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亞太科學教育論壇，第九期，第一冊，文章十六(二零零八年六月) 蘇詠梅 從TIMSS透視香港的小學科學學習
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亞太科學教育論壇，第九期，第一冊，文章十六(二零零八年六月) 蘇詠梅 從TIMSS透視香港的小學科學學習
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TIMSS 2003共有26個國家及地區參加小學四年級調查。小學四年級學生國際平均年齡為10.3歲，香港學生平均年齡為10.2 歲，有132間小學共4608名小四學生參與測試。
整體科學平均成就以新加坡學生的平均分數（565分）最高，台灣（551 分）排名第二，而第三是日本（543 分），香港（542 分）排行第四、其次為英國（540 分）（表7）。排名最高的四個國家及地區全部位於亞洲。
表7：TIMSS 2003 各國小學四年級學生科學成就的分佈（Martin, Mullis, Gonzalez, & Chrostowski, 2004）
國家
平均(值)
學校教育(年)
平均年齡
新加坡
565(5.5)
4
10.3
中華台北
551(1.7)
4
10.2
日本
543(1.5)
4
10.4
香港
542(3.1)
4
10.2
英國
540(3.6)
5
10.3
美國
536(2.5)
4
10.2
拉脫維亞
532(2.5)
4
11.1
匈牙利
530(3.0)
4
10.5
俄羅斯聯邦
526(5.2)
3 或 4
10.6
荷蘭
525(2.0)
4
10.2
澳洲
521(4.2)
4或5
9.9
新西蘭
520(2.5)
4.5-5.5
10.0
比利時（弗拉芒語區）
518(1.8)
4
10.0
意大利
516(3.8)
4
9.8
立陶宛
512(2.6)
4
10.9
蘇格蘭
502(2.9)
5
9.7
摩爾多瓦共和國
496(4.6)
4
11.0
斯洛文尼亞
490(2.5)
3或4
9.8
國際平均
489(0.9)
4
10.3
塞浦路斯
480(2.4)
4
9.9
挪威
466(2.6)
4
9.8
亞美尼亞
437(4.3)
4
10.9
伊朗伊斯蘭共和國
414(4.1)
4
10.4
菲律賓
332(9.4)
4
10.8
突尼斯
314(5.7)
4
10.4
摩洛哥基準參與者
304(6.7)
4
11.0
從表8的數據顯示，香港學生雖然在科學成就的平均分數底於新加坡、台灣及日本，但在第5個百分段值和第95個百分段值之差異中，在前五名國家及地區中最少，顯示香港學生之間在科學成就方面的差異較少及成績較平均。
表8：TIMSS 2003 平均科學成就前五名國家在百分段值分佈情形（Martin et al, 2004）。
國家及地區
第5個百分段值（A）
第25個百分段值
平均分數
第75個百分段值
第95個百分段值（B）
第5個百分段值和第95個百分段值之差異
(B-A)新加坡
406
515
565
624
694
288
台灣
434
509
551
598
659
225
日本
413
501
543
592
656
243
香港
437
506
542
583
634
197
英格蘭
396
488
540
597
669
273
TIMSS 2003 訂出四個等級的國際基準點：優級基準點是625分，高級基準點是550分，中級基準點是475分，而初級基準點是400分，這四個基準點提供有意義的描述來鑑定學生的科學能力（表9）。為了幫助解釋成就結果，在分析四年級學生成就基準點表現時，建議分析下列五個因素對學生科學成就表現的影響︰(1) 知識內容的深度和廣度；(2)理解問題的內容程度；(3) 科學探究的技能的水平；(4) 能否了解圖示與圖表；(5) 回答問題的完整性。根據基準點與成就表現，可知學生的科學認知情形。
表9：TIMSS 2003科學成就的國際基準點（Martin et al, 2004）
國際基準點
學生的科學能力
優級基準點（高於625分）
學生能運用知識和開始科學探究。
高級基準點（高於550分）
學生能運用知識和了解去說明日常的自然現象。
中級基準點（高於475分）
學生能理解基礎的科學知識
初級基準點（高於400分）
學生對地球、生命和自然科學有初步的知識。
