2018）。國際數學

與科學教育成就趨勢調查 2015 (TIMSS 2015)：臺灣精簡國家成果報告。取自

http://www.sec.ntnu.edu.tw/timss2015/downloads/T15TWNexecutive_CH.pdf 2 國立臺灣師範大學科學教育中心 3 國立清華大學數學與科學教育研究所 4 國立清華大學教育與科技學習系所 5 國立臺灣師範大學數學系 6 國立臺灣師範大學科學教育研究所

* 通訊作者:李哲迪，[email protected]

精簡報告 - 2 -


我國有與他國較大的差異。在教學方面，為回應提升學生學習熱情的需求，著重

在與之有關的教學方式上。關於臺灣 TIMSS 2015 之詳細資料，請參閱「國際數

學與科學教育成就趨勢調查 2015 國家報告」（張俊彥，2018）。

貳、學科成就

一、整體成就表現

本屆調查結果顯示，我國、新加坡、日本、韓國以及香港等東亞國家，一如

以往，兩個年級的數學和科學成就均名列前茅（表 1、圖 1 及圖 2）。我國四年

級學生數學平均成就的國際排名為第四名（597 分），與東亞五國同列前五名。我

國八年級學生數學平均成就的國際排名為第三名（597 分），與第二名的韓國沒

有顯著差異（本文所有統計檢定之顯著水準皆為 .05）。我國四年級學生科學平均

成就的國際排名為第六名（555 分），與第五名的香港沒有顯著差異。我國八年級

科學平均成就的國際排名為第三名（569 分），與第二名的日本沒有顯著差異。跟

2011 年的調查結果相比，我國四年級學生的數學平均成就有顯著進步；八年級學

生的數學平均成就雖有顯著下降，但與 2007年的平均成就沒有顯著差異（表 1）。

表 1

我國 TIMSS 歷屆數學與科學成就平均數與國際排名

屆別

數學科學

四年級八年級四年級八年級

平均

成就

排

名

全體

國家數

平均

成就

排

名

全體

國家數

平均

成就

排

名

全體

國家數

平均

成就

排

名

全體

國家數

1999 -- -- -- 585 (4.2) 3 38 -- -- -- 569 (4.2) 1 38

2003 564 (1.8) 4 25 585 (4.6) 4 46 551 (1.8) 2 25 571 (3.5) 2 46

2007 576 (1.8) ▲ 3 36 598 (4.6) ▲ 1 49 557 (2.0) ▲ 2 36 561 (3.6) ▼ 2 49

2011 591 (2.0) ▲ 4 53 609 (3.2) ▲ 3 45 552 (2.2) 6 53 564 (2.3) 2 45

2015 597 (1.9) ▲ 4 49 599 (2.4) ▼ 3 39 555 (1.8) 6 47 569 (2.1) 3 39

註：-- TIMSS 1999 僅調查八年級學生。刮號內為標準誤。 ▼：顯著低於前一屆；▲：顯著高

於前一屆。

資料來源: Mullis, I. V. S., Martin, M. O., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015 International

Results in Mathematics. Retrieved from Boston College, TIMSS & PIRLS International Study Center

website: http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results/

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圖 1 TIMSS 2015 國際數學學習成就排名翻譯自 “TIMSS 2015 International Results in Mathematics,” by Mullis, I. V. S., Martin, M. O., Foy,

P., & Hooper, M.,2016, retrieve from Boston College, TIMSS & PIRLS International Study

Center website: http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results Copyright 2016 by

IEA.

http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results

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圖 2 TIMSS 2015 國際科學學習成就排名

翻譯自 “TIMSS 2015 International Results in Science, ”by Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Foy, P., &

Hooper, M.,2016, retrieve from Boston College, TIMSS & PIRLS International Study Center

website: http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results Copyright 2016 by IEA

