臺灣參加PISA 2006 成果報告 - 國立臺灣師大科學教育中心首頁

摘要Programme for International Student Assessment (PISA) 是由經濟合作發展組織 (Organisation for Economic Co-Operation and Development)( 簡稱 OECD) 所主辦的一項國際性學生評量與比較。主要是針對即將完成義務教育走入社會的 15 歲在學學生 , 以情境化、生活化的試題 , 評量這些學生在閱讀素養、數學素養、科學素養的表現 , 以便了解他們是否對進入社會成為公民做好準備。PISA 自西元 2000 年開始實施 , 每 3 年辦理一次評量。評量結果對各國教育政策的制定與調整 ,可以提供甚多具有參考價值的數據與資料 , 逐漸受到各國重視。我國於 2006 年首次加入評比 , 在 57 個參與的國家之中 , 數學名列第一 ,科學名列第四 , 閱讀名列第十六。數學與科學的分數分佈情形呈現接近常態曲線分佈 , 並無雙峯化之現象。我國學生的數學素養表現亮麗引人注目。科學素養方面 , 解釋科學現象能力表現較佳 , 形成科學議題及科學舉證能力則有待加強 , 閱讀素養方面 , 學生針對閱讀內容進行反思和評鑑的能力較弱 , 還有很大的進步空間。類似的評量及國際性比較結果 , 持續進行縱貫性分析 , 可以提供給課程、教學、與教育政策相關人員參考 , 以便做出更明智的決定。

目錄

第一章緒論 .................................................................................................................................. 1第一節 PISA 國際評量計畫的內涵 ..................................................................................... 2一、PISA 的試題方向 ..................................................................................................... 2二、PISA 的過去與未來 ................................................................................................. 3三、PISA 測驗的執行 ..................................................................................................... 6四、臺灣參加 PISA 計畫對國家教育的意義 ................................................................ 6第二節受測學生之取樣方式與過程 .................................................................................. 8一、取樣概況 .................................................................................................................. 8二、取樣過程 .................................................................................................................. 9第三節施測試題涵蓋領域及其類型舉例 ........................................................................ 12一、試題組合 ................................................................................................................ 12二、試題涵蓋領域 ........................................................................................................ 13三、測驗題目形式 ........................................................................................................ 13四、範例 ........................................................................................................................ 15第四節問卷主要內容與舉例 ............................................................................................ 24一、學校問卷 ................................................................................................................ 24二、學生問卷 ................................................................................................................ 27第五節學校聯絡人員、施測人員之選取與研習 ............................................................ 34一、學校聯絡人員之選取與研習 ................................................................................ 34二、施測人員之選取與研習 ........................................................................................ 35第六節施測期程與過程 .................................................................................................... 37一、施測期程的排訂 .................................................................................................... 37二、施測過程 ................................................................................................................ 37第七節閱卷評分實施方式與過程 .................................................................................... 39一、閱卷者的招募 ........................................................................................................ 39二、閱卷訓練 ................................................................................................................ 39三、閱卷形式 ................................................................................................................ 40四、給分標準 ................................................................................................................ 40第二章臺灣學生科學素養的表現 ............................................................................................ 43第一節 PISA 科學素養的內涵 ............................................................................................. 45一、科學素養的定義 .................................................................................................... 45二、PISA 2006 的科學評量理論架構 .......................................................................... 46第二節 PISA 科學素養試題範例 ....................................................................................... 51一、題組的形成與給分 ................................................................................................ 51二、學生表現是如何被評量的 .................................................................................... 51三、PISA 2006 科學素養水準的定義 .......................................................................... 52四、PISA 2006 的試題範例 .......................................................................................... 54第三節臺灣學生科學素養的表現 ...................................................................................... 76i

一、臺灣學生科學素養的平均表現 ............................................................................ 76二、臺灣學生個別科學素養的表現 ............................................................................ 80三、臺灣學生的科學素養水準表現 ............................................................................ 86四、性別差異與科學素養的表現 ................................................................................ 88第四節臺灣學生對科學的態度與參與度 .......................................................................... 92一、PISA 2006 如何評量學生的科學態度與參與度 .................................................. 92二、學生對科學探究有支持嗎 ? ................................................................................ 96三、學生對科學學習有信心嗎 ? .............................................................................. 102四、學生對科學學習有興趣嗎 ? .............................................................................. 107五、學生對環境與資源責任有自覺嗎 ? .................................................................. 119第五節結論與建議 .......................................................................................................... 127第三章臺灣學生數學素養的表現 .......................................................................................... 131第一節 PISA 數學素養試題的內涵 ................................................................................. 132一、數學素養的定義 .................................................................................................. 132二、數學素養的評量要點 .......................................................................................... 132第二節 PISA 數學素養試題範例 ..................................................................................... 137第三節臺灣學生數學素養的表現 .................................................................................. 145一、臺灣學生數學各素養水準的表現 ...................................................................... 145二、各國數學素養的平均表現 .................................................................................. 150第四節性別在數學素養表現的差異比較 ...................................................................... 159第五節結論與建議 .......................................................................................................... 161第四章臺灣學生閱讀素養的表現 ......................................................... 錯誤 ! 尚未定義書籤。第一節 PISA 閱讀素養試題的內涵 ................................................ 錯誤 ! 尚未定義書籤。一、閱讀素養的定義 ................................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。二、閱讀測驗的評鑑要點 ......................................................... 錯誤 ! 尚未定義書籤。第二節 PISA 閱讀素養試題範例 .................................................... 錯誤 ! 尚未定義書籤。第三節臺灣閱讀素養的平均表現 ................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。一、各國閱讀素養的平均表現 ................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。二、臺灣閱讀素養的平均表現 ................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。第四節臺灣閱讀素養的水準表現 ................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。一、閱讀素養水準的測驗內涵 ................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。二、臺灣受測學生的素養水準表現 ......................................... 錯誤 ! 尚未定義書籤。第五節性別差異水準比較 ............................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。第六節結論與建議 ......................................................................... 錯誤 ! 尚未定義書籤。一、閱讀測驗成績與學生接受進階教育的關連性 ................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。二、閱讀教育的建議 ................................................................. 錯誤 ! 尚未定義書籤。第五章受測結果與其他國際測驗之比較 .............................................................................. 199第一節前言 ...................................................................................................................... 200ii

第二節 PISA 2006 與 TIMSS 2003 之比較 ( 數學與科學方面 ) ............................................. 202一、數學測驗結果之比較 .......................................................................................... 203二、科學測驗結果之比較 .......................................................................................... 207第三節 PISA 2006 與 PIRLS 2006 之比較 ( 閱讀方面 ) ................................................... 215第四節結論與建議 .......................................................................................................... 221附錄 .............................................................................................................................................. 223參考文獻 ...................................................................................................................................... 224iii

緖論第一節 PISA 國際評量計畫的內涵一、 PISA 的試題方向二、 PISA 的過去與未來三、 PISA 測驗的執行四、臺灣參加 PISA 計畫對國家教育的意義第二節受測學生之取樣方式與過程一、取樣概況二、取樣過程第三節施測試題涵蓋領域及其類型舉例一、試題組合二、試題涵蓋領域三、測驗題目形式四、範例第四節問卷主要內容與舉例一、學校問卷二、學生問卷第五節學校聯絡人員、施測人員之選取與研習一、學校聯絡人員之選取與研習二、施測人員之選取與研習三、施測人員的研習會議第六節施測期程與過程一、施測期程的排訂二、施測過程第七節閱卷評分實施方式與過程一、閱卷者的招募二、閱卷訓練三、閱卷形式四、給分標準1

第一章緒論林煥祥第一節 PISA 國際評量計畫的內涵PISA 國際評量計畫 (The Programme for International Student Assessment, 簡稱 PISA) 是由經濟合作暨發展組織 (Organisation for Economic Co-operation andDevelopment, 簡稱 OECD) 所委託的評量計畫。PISA 測驗所評量的是十五歲學生分別在閱讀、數學、科學領域的素養成就 , 目的在於了解這些即將完成義務教育的學生是否已經準備妥當成為具有良好素養且能積極貢獻社會的良好公民。PISA 測驗的主要內涵並不在於鑑別學生是否有效地記憶已知的學科知識 , 而在於評量他們是否能夠把這些知識有效地應用 , 並且從不同角度分析與解決問題 , 應用於進入社會後所面臨的各種情境及挑戰。一、 PISA 的試題方向PISA 測驗採取素養 (literacy) 的觀點設計 , 試題在於鑑別十五歲的學生分別在閱讀、數學及科學三方面的素養。這三種素養不僅是學校課程的核心 , 也是成人社會所需具備的重要知能。試題呈現的方式有別於一般學校的考題 , 著重「情境化」及「生活化」。( 一 ) 閱讀素養評量在閱讀素養的評量當中 , 試題的方向要求學生要能閱讀不同種類的文章。包括小說信件、工作申請表格、公眾議題等 , 透過敘述、立論、機關公告、曲線圖、表格、媒體廣告等方式 , 引導受試者分析、詮釋、或進一步的評鑑、反思文章內容。2

( 二 ) 數學素養評量數學素養的評量著重在推理、論證、建模、表徵、解題等能力之運用。將問題置於一個脈絡或情境之中 , 要求學生活用數學知識概念的理解配合上述能力之運用 , 組織建構解決問題的方法。難度較高的試題 , 通常需要較高程度的反思、創意、與論證。( 三 ) 科學素養評量科學素養的評量 , 在學科部份包括物理、化學、生物及地球科學。試題類型可以分成三大類 :(1) 形成科學議題 (Identify science issues): 要求學生從所提供的資訊之中 , 擬訂可以透過科學方法解決的研究問題 ;(2) 解釋科學現象 (Explainphenomena scientifically): 針對日常生活中常見的現象 , 如石雕受酸雨侵蝕 , 解釋其發生的原因 ;(3) 科學舉證 (Use scientific evidences): 利用科學證據來支持本身的主張或論點。此外 ,PISA 也收集學生的各項家庭環境與學校背景資料 , 以及各種有關學校的背景資料及其所提供的教育內容。這些資訊與各國十五歲學生在閱讀、數學及科學素養表現有所關連 , 將有助於進一步研究作為教育政策之參考。二、PISA 的過去與未來PISA 國際評量計畫每三年舉行一次 , 第一次調查是在 2000 年 , 共有四十三國參與 ; 第二次調查是在 2003 年 , 參與國家數為四十一國 ; 第三次調查於 2006年舉行 , 共有五十七國參加 , 臺灣開始參與於 PISA 2006 調查計畫。每次調查 ,各國通常會有四千五百名至一萬名學生接受施測調查。PISA 每次評量會從數學、科學及閱讀三個領域中選定一個主要領域 , 賦予較多的重要性 , 另外二個次領域的評量題數 , 相較之下不若主領域深入、廣泛。PISA2000 的主要領域為閱讀 ,2003 為數學 ,2006 為科學 , 故 2009 的主要領域將又回到閱讀。目前有日漸增加的非 OECD 會員國 ( 稱為夥伴國家 ) 加入此一計畫合作3

進行 , 顯示其評鑑結果日漸受到國際之重視。( 一 )PISA 2000PISA 2000 評量的主要領域為閱讀素養 (Reading Literacy)。共有四十三國參加 , 其中亞洲地區包含日本、韓國、香港、泰國等國 , 其它地區另有阿爾巴尼亞、奧地利、保加利亞、捷克、法國、印尼、義大利、拉脫維亞、馬其頓、紐西蘭、波蘭、俄羅斯、瑞士、阿根廷、比利時、加拿大、丹麥、德國、匈牙利、伊朗、列支之敦斯登、墨西哥、挪威、葡萄牙、西班牙、澳洲、巴西、智利、芬蘭、希臘、冰島、以色列、盧森堡、荷蘭、祕魯、羅馬尼亞、瑞典、英國。在 PISA 2000 所有的參加國家當中 , 分別擁有閱讀素養較高表現的前三位國為 :(1) 芬蘭、(2) 加拿大、(3) 紐西蘭 , 其他擁有前十名素養水準表現的亞洲鄰近國家韓國第六名 , 日本為第八名 ; 數學素養較高表現的前三位國家為 :(1)日本、(2) 韓國、(3) 紐西蘭 ; 科學素養較高表現的前三位國家為 :(1) 韓國、(2)日本、(3) 芬蘭。( 二 )PISA2003PISA 2003 評量的主要領域為數學素養 (Mathematical Literacy), 不同於PISA2000 的是 , 在 PISA 2003 測驗中 , 多加了一項問題解決能力 (problemsolving) 的評估。PISA2003 共有四十一國參加。其中亞洲地區包含日本、韓國、香港、澳門、泰國、印尼等國 , 其它地區另有澳洲、巴西、丹麥、德國、匈牙利、伊朗、盧森堡、荷蘭、波蘭、塞爾維亞、瑞典、突尼西亞、美國、奧地利、加拿大、芬蘭、希臘、冰島、義大利、拉脫維亞、紐西蘭、葡萄牙、斯洛伐克、瑞士、土耳其、烏拉圭、比利時、捷克、法國、列支敦斯登、墨西哥、挪威、俄羅斯、西班牙、英國。在 PISA 2003 所有的參加國家當中 , 分別擁有閱讀素養較高表現的前三位國4

為 :(1) 芬蘭、(2) 韓國、(3) 加拿大 , 其他擁有前十名素養水準表現的亞洲鄰近國家香港為第十名 ; 數學素養較高表現的前三位國家為 :(1) 香港、(2) 芬蘭、(3) 韓國 , 其他擁有前十名素養水準表現的亞洲鄰近國家日本為第六名 ; 科學素養較高表現的前三位國家為 :(1) 芬蘭、(2) 日本、(3) 香港 , 其他擁有前十名素養水準表現的亞洲鄰近國家韓國為第四名。( 三 )PISA2006PISA 2006 評量的主要領域為科學素養 (Scientific Literacy), 共有五十七國參加。臺灣開始參與於此次調查計畫 , 其他亞洲地區的參與國有日本、韓國、香港、澳門、泰國、印尼 , 其他地區為阿根廷、亞塞拜然、保加利亞、哥倫比亞、丹麥、法國、義大利、列支敦斯登、紐西蘭、葡萄牙、塞爾維亞、斯洛伐克、瑞典、英國、澳洲、比利時、加拿大、愛沙尼亞、德國、匈牙利、冰島、墨西哥、挪威、羅馬尼亞、斯洛維尼亞、瑞士、突尼西亞、美國、奧地利、巴西、利智、捷克、芬蘭、希臘、冰島、以色列、約旦、拉脫維亞、盧森堡、荷蘭、波蘭、俄羅斯、西班牙、土耳其、烏拉圭、克羅埃西亞、立陶宛、卡達、芒特尼格羅共和國、吉爾吉斯。在五十七個參與調查的國家中 , 我國十五歲學生的數學總平均成績排名為第一 , 科學總平均排名為第四 , 表現極為優異。這個成果顯示我國數學和科學教育一直有不錯的水準。不過 , 閱讀總平均排名為第十六 , 墊後於鄰近的韓國與日本 ,值得我們省思。在 PISA 2006 所有的參加國家當中 , 分別擁有閱讀素養較高表現的前三位國為 :(1) 韓國、(2) 芬蘭、(3) 香港 , 亞洲鄰近國家日本為第十五名 ; 數學素養較高表現的前三位國家為 :(1) 臺灣、(2) 芬蘭、(3) 香港 , 亞洲鄰近國家韓國為第四名 , 日本為第十名 ; 科學素養較高表現的前三位國家為 :(1) 芬蘭、(2)香港、(3) 加拿大 , 亞洲鄰近國家日本為第六名 , 韓國第十一名。5

整體而言 , 同一個國家的名字經常可以在不同的評量週期與不同評量項目的高分群當中見到 , 可見一國的教育政策經常是整體具穩定性的 , 其影響也是跨科目的。同時 , 在評量的結果當中可以發現 , 雖然一些具備經貿實力的國家同時擁有較高的學科素養水準 , 但是也有一些具備經貿實力的大國 , 如美國、德國 , 表現皆並不如預期 , 因此 , 國民的平均素質與國家經貿實力強大與否兩者之間可能沒有直接的關係。另外 , 東亞幾國幾屆下來雖然都有不錯的表現 , 但是學生們在面對升學的壓力之下整體國民平均素養是否能充分反映於 PISA 得分當中 , 值得長期觀察。相對地 , 在較少的升學壓力之下 , 幾屆下來位於北歐的芬蘭是整體表現最優的國家 , 這個結果值得我們進一步地探索。三、PISA 測驗的執行PISA 的測驗內容乃由參與國家所組成的國際學科專家協會共同協作制訂 ,協會的成員包括 : 澳洲教育研究議會 (Australian Council for Educational Research)、荷蘭教育測量學院 (Netherlands National Institute for Educational Measurement)、美國教育測試服務中心 (Educational Testing Service, USA)、日本國家教育研究學院 (National Institute for Educational Research, Japan) 及美國的 Westat。在臺灣 ,此項計劃由國立花蓮教育大學科學教育中心統籌 , 其中亦包含閱讀、數學、科學三個學科專家委員會 , 分別負責審核閱讀、數學及科學的評量內容 , 以確保評估的效度與適切性。四、臺灣參加 PISA 計畫對國家教育的意義自從西元 2000 年開始進行 PISA 計畫以來 , 這個比較性調查的結果 , 紛紛成為各國教育政策制訂時的重要參考依據 , 調查的結果似乎顯示著這批即將成人的各國準公民 , 到底是誰準備好登上全球的競爭舞台。究竟學生們在完成基礎教育的階段 , 是否具備基礎的能力 , 能夠繼續在人生中不斷學習 , 理性地分析問題及6

有效地表達意見解決問題呢 ? 學生們是否已掌握了所需的知識及能力 , 面對未來世界的挑戰 ?對臺灣而言 , 參與 PISA 計劃對國家教育是深具意義的。研究結果可以讓教育工作者了解學校的效能 , 讓教學改革者鑑察教育改革的成效 , 並能夠檢討我國的基礎教育效能是否達至國際水平。並且 , 在透過了解各國的教育方向與步伐 ,教育決策者可以因應全球發展制定適宜的政策 , 以適應新世紀的變化。研究結果也將提供有效的指標來了解在我國的教育制度之下 , 學校能否提供優質而均等的教育經驗給不同階層的學童 , 以及教育工作者和家長的努力將如何地影響學生的表現。7

第二節受測學生之取樣方式與過程PISA 評量的施測工作 , 包含了 2005 年小規模試測 (Field Trial) 以及 2006年大規模實測 (Main Study)。2005 年的試測工作旨在讓國家評量中心熟稔隔年實測相關事務。以下分別說明此二施測年度的取樣方式與過程。一、取樣概況( 一 )PISA 2005 試測 (Field Trial)2005 年試測共計抽出四十所學校 , 每校四十名學生 , 合計一千六百名學生應參與此次評量。其中分別抽出 :1. 北區 ( 臺北巿、臺北縣、基隆巿、桃園縣、新竹巿 ) 共抽出十七所學校六百八十名學生 ;2. 中區 ( 苗栗縣、臺中巿、臺中縣、彰化縣、南投縣、雲林縣 ) 共抽出十所學校四百名學生 ;3. 南區 ( 嘉義縣、嘉義市、臺南縣、臺南巿、高雄縣、高雄巿、屏東縣 ) 抽出十所學校四百名學生 ;4. 東區 ( 宜蘭縣、花蓮縣、臺東縣 ) 抽出三所學校一百二十名學生。抽樣概況如表 1-1所示。表 1-1 2005 年試測各分區抽樣概況分區北區中區南區東區合計17 所 10 所 10 所 3 所校數40 所(42.5%) (25%) (25%) (7.5%)應試學生數 680 人 400 人 400 人 120 人 1600 人試測結果在應考一千六百名受測學生當中 , 實際出席考試學生有一千五百六十六名 , 出席率達到九七點二五 %, 情況良好。( 二 )PISA 2006 實測 (Main Study)PISA 2006 的實測對象乃含括全國滿十五歲的在學學生 ( 即出生於一九九十8

年一月一日 ~ 一九九十年十二月三十一日之學生 )。依據教育部統計處的資料顯示 , 臺灣地區符合 PISA 2006 受測資格的全國滿十五歲的人口數為三十三萬四千三百九十一人。在這些人口數當中 , 首先排除豁免測試的學生 ( 如華僑學校、美國學校、啟智學校等 ), 以及沒有在學 ( 就業或補習 ) 的學生數。排除上述考量之十五歲在學學生總數值需再經由 PISA 的 ACER 與 Westat 二個組織確認 , 審查無誤後臺灣評量中心即依符合資格之學校分區及分學制列出符合資格之學生 , 其分佈如表 1-2 所列載 :表 1-2 實測各分區與學制抽樣概況高中高職五專國中進修學校校次應考人數到考人數應考到考到考率 % 校次人數人數到考率 %應考到考校次人數人數到考率 %校次應考到考到考率 % 校次人數人數應考人數到考人數到考率 %臺北巿 18 635 612 96.38% 9 325 316 97.23% 1 40 40 100.00% 8 280 265 94.64% 1 40 40 100.00%高雄巿 8 295 290 98.31% 6 185 176 95.14% ─ ─ ─ ─ 6 202 195 96.53% 1 40 37 92.50%北區 32 1048 1024 97.71% 24 712 698 98.03% 1 40 36 90.00% 21 743 724 97.44% 4 160 151 94.38%中區 8 916 904 98.69% 18 604 592 98.01% ─ ─ ─ ─ 15 509 497 97.64% 2 80 76 95.00%南區 20 681 673 98.83% 13 439 424 96.58% 2 80 73 91.25% 16 542 533 98.34% 1 40 36 90.00%東區 4 142 139 97.89% 4 138 125 90.58% ─ ─ ─ ─ 4 150 139 92.67% ─ ─ ─ ─二、取樣過程( 一 ) 抽樣資料的蒐集針對不同的學制 , 評量中心也使用不同的方式來滿足 PISA 抽樣專責單位對於抽樣資料回報之速度與準確之需求。分述如下。1. 高中、高職、五專學制全國高中、高職、五專學制之取樣的數據皆出於教育部統計處資料庫。由於中 PISA 受測群為全國十五歲的在學學生 , 教育部資料庫所提供的為全國「各年級」受測學生數 , 因此 , 在資料的處理上 , 必須再考量自然出生率來推估出全國符合受測資格的「十五歲學生」人數。普遍而言 , 由於高中、高職、五專多為應9