在TIMSS 2003調查中達到優級基準點（高於625分）的香港小學四年級學生百分比有7%（表10），居於第十二位，與國際平均值相若，而達到高級基準點（高於550份）的學生大約是47%。香港接近一半的學生能達到高級基準點，表示學生能運用知識和理解來解釋每天的自然現象（表9），但相較於新加坡有61%學生達到這個基準點，顯示香港中等程度學生仍有進步空間。香港學生只有約2%學生沒有達到初級基準點（高於400分），顯示大部份的香港學生都具有初步的科學知識。
表10：TIMSS 2003 小學四年級科學成就達到四個國際基準點高於國際平均的國家及地區的學生人數百分比（Martin et al.， 2004）。
國家
先進國際基準(625)
高國際基準(550)
中國際基準(475)
低國際基準(400)
新加坡
25(2.4)
61(2.6)
86(1.6)
95(0.9)
英國
15(1.4)
47(1.8)
79(1.3)
94(0.7)
中華台北
14(1.0)
52(1.1)
87(0.7)
98(0.3)
美國
13(0.8)
45(1.4)
78(1.0)
94(0.5)
日本
12(0.6)
49(1.1)
84(0.7)
96(0.4)
俄羅斯聯邦
11(1.4)
39(2.7)
74(2.4)
93(1.1)
匈牙利
10(0.9)
42(1.6)
76(1.4)
94(0.7)
澳洲
9(1.0)
38(1.7)
74(2.0)
92(1.1)
新西蘭
9(0.7)
38(1.3)
73(1.2)
91(0.8)
意大利
9(1.1)
35(1.9)
70(1.6)
91(0.9)
拉脫維亞
8(0.6)
41(1.6)
80(1.3)
96(0.6)
香港
7(0.8)
47(2.2)
87(1.2)
98(0.3)
國際平均
7(0.2)
30(0.3)
67(0.3)
82(0.2)
TIMSS 2003 四年級科學內容分成三個科目：生命科學、物質科學和地球科學，其中物質科學包含化學和物理，生命科學和地球科學也包括一些環境和科學本質。調查小學四年級學生的三個學科主題所示，各科測驗題的型式包括選擇題和寫作題，從各試題類型分佈顯示，主要是選擇題，而寫作題包括簡短回答和議論說明，用以考評小四學生對文字論述的能力。以科學項目範疇來看，生命科學內容的比例，約佔了一半；在比例上，物質科學的寫作題較多，約佔物質科學問題的一半（表11）。
表11：TIMSS 2003 小學四年級調查試題在各學科所佔的比例（Martin et al, 004）
項目
試題類型
選擇題
寫作題
總題數
生命科學
41
24
65
物質科學
29
24
53
地球科學
21
13
34
香港小學四年級學生在生命科學、物質科學和地球科學三個科目的成就位於國際前六名（表12）。小學四年級學生分科成就都明顯高於國際平均成就，在生命科學成就排名第六、物質科學成就排名第四，而地球科學成就排名第三。小學學生的平均分科分數以物質科學最高，生命科學最低。新加坡在生命科學和物質科學方面排名第一，而台灣在地球科學的成就排名第一，香港學生和新加坡學生在生命科學和物質科學成就分別相差23 分和29 分，而與台灣在地球科學成就相差23分。
表12：TIMSS 2003 小學四年級在各學科的國際排名前六名的平均分（Martin et al, 2004）
排位
生命科學
物質科學
地球科學
1
新加坡
558 (5.0)
新加坡
577 (5.9)
臺灣
559 (2.6)
2
荷蘭
547 (1.8)
日本
557 (1.7)
新加坡
538 (5.2)
3
臺灣
540 (1.6)
臺灣
554 (2.0)
香港
536 (2.7)
4
美國
537 (2.2)
香港
548 (2.7)
英國
535 (3.5)
5
匈牙利
536 (2.5)
英國
546 (3.2)
日本
535 (1.9)
6
香港
535 (2.6)
拉脫維亞
532 (2.6)
美國
535 (2.5)
國際平均
489 (0.7)
國際平均
489 (0.8)
國際平均
489 (0.8)
TIMSS 2003的測試項目整體只有53%包括在香港的小四課程中（表13），與國際平均數相若，而在生命科學中，香港的科學課程覆蓋範圍百分比最低，只有40%。物質科學和地球科學的課程覆蓋範圍百分比都較國際平均數高。而香港在地球科學及物質科學的表現較好，一方面反映香港學生在課程覆蓋範圍的表現較好，另一方面顯示香港學生大部份的科學知識都是從科學課題中獲得的。