http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results

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（一）分科成就表現

在數學與科學分科的成就表現上，我國四年級學生在數學的數、幾何圖形與

測量、資料呈現等三科的平均成就排名都在五名之內（表 2），八年級學生在數學

的數、代數、幾何、資料與機率等四科的成就表現排名也在五名之內（表 3；Mullis

et al., 2016）。我國四年級學生在科學的物質科學、地球科學等兩科的成就表現排

名分別為第四和第六名，但生命科學的成就表現則排名為第 11 名（表 4）。我國

八年級學生在科學的生物、化學、物理、地球科學等四科的成就表現排名皆在四

名之內（表 5）。

我國四年級學生在生命科學表現較差是因為生命科學的試題中約有四分之

一屬於我國小學高年級的教學範圍。生命科學的內容較為具體而且切身，因此各

國在小學中低年級的比重較高（Mullis, Martin, Goh, & Cotter,2016）。TIMSS 2015

四年級科學試題中生命科學、物質科學和地球科學的比重為 45%、35%和 20%

（Mullis &Martin, 2013）。在小學課程修訂與規劃時，此調查結果可供參考，以

研議是否調整我國四年級自然科學各科內容的比重。

表 2

TIMSS 2015 四年級數學成就內容領域成就表現前十名

排

名

數幾何形狀與測量資料呈現

國家平均國家平均國家平均

1 新加坡 630 (4.2) 香港 617 (3.4) 香港 611 (3.8)

2 香港 616 (3.1) 韓國 610 (2.3) 韓國 607 (2.6)

3 韓國 610 (2.6) 新加坡 607 (4.2) 新加坡 600 (4.1)

4 臺灣 599 (1.8) 日本 601 (2.5) 日本 593 (2.6)

5 日本 592 (1.9) 臺灣 597 (3.0) 臺灣 591 (2.2)

6 北愛爾蘭 574 (3.1) 北愛爾蘭 566 (3.3) 俄羅斯 573 (3.6)

7 俄羅斯 567 (3.3) 比利時 564 (2.3) 北愛爾蘭 567 (3.8)

8 哈薩克 552 (4.0) 挪威（五年級） 559 (3.5) 挪威（五年級） 566 (3.0)

9 愛爾蘭 551 (2.2) 俄羅斯 557 (4.4) 英格蘭 552 (3.2)

10 英格蘭 547 (3.2) 丹麥 555 (3.2) 愛爾蘭 548 (3.8)

註：刮號內為標準誤。參與排名之國家數為 49。




精簡報告 - 6 -


表 3

TIMSS 2015 八年級數學成就內容領域成就表現前十名

排

名

數代數幾何資料與機率

國家平均國家平均國家平均國家平均

1 新加坡 629 (3.2) 新加坡 623 (3.4) 新加坡 617 (3.5) 新加坡 617 (3.4)

2 韓國 601 (2.4) 臺灣 613 (2.8) 韓國 612 (3.4) 韓國 600 (2.4)

3 香港 594 (4.9) 韓國 612 (2.9) 臺灣 607 (2.6) 香港 597 (5.9)

4 臺灣 590 (2.4) 日本 596 (2.8) 香港 602 (5.1) 日本 589 (2.3)

5 日本 572 (2.4) 香港 593 (4.7) 日本 598 (2.6) 臺灣 588 (2.5)

6 愛爾蘭 544 (3.3) 俄羅斯 558 (5.2) 俄羅斯 536 (5.6) 挪威

（九年級） 542 (3.2)

7 加拿大 537 (2.4) 哈薩克 555 (5.6) 哈薩克 529 (6.4) 英格蘭 541 (4.7)

8 俄羅斯 533 (4.5) 美國 525 (3.1) 加拿大 527 (2.5) 加拿大 534 (2.9)

9 挪威

（九年級） 529 (2.6) 以色列 517 (4.7)

斯洛維

尼亞 522 (2.8) 愛爾蘭 534 (3.8)

10 英格蘭 528 (4.5) 加拿大 513 (2.2) 匈牙利 518 (4.2) 斯洛維尼亞 525 (2.7)





表 4

TIMSS 2015 四年級科學成就內容領域成就表現前十名

排

名

生命科學 a 物質科學地球科學

國家平均國家平均國家平均

1 新加坡 607 (4.4) 新加坡 603 (3.7) 韓國 591 (4.1)

2 韓國 581 (1.9) 韓國 597 (2.0) 香港 574 (3.1)

3 俄羅斯 569 (3.1) 日本 587 (2.6) 日本 563 (2.5)

4 波蘭 557 (2.5) 臺灣 568 (2.0) 俄羅斯 562 (4.7)

5 日本 556 (2.2) 俄羅斯 567 (3.6) 芬蘭 560 (2.6)

6 芬蘭 556 (2.6) 哈薩克 559 (5.0) 臺灣 555 (2.5)

7 美國 555 (2.3) 香港 555 (3.5) 瑞典 552 (4.1)

8 匈牙利 550 (3.4) 芬蘭 547 (2.3) 挪威（五年級） 549 (3.8)