屆畢業者就讀 , 因此考量自然出生率的推估值與全國符合受測資格之數值相當接近。2. 建教合作班、進修學校建教合作班、進修學校學制由於含括較多的非應屆生 , 因此無法以自然出生率的方式來推估每校符合資格之學生。本評量中心所採行的方案是藉由中央行文 , 要求各學校回報該學制中符合當屆 PISA 受測資格的學生人數來進行統計。( 二 ) 受測學校的選取評量中心除了必須備齊各校十五歲的受測學生數之外 , 也需同時呈報 PISA各校相關資料 , 諸如學校代號、網址、佔地面積、全校人數、電話等。迨 PISA Westat( 抽樣專責單位 ) 嚴審確認資料無誤後 , 再配合各分區學校之學校規模、學生人數 , 分層抽樣代表受測的學校。( 三 ) 受測學生的選取1. 各校符合受測資格之學生名單收集評量中心在接收到學校名單後 , 即與抽選上之各受測學校聯絡。校方需首先配合繳交填寫完畢之學生名單。評量中心在收到學生名單之後 , 需再做資料之確認與校對 , 如學生性別有無錯置等問題。確認無誤之後 , 始進行各校受測學生之抽選。整體而言 , 評量中心費時約三週完成資料整理與核對 , 之後再將資料匯入PISA 資料庫當中 , 以指定的抽樣軟體 Keyquest 系統 , 進行各校受測學生的取樣。資料整理費時的原因是 , 各校所回傳之學生基本資料 , 大多並未嚴謹依據公告之欄位回傳。由於 Keyquest 系統有本身需用之欄位要求 , 因此 , 當校方所回傳的內容不符合系統之各欄位需求時 , 便無法執行選樣的動作。比較常見的問題是學生出生月、日的填報格式有誤 , 或是受測學校為求快速直接將學生原始學籍系統轉出 , 造成評量中心後置處理的繁瑣。10

2. 受測學生之取樣在確認各校所回傳之學生資料無誤後 , 即將相關資料匯入 Keyquest 資料管理系統進行取樣。由於 Keyquest 為國際英文版 , 為適用於臺灣使用 , 也首先必須將所有相關表格於資料庫中轉換為中文。在 Keyquest 資料管理系統當中 , 需鍵入以下六項資料 :(1) 國家代碼、(2)施測語言、(3) 就讀類科、(4) 職業代碼、(5) 學校資料、(6) 符合受測學生資料。以上六項資料鍵入後 , 資料庫將作自動確認 , 將欄位重設整理 , 並選抽出每校需受測的四十名學生 , 這些學生來自不同的班級。抽選而出的每校四十名的受測學生名單將經由 Keyquest 格式化輸出為「學生資料紀錄表」(Student Tracking Form)。評量中心於受測之前 , 將該表格寄至各校核對。各校在收到「學生資料紀錄表」之後 , 除了按名單通知學生受測之外 ,也需首先核對名單當中是否有不符合 PISA 受測資格的學生 ( 如 : 轉校、休學、年齡不符、身體機能障礙、智能障礙、語文程度有限 ), 名單當中若有豁免受測者 ,則該生不需要出席受測 , 若有如此情形 , 校方應主動告知評量中心另外註記。2006 Main Study 臺灣地區的抽樣結果 , 以學制區分共抽出八千八百一十五位學生 , 其中包括 : 高中三千六百四十二名、高職二千零六十九名、國中二千三百五十三名、五專一百四十九名、建教合作班七十一名、實用技能班一百九十一名、進修學校三百四十名。依性別為 , 女生四千一百九十三名 , 男生四千六百二十二名。11

第三節施測試題涵蓋領域及其類型舉例PISA 自 2000 年起每三年進行一次評量 , 而 PISA 2006 為第三次評核週期。內容涵蓋「數學」、「科學」、「閱讀」的基礎能力測驗 , 本屆評量重點為科學。提供學生受測的試題本共計有十三種版本。以下簡要說明不同版本之試題組合 , 及不同領域之題型舉例。一、試題組合本屆實測的試題本共計有十三個版本 , 以七個「科學」群組 (cluster)、四個「數學」群組、二個「閱讀」群組進行組合。試題本組合完畢之後 , 需經由大會進行最後之編輯、校對 , 迨核准之後始能進行印刷之工作。評量中心在各校受測學生名單的抽選作業中 ,Keyquest 資料庫軟體也將同步地排訂每位學生所須受測的試題本。雖有十三個版本的試題本 , 但所有的組合結果皆經由 PISA 計分團隊進行難易度鑑別 , 每位受測學生皆接受相同的能力評量。各試題本之群組組合如表 1-3 所示。其中「S」代表科學素養試題 ;「M」代表數學素養試題 ;「R」代表閱讀素養試題。阿拉伯數字則代表題組序號。表 1-3 試題本之群組組合情形試題本 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 M1 M2 M3 M4 R1 R2群組S2 S3 S4 M3 S6 R2 R1 M2 S1 M4 S5 M1 S7S4 M3 M4 S5 S7 R1 M2 S2 S3 S6 R2 S1 M1S7 R1 M1 M2 S3 S4 M4 S6 R2 S1 S2 S5 M312

二、試題涵蓋領域PISA 評量相較於其它的評量較為複雜 , 此評量並非只讓學生僅選擇單一答案( 是非題、選擇題 ), 而採用大量的開放式問答題測驗出學生們應用及分析問題的能力 , 主要目的為瞭解個人參與社會活動的能力。施測試題的涵蓋領域包含有「科學」、「數學」、「閱讀」, 以下是它們分別所涵蓋的內容。( 一 ) 科學素養 (Scientific literacy)主要在於測驗學生應用科學知識的能力。將物理、化學、生物及地球科學應用到各個題目當中 , 以獲得新的科學知識、解釋科學現象、用證據解讀科學相關議題及科學與技術的關係。( 二 ) 數學素養 (Mathematical literacy)數學素養所關注的是學生應用習得的數學能力去面對未來挑戰的能力。這些能力包括分析、推理以及有效的溝通概念 , 測驗學生是否能透過形式、公式解決不同領域與情境的數學問題。( 三 ) 閱讀素養 (Reading literacy)閱讀素養測驗主要在於評量學生是否能夠瞭解、反思及評鑑文章內容 , 是否能夠達成個人目標 , 反應出個人的知識與潛能 , 以及社會參與的能力。試題內容涵蓋不同種類的文字內容 , 測驗學生在閱讀這些文體之後 , 是否能充分達成不同種類的閱讀任務。三、測驗題目形式PISA 測驗題目的形式包括「是非選擇題」、「封閉式問答題」( 短答題 )、「開放式問答題」、「態度選項」。分述於下。13

( 一 ) 是非選擇題主要在於瞭解學生基礎的理解能力。在測驗的試題本當中 , 通常是兩題以上的是非題或是選擇題 , 作一叢集 ; 叢集當中所有選擇皆正確之時 , 才能夠得到分數。主要用於鑑別受測學生解決該提問的基礎能力。( 二 ) 封閉式問答題 ( 短答題 )類似於是非選擇題 , 只有一個正確的答案。但是和選擇題不一樣的是 , 受測學生無法使用猜測的方式猜出正確答案。因為在題目當中並沒有標示出供答題選擇、參考的提示。( 三 ) 開放式問答題如此的題型 , 並不只是要學生說出答案 , 還需要學生也說出思考的過程 , 來解釋答案的意義。可以鑑別出受測學生是否具備解決該領域較為困難之提問的能力。( 四 ) 態度選項 (attitudinal item)大部份 PISA 2006 科學試題都包含了一項新的態度選項 , 用來連結試題與學生對該科學議題的態度。主要有有二種形式 , 一是測試學生對於學習科學的興趣 ,另一是有關於調查學生對於此項科學的支持度 ( 同意度 )。這樣的項目會以灰色方框呈現 , 學生只要依照自己的意思去勾選 , 這些問題並沒有正確的答案 , 也不會計算在學生的測驗總分內。這些問題要求學生表示對特定議題的一些陳述的同意程度。對於每項陳述學生應該勾選出一個最能代表自己意見的答案。14

四、範例( 一 ) 科學領域範例酸雨下圖是名為女像柱的雕像照片 ,2500 年前建於雅典衛城。這些雕像是用一種名為大理石的岩石建造的。大理石是由碳酸鈣組成的。在 1980 年 , 原始的雕像被遷移到衛城博物館內 , 並由複製品取代。原始的雕像受到酸雨的侵蝕。問題 1: 酸雨正常的雨水略帶酸性 , 因為它從空氣中吸收了一些二氧化碳。酸雨比正常的雨水更酸 , 因為它同時吸收了如硫氧化物和氮氧化物之類的氣體。空氣中硫氧化物和氮氧化物是從哪裡來的 ?..........................................................................................................................................................................................................................................................酸雨評分 1滿分代號 2: 以下答案皆可 : 汽機車廢氣、工廠排放、燃燒石油和煤等化石燃料、火山的氣體或其它類似的東西。• 燃燒煤和天然氣。• 空氣中的氧化物是從工業和工廠的污染而來的。• 火山。• 發電廠排放的廢氣。(「發電廠」一詞視為包括了燃燒化石燃料的發電廠 )• 它們來自於燃燒含硫和氮的原料。15

部分分數代號 1: 學生的回答同時包含一個正確和一個不正確的污染源。• 化石燃料以及核能電廠。( 核能電廠不是酸雨的污染源。)• 氧化物來自於臭氧層、大氣中、和衝向地球的流星。燃燒化石燃料也算。學生的回答只提及「污染」, 但是並沒有指出一個造成酸雨的重要污染源。• 污染。• 普遍的環境 , 我們生活在內的大氣層 - 例如污染。• 氣化、污染、火、香煙。(「氣化」所代表的意義不是很清楚 ,「火」的意思不夠明確 , 香煙的煙霧不是造成酸雨的重要原因。)• 例如來自核能電廠的污染。評分說明 : 學生只指出「污染」已可獲得代號 1。其他伴隨的例子可當作是否可評為代號2 的評分依據。零分代號 0: 其他答案 , 包括沒有提到「污染」同時也沒有指出一種造成酸雨的重要原因。• 它們從塑膠排放出來。• 它們是空氣中的自然成分。• 香煙。• 煤和石油。( 不夠明確 - 因為沒有提到「燃燒」。)• 核能電廠。• 工業癈棄物。( 不夠明確。)代號 9: 沒有作答。問題 2: 酸雨酸雨對大理石的作用可以被模擬 , 方法是將大理石薄片放置在醋裡一整夜。醋和酸雨的酸度是差不多的。當一片大理石薄片被放置在醋裡時 , 氣泡便會產生。在實驗之前和之後可以測量乾燥大理石薄片的質量。一片大理石薄片被浸泡在醋裡一整夜之前的質量是 2.0 克。隔天大理石薄片被取出並且使之乾燥。乾燥後大理石薄片的質量將會是多少 ?A. 少於 2.0 克B. 精確的 2.0 克C. 在 2.0 克至 2.4 克之間D. 多於 2.4 克酸雨評分 2滿分代號 1:A 少於 2.0 克。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。16

問題 3: 酸雨學生們做這項實驗時 , 也放置一些大理石薄片在純 ( 蒸餾 ) 水裡一整夜。請解釋學生們為什麼在他們的實驗中包含了這個步驟。..........................................................................................................................................................................................................................................................酸雨評分 3滿分代號 2: 為了和酸與大理石的測試做比較 , 並且顯示酸 ( 醋 ) 對化學反應而言是必要的。• 為了確定雨水必須有像酸雨般的酸性來導致這個化學反應。• 為了察看是否有其他原因造成大理石薄片上的坑洞。• 因為這麼做可以顯示大理石薄片不會跟任何的液體產生化學反應 , 既然水是中性的。部分分數代號 1: 為了和酸與大理石的測試做比較 , 但沒有進一步解釋酸 ( 醋 ) 對化學反應而言是必要的。• 為了和其它的試管做比較。• 為了察看大理石薄片在純水中是否會改變。• 學生們進行此步驟是為了顯示當下雨正常時對大理石薄片有什麼影響。• 因為蒸餾水不是酸性的。• 當作一種對照。• 為了察看正常水與酸性水 ( 醋 ) 會有什麼不同。零分代號 0: 其他答案。․ 為了顯示蒸餾水並非酸性的。代號 9: 沒有作答。17

問題 4: 酸雨對於下列的資料 , 你感興趣的程度有多少 ?請在每一行內只勾選一個方格。高度興趣中度興趣少量興趣沒有興趣a)b)c)知道哪些人類活動對於酸雨最具影響。得知減少造成酸雨的氣體排放的科技。瞭解修復遭酸雨破壞的建築物的方法。問題 5: 酸雨對於下列的陳述 , 你同意的程度有多少 ?請在每一行內只勾選一個方格。古古老遺跡的保存應該建立在找到破a)壞原原因的科學證據基礎上。b)關關於酸雨原因的陳述應該建立在科學研究究的基礎上。非常同意同意反對非常反對18

( 二 ) 數學領域範例最快的賽跑者下列表格提供 2000 年奧運金牌得主在 100m、200m、400m 和 800m 項目中的賽跑時間 :項目男子女子100 9.87 10.7200 20.0 21.8400 43.8 49.1800 1:45 ?問題 1: 最快的賽跑者下列哪一個最有可能是女子 800m 賽跑金牌得主的賽跑時間 ?A 1:00.18B 1:20.43C 1:48.02D 1:56.15最快的賽跑者評分 1滿分代號 1:D 1:56.15。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。問題 2: 最快的賽跑者在以下表格中 , 請就各項陳述 , 圈出「正確」或「不正確」。陳述「正確」或「不正確」一般來說 , 在奧運相同距離的賽跑中 ,男子跑得比女子快。不論賽跑的距離如何 , 男子和女子賽跑之間的時間差距大約是一樣的。正確 / 不正確正確 / 不正確最快的賽跑者評分 2滿分代號 1: 正確、不正確。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。19

問題 3: 最快的賽跑者請計算男子 800m 金牌得主的賽跑時間秒數。請列出你的計算方法 :.............................................................................................................................最快的賽跑者評分 3滿分代號 1:60 秒 + 45.08 秒 = 105.08 秒。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答問題。問題 4: 最快的賽跑者下列是 1896 年、1956 年和 2000 年的男子 100m 短跑金牌得主的賽跑時間 :年份時間以秒數計算1896 12.01956 10.52000 9.87請舉出你認為的兩個理由來解釋為什麼這些年來的賽跑時間越來越短。..........................................................................................................................................................................................................................................................最快的賽跑者評分 4滿分代號 1: 每一個答案組合均可獲得滿分 :․ 現在人們的健康狀況較以前好 , 而且訓練方法也較科學化。․ 特製的鞋和衣服讓表現增進。平均而言 , 現在人們普遍比 100 年前的人們更高。․ 這些年來 , 跑道的情況有所改善。有專門訓練運動員的運動訓練中心。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。20

問題 5: 最快的賽跑者這些問題能透過科學實驗來解答嗎 ? 請就各項問題 , 圈出「是」或「否」。這些問題能透過科學實驗來解答嗎 ? 「是」或「否」400 公尺繞圈跑的速度是否比直線跑的速度更快 ?2012 年奧運會女子 400m 的勝出時間是否會成為世界紀錄 ?是 / 否是 / 否最快的賽跑者評分 5滿分代號 1: 是、否。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。問題 6: 最快的賽跑者對於下列的陳述 , 你同意的程度有多少 ?請在每一行內只勾選一個方格。非常同意同意反對非常反對a) 每一個人都應該在學校從事體育活動。b) 運動是浪費時間。c) 運動能幫助你學習得更好。21

( 三 ) 閱讀領域範例塗鴉為了去掉牆上的塗鴉 , 這次已經是第四次清洗學校牆壁 , 這真的使我氣極了。創作本來是值得欣賞的 , 但創作的方式不應該為社會帶來額外的開支。為什麼要在禁止塗鴉的地方亂畫東西 ,損壞年輕人的聲譽 ? 專業的藝術家不會把自己的作品掛在大街上 , 對嗎 ? 相反 , 他們會透過合法的展覽來賺取收入和名聲。我認為樓房、籬笆和公園的長椅本身就是藝術品了 , 在它們上面塗鴉 , 只會破壞其風格 , 而且 , 這樣做更會破壞臭氧層。我真不明白這些可恥的藝術家為什麼在其「藝術品」被一次又一次的清理後 , 還要不斷地亂塗亂畫。Helga品味是無法言喻的。社會上充滿了各種各樣的溝通方式和廣告宣傳 , 如公司的標誌、店名 , 還有矗立在大街兩旁的各種擾人的大型廣告牌。它們是否獲得大眾接受 ? 沒錯 , 大多數是。而塗鴉是否獲得大眾接受 ? 有些人會接受 , 但有些人則不接受。誰負責塗鴉所引起的費用 ? 誰最終負擔廣告的費用 ? 對 , 就是消費者。那些樹立起廣告牌的人事先有沒有向你請示 ?當然沒有。那麼 , 塗鴉者應該要事先請示嗎 ? 你的名字、組織的名字 , 和街上的大型藝術品 , 這些不都只是溝通的方式嗎 ?試想想數年前在商店裏出現的條紋和格子花服裝還有滑雪服飾。這些服飾的圖案和顏色就是直接從多采多姿的牆上偷來的。可笑的是 , 這些圖案和顏色竟然被欣然接受 , 但是那些有同樣特色的塗鴉卻被認為是討人厭的。源自 :Mari Hamkala現在要做藝術真的不容易。Sophia22

問題 1: 塗鴉我們可以討論一封信件敘述的事情〈它的內容〉我們可以討論一封信件寫作的手法〈它的風格〉不論你同意哪個作者的論點 , 你認為哪一封信寫得比較好 ? 請根據其中一封信或者兩封信的寫作手法來解釋作答。塗鴨評分 1滿分代號 1: 這題目需要學生比較兩封以塗鴉為主題的短信從而評價作者的寫作水準。․ 學生需要根據他們對「所謂好的寫作風格」的理解作答。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。23

第四節問卷主要內容與舉例PISA 2006 除了評量十五歲學生的科學素養 (scientific literacy)、數學素養(mathematical literacy)、閱讀素養 (reading literacy) 之外 , 另有二份問卷是為了進一步了解受測學校及學生的特質。問卷的類型總共分為「學校問卷」以及「學生問卷」。問卷主要的目的是尋找影響學生的學習成就和社會、文化、經濟及教育等層面的關聯性 , 為教育政策的決策提供依據。問卷中變數的內容和數量的選擇經過國際專家、OECD 和國家評量中心嚴格討論和試測 , 保證問卷的相關性和有效性。以下是學校問卷及學生問卷說明及舉例。一、學校問卷學校問卷主要是由受測學校的校長或是教務主任負責填寫 , 完成問卷所須的時間約為三十分鐘。PISA 學校問卷包括了「學校結構組織」、「教職員」、「學校的資源」、「績效責任以及招生方式」、「科學與環保」、「職業與升學」等六大項。PISA 的學校問卷能釐清各受測學校的教育資源 , 辦學方向等影響施教層面之重要因素 , 問卷結果也將有助於學生測驗結果之解釋。例如 , 資源之分配對同一個國家的不同學校或是不同國家的學生成就有何影響 ? 以下是學校問卷當中主要各類問題的內容與範例。( 一 ) 學校結構與組織主要在瞭解各校學生人數、所處之區域特色 ( 城市或鄉鎮 )、學生入學與就讀情況、學校辦學之資金來源。例題 : 下列各項經費來源 , 在每個典型學年中分別佔貴校總經費之多少比率 ?( 請在線上填寫數字 , 如果沒有該項經費來源請填 0。)經費來源百分比 (%)(a) 政府 ( 包含部門、地方和中央 )(b) 學費或由家長繳交給學校之費用(c) 捐助、贊助、家長籌款(d) 其他總計 100%24

( 二 ) 教職員用以瞭解各校教師組成之學歷背景、學校全職及兼職教師比例、學校的決策負責人、學校裏影響決策的團體。例題 : 貴校主要擔負下列任務責任者為何 ?( 每一行請勾選選項 , 答案可多於一個 )校長或教師學校教評會縣市教育局教育部(a) 聘任教師 □ □ □ □(b) 解聘教師 □ □ □ □(c) 建立教師之起薪 □ □ □ □(d) 決定教師之加薪 □ □ □ □(e) 擬定學校預算 □ □ □ □(f) 校內預算之分配 □ □ □ □(g) 建立學生訓導政策 □ □ □ □(h) 建立學生評量政策 □ □ □ □(i) 核准學生入學許可 □ □ □ □(j) 選擇教科書 □ □ □ □(l) 開課決議 □ □ □ □25

( 三 ) 學校的資源瞭解各校資源的質量 ( 如安置職工、教育的資料、基礎設施 ), 以及學校可使用的電腦及網路資源 , 用以瞭解各校資源質量之差異和學生學習表現之關連。例題 : 貴校在教學上是否受到下列因素限制的影響 ?( 每一行請勾選一個選項。)沒有影響有點影響一些影響很大影響(a) 缺乏合格的科學教師 □ □ □ □(b) 缺乏合格的數學教師 □ □ □ □(c) 缺乏合格的國文教師 □ □ □ □(d) 缺乏合格的其它學科教師 □ □ □ □(e) 缺乏實驗室技術人員 □ □ □ □(f) 缺乏其他支援人力 □ □ □ □(g) 科學實驗設備不足或不適當 □ □ □ □(h) 教材 ( 如教科書 ) 不足或不適當 □ □ □ □(i) 教學用電腦不足或不適當 □ □ □ □(j) 網路連線不足或不適當 □ □ □ □(k) 電腦教學軟體不足或不適當 □ □ □ □(l) 圖書館資料不足或不適當 □ □ □ □(m) 教學視聽設備不足或不適當 □ □ □ □( 四 ) 績效責任以及招生方式用以瞭解各校學生的入學標準、學校所負擔之績效責任、家長對學校之期望以及以學生學業成就之績效責任評估及甄選學生之考慮因素。例題 : 貴校學生的學業成就資料是否用在下列績效責任之評估 ?( 學業成就資料包括合計的全校或全年級的分數、等級和畢業比率。)( 每一行請勾選一個選項。)(a) 學業成就資料會公佈 ( 如在媒體上 ) □ □(b) 學業成就資料會用來評鑑校長之表現 □ □(c) 學業成就資料會用來評鑑教師之表現 □ □(d) 學業成就資料會作為分配學校教學資源之依據 □ □(e) 教育主管機關會持續追蹤學業成就資料□ □是否26