表13：TIMSS 2003 科學項目與香港科學課程覆蓋範圍百分比（Martin et al., 2004）
整體
(32個項目)
生命科學
(10個項目)
物質科學
(13個項目)
地球科學
(9個項目)
香港平均數
53
40
62
56
國際平均數
56
60
57
50
香港教師有86%使用敎科書教學（表14），這百分比遠比國際平均數56%高，也是排名第二高的地區之一。而香港大約有2%的教師不使用課本上課，較國際平均數低了九倍，顯示香港主要都是以課本為主的教學模式。
表14：TIMSS 2003香港使用課本上課的百分比（Martin et al., 2004）
國家
教師匯報使用教科書授課的學生百分比
不利用教科書來教科學
利用教科書來教科學
作為課堂主要依據
作為補充資源
香港
2(1.1)
86(3.7)
13(3.7)
國際平均
18(0.5)
56(0.8)
26(0.8)
() 括號內為標準差，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。
香港小四學生在每月一至二次的科學活動中，有44%的學生觀察老師做實驗；22%的學生設計或計劃一個科學探究；23%的學生進行科學實驗；28%的學生與同學以小組形式進行科學實驗或探究(表15)；另外，書面報告或現場展示自己進行科學研究有37%。香港在各項的百分比較國際平均數低，尤其是寫或展示自己進行科學研究方面，較國際平均數低一半以上。顯示香港在這方面仍然有很多進步的空間。
表15：TIMSS 2003香港「做科學」的實際情況（資料來源：Martin et al., 2004）
國家
匯報做活動一個月一次或兩次以上的學生百分比
看老師做一個科學實驗
設計或計劃一個科學實驗或調查
做科學實驗或調查
與其他學生以小組形式做科學實驗或調查
寫或解釋我在科學裡面學習中的東西
香港
44(1.8)
22(1.0)
23(1.1)
28(1.5)
37(1.0)
國際平均
69(0.3)
50(0.3)
50(0.3)
57(0.3)
69(0.3)
() 括號內為標準差，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。
香港的小四教師中4%是擁有碩士或更高的學歷，而55%的教師有大學學位，及41%擁有文憑（表16）。香港所有小學教師都已接受高等教育，這較國際平均數87%為高。當中只有22%教師都是主修科學或與科學有關的科目（表17），與國際平均相若。雖然科學不是老師們的主修，但是香港教師全部都有職前或在職的科學教學培訓。
表16：TIMSS 2003香港教師的最高學歷（資料來源：Martin et al., 2004）
國家
學生的百分比(老師的教育水平)
完成大學或同等學歷
完成中學畢業後而不是大學的教育
完成高中學業
沒有完成高中學業
香港
4(1.8)
55(5.1)
41(5.1)
0(0.0)
0(0.0)
國際平均
13(0.5)
52(0.7)
22(0.5)
11(0.4)
1(0.2)
() 括號內為標準差，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。
表17：TIMSS 2003香港教師的主修科目（資料來源：Martin et al., 2004）
國家
教師在他們高中以後所接受的教育的主要研究領域
小學/初等教育和主修科學
小學/初等教育和主修數學，而不是科學
主修科學或數學，沒有主修小學/初等教育
小學/初等教育無主修科學或數學等
其他
學生百分比
學生百分比
學生百分比
學生百分比
學生百分比
香港
22(3.8)
6(2.7)
8(2.4)
43(5.1)
21(3.9)
國際平均
23(0.7)
7(0.5)
8(0.4)
50(0.8)
13(0.5)
() 括號內為標準差，因為結果是最接近整數的近似值，因此有些合計會有不一致。
香港小學四年級學生在TIMSS 2003 整體科學成就表現優異，排名第四，僅次於新加坡、台灣和日本。學生的科學成就分佈較為平均，沒有出現兩極化，可是獲得優級基準點百分比接近國際平均值。小學四年級學生在生命科學、物質科學和地球科學分科成就都高於國際平均成就，其中生命科學成就排名第三，物質科學成就排名第三，地球科學成就排名第一。此外，香港大部份教師都擁有高等學歷及全部有接受教師培訓。而他們大部份使用敎科書教學。在科學活動中，學生在寫或展示自己進行科學研究機會不多。