9 香港 550 (3.7) 斯洛維尼亞 546 (2.4) 新加坡 546 (3.7)

10 挪威（五年級） 546 (2.6) 波蘭 540 (2.1) 哈薩克 542 (5.4)

註：刮號內為標準誤。參與排名之國家數為 47。 a：我國在四年級科學「生命科學」排名第 11，平均為 545 (2.0)。

資料來源: Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015

International Results in Science. Retrieved from Boston College, TIMSS & PIRLS International Study

Center website: http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results/

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表 5

TIMSS 2015 八年級科學成就內容領域成就表現前十名

排

名

生物化學物理地球科學

國家平均國家平均國家平均國家平均

1 新加坡 609 (3.5) 新加坡 593 (3.6) 新加坡 608 (3.1) 臺灣 581 (2.7)

2 日本 570 (2.9) 臺灣 579 (2.7) 日本 570 (2.3) 日本 574 (2.0)

3 臺灣 565 (2.2) 日本 570 (2.4) 韓國 564 (2.8) 新加坡 565 (3.6)

4 韓國 554 (2.2) 俄羅斯 558 (4.9) 臺灣 560 (3.0) 斯洛維尼亞 564 (2.9)

5 香港 549 (4.7) 哈薩克 554 (5.2) 俄羅斯 548 (4.2) 香港 558 (4.3)

6 斯洛維尼亞 548 (2.8) 斯洛維尼亞 552 (2.6) 斯洛維尼亞 545 (2.9) 韓國 554 (2.7)

7 英格蘭 542 (4.0) 韓國 550 (2.5) 哈薩克 543 (5.0) 愛爾蘭 542 (3.1)

8 美國 540 (2.9) 香港 536 (4.1) 香港 540 (4.1) 英格蘭 536 (4.0)

9 俄羅斯 539 (4.4) 匈牙利 534 (3.6) 英格蘭 535 (3.9) 美國 535 (3.1)

10 愛爾蘭 534 (2.9) 英格蘭 529 (4.5) 匈牙利 531 (4.0) 俄羅斯 532 (4.7)


資料來源: Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015

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（二）認知領域之學科成就

TIMSS 數學與科學成就除了可分為內容領域，亦包含認知領域。認知領域

包含認識、應用與推理三大面向（Mullis & Martin, 2013）。與 TIMSS 2007 的成果

類似，TIMSS 2015 我國四年級學生的數學推理成就表現較差。自 TIMSS 2007 至

TIMSS 2011，我國四年級學生的數學應用成就有顯著地進步，從 574 分進步到

593 分，而數學推理成就則原地踏步。與 TIMSS 2011 相較，我國四年級數學應

用及推理成就無顯著進步（表 6）。反觀我國八年級學生，其歷屆數學認知領域呈

現穩定地均衡發展，但 TIMSS 2015 其數學認識及應用能力成就表現略比 TIMSS

2011 差。

表 6

我國四年級與八年級數學與科學認知領域成就表現

領域

數學科學


平均

與 2011

差值平均

與 2011

差值平均

與 2011

差值平均

與 2011

差值

認識 620 (2.3) 21* 598 (2.9) -13* 557 (2.5) 13* 569 (4.2) 20*

應用 593 (2.1) 0 602(2.5) -12* 553 (2.6) 1 571 (3.5) -5

推理 576 (3.1) -1 602 (2.5) -7 558 (3.1) -10* 561 (3.6) 9*

註：刮號內為標準誤。*p<.05。

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在科學方面，TIMSS 2015 我國四年級學生的各認知領域成就均衡發展，而