( 五 ) 科學與環保在於瞭解各校在於促進學生學習科學的活動、環保課題課程及學習方法。例題 : 貴校是否有為十五歲的學生 ( 高一 / 國三 ) 提供有關「環保課題」的課程 ?「環保課題」包含了所有關於環保科學的相關議題。這些議題包括環境污染、環境惡化等。微生物、生物多樣性和資源保存之間的關係 , 亦是環保課題的案例。( 每一行請勾選一個選項。如果貴校沒有提供該類課程 , 請勾選「否」。)(a) 包含在一門特別的環保研究學科內 □ □(b) 包含在自然科學學科內 ( 例如是生物、化學、物理、地球科學或科學概論課程之一部份 ) □ □(c) 作為地理學科之一部份 □ □(d) 作為其他學科之一部份 □ □是否( 六 ) 職業與升學在於瞭解各校提供給學生升學及就業的管道及相關輔導工作等。例題 : 貴校高中一年級 ( 國中三年級 ) 學生的就業輔導主要由誰責任 ?( 請只勾選一個選項 )不適用 , 本校沒有提供就業輔導所有教師共同分擔就業輔導的責任主要由某些特定教師 ( 如主任 ) 負責就業輔導本校聘任一名以上的專責就業輔導諮商人員本校有一名以上的專責就業輔導諮商人員定期到校輔導□□□□□二、學生問卷PISA 2006 學生問卷於試題本測驗結束後進行 , 交由各受測學生填寫 , 學生們有約三十五分鐘的時間作答。問卷內容的設計在於瞭解學生們「個人與家庭的狀況」、「對於各種科學相關議題的觀點」、「環保議題」、「就業傾向與科學」、「學習時間」、「科學的教學與學習情形」, 結果將有助於學生測驗結果之解釋。以下是學生問卷當中各類問題之內容與範例。27

( 一 ) 受測學生的基本資料此類的問題在於釐清學生的就讀類科背景、性別、與年齡。以作為後續研究之基礎。例題 : 你就讀的是哪個類科 ?( 只勾選一項 )普通高中職業學校五專進修學校實用技能班建教合作班普通國中完全中學 ( 國中部 )□□□□□□□□( 二 ) 受測學生的家庭背景詢問一些有關學生家庭及家庭成員之問題 , 主要希望能夠瞭解各受測學生之間父母的職業、教育背景、家庭的學習環境、經濟狀況的差異 , 用以瞭解家庭背景與測驗結果之關連。其中 , 受測學生之父母職業一題是採用開放式問答 ,評量中心的閱卷人員必須依照 PISA 的職業分類標準 ISCO 進行數值化的分類。( 例如 : 職業工程師 , 需轉換為代號 2140。)例題 1-1: 你的母親的主要工作為何 ?( 例如學校教師、護士、銷售經理 )( 如果你的母親目前沒有工作 , 就請寫下她最近一份的主要工作。)請填入她的工作職稱例題 1-2: 你的母親的主要工作是在做些什麼 ?( 例如教中學生、餐廳廚工、管理一組銷售人員 )請用句子描述她目前從事或曾經從事 ( 目前沒有工作的話 ) 的主要工作性質。28

例題 2: 下列哪些東西是你家擁有之財產 ?( 每種分別於每項問題中勾選是或否 )(a) 書桌□ □(b) 自己的房間□ □(c) 安靜的讀書空間□ □(d) 用作學校功課使用的電腦□ □(e) 教育方面的電腦軟體□ □(f) 網際網路□ □(g) 自己專用的計算器 ( 可進行數學運算 )□ □(h) 古典文學讀物 ( 如 : 紅樓夢 )□ □(i) 詩、詞集□ □(j) 藝術作品□ □(k) 可協助完成學校功課的叢書□ □(l) 字典 ( 辭典 )□ □(m) 洗碗 ( 碟 ) 機□ □(n) 錄影帶、VCD 或 DVD 放映機□ □(o) 樂器□ □(p)Ipod ( 蘋果電腦生產之 MP3 隨身聽 )□ □(q) 按摩浴缸□ □是否( 三 ) 學生對於自然科學的觀點主要在於詢問學生對於自然科學相關議題的觀點。在於釐清學生們對於自然學科的學習興趣 , 所具備之知識能力、以及透過運用自然學科所習得之知識來解決問題的能力。議題囊括了校內、校外關於天文、生物、化學、地球科學、物理等自然科學領域。29

例題 : 如果要你自己完成下列各項作業 , 你覺得有多容易 ?( 每個敘述分別勾選一項 )輕而易舉須稍努力需很努力無法完成(a) 從報紙上有關健康問題的報告中找出其中隱含之科學問題。 □ □ □ □(b) 說明某些地方地震之頻率為何高於其他地方之原因。 □ □ □ □(c) 描述抗生素在疾病治療所扮演之角色。 □ □ □ □(d) 指出與垃圾散佈有關之科學問題。 □ □ □ □(e) 預測環境的改變對某特定物種生存之影響。 □ □ □ □(f) 解釋食物標籤上所提供的科學資訊。 □ □ □ □(g) 討論哪些新證據會改變你對火星上有生命存在的可能性之看法。 □ □ □ □(h) 從兩種解釋酸雨形成的原因中找出較佳者。 □ □ □ □( 四 ) 環境議題用以釐清學生們對於環境保護相關議題的認同程度、當今環保議題的了解與關心程度。例題 : 對於以下的敘述你的認同程度為何 ?( 每個敘述分別勾選一項 )非常同意同意不同意非常不同意(a) 針對汽車廢氣排放的定期檢測工作是很重要的。 □ □ □ □(b) 我很擔心於電子用品非必要性使用所帶來的資源浪費情形。 □ □ □ □(c) 我同意透過立法來限制工廠排放廢氣 , 即使如此會造成產品價格的上揚。 □ □ □ □(d) 為了降低垃圾量 , 塑膠袋的使用應降至最低。 □ □ □ □(e) 工廠應該證明他們安全地處理危險的工業廢棄物。 □ □ □ □(f) 我贊成透過立法來保護瀕臨絕種動物與棲息地。 □ □ □ □(g) 應積極地尋找新的發電方式 , 即使如此將提升成本。 □ □ □ □30

( 五 ) 科學領域就業傾向用於釐清受測學生未來對於從事「科學相關職業」的興趣程度 , 以及目前的學習環境與選擇「科學相關職業」之未來的關連性。科學相關職業之範疇不是只有傳統的科學家 , 任何需要具備自然科學相關知能與背景的職業皆包含在其中 , 例如工程師 ( 涉及物理 )、氣象預報員 ( 涉及地球科學 )、驗光師 ( 涉及生物與物理 )、醫生 ( 包含醫藥科學 ) 等、都是與科學有關的職業。例題 : 對於以下的敘述你的認同程度為何 ?( 每個敘述分別勾選一項 )非常同意同意不同意非常不同意(a) 我的學校所開設之科學課程提供學生從事科學相關職業所需要的知識與技能。 □ □ □ □(b) 我的學校所開設之自然科學課程提供學生在許多不同職業上所需要的知識與技能。 □ □ □ □(c) 我所修的科學課程提供我能用在許多不同職業上所需之知識與技能。 □ □ □ □(d) 我的老師讓我具備從事科學相關職業所需之知識與技能。 □ □ □ □31

( 六 ) 學習時間瞭解同學們在學校及校外的自然學科、數學、國語及其它科目每週的學習時間 , 以及課後補習時間。用以釐清學習時間與受測成績之關連性。例題 : 目前你是否參加下列類型的課後補習課程 ?此題所涵蓋的課後補習課程 , 必須是你正在學校學習的學科 , 而你在正常學校時間外 , 再花額外的時間來學習。課後補習課程可以是在你的學校、你的住家、或是其它地方進行。不過 , 這些課程只能是你的學校正規課程當中的學科。( 每個敘述分別勾選一項 )是否(a) 以『一對一』形式 , 請你就讀學校的教師擔任教學。 □ □(b) 以『一對一』形式 , 請不是你就讀學校的教師擔任教學。 □ □(c) 以小組形式 ( 少於 8 個學生 ), 請你就讀學校的教師擔任教學。 □ □(d) 以小組形式 ( 少於 8 個學生 ), 請不是你就讀學校的教師擔任教學。 □ □(e) 以較大的小組形式 ( 多於 8 個學生 ), 請你就讀學校的教師擔任教學。) □ □(f) 以較大的小組形式 ( 多於 8 個學生 ), 請不是你就讀學校的教師擔任教學。 □ □32

( 七 ) 科學的教學與學習用於釐清學生們在學校學習自然科學課程的意見與能力、參與在校的自然科學活動的狀況、以及接受學校自然科學課程教育的學習感受。例題 : 你在校的自然科學課程是否常有下列活動 ?( 每個敘述分別勾選一項 )在所有單元在多數單元在少數單元從未或幾乎從未(a) 學生有機會說明闡釋他們的想法。 □ □ □ □(b) 學生花時間在實驗室進行實際實驗。 □ □ □ □(c) 學生需要設計如何在實驗室來探究自然科學問題。 □ □ □ □(d) 要求學生應用自然科學概念來解決日常生活問題。 □ □ □ □(e) 授課內容的設計包含學生們的意見。 □ □ □ □(f) 要求學生透過所施行的實驗提擬結論。 □ □ □ □(g) 教師會說明如何將一個自然科學概念應用在多個不同的現象 ( 例如 , 物體移動、相似性質的物質 )。□ □ □ □(h) 允許學生自己設計他們的實驗。 □ □ □ □(i) 在課堂當中擁有討論的時間。 □ □ □ □(j) 只由教師示範如何進行實驗學生未參與。 □ □ □ □(k) 給予學生自己選擇他們的研究之機會。 □ □ □ □(l) 教師使用科學來協助學生了解校外世界。 □ □ □ □(m) 每一次的主題學生們皆擁有討論的時間。 □ □ □ □(n) 學生依據教師之指令來進行實驗。 □ □ □ □(o) 教師清楚的說明自然科學概念與我們的生活之關聯性。 □ □ □ □(p) 要求學生自己進行實驗來檢驗他們自己的理念。 □ □ □ □(q) 教師使用自然科技應用之實例來展示科學與社會之關聯性。 □ □ □ □33

第五節學校聯絡人員、施測人員之選取與研習參與 PISA 研究計畫的學校需委任一名「學校協調主任」, 做為學校與評量中心之間的聯絡橋樑。該名聯絡人員必須參與評量中心所召開之研習會 , 以瞭解業務執掌。另外 , 為了確保所有施測工作能夠符合 PISA 規範之標準規格 , 也必須另外選取專責施測人員。所有施測人員皆必須參與施測人員講習會接受完整之施測訓練。以下茲就學校聯絡人員以及施測人員之選取與研習狀況分述於下。一、學校聯絡人員之選取與研習( 一 ) 學校聯絡人員的主要工作參與 PISA 研究計畫的學校需委任一名「學校聯絡人員」( 學校協調主任 )(SC, School Coordinator), 做為學校與評量中心之間的橋樑。該職務者需負責協調校內的 PISA 研究計畫活動 , 其中包括 :(1) 安排時間及場地進行測試。(2)提供評量中心符合資格之學生名單以便抽測。(3) 填寫列載了參試學生基本資料的「學生資料紀錄表」。(4) 按照學校的行事程序 , 事前通知受測學生及其師長。(5) 接收從本評量中心寄來的學生試題本及學生問卷 , 保密並妥存於學校。(6) 確保「學校問卷」已被分發給貴校之適當人選。(7) 協助本評量中心的施測人員進行施測。( 二 ) 學校聯絡人員的選取為了取得各受測學校的合作推派學校聯絡人員 , 評量中心協同受測各校隸屬之教育部管轄單位行文 , 要求各受測學校配合。由於本次計畫受測學制涵蓋北高兩市、國中、技職學校、五專、高中 , 因此協同行文單位也同時包含教育局、教育部國教司、教育部技職司、教育部中部辦公室。大抵而言 , 在政府中央單位的行文要求之下 , 各校配合的狀況多為良好。由於學校聯絡人員的主要前置工作也包括提供學生學籍相關資料 , 因此各校多是由各校教務主任或是教34

學組長擔任。( 三 ) 學校聯絡人員的研習會議PISA 大會要求評量中心在受測日之前必須要針對各個受測分區召開「學校聯絡人員 ( 學校協調主任 ) 講習會議」, 以確保各校聯絡人員能夠正確瞭解其業務執掌。2006 年實測 , 臺灣評量團隊之分區講習會議 , 即由計畫主持人林煥祥教授主持 , 於三月十三日、三月十六日、三月十七日、三月二十一日以花蓮、臺中、臺南、臺北四地為中心分別召開分區講習會議。由於會議之召開也事先透過中央單位行文通知 , 因此各校會議之出席狀況頗為理想。會議當中除了宣導各校代表需配合之各項事務外 , 也有各校意見交流時間 , 對於日後各校施測執行狀況成效頗佳。二、施測人員之選取與研習( 一 ) 施測人員的主要工作施測人員主要與每間學校的協調主任合作 , 安排測試事宜。工作項目為 :(1) 出席施測人員講習會議。(2) 遵照保密條款 , 妥存施測使用之「學生試題本」、「學生問卷」和其他有關資料。(3) 按大會頒佈之施測手冊指引進行測試。(4) 正確填寫列載受測學生資料之「學生資料紀錄表」。(5) 按照指示交還完成的試題及問卷。( 二 ) 施測人員的選取PISA 制訂以下準則 , 作為施測人員選取之標準 :(1) 施測人員嚴禁為接受PISA 受測學生的閱讀、數學或科學教師 ( 導師 )。(2) 該受測學校的教職員 ,不應該負責該校的測試。(3) 任何參與 PISA 的學校 , 其教職員均最好不要負責擔任施測人員。35

如上述規範所指示 , 施測人員「『不能是』受測學生的科學、數學、閱讀教師、受測學校的教師與教職員」, 因此本評量中心的施測人員乃經由專任約聘制產生。2006 年實測工作 , 評量中心針對施測需要共聘用了十三位施側人員。其中東區與北區共計七十所受測學校動員六位施測人員、中區與離島三十八所學校動員三位施測人員、南區三十八所學校動員四位施測人員。為了確保施測品質皆能符合 PISA 大會要求 , 施測人員之選取標準除了評量中心之專責人員外 , 主要皆與教育領域相關 , 如退休教師、研究生。( 三 ) 施測人員的研習會議根據 PISA 大會規定在大規模實測執行之前應進行施測人員的專業訓練 , 用以確保施測流程之正確來提升受測結果的準度。2006 年實測之施測人員講習會於 2006 年三月二十七日於國家科學委員會進行。訓練時間共計約為二小時。講習會當天除了闡明本計畫的施測人員施測應有之嚴謹態度與機智應變能力之外 , 更細密說明確保施測正確執行的相關細節 : 如施測重要物料之接收與開封、學生資料記錄表與施測報告表的填寫、試卷的包裝與寄送等。36

第六節施測期程與過程一、施測期程的排訂2006 年大規模的實測擇於民國九十五年四月十五日至五月十五日進行。透過本執行團隊約聘的十三名施測人員於一個月的時間將全臺灣地區一百五十所受測學校施測完畢。在應到九千零六十六名的受測學生當中 , 實到八千八百一十五名 , 其中缺考學生數為二百五十一人 , 到考率為九七點二三 %。為了求取公平起見 , 除因月考、校慶、天災等因素 , 所有受測各校之受測期程皆由評量中心隨選排訂。二、施測過程( 一 ) 施測流程根據 PISA 大會準則 , 完整之施測流程必須費時三小時三十分鐘。其中包含(1) 測驗說明、(2) 試題本施測、(3) 問卷施測、(4) 休息時間、(5) 施測資料分發與收集。標準之施測時程如下 :• 施測資料分發五分鐘• 測驗說明二十分鐘• 試題本施測 ( 第一階段 ) 一個小時• 休息時間十分鐘• 試題本施測 ( 第二階段 ) 一個小時• 休息時間十五分鐘• 問卷施測三十五分鐘• 施測資料收集五分鐘( 二 ) 施測現場大抵而言 , 各受測學校均配合良好 , 無重大違規事項。部分學校以記嘉獎的方式鼓勵同學出席 , 也加派人手幫忙監試。試題本的作答 , 大部分的同學幾37

乎在第二階段的前三十分鐘以內可以完成 ; 問卷也多在半小時以內可以完成 ,因此並無時間不夠的問題。由於 PISA 的受測時間與各校上下課時間不同 , 因此在試場方面 , 大部分的學校均使用較大的會議室或閱覽室 , 以避免受到其他教室的干擾。為了增進受測學校與學生的參與度 , 評量中心致贈各受測學生紀念筆一枝、礦泉水一瓶以茲鼓勵。為了確保施測各環節皆能按照符合 PISA 要求之標準進行 , 大會也秘密排訂二名試務督察人員 (Quality Monitor) 不定期不定點的至各受測學校訪查。訪查結果 , 所有施測環節皆符合大會之要求標準。38

第七節閱卷評分實施方式與過程PISA 測驗題目的形式包括「是非選擇題」、「封閉式問答題」( 短答題 )、「開放式問答題」、「態度選項」, 其中「是非選擇題」、「態度選項」由電腦閱卷 , 所有的「封閉式問答題」( 短答題 )、「開放式問答題」則必須進行人工評卷。本屆評量中心的人工閱卷工作 , 由李暉教授統籌進行。閱卷團隊總共包含了二十位閱卷人員 , 當中包含十六位數學、科學閱卷者 , 四位閱讀閱卷者。整體工作共費時六週。閱卷者之招募、訓練、實作等所有閱卷工作皆遵照 PISA 頒佈之閱卷手冊進行。一、閱卷者的招募閱卷之人數依照 National Project Manager 手冊之設計 , 總共招募了二十位閱卷者。其中十六位閱卷者負責數學與科學之閱卷 , 四位閱卷者負責閱讀之閱卷。除此之外也招募了四位備位閱卷者 , 以確保整體閱卷工作能按照排程如期完成。在二十位閱卷者當中擇優同時設立了四位 Table leader, 所有的評卷結果皆需通過 Table leader 之檢閱 , 以確保整體閱卷之精確度。為了確保閱卷之信度 ,PISA 規定閱卷者必須具備以下之資格 :(1) 充分瞭解目前高中一年級之自然科學領域學科內容。(2) 瞭解十五歲學生如何表達。(3)可以全程參與。根據大會所頒佈之閱卷準則 , 評量中心招募六位科學教育研究所研究生 , 十位自然教育系應屆畢業生作為科學與數學試題之閱卷人員 , 全部之閱卷者都具有理工背景。而閱讀的閱卷人員則由具有教育背景之四位研究生擔任。二、閱卷訓練所有的閱卷工作必須於六週之內進行完畢。為求閱卷之品質 , 大會規定每39

位閱卷者之每日閱卷時間不得超過六小時 , 且每連續三小時必須擁有充分的休息時間。為求結果之精準 ,PISA 要求在正式閱卷之前 , 必須使用 PISA 所設計之手冊進行訓練。在訓練的過程當中 , 所有閱卷者必須 :(1) 回答所有待閱題目、(2)獨自進行評卷工作、(3) 評卷結果需通過 Table leader 之檢閱 , 這些環節皆在於提高每位閱卷者之評分精確度。同時大會規定 , 訓練時間必須佔整體閱卷時間之 10%, 因此評量中心排訂了二日半的工作天進行人員的訓練。三、閱卷形式閱卷之型態分為單閱 (single coding) 與複閱 (multiple coding)。受測之題本總計有十三種版本 , 所有的題本首先全部進行單閱。而在十三種版本當中 ,其中六種版本 , 在進行完單閱之後需要各抽出一百本題本由四位 table leader 進行分別的獨立評閱 , 以增進結果之一致信度。在閱卷工作當中 , 所有閱卷者皆需遵守保密協定 , 不可帶離題本評閱區。所有的題本也以 batch( 堆 ) 為單位進行評閱 , 每人每次只取一堆進行評閱 , 閱畢歸回原位。任何的評卷問題 , 皆不可私下交換意見 , 只能和 Table leader 或負責教授討論。四、給分標準在 PISA 測驗題目當中的「是非選擇題」、「態度選項」由電腦閱卷 , 而所有的「封閉式問答題」( 短答題 )、「開放式問答題」則必須進行人工評卷。在試題本當中所有問答題之右上方當中 , 皆編有評分代碼。評卷者需根據學生答題的得分狀況 , 圈選出對照的代碼。PISA 測驗的給分標準主要分為四級 , 包含「滿分」、「部分得分」、「零分」、「沒有作答」。由於閱卷者的評分即是將該生當題之得分對應碼直接以筆清楚圈40

選而出 , 因此 PISA 的閱卷工作稱為 Coding, 閱卷者稱為 Coder。41

臺灣學生科學素養的表現第一節 PISA 科學素養試題的內涵一、科學素養的定義二、 PISA 2006 的科學評量理論架構第二節 PISA 科學素養試題範例一、題組的形成與給分二、學生表現是如何被評量的三、 PISA 2006 科學素養水準的定義四、 PISA 2006 的試題範例第三節臺灣學生科學素養的表現一、臺灣學生科學素養的平均表現二、臺灣學生個別科學素養的表現三、臺灣學生的科學素養水準表現四、性別差異與科學素養的表現第四節臺灣學生對科學的態度與參與度一、 PISA 2006 如何評量學生的科學態度與參與度二、學生對科學探究有支持嗎 ?三、學生對科學學習有信心嗎 ?四、學生對科學學習有興趣嗎 ?五、學生對環境與資源責任有自覺嗎 ?第五節結論與建議43