我國八年級的推理成就表現相對較差。與 TIMSS 2007 和 TIMSS 2011 相較，我

國四年級學生 TIMSS 2015 的科學認識成就有稍許進步，但其推理成就退步。與

TIMSS 2011 相較，我國八年級學生的科學推理成就有顯著地進步。

（三）高低分組學生之成就差距（成就離散度）

為使成就分數具有實質的學力意涵，TIMSS 訂有優級（625 分）、高級（550

分）、中級（475 分）和初級（400 分）四個學習成就的國際基準點（Mullis, Cotter,

Centurino, Fishbein & Liu, 2015）。與其他國家相比，八年級數學的標準差過大

一直是過去被關注的議題（表 7）。在 TIMSS 2007 及 2011 皆為 106 分，本屆調

查縮小為 97 分。然而，此縮小卻是因為高於優級基準點人數百分比下降所致。

成就離散度越大表示教育成就越不均等，因此一般認為標準差大是有問題的。但

假設我國學生皆達中級國際基準點之標準，標準差大則表示有較大比例學生高於

優級國際基準點，這些學生能充分發展其潛能；在這種情況下，此標準差大並沒

有問題。因此標準差大並不是問題所在，不是最重要的監測指標；學生是否具備

了基本學力才是要關注的重點，亦即學習落後的學生人數百分比才是要監測的指

標，須將之縮小到合理的範圍之內。

至於八年級科學成就的標準差，從 TIMSS 2007 至 2015，雖然我國的標準差

有縮小的趨勢，但和東亞其他四國（新加坡、韓國、日本和香港）相比，在新加

坡之標準差大幅下降的變化下，我國於此次調查已與之無顯著差異而成為標準差

最大的兩個國家之一。在前一次調查，臺灣、新加坡、韓國、日本和香港的標準

差分別為 84、97、77、76 和 75 分（Martin, Mullis, Foy, & Stanco, 2012）；在此次

調查，五國的標準差分別為 83、86、78、75 和 72 分（Martin et al., 2016）。在

東亞五國中我國八年級科學成就高低分組分數差異大之現況值得我們警惕，需於

往後 TIMSS 調查持續關注。

表 7

我國 TIMSS 歷屆教育成就標準差

屆別

數學科學


臺灣排

名國家數臺灣

排

名國家數臺灣

排

名國家數臺灣

排

名國家數

1999 -- -- -- 104 (1.8) 2 38 -- -- -- 89 (2.2) 15 38

2003 63 (1.1) 22 25 100 (2.2) 2 46 69 (1.3) 20 25 79 (1.7) 18 46

2007 69 (0.9) 31 36 106 (2.2) 2 49 77 (1.3) 23 36 89 (1.6) 15 49

2011 73 (0.9) 35 53 106 (2.0) 5 45 74 (1.3) 35 53 84 (1.4) 24 45

2015 71 (1.2) 34 49 97 (1.7) 6 39 68 (1.1) 38 47 83 (1.2) 24 39

註：刮號內為標準誤。

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二、落後學生分析

根據我國學生的成就表現，對我國學生而言，「學習落後」定義為學習成就

低於中級國際基準點（475 分）。跟東亞其他國家相比，在八年級數學、以及四和

八年級科學，我國落後學生比例有偏高的問題。以中級國際基準點作為我國學生

學習成就的基礎成就線，在四年級數學、八年級數學、四年級科學、八年級科學，

我國學習落後人數比分別為 5%、12%、12%、14%。跟整體教育成就同樣優異的

東亞其他四國相比，我國八年級數學和四年級科學的學習落後人數比是最高的，

我國八年級科學的學習落後人數比雖非最高，但跟同為 15%而為最高的香港和

韓國沒有顯著差異。圖 3 為東亞五國數學學習落後學生百分比；圖 4 為東亞五國

科學學習落後學生百分比。

圖 3 東亞五國之數學學習落後學生百分比

精簡報告 - 10 -


從 2011 至 2015 年，我國四年級數學和科學的落後人數比有顯著下降，分別

從 7% 和 15%下降為 5%和 12%；我國八年級數學和科學的落後人數比則沒有顯

著變化，而香港和新加坡學生的數學和科學成就從 2007 至 2015 年有持續下降的

趨勢；香港分別從 15%和 23%下降為 8%和 15%；新加坡分別從 12%和 20%下降

為 6%和 10%。與其他東亞國家之八年級落後人數的趨勢相比較，我國未來研究

需探討如何減少八年級的落後人數。

圖 4 東亞五國之科學學習落後學生百分比

精簡報告 - 11 -


三、城鄉差距

從 2011 至 2015 年，我國四年級數學與科學成就城鄉差距縮小，八年級數

學與科學成就城鄉差距微幅上升。我國八年級數學與科學成就城鄉差距比四年

級嚴重。圖 5 為我國城鄉之間的學習落後人數之百分比。

比較我國都市（人口在 50 萬以上）和鄉村（人口在 5 萬以下）學生的平均

教育成就，四年級數學、八年級數學、四年級科學和八年級科學成就的差距分

別為 25 分、64 分、25 分和 52 分；在 2011 年，都市和鄉村間的差距則分別是

34 分、61 分、35 分和 46 分。從 2011 至 2015 年，四年級數學和科學的都市和

鄉村間差距有下降趨勢，下降幅度達 29%；八年級數學與科學的都市和鄉村間

差距則是微幅擴大。

圖 5 我國城鄉之學習落後人數百分比

0

5

10

15

20

25

2003 2007 2011 2015

78 9 9

13 14 1311

19 2022

16落後人數百分比(

％)

四年級科學

0

5

10

15

20

25

2003 2007 2011 2015

8

12

8 8

12

16 16

13

16

26

19

22

落後人數百分比(

％)

八年級科學

0

5

10

15

20

25

2003 2007 2011 2015

5 4 4 3

8 7 6 5

13 12 11

7


％)

四年級數學

0

5

10

15

20

25

2003 2007 2011 2015

10 9

57

1512 13 12

2224

16

21

八年級數學


％)

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若按學習落後人數比來觀察城鄉教育差距，從 2011 至 2015 年鄉村學生的

四年級數學和科學的落後人數比有顯著下降，而八年級數學與科學的落後人數

比則有上升，但沒有顯著差異。從 2003 至 2015 年，在八年級數學和科學成就

上，鄉村的落後人數比是都市的 2 至 3 倍。

參、對數學與科學學習之態度

除了教育成就調查，TIMSS 另有學生問卷，以瞭解學生對科學與數學學習的

相關態度，包含：學習興趣（喜愛學習的程度）、學習自信與對學科的評價等。

我國學生成就表現雖然良好，但在情意層面上，除了對四年級科學還保有學習熱

情與自信，對四年級數學、八年級數學和科學則顯現出疏離的態度。圖 6 為數學

學習興趣與數學成就之相關圖。圖 7 為科學學習興趣與科學成就之相關圖。

圖 6 數學學習興趣與數學成就相關圖

新加坡, 39

香港, 35

韓國,19臺灣, 23

日本,26

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

非常喜歡學習數學之人數百分比(

％)四年級數學成就

新加坡, 24

韓國,8

臺灣, 11

香港, 15

日本, 90

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

非常喜歡學習數學之人數百分比

(

％)

八年級數學成就

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在學習興趣上，我國四年級有 58%的學生非常喜歡學習科學，略高於 56%的

國際平均，在 47 個國家中排名第 20；非常喜歡學習科學的人數百分比在八年級

大幅下降，僅有 18%，在同為統整課程的 29 個國家中排名第 27。四年級與八年

級學生的數學學習興趣都不佳，非常喜歡學習數學的人數百分比遠低於國際平均。

我國四年級學生非常喜歡數學的人數百分比為 23%，在 49 個國家中排名第 48；

八年級學生非常喜歡數學的人數百分比為 11%，在 39 個國家中排名第 35。

我國學生數學和科學學習自信國際比較的結果和學習興趣類似。圖 8 為學

習自信與學習成就的相關圖。除四年級學生對科學學習有自信的人數百分比

（38%）接近國際平均（40%）外，四年級學生對於數學（15%）以及八年級

學生對於數學（9%）和科學（9%）持有學習自信的人數百分比均顯著低於國

際平均（依序分別為 32%、14% 和 22%）。在國際排名上，我國四年級和八年

級對數學的學習自信分別為 49 個國家中排名第 48 和 39 個國家中的第 33；而

我國四年級和八年級對科學的學習自信之國際排名分別為 47 個國家中的第 28

和 29 個國家中的第 25 名。

新加坡, 56

韓國,42日本,53

香港, 57

臺灣,58

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

非常喜歡學習科學之人數百分比(

％)

四年級科學成就

新加坡,38

日本,15

臺灣,18

韓國,10

香港, 30

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

非常喜歡學習科學之人數百分比(

％)

八年級科學成就

圖 7 科學學習興趣與科學成就相關圖

精簡報告 - 14 -


新加坡, 26

韓國, 20日本, 24

香港 , 25

臺灣, 38

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

(

％)

科學學習非常有自信之人數比

四年級科學成就

新加坡, 13

韓國, 8

臺灣, 9

香港, 10

日本, 50

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

(

％)

數學學習非常有自信之人數比

八年級數學成就

新加坡, 19香港, 19

韓國, 13

臺灣, 15

日本, 15

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

(

％)

數學學習非常有自信之人數比

四年級數學成就

新加坡, 17

日本, 5

臺灣, 9

韓國, 7

香港 , 13

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

(

％)