第二章臺灣學生科學素養的表現劉聖忠PISA 2006 是 OECD 自西元 2000、2003 年以來第一次以科學為主的評量 , 也是世界上第一次將學生科學表現 (performance) 的評量範圍包含學生的科學能力(competency)、對科學的態度 (attitudes toward science)、及學校的科學學習情境(school contexts) 的國際性評量。與 PISA 2000 與 2003 科學領域的評量比起來 ,PISA 2006 有二個改變 :(1)PISA 2006 的評量更明顯的區隔了科學本質 (knowledge about science) 與科學知識 (knowledge of science) 這二個向度。(2) PISA 2006 的科學評量理論架構(science framework) 中加入了科學與技學 (technology) 關係這個向度。與 PISA2000 與 2003 整體的評量比起來 ,PISA 2006 也有二個改變 :(1) 為了更明顯的區辨學生在科學素養 (science literacy) 與閱讀素養 (reading literacy) 的表現 ,PISA2006 科學評量中降低了科學題目中閱讀的門檻。(2) 相較於 PISA 2003 的三十五題 ,PISA 2006 中有一百零三題科學題目 ; 在這之中 , 有二十二題是跟 PISA 2003相同的 , 有十四題是跟 PISA 2000 相同的。PISA 2006 是 OECD 第一次以科學為主的評量 , 因此學生在 PISA 2006 的科學表現將成為未來 PISA 科學評量比較的基準點 ; 也因為如此 , 學生在 PISA 2006的科學表現不宜拿來跟 PISA 2000 與 2003 的科學表現做比較。44

第一節 PISA 科學素養的內涵跟很多其他傳統的學生科學表現評量比起來 ,PISA 並不侷限測量學生科學概念的精熟程度。根據美國一份調查報告 , 自 1960-2000 年 , 市場上對重複性勞力密集需求的工作大幅下降 ; 但同時 , 對非重複性需要分析能力和與人互動能力的工作卻大幅升高了 (Autor, Levy & Murnane, 2003)。因此 PISA 2006 的評量強調學生在以下三個向度上的潛能 (capacity): 形成科學議題 (identify scientificissues)、解釋科學現象 (explain phenomena scientifically)、以及當面臨和科學 / 技學相關的社會議題時 , 懂得使用證據支持主張、解決問題、或下合理決定 (usescientific evidence as they encounter, interpret, solve and make decisions in lifesituations involving science and technoloyg)( 簡稱科學舉證 )。這三個向度充分反應了現代社會工作對人力素質的要求。一、科學素養的定義PISA 2006 定義科學素養 (scientific literacy) 為一個人 …• 當面臨科學相關議題時 , 能夠使用科學知識 (scientific knowledge) 去發現問題、形成新知識、解釋現象、並得到以證據為本位的 (evidence-based) 結論。例如 : 當學生閱讀一則跟健康有關的訊息時 , 學生是否能區別訊息中科學的成份與非科學的成份 ? 或者他是否能利用科學知識支持自己的決定 ?• 能夠明瞭科學是人類經由探究所形成的知識。例如 : 學生是否明白以證據為本位的解釋跟個人的主觀意見是不同的 ?• 能夠察覺科學和技學深深的影響我們周遭物質的 (material)、符號的(intellectual) 以及文化的 (cultural) 環境。例如 : 學生是否明白並能說明科技對國家經濟、社會機構和文化的影響 ? 和學生是否明白環境的變遷對社會穩定和經濟發展的影響 ?45

• 願意以公民的身份參與和科學相關的社會議題或科學想法 (ideas ofscience)。這個向度強調學生是否重視科學 ? 這包括學生是否關心科學議題以及是否能夠使用科學方法去了解這個世界或解決問題 ? 記憶或能夠複述科學知識並不代表一個學生會選擇科學相關的行業或參與和科學相關的社會議題 , 因此了解十五歲的學生對科學的興趣、是否喜歡科學探究、是否自覺對環保議題有責任等都是一個了解未來公民是否支持科學活動的很好指標。二、PISA 2006 的科學評量理論架構PISA 2006 根據以下四個相互關連的向度定義了科學素養 , 也根據這四個向度發展了它的評量工作 (tasks) 與題目 (questions):(1) 與生活相關的情境(context)、(2) 學生必須具備的能力 (competencies)( 簡稱科學能力素養 )、(3)相關的科學知識 (knowledge)( 簡稱科學知識素養 )、以及 (4) 學生的態度 (attitudes)( 簡稱科學態度素養 )( 參見圖 2-1)。我們稱上述發展出來的四個向度為科學評量的理論架構 (framework)。46

情境 (context)與生活相關的科學與技學促使人類 :能力 (competencies)․ 辨識科學議題․ 使用科學解釋現象․ 科學舉證知識 (knowledge)a). 能夠瞭解․ 關於自然的世界與技學( 科學知識 )․ 關於科學本身 ( 科學本質 )知識和態度影響能力 :態度 (Attitudes)b). 對於科學議題的回應 ( 興趣、科學探究的支持、責任 )圖 2-1 PISA 2006 科學評量理論架構 (framework)情境 (context): 為了符合 PISA 要評量學生是否適應未來的生活 ,PISA 2006的試題包含了廣泛的、與科技相關的生活情境 (life situations); 同時 , 這些情境又可分為個人的、社會的和全球的三個項目 ( 參見圖 2-2)。47

個人的( 個人、家庭、類團體 )社會的( 社群 )健康健康維持、意外、營養學疾病的控制、疾病傳染、食物選擇、社群健康自然資源物料與能源的個人使用人口數量的維持、生活品質、安全、糧食的產出與分佈、能源供給環境對環境友善的態度、使用人口分佈、垃圾控與控制資源制、環境衝擊、在地天氣災害自然與人為因素、建築判劇變 ( 地震、極端斷氣候 )、漸近的變化 ( 海岸侵蝕、陸地沈降 )、風險評估科學與技科學解釋與自然現象的新物料、儀器革學的探索興趣、科學興趣、運動與新、基因改革、運休閒、音樂與個人化科技輸全球的( 世界生活 )流行疫情、疫情的擴散創新與維持、自然系統、人口生育、物種平衡生物多樣性、永續生態、污染控制、土壤的產出與流失氣候改變、現代戰爭的影響物種的滅絕、太空探索、宇宙的起源與結構圖 2-2 PISA 2006 科學的情境 (context) 向度科學能力素養 (competencies):PISA 2006 的科學試題注重學生三種科學能力素養的表現 , 它們分別是形成科學議題 (identify scientific issues) 能力素養、解釋科學現象 (explain phenomena scientifically) 能力素養以及科學舉證 (usescientific evidence) 能力素養等三個項目。圖 2-3 列出了各項能力素養的內涵。同時值得注意的是 : 所有科學本質的試題都是屬於形成科學議題能力素養 , 所有屬於解釋科學現象的試題都是屬於科學知識的項目。48

形成科學議題 (identify scientific issues)• 透過科學化研究辨識可能的議題• 在科學訊息當中發現研究的關鍵• 在科學研究當中辨識主要特徵解釋科學現象 (explain phenomena scientifically)• 在主題情境當中應用科學知識• 科學地描述或解釋現象並且預測改變• 給予恰當的描述、解釋與預測。科學舉證 (use scientific evidence)• 佐以科學證據建立與延伸出結論• 發現在結論背後的假設、證據與論述。• 將科學應用於社會與技學的發展圖 2-3 PISA 2006 科學能力素養 (science competencies) 向度科學知識素養 (knowledge):PISA 2006 的科學知識素養下分 (1) 科學知識(knowledge of science)、(2) 科學本質 (knowledge about science) 二個項目。科學知識再分成物理學、化學、生物學、地球、太空學 (Earth and space science)、與技學。科學本質再分成科學的探究和科學的解釋 : 科學的探究強調探究是獲取科學證據的手段 ; 科學的解釋則強調科學家如何使用數據以解釋大自然的現象。科學態度素養 (attitudes):PISA 2006 的科學態度素養是根據 OECD 在 2006年的一份調查結果擬定的 , 它包括以下四個項目 :(1) 對科學探究有支持 (supportfor scientific enquiry)、(2) 對科學學習有信心 (self-belief as science learner)、(3)對科學學習有興趣 (interest in science) 以及 (4) 自覺對環境與資源有責任(responsibility towards resources and environments), 如圖 2-4 所示。49

對科學探究有支持 (support for scientific enquiry)• 認知瞭解不同科學領域與論述的重要。• 支持使用合乎事實資訊與有理的解釋。• 結論當中包含了邏輯與嚴謹的推導過程。對科學學習有信心 (self-belief as science learner)• 有效率的處理科學任務。• 在解決科學問題當中克服困難。• 擁有很強的科學能力。對科學學習有興趣 (interest in science)• 擁有對科學和科學相關議題與企圖的好奇心。• 擁有使用多樣化資源與方法來學習課外科學知識與技能的意願。• 擁有繼續汲取資訊和對科學的持續興趣 , 包含未來意圖從事科學相關職業之傾向。自覺對環境與資源有責任 (responsibility towards resources and environments)• 表現出一種維護環境永續經營的責任感。• 表現出一種對個人行為可造成環境衝擊的覺知 (awareness)。• 表現出一種願意採取行動保護自然資源的意願 (willingness)。圖 2-4 PISA 2006 科學態度素養 (attitudes) 向度50

第二節 PISA 科學素養試題範例在這一節中 , 我們將說明題組 (unit) 是如何形成與給分的、學生表現是如何被評量的、科學素養水準的定義以及展示 PISA 2006 科學的試題範例。一、題組的形成與給分PISA 2006 科學題組的形成是根據上節描述的科學評量理論架構 (framework)中的四個向度 ( 情境 - 能力 - 知識 - 態度 ), 而且是在國際專家團隊 (internationalexpert panel) 的指導下建構的。基本上試題 (questions) 是邀請 PISA 參加國提供意見並發展的。在 PISA 2006 的試題基本上是以題組 (unit) 的方式呈現。一個題組首先會以學生熟悉的情境 (stimulus) 開始 , 再根據這個情境發展數個題目 , 每一題都會評量學生不同的能力 (competencies) 項目以及學生在科學知識和 / 或科學本質上的了解。PISA 2006 的試題有很多不同的形式 : 如申論題、開放式問答題、封閉式問答題、單一式或複選式選擇題等。為了確保開放式問答題的給分具有一致性 ,PISA2006 發展了評分操作手冊 (scoring manual), 嚴格的要求每一個參與國家遵照手冊上的給分原則給予每一個學生每一題的得分。根據 PISA 事後根據各國給分的情形分析 , 各國間的給分情形維持相當良好的評分者一致性。(inter-countryreliability)。二、學生表現是如何被評量的PISA 2006 的評量基本上是以半小時為單位的題群 (cluster) 為骨幹。考試時 ,發給每一位學生一本題本 (booklet), 每一本題本有四個題群 , 也就是一次二小時的考試時間。每一個題群會出現在四本題本中的四個不同位置 , 也就是說每一個題目 (item) 也一樣會出現在四本題本中的四個不同位置。如此符合 IRT(item51

esponse theory) 設計理念的安排使得每一個題目可以根據難度 (difficulty) 的計算賦每一個題目一個特定的得分。一旦每一個題目可以被賦予一個特定的得分後 , 我們就可以根據一個學生在題本中的最好表現去預測他的得分 , 而這個得分就可以被用來反應所謂學生的能力 (estimated ability) 或科學表現。根據上述程序 ,PISA 2006 設定 OECD 所有國家的平均表現 (mean score) 為500 分 , 標準差 (standard deviation) 為 100 分 , 以作為學生得分的詮釋基準點。如此的調整會讓大約三分之二的 OECD 國家的學生之得分介於 400-600 之間。500分基準點的方式適用於科學素養不同向度的不同項目上。三、PISA 2006 科學素養水準的定義科學素養水準 (proficiency levels) 是 PISA 2006 用來表示學生得分數所代表的層級概念 , 在這個層級概念中 PISA 2006 可以詳細的描述學生可以表現什麼。學生的得分被分為七層素養水準 (levels), 第六層 (level 6) 代表題目最難分數最高的題目 , 第一層 (level 1) 代表題目最簡單但分數也最低的題目 ; 各層素養水準的最低分、能表現此水準的學生百分比及學生具體行為描述 , 請參考表 2-1。值得注意的是最低素養水準不是第一層 , 而是低於第一層 (below level 1), 以OECD 國家的平均表現值來說明 , 這個層級的學生約佔總人數的 5.2%。這個素養水準的學生無法完成最簡單的 PISA 試題。根據 PISA 的說法 , 經過 2007 年的數據分析後 , 它們的科學專家團隊 (PISA Science Expert Group) 建議第二層素養水準 (level 2) 是最基本的科學素養水準。在這個素養水準之上 , 表示學生具備有效且合理參與科學或技學社會議題的行為能力。52

表 2-1 科學素養的測驗內涵層級最低得分學生達成 %(OECD 平均 )能力指標六 707.9 1.3%五 633.3 9.0%四 558.7. 29.3%三 484.1 56.7%二 409.5 80.8%一 334.9 94.8%達到此等級的學生 , 可以在多樣複雜的情境當中定義、解釋、應用科學知識與科學本質。他們可以結合不同的訊息資源並加以解釋、擷取、使用證據以支持其決定。他們能清楚與一貫地展露精熟的科學思考與歸納能力 , 並擁有能力使用科學瞭解來解決陌生的科學與技學情境問題。達到此等級的學生在科學知識當中提出論證並能在個人、社會、全球的情境當中給予評論與建議。達到此等級的學生能夠在複雜的情境之下應用科學知識與觀念定義出科學議題 , 並能在生活情境當中應用、比較、選擇、歸納所獲得的科學證據。他們具備進階的探究能力 , 能正確應用知識並在情境當中給予反思與論證建構出具備論證與反思的解釋。達到此等級的學生可以有效率地處理包含清楚現象的技學與科學情境和議題當中並予以結論。他們可以從不同的學科當中擷取並整合科學與技學的解釋 , 並加以與生活情境結合。這個等級的學生可以透過科學知識與證據採取正確行動並延伸結論。此等級的學生 , 在某種範圍的情境當中可以辨識出科學議題。學生們可以運用事實與知識來解釋現象並能佐以簡單的模式進行探究。學生能在不同的學科當中解釋與使用科學的概念並加以應用並可以根據事實發展出簡短的論述並且運用科學的知識推導結論。此等級的學生能夠在熟悉的情境之下透過簡易的研究方式來提供可能的解釋與結論。在科學探究結果與技學問題解決方面他們能夠提出簡易的詮釋與說明。此等級的學生 , 只能在極少數熟悉的情境之下運用有限的科學知識 , 並且僅能根據所給的證據當中擷取顯易的脈絡給予科學詮釋。53

四、PISA 2006 的試題範例一個像 PISA 這樣每三年要舉辦一次的國際性評量 , 每一次的評量一定要有一些相同的題目以校準 (reliable trend) 每一次評量的結果 ; 那些不用被留下繼續使用的題目就可以公開供大眾檢視。表 2-1 中 , 最左邊一欄是素養水準 (proficiency level), 第二欄是可以被列入那層素養水準的最低分。例如 : 學生要能被列入第六層的素養水準 , 他的得分至少必須超過或等於 707.9 分。我們選了三個公開的試題範例 , 分別是防曬品、運動、和溫室 , 讓大家檢視題目的難度、題目形式、以及不同領域題目的代表性。詳細內容請同時參閱圖 2-5。54

素養水準最低能力得分形成科學議題解釋科學現象科學舉證六 707.9五 633.3酸雨問題 5.2 (717)( 滿分 )溫室問題 5 (709)溫室問題 4.2 (659)( 滿分 )四 558.7防曬品問題 4 (574)問題 2 (588)衣服問題 1 (567)運動問題 5 (583)防曬品問題 5.2 (629)( 滿分 )問題 5.1 (616)( 部份計分 )溫室問題 4.1 (568)( 部份計分 )三 484.1酸雨問題 5.1 (513)( 部份計分 )防曬品問題 3 (499)大峽谷問題 7 (485)運動問題 1 (545)酸雨問題 2 (506)瑪莉 • 蒙塔古問題 4 (507)溫室問題 3 (529)二 409.5基因改造農作物問題 3 (421)大峽谷問題 3 (451)瑪莉 • 蒙塔古問題 2 (436)問題 3 (431)大峽谷問題 5 (411)酸雨問題 3 (460)一 334.9運動問題 3 (386)衣服問題 2 (399)圖 2-5 PISA 2006 公開試題範例分布圖55

防曬品咪咪和狄恩想知道哪種防曬產品提供他們皮膚最佳的保護。防曬產品的防曬係數 (SPF) 顯示每種產品吸收陽光的紫外線輻射成分的有效程度。相較於低防曬係數的防曬品 , 高防曬係數的防曬品保護皮膚的時間更長。咪咪想出一個方法去比較一些不同的防曬產品。她和狄恩收集了下列東西 :• 兩張不吸收陽光的透明塑膠薄片 ;• 一張對光線敏感的紙 ;• 礦物油 (M) 和含有氧化鋅 (ZnO) 的乳霜 ; 以及• 四種不同的防曬品 , 它們被稱為 S1、S2 、S3 和 S4。咪咪和狄恩將礦物油包含在內是因為它能讓大部分的陽光穿透 , 而氧化鋅則是因為它幾乎可以完全阻擋陽光。狄恩將每種物質滴一滴在一張塑膠薄片上所標示的圓圈內 , 然後將第二張塑膠片覆蓋在上面。他將一本大書放在兩張薄片之上並且往下壓。MS1S2ZnOS3S4咪咪接著將塑膠片放在一張對光線敏感的紙上面。對光線敏感的紙的顏色由深灰色轉變為白色 ( 或非常淺灰色 ), 依它暴露在陽光下多久而定。最後 , 狄恩將這些薄片放在陽光充足的地方。塑膠片對光線敏感的紙56

問題 2: 防曬品 (S477Q02)試題類型 : 選擇題科學能力 : 形成科學議題能力知識類別 : 科學探究 ( 科學本質 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :588 分 ( 層級四 )答對率 (OECD 國家 ):40.5%在比較防曬品的效能時 , 下列哪一個是礦物油和氧化鋅作用的科學性描述 ?A 礦物油和氧化鋅都是被試驗的因素。B 礦物油是被試驗的因素 , 而氧化鋅是對照物質。C 礦物油是對照物質 , 而氧化鋅是被試驗的因素。D 礦物油和氧化鋅都是對照物質。防曬品評分 2滿分代號 1:D 礦物油和氧化鋅都是對照物質。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。試題說明本問題要求學生對「科學探究」的本質要有一般性的瞭解 , 以及能認出特別是在兩種極端受測效果的物質對照下 , 防曬品的效果是如何被測量的。這是關於紫外線輻射防護的應用 , 而背景是個人關注的。除了可以從實驗的描述中找出有何改變和被測量的變項之外 , 學生必須能確定被用以定量受測變項的方法才能獲得滿分。本問題屬於層級 4。57

問題 3: 防曬品 (S477Q03)試題類型 : 選擇題科學能力 : 形成科學議題能力知識類別 : 科學探究 ( 科學本質 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :499 分 ( 層級三 )答對率 (OECD 國家 ):58.3%下列哪一個問題是咪咪和狄恩嘗試回答的 ?A 與其他的防曬品比較 , 每種防曬品的保護如何 ?B 防曬品如何保護你的皮膚免受紫外線輻射傷害 ?C 有沒有任何防曬品提供比礦物油更少的保護 ?D 有沒有任何防曬品提供比氧化鋅更多的保護 ?防曬品評分 3滿分代號 1:A 與其他的防曬品比較 , 每種防曬品的保護如何 ?零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。試題說明本問題要求學生正確地找出這項實驗所嘗試要回答的問題 , 亦即學生需要從題目的實驗敘述中找出受測變項。此問題最初所關切的是有關科學的方法學 , 以及以往所稱的「科學探究」。這是關於紫外線輻射防護的應用 , 而背景是個人關注的。由於問題要求學生認出有何改變以及受測變項 , 故屬於層級 3。58

問題 4: 防曬品 (S447Q04)試題類型 : 選擇題科學能力 : 形成科學議題能力知識類別 : 科學探究 ( 科學本質 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :574 分 ( 層級四 )答對率 (OECD 國家 ):43.0%為什麼第二張塑膠薄片被往下壓 ?A 避免油滴變乾。B 將油滴盡可能地向外擴展。C 將油滴保留在標示的圓圈內。D 使得油滴的厚度一樣。防曬品評分 4滿分代號 1:D 使得油滴的厚度一樣。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。試題說明本問題所關注的是在「科學探究」中 , 如何使用技巧來控制變項。學生必須瞭解描述技術的目的是確保防曬品相同的厚度。因為探究的方法學是 “ 科學探究 ” 問題的焦點。這是關於紫外線輻射防護的應用 , 而背景是個人關注的。正確的答案是學生要能察覺防曬品的厚度會影響結果 , 而且需要在實驗的設計中說明。因此 , 本題具有層級 4 的特性。59

問題 5: 防曬品 (S477Q05)試題類型 : 開放式問答科學能力 : 科學舉證能力知識類別 : 解釋科學 ( 科學本質 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 : 滿分 629 分 ; 部分得分 616( 層級四 )答對率 (OECD 國家 ):43.0%對光線敏感的紙是深灰色 , 當它暴露在一些陽光下時會褪色成較淺的灰色 , 而當暴露在大量陽光下時會變成白色。這些圖示中哪一個顯示出可能會出現的圖案 ? 請解釋為什麼你選擇它。ACMS1S2MS1S2ZnOS3S4ZnOS3S4BDMS1S2MS1S2ZnOS3S4ZnOS3S4答案 : ....................................解釋 : ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................60