科學學習非常有自信之人數比

八年級科學成就

圖 8 學習自信與學習成就相關圖

精簡報告 - 15 -


針對數學和科學的評價，TIMSS 僅調查了八年級學生。根據圖 9 所示，參與

調查的國際全體八年級學生非常重視數學和科學的人數百分比分別是 42%和

40%，我國分別是 10%和 11%，遠低於國際平均；新加坡則分別是 34%和 37%。

我國非常重視數學的人數百分比在 39 國中排名第 39，非常重視科學的人百分比

在 39 國中排名第 38。

以國家作為分析單位，TIMSS 的結果顯示各國的成就表現和情意態度是負

相關；也就是說，學習熱情與智識的增長無法兼得此一情況並非我國所獨有。雖

然如此，仍然有部分國家（如：新加坡），學生的成就表現優異，而學習熱情還

能保持接近於國際平均的水準。這些國家的教育措施值得我國借鏡。

參、課程時數

在課程安排上，TIMSS 調查顯示，除了前述四年級生命科學的比重，我國與

其他國家不同之外，在四年級數學的授課時數上，我國也與他國有較大的差異。

如圖 10，我國四年級數學的每年平均授課時數為 128 小時，在 48 個國家中排名

第 36；八年級數學為 160 小時，在 39 個國家中排名第 5。我國八年級數學的授

圖 9 八年級學習評價與學習成就之相關圖

新加坡, 34

韓國, 13

臺灣, 10

香港, 19

日本, 11

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

非常重視數學之學生數百分比(

％)

數學成就

新加坡, 37

日本, 9

臺灣, 11

韓國, 13

香港, 24

0

20

40

60

80

100

350 400 450 500 550 600 650

科學成就

非常重視科學之學生數百分比(％)

精簡報告 - 16 -


課時數多於四年級數學。相反地，東亞的香港、日本和新加坡都是四年級數學的

授課時數較多。新加坡四年級數學的每年平均授課時數高達 201 小時，比我國四

年級數學多出 57%的時數。四年級數學時數較多的安排有助於認知發展速度較

慢的學生學習。在小學階段，學生認知發展速度差異較大，發展速度慢的學生需

要較多的時間學習。此外，讓中低年級學生有較多時間想一想數學，體驗和探究

數學，跟數學建立關係，對於提高數學的學習興趣和自信也有幫助。

肆、家庭因素

家庭與學校因素皆對數學與科學學科成就有顯著地影響（Hooper, Mullis &

Martin, 2013）。高成就的學生通常與較豐富的家庭教育資源，母語為國語，以及

家長有較高的教育期望等因素相關（Hooper et al., 2013）。另外，幼年接觸語言、

數字及科學活動的頻率皆可預測四年級學科成就（Gustafsson, Hansen, & Rosen,

2013）。

關於我國 TIMSS 2015 家庭因素之調查結果，如以下所列：

1. 17%的四年級學生和 15%的八年級學生擁有「豐富」的家庭教育資源。

2. 60%的四年級學生和 91%的八年級學生「總是」或「幾乎總是」使用國

語。

圖 10 我國與東亞四國之數學平均授課時數

精簡報告 - 17 -


3. 23%的四年級學生在小學前「經常」接觸數字和語文活動，且 52% 的四

年級上過至少三年的幼稚園。雖然我國四年級學生「經常」接觸數字和

語文活動的比率低於國際平均（43%），但我國四年級學生在一年級時具

備「良好」的數字和語文能力的比率（33%)則是高於國際平均（21%）。

4. 四年級學生家長對數學與科學秉持著正面態度的佔 49%，低於國際平均

（66%）。

5. 四年級學生的數學與科學成就與家庭教育資源、幼年數學與科學活動、

和幼年數字與語言能力呈正相關。

6. 八年級數學與科學成就與家庭教育背景和在家使用的語言呈正相關。

伍、學校因素

TIMSS 調查蒐集學校因素如學校地區、校長領導、教師人力，並且將學校因

素視為學校品質和教學效率的指標（Hooper et al., 2013）。舉例來說，學生的學科

成就與學校強調高學科成就相關（Hoy, Tarter & Hoy, 2006; McGuigan & Hoy, 2006;

Wu, Hoy & Tarter, 2013）；良好的學校氣氛也可預測高學科成就（Greenberg,

Skidmore & Rhodes, 2004）。整體來說，學校因素在學科成就上扮演著一個重要的

角色，尤其對我國八年級學生影響更深。由 TIMSS 2007 和 TIMSS 2015 的趨勢

分析發現，我國學校間的差異在八年級數學與科學成就比四年級的大。從數據來

看，我國 TIMSS 2015 的調查中，學校因素能夠解釋 32%八年級數學和 26%八年

級科學的變異數，但只解釋 12%四年級科數學和 11%四年級科學的變異數。此

外，我國八年級數學與科學成就學校間的和班級間的差距有逐漸變大的趨勢。

以下列出我國在 TIMSS 2015 關於學校因素的主要發現：

1. 我國 TIMSS 施測的主要語言為國語，而學生母語為國語的百分比超過 90%

的學校，其平均學科成就比低於 50% 的學校高。具體而言，這兩類學校的

成就差距在四年級數學、四年級科學、八年級數學、八年級科學分別為 22

分、16 分、64 分、52 分。

2. 相較於韓國與新加坡，我國學校教學資源仍有改善空間。平均來說，我國校

長表示教學資源對教學有點影響的狀態。

3. 與國際平均比較，我國學校並無過度強調學科成就。我國國小校長對「學科

成就重視度」的量尺分數為 10.6，略高於國際平均（10.0）；我國國中的量

尺分數則與國際平均相同。我國數學與科學教師之該量尺的分數與國際平

均無顯著差異。

4. 與其他國家相比，我國學生對學校歸屬感低落。我國四年級與八年級學生

對學校的歸屬感皆排名為倒數第三。我國只有 46 %的四年級學生和 27% 的

八年級學生對學校有較高的歸屬感（四年級之國際平均為 66 %，八年級的

精簡報告 - 18 -


國際平均為 44%）。

5. 我國四年級學生霸凌的問題較八年級嚴重。我國四年級只有 58% ，而八

年級為 86% （國際第一）「幾乎沒有」被霸凌。

陸、教師與教學因素

TIMSS 2015 為了評量教師教學效率，蒐集教師及教學經驗的資料（Hooper

et al., 2013）。以下列出關於 TIMSS 2015 教師與教學因素的主要發現：

1. 與其他東亞國家相較，我國有較高的學生比例是由「具有研究所學位」的教

師教導（四年級數學、四年級科學、八年級數學和八年級科學具研究所學位

之教師的學生比例分別是 39%、36%、51%和 50%）。此外，我國數學與科

學教師之教學年資皆稍高於國際平均。年資十年以上之四年級數學、四年

級科學、八年級數學、八年級科學教師所教的學生比列分別為 82% 、72%、

66%、和 62%（國際平均依序為 71%、69%、64%和 62%）。但是，受教於

「非主修數學或科學且非教育專業」的八年級數學與科學教師之學生比例

逐漸增加。與 TIMSS 2011 相較，此類八年級數學教師之學生比例從 8% 增

加至 15%，而此類八年級科學教師之學生比例則從 1% 增至 6%。此類教

師之學生對數學與科學顯著呈現較低的喜愛程度和自信（張俊彥，2018）。

2. 教學效率可藉由教師積極參與在職進修提升（Blank & de las Alas, 2009;