防曬品評分 5滿分代號 2:A。解釋 ZnO 的圓點維持深灰色 ( 因為它阻擋了陽光 ) 和 M 的圓點變為白色 ( 因為礦物油吸收極少陽光 )。[ 無需 ( 雖然是充分的 ) 包含括號內的附加解釋 ]• A。ZnO 已經阻擋了陽光 , 而 M 讓陽光通過了。• 我選 A 因為礦物油應該是最淺色 , 而氧化鋅最深色。部分分數代號 1:A。對 ZnO 圓點或 M 圓點其中一個解釋正確 , 但是沒有同時給予兩者正確解釋, 也沒有對另一圓點給予錯誤的解釋。• A。礦物油提供最低的 UVL 防護。因此塗抹其他物質的紙張不會是白色。• A。氧化鋅幾乎吸收了全部的輻射線 , 而圖示顯示如此。零分代號 0: 其他答案。• A。因為 ZnO 阻擋光而 M 吸收它。• B。ZnO 阻擋陽光而且礦物油讓它通過。代號 9: 沒有作答。試題說明本題是「科學舉證」能力中層級 4 的一個例子。在題目中給了學生一項實驗結果 , 要求學生指出結果為何者 , 並解釋他們的結論。本問題要求學生展現對所予圖形的理解 , 然後做出正確的選擇。正確的答案要求題目所給的證據必須吻合圖形中的灰影。學生為了形成結論 , 必須整合三項證據 :(1) 礦物油能讓大部分的陽光穿透 , 而氧化鋅則可以阻擋大部份陽光 ;(2) 對光線敏感的紙暴露在陽光下 ; 以及 (3) 只有一個圖形吻合所有規範。因為所要求的結論必須與可得到的證據間 , 有邏輯上的一致性 , 因此本題被劃歸為「科學的解釋」類別 , 這是關於紫外線輻射防護的應用 , 而背景是個人關注的。學生必須整合幾個證據 , 並有效地解釋它的邏輯一致性 , 以形成正確的結論 , 故此問題屬於層級 4。在層級 4 尚有滿分與部份得分的區別。這可以由選擇正確圖形所需之技能來加以解釋。滿分的回答被認為是比部份得分更具有完整的解釋。題組 (units)溫室與防曬品 ( 圖 2.33 和 2.23) 某些能力上對層級 3 而言是個很好的例子。61

運動定期但適度的運動對我們的健康有益。問題 1: 運動 (S493Q01)試題類型 : 是非題組科學能力 : 解釋科學現象能力知識類別 : 生命科學 ( 科學知識 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :545 分 ( 層級三 )答對率 (OECD 國家 ):56.6%定期運動有什麼好處 ? 請就各項陳述 , 圈出「是」或「否」。這是定期運動的一項好處嗎 ? 是或否 ?運動幫助預防心臟和循環的疾病。是 / 否運動引導健康的飲食。是 / 否運動幫助避免變得過重。是 / 否62

運動評分 1滿分代號 1: 全部三個答案皆正確 : 答案依次序為「是、否、是」。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。試題說明這是一個複雜的選擇題 , 學生必須就所列之三個小題選擇「是」或「否」。能夠正確的回答全部 ( 三個 ) 問題 ( 依序為 : 是、否、是 ) 才能得分。學生必須具有某些運動知識會較具優勢 , 因此問題被列為使用科學解釋現象的能力。問題對十五歲的學生有高度的關聯因為這關係到他們自己的個人健康。這個問題在 545 分呈現困難層級 ,這要高於平均的困難度 , 故被列入層級 3 的較高部份。在此層級中 , 學生能夠選擇事實與知識去解釋現象 , 也可以從不同的學科中解釋與利用科學概念 , 而且可以直接應用它。63

問題 3 運動 (S493Q03)試題類型 : 是非題組科學能力 : 解釋科學現象能力知識類別 : 生命科學 ( 科學知識 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :386 分 ( 層級一 )答對率 (OECD 國家 ):82.4%當肌肉被運動時發生了什麽事情 ? 請就各項陳述 , 圈出「是」或「否」。當肌肉被運動時這情況會發生嗎 ? 是或否 ?肌肉獲得增加的血液流動。脂肪在肌肉中形成。是 / 否是 / 否運動評分 3滿分代號 1: 全部兩個答案皆正確 : 答案依次序為「是、否」。零分代號 0: 其他答案。代號 9: 沒有作答。試題說明在這個問題中 , 得分的學生要能夠正確地想起關於肌肉運作和體內脂肪生成的知識。亦即學生必須具有科學事實的知識 , 包括活動肌肉可以增加血液流動 , 以及當肌肉被運動時不會生成脂肪。學生要能夠接受選擇題中的第一個解釋 ( 選擇「是」), 而拒絕第二個解釋 ( 選擇「否」)。這兩個包含在問題中的事實解釋並無關聯。無論回答「是」或「否」都代表一種關於肌肉運動效果被廣為流傳的知識。因此 , 本題具有層級 1 特性 , 運動、衣服、大峽谷( 圖 2.29, 2.26 和 2.27) 等題組都是層級 1 的問題 , 位於「使用科學解釋現象」能力量尺的最底部。64

問題 5: 運動 (S493Q05)試題類型 : 開放式問答科學能力 : 解釋科學現象能力知識類別 : 生命科學 ( 科學知識 )應用範圍 : 健康背景 : 個人試題難易度 :583 分 ( 層級四 )答對率 (OECD 國家 ):45.2%為什麼當你在做運動時比起當你的身體在休息時 , 你必須更用力呼吸 ?...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................運動評分 5滿分代號 11: 為了清除增加的二氧化碳濃度 , 並且提供更多的氧給你的身體。( 不可以用「空氣」代替「二氧化碳」或「氧」)• 當你運動身體時 , 你的身體需要更多氧 , 並且產生更多二氧化碳。呼吸就是做這件事。• 呼吸加快可以讓更多的氧進入血液 , 並且移除更多二氧化碳。代號 12: 清除身體中增加的二氧化碳濃度 ; 或者供給身體更多的氧 , 但只答了二者中的其中一個。( 不可以用「空氣」代替「二氧化碳」或「氧」)• 因為我們必須除去積聚起來的二氧化碳。• 因為肌肉需要氧。( 這暗示當你運動時 ( 使用肌肉 ), 身體需要更多的氧 )• 因為運動會消耗氧。• 你更用力呼吸是是因為你把更多的氧帶進你的肺部。( 表達不佳 , 但學生知道這樣做是增加氧的供給。)• 因為你消耗了許多能量 , 所以你的身體需吸入二、三倍或更多的空氣。它65

同時也需要清除你身體裡的二氧化碳。( 第二句可獲代號 12, 這暗示比平時更多的二氧化碳需要由身體排出 ; 第一句雖然不構成相互矛盾 , 但是若只答這句只能獲代號 01。)零分代號 01: 其他答案。• 為了給你的肺部更多空氣。• 因為肌肉消耗更多能量。( 不夠具體 )• 因為你的心跳加快。• 你的身體需要氧 ( 沒有提及需要更多的氧 )。代號 99: 沒有作答。試題說明關於本題學生必須解釋呼吸變得更沉重 ( 更深或更急促 ) 為何與增加運動有關。要得到分數必須能夠解釋運動時比未運動時 , 肌肉需要更多的氧氣且 / 或必須清除更多的二氧化碳。因為學生為了明確的解釋問題必須召回知識 , 因此本題屬於「科學知識」的範疇。關於人體生理學的相關知識相當適合應用在「健康」上 , 雖然只是個人的情境。為了要敘述增加運動會使發生在肺部的氣體交換增加 , 學生需要獲取身體系統的知識。為了產生對現象的解釋 , 一些特殊知識會被用到 , 因此本問題屬於層級 4。66

溫室閱讀文章並回答下列問題。溫室效應 : 事實還是想像 ?生物需要能量才能生存。維持地球上生命的能量來自於太陽 , 由於太陽是如此熾熱 , 因此將能量輻射到太空中。這些能量只有一小部分會到達地球。地球的大氣層就像包裹著我們星球表面的保護毯一樣 , 避免存在於真空世界裡的溫度差異。大部分來自太陽的輻射能量穿過地球的大氣層。地球吸收部分這些能量 , 而部分則從地球表面反射回去。部分這些反射的能量會被大氣層吸收。正由於如此 , 地球表面以上的平均溫度比如果沒有大氣層時來得高。地球大氣層有著和溫室一樣的效應 , 因此有了溫室效應一詞。據說溫室效應在二十世紀變得越來越顯著。事實上 , 地球大氣層的平均溫度已經增加。報章雜誌經常聲稱 , 二氧化碳排放的增加是二十世紀溫度上升的主要原因。67

一位名叫小德的學生對於地球大氣層的平均溫度和地球上二氧化碳排放之間的可能關係感到興趣。他在圖書館找到下列兩幅曲線圖。20二氧化碳排放 ↑( 每年以十億噸計 )101860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990⎯→年份地球大氣層的↑平均溫度 (°C)15.415.014.61860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990⎯→年份小德從這兩幅曲線圖得出結論 , 確信地球大氣層的平均溫度的增加是由於二氧化碳排放的增加。68

問題 3: 溫室 (S114Q03)試題類型 : 開放式問答科學能力 : 科學舉證能力知識類別 : 解釋科學 ( 科學本質 )應用範圍 : 環境背景 : 全球試題難易度 :529 分 ( 層級三 )答對率 (OECD 國家 ):54%曲線圖中有什麼資料支持小德的結論 ?..................................................................................................................................................................................................................................溫室評分 3滿分代號 11: 提及 ( 平均 ) 溫度與二氧化碳排放兩者均增加。• 當排放增加 , 溫度增加。• 兩幅曲線圖都在上升。• 因為在 1910 年兩幅曲線圖都開始上升。• 隨著 CO 2 排放 , 溫度便會上升。• 在兩幅曲線圖上的資訊線一起上升。• 所有東西都在增加。• CO 2 排放越多 , 溫度越高。代號 12: 提及 ( 一般而言 ) 溫度與二氧化碳排放有正相關。( 註 : 這個代號旨在反映學生是否懂得運用以下的專有術語 , 例如 :「正相關」、「相似曲線」或「成正比例」— 雖然 , 嚴格來說 , 下列例子並不完全正確 , 但它反映了學生對題目有足夠的了解 , 所以可以給予分數。)• CO 2 的數量與地球的平均溫度是成正比。• 曲線形狀相似 , 表示兩者之間有關係。69

零分代號 01: 提及 ( 平均 ) 溫度或二氧化碳排放其中一項有增加。• 溫度已上升。• CO 2 正在增加。• 它顯示了溫度的急劇轉變。代號 02: 提及溫度與二氧化碳 , 但沒有清楚表明兩者有什麼關係。• 二氧化碳排放 ( 曲線圖一 ) 對地球上升的溫度 ( 曲線圖二 ) 有所影響。• 二氧化碳是導致地球溫度增加的主因。其他答案。• 二氧化碳排放比地球平均溫度大幅度地上升。( 註 : 這個答案不正確 , 因為這表示 CO 2 排放與溫度上升到什麼程度 , 而非指出「兩者皆增加」的正確答案 )• 多年來 CO 2 的上升是由於地球大氣層的溫度上升。• 曲線圖所顯示的向上趨勢。• 有上升。代號 99: 沒有作答。試題說明對於「科學舉證」能力 , 題組 (unit) 溫室和防曬品 ( 圖 2.33 和 2.23) 對層級 3而言是個很好的例子。在溫室題組中的問題 3, 學生必須解釋圖形中所呈現的證據 , 並能推論結合圖形支持平均溫度與二氧化碳排放同時增加的結論。學生被要求從兩個相同時間尺度的圖形做比較以找出證據 , 去判斷「地球大氣溫度與二氧化碳排放量是有關係的」這個結論是否具有效度。學生必須首先要從數行閱讀文本中看出一些端倪 , 得分與否須視能否看出兩個圖形都隨時間攀升 , 或是二者之間存在正相關 , 並以此支持結論。這個環境議題的作用是依情境界定的也是全球性的。所要求學生的技能是解釋所題供的圖形資料 , 因此本問題是屬於「科學的解釋」範疇。學生在此層級 3 的題目中得分 , 要能夠在兩個圖形中找出簡單的模式 , 並以此支持結論。70

問題 4: 溫室 (S114Q04)試題類型 : 開放式問答科學能力 : 科學舉證能力知識類別 : 解釋科學 ( 科學本質 )應用範圍 : 環境背景 : 全球試題難易度 : 滿分 659( 層級五 )部份計分 568( 層級四 )答對率 (OECD 國家 ):34.5%另一名學生小妮卻不同意小德的結論。她比較兩幅曲線圖 , 指出曲線圖中有些部分並不支持他的結論。請從曲線圖中的某一部份舉出一個不支持小德結論的例子。請解釋你的答案。..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................溫室評分 4滿分代號 2: 能夠指出兩幅曲線圖中 , 有哪一部分的曲線不是同時上升或下降 , 並作出解釋。• ( 約 ) 在 1900-1910 這段時期 ,CO 2 增加 , 但溫度則下降。• 1980-1983 這段期間 , 二氧化碳下降而溫度則上升。• 溫度在 1800 年代的變化不大 , 但第一幅曲線圖則持續上揚。• 在 1950-1980 這段期間 , 溫度沒有增加 , 而 CO 2 有增加。• 從 1940 年至 1975 年 , 溫度大致維持一樣 , 但二氧化碳排放顯示急遽上升。• 1940 年的溫度比 1920 年的高出許多 , 但它們有類似的二氧化碳排放。71

部分分數代號 1: 指出了正確的時期 , 但沒有給予解釋。• 1930–1933• 1910 年之前。指出一個特定年份 ( 而不是時期 ), 並提供合理的解釋。• 在 1980 年 , 排放下降 , 溫度則仍然上升。舉出了不支持小德結論的例子 , 但卻寫錯了時期。( 註 : 這類型錯誤必須有證據支持 — 例 : 在曲線圖中有一處清楚地描繪一個正確答案 , 但在轉述資料到文字時出錯。)• 在 1950 年至 1960 年期間溫度下降 , 而二氧化碳排放卻增加。提及兩條曲線的不同之處 , 但沒有指出任何特定的時期。• 在某些地方溫度上升儘管排放下降。• 早先有很少的二氧化碳排放 , 但是卻有很高的溫度。• 當曲線圖一有穩定的增加時 , 在曲線圖二卻沒有增加 , 它維持不變。( 註 : 它「大體上」維持不變。)• 因為剛開始時溫度仍高 , 但二氧化碳則很低。提及其中一幅曲線圖的不規則變化。• 大約在 1910 年時溫度已下降 , 然後開始上升了一段時間。• 在第二幅曲線圖可以見到就在 1910 年之前 , 地球大氣層的溫度下降。指出了兩幅曲線圖的不同之處 , 但未能清楚解釋。• 在 1940 年代 , 熱度相當高 , 但二氧化碳卻非常低。( 註 : 這個解釋雖然不清楚 , 但兩者的不同之處有被清楚地點出來。)零分代號 0: 提及一條曲線的不規則變化 , 但沒有明確地提及兩幅曲線圖。• 它上升一點 , 然後又下滑。• 它在 1930 年下滑。提及一段沒有清楚界定的時期或年份 , 但沒有提供任何解釋。• 中間部分。• 1910 年。其他答案。• 在 1940 年平均溫度增加 , 但二氧化碳排放並沒有。• 在 1910 年左右 , 溫度已增加但排放沒有。72

代號 9: 沒有作答。試題說明本題是在題組「溫室」中關於「科學舉證」的最後一例 , 要求學生在圖形中找出無法支持結論的地方。這個問題要求學生尋找兩個圖形中異於正相關一般趨勢的特殊差異。學生必須指出圖形不是同時上升或同時下降的部份 , 並以此做為結論的理由。這要比問題 3 包含了更多的洞察與分析技能 , 而不僅僅是兩個圖形間一般的關係的歸納 , 學生不但要指出存在差異的地方 , 還要提出解釋才能得到滿分。有效地比較兩組資料的細節 , 並就所予結論提出批判 , 獲的滿分就位於科學素養量尺的層級 5。如果學生瞭解問題在問什麼 , 而且正確地指出兩個圖形的差異 , 但是未能就此差異提出解釋 , 就只能得到部份分數 , 並且被歸於科學素養量尺的層級 4。這個環境議題的作用是依情境界定的也是全球性的。要求學生具有解釋所予圖形資料的技能 , 故屬於「科學解釋」的範疇。73

問題 5: 溫室 (S114Q05)試題類型 : 開放式問答科學能力 : 解釋科學現象能力知識類別 : 地球科學 ( 科學知識 )應用範圍 : 環境背景 : 全球試題難易度 :709 分 ( 層級六 )答對率 (OECD 國家 ):18.9%小德堅持自己的結論 , 即地球大氣層平均溫度的上升是由於二氧化碳排放的增加所引起的。但是小妮則認為他的結論太草率。她說 :「在接受這個結論之前 , 你必須確定其他可能影響溫室效應的因素維持不變。」請寫出小妮所指的其中一個因素。................................................................................................................................................................................................................................................................................................溫室評分 5滿分代號 11: 寫出一個因素提及來自太陽的能量或輻射。• 太陽發熱和地球可能改變位置。• 由地球反射回去的能量。代號 12: 寫出一個因素提及一種自然成分或一種可能的污染源。• 空氣中的水蒸氣。• 雲。• 像火山爆發的事情。• 大氣層的污染 ( 氣體、燃料 )。• 廢氣的數量。• 氟氯碳化物 (CFC)。74

• 汽車數目。• 臭氧 ( 為空氣的一個成分 )。( 註 : 如學生填上臭氧層受破壞 , 請用代號 03。)零分代號 01: 提及影響二氧化碳濃度的原因。• 砍伐熱帶雨林。• CO 2 的排放量。• 化石燃料。代號 02: 提及不夠具體的因素。• 肥料。• 噴霧器。• 天氣情況如何。代號 03: 其他錯誤因素或其他答案。• 氧的數量。• 氮。• 臭氧層裡的洞也越來越大。代號 99: 沒有作答。試題說明題組 (unit)「溫室」( 圖 2.33) 的問題 5 是一個「層級 6」, 以及「使用科學解釋現象」能力的實例。在此問題中 , 學生必須分析結論以說明其它可影響溫室效應的因素。這個問題包含了「辨識科學議題」與「使用科學解釋現象」兩種能力。學生需要瞭解測量變項、瞭解這些變項 , 以及控制外在的改變因素是必要的。學生必須處理地球系統的科學知識 , 以找出至少一個將被控制的因素。後者的評鑑標準在於考慮重要的科學技能已被納入 , 因此這個問題被分類為「使用科學解釋現象」的能力。這個環境議題的作用是依情境界定的也是全球性的。如同第一步驟 , 學生若要在這個問題得到分數 , 就必須要能找出有何改變以及有哪些是考量過的變項 , 並對於如何認出其它因素影響之探究方法要有足夠的瞭解。無論如何 , 學生也需要瞭解脈絡中的情節並認出其主要成分。要決定有什麼「其它」因素可能影響地球溫度與二氧化碳排放入大氣的含量之間的關係 , 包含了許多抽象的概念和它們之間的關係。本問題在「使用科學解釋現象」的類別上 ,居於層級 5 和 6 之間。75

第三節臺灣學生科學素養的表現在這一節中 , 我們將分別說明臺灣學生科學素養的平均表現 (meanperformance in science)、個別科學素養的表現、科學素養水準 (proficiency level)的表現以及不同性別在科學素養的表現。一、臺灣學生科學素養的平均表現圖 2-6 是各國科學素養的平均表現 ( 含臺灣學生的科學素養平均表現 )。由圖中可以看見臺灣學生的科學素養平均表現為 532 分 , 居全世界第四名 , 僅落後於芬蘭、香港與加拿大。如果將各國分數是否在統計上顯著不同考慮進來 , 臺灣的最佳排名可能與加拿大並列第三 , 最差的排名可能並列第八 , 表示原來第六名的日本和第八名的澳洲跟臺灣的得分並沒有顯著的不同。唯一例外是芬蘭的表現 , 芬蘭的得分顯著的高於第二名的香港 ( 參見圖 2-7)。另外有幾個使用平均表現來排名的現象值得注意 :(1) 根據 PISA 事後的分析比較 , 比較小的國家並沒有表現的比較好 ;(2) 平均表現的分數有時候並無法反映重要的現象 , 以第十一名的韓國與第二十九名的美國的表現來說 , 兩國在第五層 (level 5) 和第六層 (level 6) 的素養水準表現的學生人數分別佔總體學生的 9.1% 和 10.3%, 差異並不大 ; 但美國在低於第二層 (below level 2) 素養水準的學生佔了 24.4%, 而韓國只佔了 11.2%。76

科學素養成績排名OECD 國家所有參與國家 / 經濟結構國家平均標準差最高可能排名最低可能排名最高可能排名最低可能排名芬蘭 563 (2.0) 1 1 1 1中國香港 542 (2.5) 2 2加拿大 534 (2.0) 2 3 3 6台灣 532 (3.6) 3 8愛沙尼亞 531 (2.5) 3 8日本 531 (3.4) 2 5 3 9紐西蘭 530 (2.7) 2 5 3 9澳洲 527 (2.3) 4 7 5 10荷蘭 525 (2.7) 4 7 6 11列支敦斯登 522 (4.1) 6 14韓國 522 (3.4) 5 9 7 13斯洛維尼亞 519 (1.1) 10 13德國 516 (3.8) 7 13 10 19英國 515 (2.3) 8 12 12 18捷克共和國 513 (3.5) 8 14 12 20瑞士 512 (3.2) 8 14 13 20中國澳門 511 (1.1) 15 20奧地利 511 (3.9) 8 15 12 21比利時 510 (2.5) 9 14 14 20愛爾蘭 508 (3.2) 10 16 15 22匈牙利 504 (2.7) 13 17 19 23瑞典 503 (2.4) 14 17 20 23波蘭 498 (2.3) 16 19 22 26丹麥 496 (3.1) 16 21 22 28法國 495 (3.4) 16 21 22 29克羅埃西亞 493 (2.4) 23 30冰島 491 (1.6) 19 23 25 31拉脫維亞 490 (3.0) 25 34美國 489 (4.2) 18 25 24 35斯洛伐克 488 (2.6) 20 25 26 34西班牙 488 (2.6) 20 25 26 34立陶宛 488 (2.8) 26 34挪威 487 (3.1) 20 25 27 35盧森堡 486 (1.1) 22 25 30 34俄羅斯聯邦 479 (3.7) 33 38義大利 475 (2.0) 26 28 35 38葡萄牙 474 (3.0) 26 28 35 38希臘 473 (3.2) 26 28 35 38以色列 454 (3.7) 39 39智利 438 (4.3) 40 42塞爾維亞 436 (3.0) 40 42保加利亞 434 (6.1) 40 44烏拉圭 428 (2.7) 42 45土耳其 424 (3.8) 29 29 43 47約旦 422 (2.8) 43 47泰國 421 (2.1) 44 47羅馬尼亞 418 (4.2) 44 48蒙特內格羅 412 (1.1) 47 49墨西哥 410 (2.7) 30 30 48 49印尼 393 (5.7) 50 54阿根廷 391 (6.1) 50 55巴西 390 (2.8) 50 54哥倫比亞 388 (3.4) 50 55突尼西亞 386 (3.0) 52 55亞塞拜然 382 (2.8) 53 55卡達 349 (0.9) 56 56吉爾吉斯 322 (2.9) 57 57顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數圖 2-7 各國科學素養平均表現的可能排名範圍77

圖 2-6 各國科學素養的平均表現 (part 1/2)科學得分列支敦斯斯洛維尼芬蘭中國香港加拿大台灣愛沙尼亞日本紐西蘭澳洲荷蘭登韓國亞德國英國國瑞士中國澳門奧地利比利時愛爾蘭匈牙利瑞典波蘭丹麥法國亞冰島拉脫維亞美國國家平均 563 542 534 532 531 531 530 527 525 522 522 519 516 515 513 512 511 511 510 508 504 503 498 496 495 493 491 490 489S.E. (2.0) (2.5) (2.0) (3.6) (2.5) (3.4) (2.7) (2.3) (2.7) (4.1) (3.4) (1.1) (3.8) (2.3) (3.5) (3.2) (1.1) (3.9) (2.5) (3.2) (2.7) (2.4) (2.3) (3.1) (3.4) (2.4) (1.6) (3.0) (4.2)芬蘭 563 (2.0) ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲中國香港 542 (2.5) ▼ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲加拿大 534 (2.0) ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲台灣 532 (3.6) ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲愛沙尼亞 531 (2.5) ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲日本 531 (3.4) ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲紐西蘭 530 (2.7) ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲澳洲 527 (2.3) ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲荷蘭 525 (2.7) ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲列支敦斯登 522 (4.1) ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲韓國 522 (3.4) ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲斯洛維尼亞 519 (1.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲德國 516 (3.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲英國 515 (2.3) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲捷克共和國 513 (3.5) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲瑞士 512 (3.2) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲中國澳門 511 (1.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲奧地利 511 (3.9) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲比利時 510 (2.5) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲愛爾蘭 508 (3.2) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲匈牙利 504 (2.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲瑞典 503 (2.4) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲波蘭 498 (2.3) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ◦丹麥 496 (3.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦法國 495 (3.4) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦克羅埃西亞 493 (2.4) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦冰島 491 (1.6) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦拉脫維亞 490 (3.0) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦美國 489 (4.2) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦斯洛伐克 488 (2.6) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦西班牙 488 (2.6) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦立陶宛 488 (2.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦挪威 487 (3.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦盧森堡 486 (1.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦俄羅斯聯邦 479 (3.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦義大利 475 (2.0) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼葡萄牙 474 (3.0) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼希臘 473 (3.2) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼以色列 454 (3.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼智利 438 (4.3) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼塞爾維亞 436 (3.0) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼保加利亞 434 (6.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼烏拉圭 428 (2.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼土耳其 424 (3.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼約旦 422 (2.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼泰國 421 (2.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼羅馬尼亞 418 (4.2) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼蒙特內格羅 412 (1.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼墨西哥 410 (2.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼印尼 393 (5.7) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼阿根廷 391 (6.1) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼巴西 390 (2.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼哥倫比亞 388 (3.4) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼突尼西亞 386 (3.0) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼亞塞拜然 382 (2.8) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼卡達 349 (0.9) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼吉爾吉斯 322 (2.9) ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼捷克共和克羅埃西顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數來源 : OECD PISA 2006 資料庫 .▲ 平均表現顯著優於所比較的國家◦ 平均表現與所比較的國沒有顯著的差異▼ 平均表現顯著低於所比較的國家78

圖 2-6 各國科學素養的平均表現 (part 2/2)斯洛伐克俄羅斯聯塞爾維保加利西班牙立陶宛挪威盧森堡邦義大利葡萄牙希臘以色列智利亞亞烏拉圭土耳其約旦泰國亞羅墨西哥印尼阿根廷巴西亞亞然卡達斯488 488 488 487 486 479 475 474 473 454 438 436 434 428 424 422 421 418 412 410 393 391 390 388 386 382 349 322 國家平均(2.6) (2.6) (2.8) (3.1) (1.1) (3.7) (2.0) (3.0) (3.2) (3.7) (4.3) (3.0) (6.1) (2.7) (3.8) (2.8) (2.1) (4.2) (1.1) (2.7) (5.7) (6.1) (2.8) (3.4) (3.0) (2.8) (0.9) (2.9) S.E.羅馬尼蒙特內格哥倫比突尼西亞塞拜吉爾吉科學得分▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 563 (2.0) 芬蘭▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 542 (2.5) 中國香港▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 534 (2.0) 加拿大▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 532 (3.6) 台灣▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 531 (2.5) 愛沙尼亞▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 531 (3.4) 日本▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 530 (2.7) 紐西蘭▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 527 (2.3) 澳洲▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 525 (2.7) 荷蘭▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 522 (4.1) 列支敦斯登▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 522 (3.4) 韓國▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 519 (1.1) 斯洛維尼亞▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 516 (3.8) 德國▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 515 (2.3) 英國▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 513 (3.5) 捷克共和國▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 512 (3.2) 瑞士▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 511 (1.1) 中國澳門▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 511 (3.9) 奧地利▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 510 (2.5) 比利時▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 508 (3.2) 愛爾蘭▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 504 (2.7) 匈牙利▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 503 (2.4) 瑞典▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 498 (2.3) 波蘭◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 496 (3.1) 丹麥◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 495 (3.4) 法國◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 493 (2.4) 克羅埃西亞◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 491 (1.6) 冰島◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 490 (3.0) 拉脫維亞◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 489 (4.2) 美國◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 488 (2.6) 斯洛伐克◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 488 (2.6) 西班牙◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 488 (2.8) 立陶宛◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 487 (3.1) 挪威◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 486 (1.1) 盧森堡▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 479 (3.7) 俄羅斯聯邦▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 475 (2.0) 義大利▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 474 (3.0) 葡萄牙▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 473 (3.2) 希臘▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 454 (3.7) 以色列▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 438 (4.3) 智利▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 436 (3.0) 塞爾維亞▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 434 (6.1) 保加利亞▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 428 (2.7) 烏拉圭▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 424 (3.8) 土耳其▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 422 (2.8) 約旦▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 421 (2.1) 泰國▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 418 (4.2) 羅馬尼亞▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 412 (1.1) 蒙特內格羅▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 410 (2.7) 墨西哥▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ 393 (5.7) 印尼▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ 391 (6.1) 阿根廷▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ ▲ 390 (2.8) 巴西▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ 388 (3.4) 哥倫比亞▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ▲ ▲ 386 (3.0) 突尼西亞▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ◦ ◦ ▼ ◦ ◦ ▲ ▲ 382 (2.8) 亞塞拜然▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▲ 349 (0.9) 卡達▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 322 (2.9) 吉爾吉斯顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數來源 : OECD PISA 2006 資料庫 .▲ 平均表現顯著優於所比較的國家◦ 平均表現與所比較的國沒有顯著的差異▼ 平均表現顯著低於所比較的國家79

二、臺灣學生個別科學素養的表現以下將分別說明臺灣學生在三個科學能力素養 (competencies) 上的表現、在二個科學知識素養 (knowledge) 上的表現以及在科學素養水準 (proficiencylevel) 上的表現。在圖 2-8 中 , 第二欄代表的是一個國家整體平均表現的得分 , 第三到第五欄代表的是三個科學能力素養的得分與整體平均表現得分的差距 , 第六欄代表的是科學本質科學知識素養的得分與整體平均表現得分的差距 , 第七到第九欄代表的是三個不同科學領域科學知識素養的得分與整體平均表現得分的差距。由圖 2-8中可以清楚的看見 : 在三個科學能力素養的表現上 , 形成科學議題 (identifyscientific issues) 的能力素養是最值得教育單位特別注意的 ; 同理 , 在科學本質科學知識素養的得分上 , 也比國家整體平均表現的得分少了 7 分 ; 同時 , 在三個不同科學領域科學知識素養的表現上 , 地球科學是最值得教育單位特別注意的。80

科學各別領域高於綜合領域得分點 0~9.99科學各別領域高於綜合領域得分點 10~19.99科學各別領域高於綜合領域之得分點 20 以上科學各別領域低於綜合領域得分點 0~9.99科學各別領域低於綜合領域得分點 10~19.99科學各別領域低於綜合領域之得分點 20 以上科學成績形成科學議題科學綜合領域與各別領域的表現差異能力內容解釋科學現象科學舉證科學本質地球科學生命科學OECD澳洲 527 8.4 -6.6 4.4 6.6 3.4 -5.1 -11.8奧地利 511 -5.7 5.6 -6.1 -7.3 -8.3 11.3 6.9比利時 510 4.7 -7.7 5.6 8.3 -13.9 -7.9 -3.1加拿大 534 -2.6 -3.6 7.1 2.8 5.8 -4.0 -5.5捷克共和國 513 -12.4 14.6 -12.3 -13.8 13.2 11.9 21.1丹麥 496 -2.6 5.4 -7.3 -3.2 -9.0 8.9 6.6芬蘭 563 -8.4 2.8 4.1 -5.6 -9.0 10.5 -3.6法國 495 3.9 -14.1 15.8 12.2 -32.6 -5.3 -13.0德國 516 -5.9 3.4 -0.3 -3.9 -5.4 8.2 0.5希臘 473 -4.6 3.1 -7.9 -2.5 4.0 1.3 0.8匈牙利 504 -21.3 14.2 -6.9 -11.9 8.6 5.2 29.2冰島 491 3.0 -2.7 0.2 1.7 12.1 -9.4 2.6愛爾蘭 508 7.6 -2.8 -2.4 4.4 -0.2 -2.8 -3.9義大利 475 -1.2 4.1 -8.4 -3.6 -1.5 12.2 -3.0日本 531 -9.3 -4.1 13.0 0.2 -1.1 -5.2 -1.0韓國 522 -3.1 -10.5 16.3 4.4 10.8 -23.9 7.6盧森堡 486 -3.5 -3.1 5.5 1.9 -15.6 12.2 -12.4墨西哥 410 11.7 -3.4 -7.4 3.3 1.9 -7.7 4.6荷蘭 525 7.7 -3.1 0.7 5.4 -6.8 -15.4 6.2紐西蘭 530 5.8 -8.2 6.4 8.7 -0.8 -2.2 -14.7挪威 487 2.6 8.7 -14.0 -6.5 10.5 9.6 4.8波蘭 498 -14.7 8.2 -4.1 -7.2 3.5 11.3 -0.7葡萄牙 474 12.2 -5.0 -2.1 7.1 5.1 0.7 -12.0斯洛伐克 488 -13.5 12.6 -10.8 -10.2 14.9 11.4 15.1西班牙 488 0.4 1.9 -3.6 0.4 4.9 9.2 -11.6瑞典 503 -4.7 6.4 -7.2 -5.2 -5.5 8.4 13.7瑞士 512 3.4 -3.7 7.2 2.9 -9.3 0.9 -5.1土耳其 424 3.7 -0.8 -6.6 1.2 1.3 1.5 -7.7英國 515 -1.0 1.9 -1.2 1.8 -10.2 10.6 -6.4美國 489 3.2 -2.8 -0.4 3.3 15.1 -2.1 -3.7Partners阿根廷 391 4.1 -4.8 -5.8 5.9 -7.5 -0.2 -7.8亞塞拜然 382 -29.6 29.6 -38.1 -27.2 17.9 15.2 50.5巴西 390 7.8 -0.1 -12.2 3.3 -15.4 12.6 -5.5保加利亞 434 -6.8 10.2 -17.4 -8.5 9.1 11.1 1.6智利 438 5.9 -6.1 1.4 4.5 -9.9 -3.8 -5.0哥倫比亞 388 14.4 -9.0 -4.9 8.4 -17.7 -4.5 -10.0克羅埃西亞 493 0.3 -0.8 -2.9 0.9 4.0 4.5 -0.4愛沙尼亞 531 -15.7 9.2 -0.4 -8.4 9.0 8.4 3.6中國香港 542 -14.4 7.0 0.2 -0.6 -17.1 15.4 3.3印尼 393 -0.4 1.1 -7.8 -6.4 8.3 -2.5 -7.4以色列 454 3.1 -10.5 6.4 12.5 -36.9 4.5 -11.3約旦 422 -13.1 15.7 -17.4 -13.5 -1.3 28.1 10.9吉爾吉斯 322 -0.7 11.7 -34.0 -13.5 -7.0 7.7 27.3拉脫維亞 490 -0.9 -3.2 1.1 1.6 4.3 -8.2 5.1列支敦斯登 522 0.1 -6.0 12.7 4.2 -9.4 1.7 -7.1立陶宛 488 -11.9 6.5 -1.4 -5.6 -1.4 14.7 2.0中國澳門 511 -20.8 9.2 0.7 -5.9 -4.9 14.2 6.7蒙特內格羅 412 -10.7 4.9 -5.2 -4.8 -0.4 18.2 -4.5卡達 349 3.1 6.6 -25.5 -6.2 0.3 11.7 8.4羅馬尼亞 418 -8.9 7.4 -10.9 -5.6 -11.5 7.8 10.3俄羅斯聯邦 479 -16.6 3.8 1.4 -4.5 2.0 10.5 -0.2塞爾維亞 436 -5.1 5.2 -10.8 -5.1 4.9 13.9 -0.3斯洛維尼亞 519 -1.8 4.0 -2.8 -8.7 14.7 -2.2 12.1台灣 532 -23.8 12.7 -0.6 -7.0 -3.2 16.9 13.0泰國 421 -7.8 -1.1 2.1 0.2 8.9 10.7 -13.7突尼西亞 386 -1.7 -2.2 -3.6 3.8 -33.4 6.2 7.3烏拉圭 428 0.5 -5.2 0.9 3.4 -31.2 4.5 -6.7理化來源 : OECD PISA 資料庫 2006, 表格 2.1c, 2.2c, 2.3c, 2.4c, 2.7, 2.8, 2.9 和 2.10.圖 2-8 各別科學素養表現的比較81

進一步根據圖 2-9, 臺灣學生的形成科學議題的能力素養在全世界排名第十七名 , 解釋科學現象的能力素養在全世界排名第三名 , 科學舉證的能力素養在全世界排名第八名。除了解釋科學現象的能力素養外 , 在另外二個科學能力素養的表現上 , 我國都落後香港、日本和韓國。82

圖 2-9 各國科學能力素養的可能排名範圍 (part 1/3)形成科學議題OECD 國家排名所有參與國家 / 經濟結構國家平均標準差最高可能排名最低可能排名最高可能排名最低可能排名芬蘭 555 (2.3) 1 1 1 1紐西蘭 536 (2.9) 2 5 2 5澳洲 535 (2.3) 2 5 2 5荷蘭 533 (3.3) 2 5 2 6加拿大 532 (2.3) 2 5 3 6中國香港 528 (3.2) 4 8列支敦斯登 522 (3.7) 6 12日本 522 (4.0) 5 9 6 13韓國 519 (3.7) 6 11 7 15斯洛維尼亞 517 (1.4) 8 14愛爾蘭 516 (3.3) 6 12 8 16愛沙尼亞 516 (2.6) 9 16比利時 515 (2.7) 7 12 8 16瑞士 515 (3.0) 7 12 9 17英國 514 (2.3) 7 12 10 17德國 510 (3.8) 9 14 12 19台灣 509 (3.7) 13 19奧地利 505 (3.7) 11 15 16 21捷克共和國 500 (4.2) 12 18 17 24法國 499 (3.5) 13 18 18 24瑞典 499 (2.6) 13 17 18 23冰島 494 (1.7) 16 20 21 26克羅埃西亞 494 (2.6) 20 28丹麥 493 (3.0) 15 21 20 28美國 492 (3.8) 15 22 20 30中國澳門 490 (1.2) 24 29挪威 489 (3.1) 17 23 22 31西班牙 489 (2.4) 18 23 24 31拉脫維亞 489 (3.3) 22 32葡萄牙 486 (3.1) 19 25 25 33波蘭 483 (2.5) 21 25 29 34盧森堡 483 (1.1) 22 25 30 33匈牙利 483 (2.6) 21 25 29 34立陶宛 476 (2.7) 33 36斯洛伐克 475 (3.2) 25 28 33 37義大利 474 (2.2) 26 28 34 37希臘 469 (3.0) 27 28 36 38俄羅斯聯邦 463 (4.2) 37 39以色列 457 (3.9) 38 39智利 444 (4.1) 40 40塞爾維亞 431 (3.0) 41 44烏拉圭 429 (3.0) 41 44土耳其 427 (3.4) 29 30 41 45保加利亞 427 (6.3) 41 45墨西哥 421 (2.6) 29 30 43 45泰國 413 (2.5) 46 48羅馬尼亞 409 (3.6) 46 49約旦 409 (2.8) 46 49哥倫比亞 402 (3.4) 48 52蒙特內格羅 401 (1.2) 49 52巴西 398 (2.8) 49 53阿根廷 395 (5.7) 49 54印尼 393 (5.6) 50 54突尼西亞 384 (3.8) 53 54亞塞拜然 353 (3.1) 55 56卡達 352 (0.8) 55 56吉爾吉斯 321 (3.2) 57 57顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數83

圖 2-9 各國科學能力素養的可能排名範圍 (part 2/3)解釋科學現象OECD 國家排名所有參與國家 / 經濟結構國家平均標準差最高可能排名最低可能排名最高可能排名最低可能排名芬蘭 566 (2.0) 1 1 1 1中國香港 549 (2.5) 2 3台灣 545 (3.7) 2 4愛沙尼亞 541 (2.6) 3 4加拿大 531 (2.1) 2 4 5 7捷克共和國 527 (3.5) 2 6 5 10日本 527 (3.1) 2 6 5 10斯洛維尼亞 523 (1.5) 7 12紐西蘭 522 (2.8) 4 10 6 15荷蘭 522 (2.7) 4 10 7 15澳洲 520 (2.3) 5 10 8 16中國澳門 520 (1.2) 9 15德國 519 (3.7) 4 12 7 18匈牙利 518 (2.6) 6 12 9 18英國 517 (2.3) 7 12 11 18奧地利 516 (4.0) 5 13 8 19列支敦斯登 516 (4.1) 9 20韓國 512 (3.3) 9 16 15 22瑞典 510 (2.9) 11 16 16 22瑞士 508 (3.3) 12 18 17 24波蘭 506 (2.5) 13 18 19 24愛爾蘭 505 (3.2) 13 19 19 25比利時 503 (2.5) 14 19 20 25丹麥 501 (3.3) 15 20 21 27斯洛伐克 501 (2.7) 16 20 21 26挪威 495 (3.0) 18 21 24 29立陶宛 494 (3.0) 25 30克羅埃西亞 492 (2.5) 26 30西班牙 490 (2.4) 20 23 27 32冰島 488 (1.5) 21 23 28 32拉脫維亞 486 (2.9) 28 35美國 486 (4.3) 20 26 27 36俄羅斯聯邦 483 (3.4) 30 37盧森堡 483 (1.1) 23 25 32 35法國 481 (3.2) 23 27 32 37義大利 480 (2.0) 24 27 34 37希臘 476 (3.0) 25 28 35 38葡萄牙 469 (2.9) 28 28 38 38保加利亞 444 (5.8) 39 42以色列 443 (3.6) 39 42塞爾維亞 441 (3.1) 39 42約旦 438 (3.1) 40 43智利 432 (4.1) 41 45羅馬尼亞 426 (4.0) 43 47土耳其 423 (4.1) 29 29 43 48烏拉圭 423 (2.9) 44 47泰國 420 (2.1) 45 48蒙特內格羅 417 (1.1) 47 49亞塞拜然 412 (3.0) 48 50墨西哥 406 (2.7) 30 30 49 50印尼 395 (5.1) 51 53巴西 390 (2.7) 51 53阿根廷 386 (6.0) 51 55突尼西亞 383 (2.9) 53 55哥倫比亞 379 (3.4) 54 55卡達 356 (1.0) 56 56吉爾吉斯 334 (3.1) 57 57顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數84