Yoon, Duncan, Lee, Scarloss, & Shapley, 2007）。整體而言，我國四年級與八

年級數學與科學教師重視的進修領域有「數學與科學學科內容」、「教材教

法」、「數學與科學課程」等三類。其中，我國四年級數學教師參加「處理學

生個別需求」課程之所涵蓋的學生比例最高（張俊彥等人，2018）。

3. 與國際平均相較，我國數學與科學教師面臨工作挑戰的狀況不嚴重。雖然

我國學生受教於對工作「非常滿意」之數學或科學教師的比例僅與國際平

均無顯著差異，但國際排名落後。對工作「非常滿意」之四年級數學教師、

四年級科學教師、八年級數學教師和八年級科學教師所涵蓋的學生比例分

別是 46%、 49%、48% 和 42% （國際平均分別為 52%、52%、50% 和

49%），國際排名分別為 35、27、21 和 26。

4. 與日本、香港和新加坡相較，我國因學生身心匱乏而「非常受限」之教學所

涵蓋的學生比例在四年級數學、八年級數學和科學都居為最高位（張俊彥

等人，2018）。

5. 我國學生缺席率低。我國有 83% 的四年級學生和 89%的八年級學生「從未

或幾乎沒有」缺席過，而國際平均有 67% 的四年級學生和 61% 的八年級

精簡報告 - 19 -


學生「從未或幾乎沒有」缺席過。

6. 網際網路的使用鼓勵學生發展數學和科學之興趣和深入探究數學與科學

（Hooper et al, 2013）。我國八年級學生使用網路的主要用途為「取得教科

書或學校課業所需要的資料」（74%）和「跟同學一起合作完成作業或計畫」

（72%）。相對來說，我國有較少的八年級學生使用網路「搜尋對理解數學

有幫助的資訊、文章或課程」（38%）和「搜尋對理解自然科學有幫助的資

訊、文章或課程」（46 %）。

7. 我國學生在課堂中使用電腦之比例接近國際平均，但我國與四年級數學和

八年級數學與科學之電腦活動的課程數低於國際平均。我國四年級數學、

四年級科學、八年級數學、八年級科學在課堂中使用電腦之學生比例分別

為 30%、47%、28% 和 44%。我國八年級有電腦活動之課程比四年級課程

少。

柒、教學與態度之養成

學生對學習的態度影響其成就表現，也影響其未來的學習、心理的發展和職

業的選擇，而其態度則受教師的教學所影響（Savelsbergh et al., 2016）。此次 TIMSS

調查顯示，對於我國的四年級和八年級學生而言，教學越能促成學習投入的程度、

越常實施科學探究活動、課堂協同學習的氣氛越好，學生的學習興趣和學習自信

都會越佳。

TIMSS 調查同時也顯示我國從四年級到八年級，在上述三種特徵的課堂下

學習的學生比例有顯著的下降。在四年級數學課堂中，學生認為教師之教學「非

常能」促成其學習投入的人數百分比有 51%，在八年級數學課堂中卻僅有 23%抱

持相同的觀感。科學課堂之情況與數學類似；四年級學生認為科學教師「非常能」

促成其學習投入的百分比為 58%，八年級僅有 21%。在科學課堂中，教師對科學

探究活動的重視程度，從四年級到八年級大幅下降；協同學習氣氛亦同；認為科

學課堂中有良好協同學習氣氛的人數比例，從四年級的 82%下降至八年級的 34%。

此結果雖然顯示從培養學生學習興趣和學習自信的角度，目前八年級的數學和科

學課堂並不理想，但也顯示了可以努力的方向和可進步的空間。

此外，TIMSS 針對八年級學生詢問了他們的回家作業量，結果顯示回家作業

量跟學生的科學和數學學習興趣也有關係。作業時間每週超過 3 小時之學生，其

數學或科學學習興趣顯著較低。根據上述教學方式跟我國學生學習興趣和自信之

相關分析的結果，為提高學生學習熱情，建議教學應提高促成學習投入的程度、

多採用探究活動、建立良好的協同學習氣氛，而家庭作業之指派應適量。此調查

結果可做為師資培育與教學實務之參考。

精簡報告 - 20 -


捌、結論

自 TIMSS 1999 以來，我國四年級和八年級學生的數學和科學成就表現傑出，

維持水準。但依據歷屆和本屆 TIMSS 的調查結果，我國數學與科學教育面臨兩

大主要問題。其一，相較他國，我國學生之學習呈現「重認知而輕情意」的現象。

如前所提及，我國僅四年級學生對科學保有學習熱情，四年級學生對數學、八年

級學生對數學及科學都表現出「不喜歡」、「沒自信」和「認為不重要」的態度。

為提升學生的學習熱情，我們建議教師改善教學使之更吸引學生，實施探究教學，

建立協同學習氣氛，並分配適宜的作業量。

另一個主要問題是我國八年級數學與科學成就城鄉差距比四年級嚴重。此問

題又與八年級數學與科學高低分落差大和學習落後（低於中級國際基準點）人數

比例偏高有關。大部分落後學生是在城鎮和鄉村。TIMSS 2003 至 2015 調查所

得之四和八年級學生數學與科學成就顯示，除了 TIMSS 2007 之八年級科學之外，

我國都市地區之落後學生比例在各年級各學科皆未超過 10%。因此，我們建議城

鎮和鄉村之落後學生比例應降至 10%以下。

除了上述兩個主要議題之外，根據本屆的調查結果，我們增列下列我國中

小學之教育議題，提請研究者與教育當局重視：

1. 我國學生之學校歸屬感低落。

2. 我國四年級學生霸凌問題嚴重。

3. 我國數學與科學教師之工作滿意度不高。

4. 我國八年級數學與科學教學難以吸引學生投入學習。

5. 與我國四年級科學相較，我國八年級科學較少強調探究和協同學習。

6. 我國四年級學生在生命科學的成就表現比其他領域差。

精簡報告 - 21 -


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臺灣精簡國家成果報告1 - ntnu · 2018. 6. 22. · timss...

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