圖 2-9 各國科學能力素養的可能排名範圍 (part 3/3)國家平均標準差最高可能排名最低可能排名最高可能排名最低可能排名芬蘭 567 (2.3) 1 1 1 1日本 544 (4.2) 2 4 2 6中國香港 542 (2.7) 2 6加拿大 542 (2.2) 2 4 2 6韓國 538 (3.7) 2 5 2 8紐西蘭 537 (3.3) 3 6 3 9列支敦斯登 535 (4.3) 3 10台灣 532 (3.7) 6 11澳洲 531 (2.4) 5 7 7 11愛沙尼亞 531 (2.7) 7 11荷蘭 526 (3.3) 6 8 9 12瑞士 519 (3.4) 7 11 11 16斯洛維尼亞 516 (1.3) 12 16比利時 516 (3.0) 8 12 12 18德國 515 (4.6) 8 13 12 19英國 514 (2.5) 9 13 13 18中國澳門 512 (1.2) 15 19法國 511 (3.9) 9 14 13 20愛爾蘭 506 (3.4) 11 15 17 21奧地利 505 (4.7) 11 17 16 23捷克共和國 501 (4.1) 13 18 19 25匈牙利 497 (3.4) 14 20 20 27瑞典 496 (2.6) 15 20 21 27波蘭 494 (2.7) 15 21 21 29盧森堡 492 (1.1) 17 21 24 29冰島 491 (1.7) 18 22 24 30拉脫維亞 491 (3.4) 23 32克羅埃西亞 490 (3.0) 23 32丹麥 489 (3.6) 18 23 24 33美國 489 (5.0) 17 24 22 33立陶宛 487 (3.1) 26 33西班牙 485 (3.0) 21 24 28 34俄羅斯聯邦 481 (4.2) 30 36斯洛伐克 478 (3.3) 23 26 32 36挪威 473 (3.6) 24 27 34 38葡萄牙 472 (3.6) 24 27 34 38義大利 467 (2.3) 26 28 36 39希臘 465 (4.0) 26 28 36 39以色列 460 (4.7) 37 39智利 440 (5.1) 40 41烏拉圭 429 (3.1) 41 43塞爾維亞 425 (3.7) 41 44泰國 423 (2.6) 41 44土耳其 417 (4.3) 29 29 42 46保加利亞 417 (7.5) 41 48羅馬尼亞 407 (6.0) 44 49蒙特內格羅 407 (1.3) 45 48約旦 405 (3.3) 46 49墨西哥 402 (3.1) 30 30 46 49印尼 386 (7.3) 50 54阿根廷 385 (7.0) 50 54哥倫比亞 383 (3.9) 50 54突尼西亞 382 (3.7) 50 54巴西 378 (3.6) 51 54亞塞拜然 344 (4.0) 55 55卡達 324 (1.2) 56 56吉爾吉斯 288 (3.8) 57 57顯著高於 OECD 平均分數與 OECD 平均分數無著差異顯著低於 OECD 平均分數科學舉證OECD 國家排名所有參與國家 / 經濟結構85

根據圖 2-10, 臺灣學生在科學知識素養的表現上 , 科學知識的表現要比科學本質的表現要來得好。同時 , 臺灣學生在科學本質科學知識素養的得分上 ,比國家整體平均表現的得分少了 7 分 , 雖然這個差距乍看並不是很多 , 但相較於臨近的香港、韓國和日本的表現 , 他們學生在科學知識素養的二個項目 ( 含科學本質科學知識素養 ) 上幾乎都沒有落差 , 因此這個現象也值得臺灣的教育單位留意。分數科學本質科學知識600550500450400350300亞塞拜然捷克共和國匈約牙旦利斯吉洛爾伐吉克斯斯台洛灣維尼亞保加利亞愛沙尼亞挪卡威達波中蘭國澳門塞瑞爾典維亞立奧陶地宛利蒙特內格羅俄羅斯聯邦羅馬尼亞義印大尼利丹德麥國芬希克泰蘭臘羅國埃西亞中西國班香牙港冰美拉日島國脫本維亞土墨英加耳西國拿其哥大巴韓西國愛盧瑞葡爾森士萄蘭堡牙列支敦斯登突荷智尼蘭利西亞阿澳根洲廷烏拉圭紐西蘭比利時哥倫比亞以法色國列圖 2-10 臺灣學生在科學知識素養的表現三、臺灣學生的科學素養水準表現圖 2-11 顯示各參與國學生在上述科學素養水準 (proficiency level) 的百分比分布圖。愈高水準的學生佔有的百分比愈高代表一個國家的優良人力資源愈豐沛 , 競爭力愈強。臺灣學生層級六 (level 6) 素養水準的學生佔 1.4%, 層級五 (level 5) 素養水準的學生佔 14.6%, 以此趨勢分析 , 芬蘭、愛沙尼亞分居第一、第二名 , 表示其國家的人力資源競爭力最強 , 臺灣學生在全世界排名第七。86

圖 2-11 學生科學素養水準百分比87

四、性別差異與科學素養的表現根據 PISA 2006 的結果報告 , 全球男女學生在科學素養的平均表現上可以說並沒有差異 (remarkably even), 但報告中也發現全球女生未來選擇從事科學行業的意願明顯的低於男生。但如果單單只看臺灣男女學生的科學素養的平均表現男生 (536) 略優於女生 (529), 不過以此等差距 , 也可以說沒有顯著的差異。在科學知識素養上 , 男生 (537) 在地球科學上明顯優於女生 (520); 男生(556) 在生命科學上也明顯優於女生 (542); 男生 (558) 在理化表現上仍是明顯優於女生 (532)。在科學知識素養上 , 男生 (550) 明顯比女生 (531) 好一點。在科學知識素養上 , 全球男生 (498) 明顯比女生 (484) 好一點 , 臺灣男女生的表現不但遠遠超越全球水準也吻合全球性別差異的趨勢。在科學本質素養上 , 女生 (528) 比男生 (523) 好一些 , 也吻合全球女生 (497) 比男生 (488)要好一點的趨勢。在科學能力素養上 , 全球女生 (499) 在形成科學議題上 , 明顯的優於男生(483); 在解釋科學現象上 , 全球男生 (496) 優於女生 (481); 在科學舉證上 ,全球男 (491) 女生 (493) 的表現沒有明顯不同 ( 參閱圖 2-12、圖 2-13、圖 2-14;圖中每一點代表一個國家的分數 )。我們也發現臺灣男女生在科學能力素養上 ,形成科學議題上女生 (512) 略優於男生 (506), 這一點跟全球趨勢有點相似 ,但臺灣男女生的差距明顯較小 ; 在解釋科學現象上男生 (554) 顯著優於女生(535), 這一點也跟全球趨勢有點相似 , 但臺灣男女生的差距也較大 ; 在科學舉證能力上則不分上下 ( 皆為 532), 這一點也吻合全球趨勢。同時 , 根據 PISA 2006 分析全世界學生的整體結果來看 , 性別差異對科學學習造成的影響 , 校與校之間 (within-schools) 比較時 , 男生比女生好 13-20分不等 , 臺灣的數據則顯示男生比女生高 7 分 , 但一旦去看全世界男女生的整體表現時 , 這種差距卻消失了 , 但臺灣男生的整體表現還是比女生高了 7 分。88

PISA 2006 結果報告中推測臺灣的這種現象背後可能意謂著女生考上明星高中或進入大學導向學制 (higher performing , academically oriented tracks andschools) 的比率可能要比男生高。575550525女生表現優於男生500475女生成績450425400375350男生表現優於女生325300275275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575男生成績圖 2-12 男生和女生在形成科學議題能力的表現89

575550525500女生表現優於男生475女生成績450425400375350男生表現優於女生325300275275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575男生成績圖 2-13 男生和女生在解釋科學現象能力的表現575550525500女生表現優於男生475女生成績450425400375350男生表現優於女生325300275275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575男生成績圖 2-14 男生和女生在科學舉證能力的表現90

綜合上述 , 臺灣學生的科學素養平均表現 (mean performance in science)佔全世界的第四名。在此排名之下分析臺灣學生個別素養的表現 , 臺灣學生在形成科學議題的能力素養佔全世界的第十七名 , 在解釋科學現象的能力素養佔全世界的第三名 , 在科學舉證的能力素養佔全世界的第八名。臺灣學生在科學知識素養二個項目的表現 , 科學本質知識素養 (knowledge about science) 比科學知識素養 (knowledge of science) 高 7 分。臺灣男女學生在科學素養平均表現 (mean performance in science) 上 , 男生 (536) 略優於臺灣女生 (529), 不過以此等差距 , 也可以說跟全世界男女生的比較結果一致 , 並沒有顯著的差異。臺灣男女生在科學知識素養上 , 臺灣男生 (550) 在科學知識上明顯比女生 (531)好一點 ; 臺灣女生 (528) 在科學本質知識素養上比臺灣男生 (523) 要好一點。臺灣男女生在科學能力素養上 , 形成科學議題上臺灣女生 (512) 略優於臺灣男生 (506); 在解釋科學現象上臺灣男生 (554) 顯著優於臺灣女生 (535); 在科學舉證能力上不分上下 ( 皆為 532)。臺灣男女生的性別差異與全球趨勢沒有顯著差異。91

第四節臺灣學生對科學的態度與參與度如本章第一節中所述 ,PISA 2006 的科學素養是透過四個向度 ( 情境、能力、知識、態度 ) 來反映的 , 拋開情境是此次 PISA 2006 的試題特色之外 , 科學能力素養、科學知識素養與科學態度素養可以說是 PISA 2006 科學素養的三個主要向度。在本章的第二節和第三節中已對學生在能力和知識素養的表現做了詳細的說明 , 在這一節中我們將對學生在科學態度素養上的表現進行描述。一般而言 , 年紀愈小的學童對科學依然保有高度的興趣 (high interest) 與正向的態度 (positive attitude), 但隨著年紀的增長 , 這個趨勢卻每況愈下。如何讓學生高中畢業時仍然對科學保有高度的興趣與正向的態度成為各國的挑戰。對科學的學習動機 (motivation) 與對科學的態度息息相關 , 尤其是當科技的長足進展深廣的影響全球氣候、國家競爭力以及個人生活時。如何平衡科技發展、社會福祉與個人健康成為學生是否願意從事科學相關行業的重要考量。這些考量的背後又牽涉到學生與全國公民是否有能力根據科學所學應付日常生活裡與科技相關議題與決策的能力。雖然在 PISA 的設計中分別針對學生的能力、知識、態度進行測驗 , 但 PISA認為態度本來就是學生能力 (competency) 的重要成分之一 , 同時將自我信心(beliefs)、動機傾向 (motivation orientation) 以及自我效能 (self-efficacy) 都列為科學態度素養中的重要成份。一、PISA 2006 如何評量學生的科學態度與參與度科學態度素養 (attitudes and engagement) 的定義包括以下四個項目 :(1) 對科學探究的支持 (support for scientific enquiry)、(2) 對科學學習的信心 (self-beliefas science learners)、(3) 對科學學習的興趣 (interest in science)、和 (4) 對環境與資源責任的自覺 (responsibility towards resources and environments)。這四個項目被認為可以反映一個人對科學的參與程度 (engagement), 而對科學的參與程92

度又被 PISA 2006 視為學生 ( 包括未來不想當科學家的學生族群 ) 是否願意從事科學相關行業的重要指標。圖 2-15 列出了以上四個項目的詳細內容。對科學探究有支持對科學探究有支持的學生 :• 認知瞭解不同科學領域與論述的重要。• 支持使用合乎事實資訊與有理的解釋。• 結論當中包含了邏輯與嚴謹的推導過程。測驗內容 : 支持科學探究的問題 ( 整合併入科學試題之中 )、科學的普遍價值、科學的個人價值。對科學學習有信心對科學學習有信心的學生可以 :• 有效率的處理科學任務。• 在解決科學問題當中克服困難。• 擁有很強的科學能力。測驗內容 : 科學的個人觀念、科學問題的個人效力。對科學學習有興趣對科學學習有興趣的學生 :• 擁有對科學和科學相關議題與企圖的好奇心。• 擁有使用多樣化資源與方法來學習課外科學知識與技能的意願。• 擁有繼續汲取資訊和對科學的持續興趣 , 包含未來意圖從事科學相關職業之傾向。測驗內容 : 學習科學各領域的興趣 ( 整合併入科學試題之中 )、對科學的一般興趣、享受科學、學習科學的重要、科學學習的方法改變、未來學習科學的態度轉變、三十歲從事科學職業的就業傾向、參與科學相關活動。自覺對環境與資源有責任自覺對環境與資源有責任的學生 :• 表現出一種維護環境永續經營的責任感。• 表現出一種對個人行為可造成環境衝擊的覺知 (awareness)。• 表現出一種願意採取行動保護自然資源的意願 (willingness)。測驗內容 : 環境議題的認知、對於環境議題的關心程度、未來改善部分環境議題的樂觀程度、生態永續發展的責任。圖 2-15 PISA 2006 科學態度素養之內涵93

上述四個項目中 , 其中對科學探究的支持意味著學生認同以下科學活動的價值 : 即證據的蒐集、合理的推論、批判與回應以及結果的分享等 , 尤其是當面臨真實生活中與科技相關的議題並需要抉擇時。PISA 2006 強調二個核心價值 :(1)使用證據 (use evidence) 下決定以及 (2) 強調理性 (rationality) 與邏輯 (logic)在分析過程中的重要性。PISA 2006 納入學生對科學學習的信心是因為認為它是提升學生對科學參與度 (engagement) 的重要表徵 , 同時 , 過去的研究顯示這個議題可能跟不同性別的科學學習動機 (motivation) 和學業成就 (achievement)有關 , 因此蒐集這方面的資料可能可以部分回答這方面的問題。PISA 2006 認為對科學學習的興趣是預測學生學習成就的重要因子 , 也是學生未來想從事科學相關行業的重要表徵。基於上述 ,PISA 2006 蒐集學生在以下幾個方面的資料 :(1)學生對生活中科學相關議題的參與度、(2) 學生想學科學知識或技能的意願高低以及 (3) 未來學生想從事科學相關行業的意願高低。至於在對環境與資源責任的自覺這個項目上 ,PISA 2006 蒐集學生對全球永續發展 (sustainabledevelopment) 以及環保議題的責任感受度。在蒐集資料的方法上 , PISA 2006 透過二個管道蒐集資料 : 一者透過單獨的態度問卷 (questionnaires) 蒐集資料 , 另外也在學生回答能力 / 知識問題的過程中 ,透過問題的設計蒐集並整合學生的態度資料。這種情境式的問題使 PISA 2006 可以了解學生對特定科學活動 (specific science tasks) 的態度 , 這種態度的展現可能不同於過去利用一般性的態度問卷 (general questions about attitudes) 能夠得到的結果。更重要的是 ,PISA 2006 可以透過這種方法去了解 (1) 學生的態度是否會因情境的不同而有所改變 ?(2) 學生的態度反應到底是跟哪一題的問題比較相關 ? 還是跟哪一群的題組 (groups of questions) 比較相關 ?在興趣選項的類別上 ,PISA 2006 有以下幾種形式 :(1) 例如要學生選擇學習科學主題的興趣程度 , 選項會有高度興趣 (high interest)、中度興趣 (mediuminterest)、低度興趣 (low interest) 與沒有興趣 (no interest)。學生選擇高度和中94

度興趣會被歸類為對科學主題的學習有興趣 ;(2) 例如被問到是否支持科學探究活動時 , 選項會有非常同意 (strongly agree)、同意 (agree)、不同意 (disagree)、非常不同意 (strongly disagree)。學生選擇非常同意和同意會被歸類為支持科學探究活動。PISA 2006 提醒讀者要正確的解讀學生科學態度素養的結果 , 因為有太多可能的因素可以影響學生的態度 ; 同時 ,PISA 2006 也點出所有 PISA 2006 的態度數據都來自學生的自我陳述 (self report), 自我陳述有其極限。在評量學生態度這件事上 ,PISA 2006 很努力的想建立一套可以適用於國家間 (across countries) 和國家內 (within countries) 的比較架構 , 但這種取徑不是可以適用於所有的情境。例如 : 學生的自我效能 (self-efficacy)、對環境議題的自覺 (awareness of environmental issues)、對科學的一般評價 (general value ofscience) 等大家可以很放心的拿態度結果做跨國的比較 ; 但像學生的自我概念(self-concept)、對科學的自我評價 (personal value of science)、對科學的一般興趣 (general interest in science)、學習科學的快樂指數 (enjoyment of science)、想學科學的工具性動機 (instrumental motivation to learn science) 等就比較適合只做國家內比較而不宜做跨國的比較。PISA 2006 將所有 OECD 國家的態度平均值定義為 0(index), 而且使三分之二 OECD 國家的態度平均值介於 1 與 -1 之間。以所有 OECD 國家態度平均值定義為 0, 則某一國家的態度指數若為負數 (negative), 那不是代表此國家學生的態度是負面的 , 而是相較於所有 OECD 國家平均值 0 而言 , 此一國家的態度素養比較負向。同時 , 在往後所有的結果報告圖表中 ,PISA 2006 都會提供每一個國家學生對每一個問題選擇的百分比 (percentage), 然後每一國的態度平均指數就是根據這些逐題的百分比計算出來的。態度指數 (index) 只是一個相對值 ,讓讀者可以很快的對各國的學生態度素養有一個概念 , 但一旦要準確的詮釋學生的態度素養表現時 ,PISA 2006 建議回歸逐題的百分比為基準去做比較或詮釋。95

二、學生對科學探究有支持嗎 ?在此項目下 ,PISA 2006 提供了學生在三個子項的方向與題組上的結果以反應學生對科學探究的態度表現 : 它們分別是 (1) 科學一般價值 (general value ofscience) 指數圖、(2) 支持科學探究量尺圖 (support for scientific enquiry scale)以及 (3) 個人對科學評價 (personal value of science) 指數圖。從圖 2-16 中 , 所有 PISA 2006 參與國家的大部分學生都認為科學是有價值的 , 尤其是前三題的回答幾乎都在 80-90% 的區間以上 ; 但同時 , 我們也發現對後二題的問題來說 , 幾乎有 20-25% 的學生不認為科學可以促進經濟和社會的利益。反觀臺灣學生的表現 , 前三題的回答最低都有 96% 的同意 , 後二題的回答也還有 93-94% 的同意。可見臺灣的學生深深的相信科學可以為國家帶來整體的利益。因為這一個子項的興趣表現是可以跨國比較的 , 臺灣學生這種正向支持科學的態度居世界第二位。與鄰近的香港、韓國學生的表現相當 , 日本學生在這題表現背後代表的意義值得進一步了解。96

圖 2-16 科學一般價值指數圖97

圖 2-17 的結果是統整自學生在能力 / 知識情境式問題的回答中 , 所有 PISA2006 參與國家大部分學生的勾選都傾向同意或非常同意 ( 至少 70% 的同意 )。PISA 2006 透過學生在三題公開試題範例 ( 酸雨、大峽谷、瑪麗 - 蒙塔古 ) 中的表現來呈顯學生在這一個子項上的表現。在這一共八題的題組中 , 臺灣學生的回答至少都是 80% 以上的學生同意 , 唯獨當其中有一題問到 : 一個疾病的原因只能靠科學的研究才能確認 , 臺灣幾乎有 55% 以上的學生持不同意的態度 , 反觀所有PISA 2006 參與國家大部分學生的反應是有 30% 左右的人持不同意的態度 ; 同時更有趣的現象是 : 我們鄰近的香港、韓國、日本跟我們學生的反應模式 , 跟全世界其他國家比起來 , 非常類似。98

圖 2-17 學生支持科學探究量尺圖99

圖 2-18 是沒有排名的指數圖 , 這種圖代表跨國比較是不被鼓勵的 , 但各國學生同意的百分比依然有重要的價值。我們也發現所有 PISA 2006 參與國家大部分學生都認為科學是重要的 , 但卻不一定與學生的生活或行為密切相關。臺灣學生對第一、第五題的同意度都達 90%, 對第二題只剩 82% 的人認為長大後還會用到科學 , 對第三題只剩 69% 的人同意科學可以幫忙解決我與其他人的關係 , 對第四題也只有 73% 的人同意當我們離開學校後仍有許多場合用得上科學。小結 : 學生對科學探究有支持嗎 ? 臺灣的學生 (90% 以上 ) 深深的相信科學可以為國家帶來整體的利益 ; 但問到離開學校後 , 只剩下 70% 左右的學生認為科學還派得上用場 ;80% 以上臺灣學生支持有事實根據的決定 , 但只有一半多一點的 (55% 左右 ) 學生同意科學理性和邏輯是決定事情成因的唯一方式。100

圖 2-18 個人對科學評價指數圖101

三、學生對科學學習有信心嗎 ?在此項目下 ,PISA 2006 提供了學生在二個子項的方向與題組上的結果以反應學生對科學學習信心的態度表現 : 它們分別是 (1) 科學自我效能 (self-efficacyin science) 指數圖及 (2) 科學自我概念 (self-concept in science) 指數圖。要培養學生具備主動學習 (autonomous learning) 的態度需要平衡二個判斷 :(1) 批判性的判斷 (critical judgment) 衡量自己完成這件工作的困難度 , 與 (2)務實的判斷 (realistic judgment) 衡量自己要投入多大的力氣才能完成此工作。過去的研究顯示以上這二種判斷力大大的影響學生學習目標的設定、學習策略的訂定以及學習結果的高低。自我效能 (self-efficacy) 的高低是指學生相信憑己之力可以有效解決問題、克服困難的程度 ; 自我概念 (self-concept) 的高低則可顯示學生對自己學業成就信心的程度。讓學生對自己的學習有信心 (self-beliefs)被 PISA 2006 視為學校教育很重要的教學目標 , 這種信心可以影響學生的學習動機 (motivation)、學習行為 (behaviors) 以及對自己未來學習的期望 (expectations)。在圖 2-19 中 ,PISA 2006 透過詢問學生八個問題 , 要學生表達要完成這八個工作對他們的難易程度 , 來衡量學生的自我效能程度。從第一題到第八題 OECD國家的平均表現從 76% 到 51% 不等 , 這些數字表示學生回答可以從輕鬆完成到要花一點努力才能完成。臺灣學生的回答從 75% 到 52% 不等 , 與 OECD 國家的平均表現相差無幾 ; 值得注意是日本學生的回答從 62% 到 26% 不等 , 顯示日本學生的自我效能程度相對偏低。因為這一個子項的表現是可以跨國比較的 , 臺灣學生自我效能的信心指數居世界第七位。與鄰近的香港第十八名、韓國第五十三名 , 日本第五十六名相比 ,臺灣學生相信自己憑己之力可以有效解決問題、克服困難的程度值得我們欣慰。大部分的國家在自我效能這個子項上 , 沒有性別差異的情形存在 ; 但只有臺灣、韓國、日本、荷蘭和冰島學生在自我效能的表現上 , 男生比女生自我效能程度要高一些。102

PISA 2003 的資料顯示 : 學生自我效能的高低與其數學表現 (performance)的好壞成高的正相關。如果只看各國國內 (within country) 的比較 ,PISA 2006學生的科學表現也顯示相同的結果 , 而且有相輔相成的 (reciprocal) 效果。以臺灣為例 , 自我效能增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上可以增加35.1 分 , 顯然的這個相乘效果讓人印象深刻。但令人感到困惑的現象卻也存在於韓國和日本上 , 他們學生的自我效能程度相對偏低 , 但在科學素養平均表現上卻居於領先群 ( 分別是第十一名和第六名 )。103

圖 2-19 科學自我效能指數圖104

在圖 2-20 中 ,PISA 2006 透過詢問學生六個問題 , 要學生表達要完成這六個工作對他們的難易程度 , 來衡量學生的科學自我概念程度。從第一題到第六題OECD 國家的平均表現從 65% 到 47% 不等 , 這些數字表示學生回答可以完成科學作業與否是相對困難的。臺灣學生的回答從 36% 到 28% 不等 , 與 OECD 國家的平均表現相比 , 顯然信心低落 ; 與鄰近國家相比 , 香港比我們好一點 , 我們則比韓國、日本好一點。PISA 2006 認為性別差異情形在自我概念上是存在的 , 但差異不大 ; 但在臺灣 , 男生的自我概念程度顯著的優於女生。至於自我概念程度的高低與科學素養平均表現高低的相關性不像自我效能那麼強烈 , 以臺灣為例 , 自我概念增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上可以增加 13.9 分。小結 : 臺灣學生自我效能的信心指數居世界第七位。與鄰近的香港第十八名、韓國第五十三名 , 日本第五十六名相比 , 臺灣學生相信自己憑己之力可以有效解決問題、克服困難的程度值得我們欣慰。不過 , 臺灣學生在自我概念的回答上 ( 從 36% 到 28% 不等 ) 顯示學生面對科學功課的信心是不足的。看見學生自我效能信心與科學素養平均表現的相乘效果讓人印象深刻 , 以臺灣學生為例 , 自我效能增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上可以增加 35.1 分。但韓國和日本學生的表現則令人感到困惑 , 他們學生的自我效能程度相對偏低 , 但在科學素養平均表現上 ( 分別是第十一名和第六名 ) 卻居於領先群。這一個現象提醒我們 : 不宜過度推論自我效能信心與科學學習表現的相關性。105

圖 2-20 科學自我概念指數圖106

四、學生對科學學習有興趣嗎 ?為了回答這個問題 , 我們將此項目區分成以下三個子項來呈現學生的科學態度素養 : 它們分別是 (1) 對學習科學知識的興趣 (interest in learning science as asubject)、(2) 覺得科學有用所以想學科學的動機 (motivation to learn sciencebecause it is useful) 以及 (3) 參加和科學相關活動的程度 (science-relatedactivities)。在對學習科學知識的興趣 (interest in learning science as a subject) 的子項下 ,PISA 2006 提供了學生在三個次子項的方向與題組上的結果以反應學生對學習科學知識興趣的態度表現 : 它們分別是 (1) 對科學的一般興趣 (general interest inscience) 指數圖、(2) 學習科學主題興趣量尺圖 (interest in learning science topicsscale) 以及 (3) 學習科學的快樂 (enjoyment of science) 指數圖。在圖 2-21 中 ,PISA 2006 問了八個問題以回答學生對科學學習的一般興趣 ,其中六題是詢問學生你喜歡生物、天文學、化學、物理、植物學和地質學嗎 ? 剩下二題 , 一題問喜歡實驗嗎 ? 一題問科學解釋。OECD 國家學生的平均表現對前六題的回答依次是 68%、53%、50%、49%、47%、和 41%, 後二題的回答是 46%和 36% 喜歡。臺灣學生前六題的回答依次是 68%、64%、46%、52%、54%、和47%, 後二題的回答是 51% 和 42% 喜歡。PISA 2006 發現性別差異在對科學的一般興趣上 , 男女的態度似乎差異不大 ; 但臺灣的男生顯著的比女生有高的一般興趣 , 香港亦同 , 日本和韓國則否。普遍而言 ,PISA 2006 認為對科學的一般興趣的高低與科學素養平均表現高低有正相關 , 即對科學的一般興趣增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上可以增加 25 分 , 臺灣可以增加 28.1 分 , 香港跟臺灣差不多 , 日本、韓國則超過 30 分。PISA 2006 在此提醒學生對科學的一般興趣與其科學表現的因果關係應該不是線性的 , 很可能還有其他因素的交互作用。但無論如何 , 站在協助學生學好科107

學的角度思惟 , 提升學生對科學的一般興趣總是重要或說是必要的。108

圖 2-21 對科學的一般興趣指數圖109

圖 2-22 的結果也是統整自學生在能力 / 知識情境式問題的回答中 ,PISA 2006透過詢問學生六個問題的表現來呈顯學生對科學學科的一般興趣。不論是所有PISA 2006 參與國家或臺灣學生其展現出來的興趣與圖 2-22 的結果沒有太大的差異。某種程度來說 , 這二個結果效化了彼此的結果。在圖 2-23 中 ,PISA 2006 問了五個問題以回答學生是否喜歡學習科學。OECD國家學生的平均表現依次是 67%、63%、63%、50% 和 43% 喜歡。臺灣學生的回答依次是 79%、65%、64%、62% 和 43% 喜歡 , 與大部分國家大同小異。以上數字顯示的意義是 : 大部分的學生都承認學習科學知識是有用的 , 但要做作業卻不是一件令人很快樂的事。PISA 2006 發現性別差異在喜歡學習科學上 , 男女的態度似乎差異也不大 ;但臺灣的男生比女生有高一點的喜歡 , 香港、日本、韓國亦同。普遍而言 ,PISA 2006 也認為喜歡科學學習與否與科學素養平均表現的高低有正相關 , 即對科學學習的快樂指數增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上可以至少增加 20 分 , 臺灣可以增加 28.9 分。110

圖 2-22 學習科學主題興趣量尺圖111

圖 2-23 學習科學的快樂指數圖112

在覺得科學有用所以想學科學動機 (motivation to learn science because it isuseful) 的子項下 ,PISA 2006 提供了學生在三個次子項的方向與題組上的結果以反應學生想學科學動機的態度表現 : 它們分別是 (1) 學科學的工具動機(instrumental motivation to learn science) 指數圖 (2) 學科學的未來性動機(future-oriented motivation to learn science) 指數圖、以及 (3) 學生想從事科學相關行業的期待程度 (do students expect to pursue a scientific career?)。在圖 2-24 中 ,PISA 2006 問了五個問題以回答學生學習科學的工具性動機。OECD 國家學生的平均表現依次是 67%、63%、61%、56% 和 56%。臺灣學生的回答依次是 83%、76%、76%、73% 和 65%, 似乎比 OECD 國家更具工具性學習動機。也就是說 , 臺灣的學生比其他國家的學生更在意科學學習對他們未來學習或尋找工作的影響。PISA 2006 發現性別差異在工具性學習動機上 , 男女的態度似乎差異不大 ;但再一次的我們又發現臺灣的男生比女生有稍微高一點的工具性動機 , 香港亦同。對比於一般興趣 (general intrest) 是比較屬於內在動機 (intrinsic motivation)來說 , 工具性動機比較屬於外在動機 (extrinsic motivation)。PISA 2006 認為工具性動機與科學素養平均表現相關性尚不清楚 , 以臺灣為例工具性動機增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上增加 17.4 分。113

圖 2-24 學科學的工具性動機指數圖114

在圖 2-25 中 ,PISA 2006 問了四個問題以回答學生學習科學的未來性動機。OECD 國家學生的平均表現依次是 37%、31%、27% 和 21%。臺灣學生的回答依次是 38%、34%、29% 和 22%, 二者之間似乎差異不大 ; 也就是說 , 大約只有 30%的學生 ( 含臺灣在內 ) 長大後想從事與科學相關的行業 , 香港比我們好一點點 ,日本和韓國又比我們差一點。PISA 2006 發現性別差異在未來性學習動機上 , 似乎在某種程度上反映了當前職業上男女有別的現象 , 例如男生傾向從事理工背景的工作 , 而女生傾向從事教育文法商的工作。不過 , 就整個參與國家的表現來看 ,PISA 2006 報告在某些國家男女的未來性動機有小幅度的差異。同時 ,PISA 2006 在此又再一次的強調臺灣的男生在未來性動機上顯著的高於女生。PISA 2006 發現未來性動機與科學素養平均表現有正相關 , 以臺灣為例未來性動機增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上增加 19.6 分。115

圖 2-25 學科學的未來性動機指數圖116

在參加和科學相關活動 (science-related activities) 的子項下 ,PISA 2006 想了解的是學生在下課後花在與科學相關活動的時間幅度。在圖 2-26 中 ,PISA 2006 問了六個問題以回答學生參加和科學相關活動的程度。OECD 國家學生的平均表現依次是 21%、20%、13%、8%、7% 和 4%。臺灣學生的回答依次是 18%、21%、13%、12%、7% 和 7%, 二者之間似乎差異不大。也就是說 , 大約只有 15% 的學生 ( 含臺灣在內 ) 下課後會選擇參加和科學相關的活動。PISA 2006 發現學生參與和科學相關活動與其科學素養平均表現有正相關 ,以臺灣為例學生參與和科學相關活動程度增加一個指數 (index) 學生在科學素養平均表現上增加 18 分。小結 : 在對科學學習的興趣上 , 臺灣學生表示對各種學科的喜歡態度從 43%到 79% 的喜歡 , 不是壓倒性的喜歡 , 如果再搭配大部分的學生都承認學習科學知識是有用的 , 但要做作業卻不是一件令人很快樂的事 , 可以想見科學學習對臺灣學生而言並不是一件輕鬆愉快的事 , 是需要經過努力才能獲得的。同時 , 臺灣的學生 (65% 到 83%) 比其他國家的學生 (56% 到 67%) 更在意科學學習對他們未來學習或尋找工作的影響、只有 30% 的臺灣學生 ( 與世界相同水準 ) 長大後想從事與科學相關的行業、只有 15% 的臺灣學生 ( 與世界相同水準 ) 下課後會選擇參加和科學相關的活動。在這一個向度上有一個很明顯的現象是值得注意的 , 那就是性別差異 , 臺灣的男生在科學學習興趣的任何一個子項上都顯著的優於女生 , 而且這個現象也相同存在於香港、韓國和日本等國家中。117

圖 2-26 參加和科學相關活動指數圖118

五、學生對環境與資源責任有自覺嗎 ?在此項目下 ,PISA 2006 提供了學生在四個子項的方向與題組上的結果以反應學生對環境與資源責任自覺的態度表現 : 它們分別是 (1) 對環境議題的覺知(awareness of environmental issues) 指數圖、(2) 對環境議題的關心 (students’ levelof concern for environmental issues) 指數圖、(3) 對環境議題的樂觀 (students’optimism regarding environmental issues) 指數圖、以及 (4) 對全球永續發展的責任感 (students’ responsibility for sustainable development) 指數圖。在圖 2-27 中 ,PISA 2006 詢問學生「是否知道以下五個議題的發展對環境可能產生的影響 ?」。OECD 國家學生的平均表現依次是 73%、60%、58%、53%和 35%。臺灣學生的回答依次是 90%、84%、80%、56% 和 54%, 臺灣學生表現明顯的高出很多。從以上數據可以明白學生對基因改造食物的認知是比較缺乏的 , 但臺灣學生對核能廢料的了解也只有 56%, 這一點值得關切。事實上 , 因為這個子項是可以跨國比較的結果 , 臺灣學生的態度是世界排名第一的 , 也就是我們學生對環境議題的覺知是敏感的。與鄰近國家相比 , 香港跟我們差不多 , 但在此子項的表現上 , 日本和韓國學生明顯的對環境議題是不敏感的。PISA 2006 發現學生對環境議題覺知的程度與其科學素養平均表現有強烈的正相關 , 平均而言 , 各國學生對環境議題覺知程度增加一個指數 (index), 學生在科學素養平均表現上增加超過 40 分 ; 以臺灣學生為例 , 增加 48.5 分。119

圖 2-27 對環境議題的覺知指數圖120

在圖 2-28 中 ,PISA 2006 問了六個問題以回答學生對環境議題關心 (concern)的程度。OECD 國家學生的平均表現依次是 92%、84%、83%、82%、78% 和 76%。臺灣學生的回答依次是 95%、91%、92%、94%、91% 和 94%, 臺灣學生表現明顯的高出 10%。不過 , 從題目上發現最後一題是跟水資源的缺乏有關 , 臺灣學生表現超出平均值是可以預料的。與鄰近國家相比 , 日本和韓國跟我們差不多 , 但在此子項上 , 香港學生明顯的對環境議題比較不關心。PISA 2006 發現學生對環境議題關心的程度與其科學素養平均表現有正相關但不明顯 , 以臺灣學生為例 , 對環境議題關心程度增加一個指數 (index), 學生在科學素養平均表現上增加 18.4 分。121

圖 2-28 對環境議題的關心指數圖122

在圖 2-29 中 ,PISA 2006 詢問學生 :20 年後 , 對以下六個問題的發展他們覺得是樂觀還是不樂觀 ?OECD 國家學生的平均表現依次是 21%、18%、16%、15%、14% 和 13%。臺灣學生的回答依次是 18%、19%、19%、16%、21% 和 21%。顯然的 , 全球的學生對全球環境的遠景非常的不樂觀。PISA 2006 發現學生對環境議題樂觀的程度與其科學素養平均表現有負相關 , 以臺灣學生為例 , 對環境議題樂觀程度增加一個指數 (index), 學生在科學素養平均表現上減少 8.8 分。123

圖 2-29 對環境議題的樂觀指數圖124

在圖 2-30 中 ,PISA 2006 問了七個問題以回答學生對全球永續發展責任感自覺的程度。OECD 國家學生的平均表現依次是 92%、92%、91%、82%、79%、69% 和 69%。臺灣學生的回答依次是 99%、98%、99%、97%、92%、91% 和 90%,臺灣學生表現明顯的高出一些 , 尤其是能源浪費的不能忍受和願意付出法律制裁的代價以導正環境污染的意願。與鄰近國家相比 , 香港、日本和韓國在前五題都跟我們差不多 , 但在後二題上 , 態度明顯比臺灣學生保守一些。性別差異在 PISA 2006 臺灣學生環境議題態度上有以下的結論 : 男生的覺知程度顯著的好過女生 , 女生的關心程度顯著的好過男生 , 在樂觀程度上 , 二者沒有顯著差別 , 在責任自覺程度上 , 女生顯著的好過男生。PISA 2006 發現學生對全球永續發展責任感自覺的程度與其科學素養平均表現有正相關 , 以臺灣學生為例 , 對全球永續發展責任感自覺程度增加一個指數(index), 學生在科學素養平均表現上增加 16.4 分。小結 : 在環境議題的態度上 , 不論是在覺知程度、關心程度、樂觀程度、或責任自覺程度上 , 臺灣學生的表現都在世界的領先群。表示臺灣的環境教育走在世界的前端 , 這一點值得大大的肯定。不過 , 從數據中 , 學生對核能廢料和基因食物的覺知程度是可以加強的。PISA 2006 也發現學生科學素養平均表現愈好的國家 ( 臺灣也是其中之一 ),學生對環境的覺知程度愈好、關心程度愈高、對未來 20 年環境發展愈不樂觀、責任自覺程度愈高。這個結果顯示如果我們希望全球人民對環境議題有更正確的認知、有更正向的態度 , 提升學生的科學素養表現是有幫助的。125

圖 2-30 對全球永續發展責任感指數圖126

第五節結論與建議臺灣學生的科學素養平均表現 (mean performance in science) 居全世界的第四名 , 這個結果值得國內的教育界肯定。同時也反映國內的科學教育學者、國小國中老師 ( 因為只測到十五歲的學生 ) 和家長們一直以來關心這個議題的程度和用心。更值得大家肯定的可能是我們孩子們的努力 , 沒有他們願意努力 , 我們不可能有這種亮麗的表現。長期以來 , 國內對教育寄予厚望的同時 , 也加諸太多不必要的批評與壓力在彼此的身上 , 研究者希望這一次 PISA 2006 的結果 , 可以讓大家重新找回自我肯定的歡喜與快樂。尤其是肯定了孩子們的努力之後 , 大家再一起攜手同心共創更美好的未來。接下來研究者擬從個別的結果中 , 對我們未來還可以努力之處提出一些建議。拋開 PISA 2006 命題的情境 (context) 特色 , 將科學素養分成科學能力(competencies)、科學知識 (knowledge) 和科學態度 (attitudes) 三大素養能力來個別分析 : 在科學能力素養方面 , 臺灣學生在形成科學議題的能力素養居全世界的第十七名 ; 在解釋科學現象的能力素養居全世界的第三名 ; 在科學舉證的能力素養居全世界的第八名。顯然的 , 我們未來該努力的在辨識科學議題和科學舉證二個能力素養上投入更多的資源。在科學知識素養方面 , 在科學知識素養上 , 臺灣男生 (537) 在地球科學上明顯優於臺灣女生 (520); 臺灣男生 (556) 在生命科學上也明顯優於臺灣女生(542); 臺灣男生 (558) 在理化表現上仍是明顯優於臺灣女生 (532)。在科學知識素養上 , 臺灣男生 (550) 明顯比女生 (531) 好一點 ; 在科學知識素養上 ,全球男生 (498) 明顯比女生 (484) 好一點 , 臺灣男女生的表現不但遠遠超越全球水準也吻合全球性別差異的趨勢。在科學本質素養上 , 臺灣女生 (528) 比男生 (523) 好一些 ; 也吻合全球女生 (497) 比男生 (488) 要好一點的趨勢。這127

一個部分 , 臺灣學生的表現始終是在領先群 , 值得注意的反而是不平均的問題 ,與鄰國 ( 香港、韓國、日本 ) 比起來 , 我們學生的科學本質素養落後科學知識素養一段距離。不過 , 研究者也不得不必須提醒讀者 ,PISA 2006 的 Knowledge aboutscience 之內涵並不十分吻合一般科教界對科學本質內涵的範圍。在科學態度素養上 ,PISA 透過以下四個項目來反映學生的表現 :(1) 對科學探究的支持、(2) 對科學學習的信心、(3) 對科學學習的興趣、(4) 對環境與資源責任的自覺。在對科學探究的支持上 , 臺灣學生深深的相信科學可以為國家帶來整體的利益 ; 但只有 70% 左右的學生認為離開學校後科學還派得上用場 ;80% 以上臺灣學生支持有事實根據的決定 , 但只有 55% 左右學生同意科學理性和邏輯是決定事情成因的唯一方式。在對科學學習的信心上 , 臺灣學生在自我效能的信心指數居世界第七位 , 也就是說臺灣學生相信自己憑己之力可以有效解決問題、克服困難的程度值得我們欣慰。不過 , 臺灣學生在自我概念的回答上 ( 從36% 到 28% 不等 ) 顯示學生面對科學功課的信心是不足的。在對科學學習的興趣上 , 臺灣學生表示對各種學科的喜歡態度從 43% 到 79% 的喜歡 , 不是壓倒性的喜歡 , 如果再搭配大部分的學生都承認學習科學知識是有用的 , 但要做作業卻不是一件令人很快樂的事 , 可以想見科學學習對臺灣學生而言並不是一件輕鬆愉快的事 , 是需要經過努力才能獲得的。同時 , 臺灣的學生 (65% 到 83%) 比其他國家的學生 (56% 到 67%) 更在意科學學習對他們未來學習或尋找工作的影響、只有 30% 的臺灣學生 ( 與世界相同水準 ) 長大後想從事與科學相關的行業、只有15% 的臺灣學生 ( 與世界相同水準 ) 下課後會選擇參加和科學相關的活動。在環境議題的態度上 , 不論是在覺知程度、關心程度、樂觀程度、或責任自覺程度上 ,臺灣學生的表現都在世界的領先群 ; 表示臺灣的環境教育走在世界的前端 , 這一點值得大大的肯定。在科學態度素養這一向度有不少正向的數據值得注意 :(1) 臺灣學生在自我效能的信心指數居世界第七位 ,(2) 臺灣的學生比其他國家的學生更在意科學學128

習對他們未來學習或尋找工作的影響 ,(3) 在環境議題的態度上 , 不論是在覺知程度、關心程度、樂觀程度、或責任自覺程度上 , 臺灣學生的表現都居世界的領先群。先肯定 , 再來談可以再努力的地方。根據學生科學自我概念、還有普遍感覺科學學習有壓力的結果下 , 我們還是可以在儒家文化的浸染之下 , 主張人要謙下的同時 , 積極培養學生自信向上的學習動能。在性別差異這個議題上 , 臺灣男女學生在科學素養平均表現 (meanperformance in science) 上 , 男生 (536) 略優於臺灣女生 (529), 不過以此等差距 , 也可以說跟全世界男女生的比較結果一般 , 並沒有顯著的差異。在科學知識素養上 , 臺灣男生 (550) 在科學知識上明顯比女生 (531) 好一點 ; 臺灣女生 (528)在科學本質知識素養上比臺灣男生 (523) 要好一點。在科學能力素養上 , 辨識科學議題上臺灣女生 (512) 略優於臺灣男生 (506); 在使用科學解釋現象上臺灣男生 (554) 顯著優於臺灣女生 (535); 在科學論證能力上不分上下 ( 皆為 532)。不論是科學能力素養或是知識素養 , 臺灣男女生的性別差異吻合全球趨勢。但性別差異在科學態度素養的向度上格外的醒目 , 臺灣的男生在科學學習興趣的任何一個子項上都顯著的優於女生 , 而且這個現象也相同存在於香港、韓國和日本中。PISA 2006 特別強調了這個現象 , 也試著從文化或社會層面提出解釋 , 有可能大家對男女選擇職業的刻板印象會影響女生對科學學習的129

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臺灣參加PISA 2006 成果報告 - 國立臺灣師大科學教育中心首頁

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