Transcript 2012/11/22

PISA計劃簡介
~科學素養的概念架構與評量形式~
整理者：李 暉
國立東華大學 科教中心
報告者：李松濤
台中教育大學 科教中心
2012/11/22
1
What is PISA?

PIZZA?
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
當然不是！
2
OECD PISA

OECD
• Organisation for Economic
Cooperation and Development
（經濟合作發展組織）
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
PISA
• The Programme for International
Student Assessment
（國際學生能力評估計畫 ）
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經濟合作發展組織 (Organization for
Economic Cooperation and Development, OECD)


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
具有 30 個會員國，旨在推動民主和市
場經濟的國際組織
提供資料的比較、分析和展望
以便政府能夠：
- 比較政策經驗
- 對一般問題尋求解答
- 識別好的政策
- 調整政策
4
經濟合作發展組織 (Organization for
Economic Cooperation and Development, OECD)
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
七大工業國(G7)：美國、加拿大、日本 (1964)
、德國、法國、英國及義大利。

太平洋兩國：澳洲(1971)、紐西蘭(1973)。

歐聯之八個會員國：比利時、荷蘭、盧森堡、
丹麥、愛爾蘭、希臘、西班牙、葡萄牙

歐洲自由貿易協會(EFTA)六國：挪威、瑞典、
芬蘭（1969）、冰島、瑞士、奧地利。

其他國家：土耳其、墨西哥 (1994) 、捷克
(1995) 、匈牙利(1996) 、波蘭 (1996)、韓國
(1996)、斯洛伐克(2000)。

未註明為1961年創始國家
5
經濟合作發展組織 (Organization for
Economic Cooperation and Development, OECD)
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
前身為歐洲經濟合作組織。OECD於1961年成立
，總部設於法國巴黎，另在德國波昂、日本東京
、墨西哥市及美國華府設有辦事處。

OECD會員國的國民生產毛額占世界三分之二。
OECD係世界先進國家聚會談論國際經濟事務之
論壇，素有智庫、監督機構、富人俱樂部、非學
術性大學等不同稱號。

是世界重要議題的智庫兼發動機構，許多世界重
要議題的政策研究和形成都來自於OECD，參加
OECD，就可直接躋身到世界事務的決策核心。
6
6
廣布全球的國際組織
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OECD Member Countries
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共同參與工作的全球各國
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Economies with which the OECD has working
relationships
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OECD 的工作方式
收集資料
分
析
討
論
決 策
執
專家檢劾、多重監控
行
What PISA Is

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

國際學生能力評量計畫 (PISA)係由參
與國家所共同發展，針對十五歲的在
學學生進行的一項國際性標準化評量
PISA 在 2000 年首度實施時有 43 個
國家參與，2003 年第二度實施時
有 41國參與，2006 年最後有 57 個國
家參加， 2009 年有 65 個地區參加
每個家參與的學生人數介於 4,500 到
10,000 人
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Assessment Cycle


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
每三年舉辦一次
每次皆以年度為名，迄今已舉辦過
PISA 2000, PISA 2003, PISA 2006和
PISA 2009 四次。目前正在進行中的是
PISA 2012。
每一次的 PISA 都包含閱讀、數學和科
學素養等領域。PISA 2000 的施測重點
為閱讀能力，PISA 2003 強調數學能力
與解決問題，PISA 2006 著重於科學素
養。 PISA 2009 重新輪回於閱讀能力
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What PISA Assesses

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

PISA 評估學生在義務教育上所獲取
的知識和技能中，有多少在本質上可
以讓他們充分的參與社會。
在歷次測驗中，都包含了閱讀、數學
和科學素養三個部份，範圍不僅限於
教科書的內容，還包括了成人日常生
活所需的重要知識和技能。
在 PISA 2003 測驗中，多加了一項問
題解決能力 (problem solving) 的評估
。
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What PISA Assesses

數學素養(Mathematical Literacy )

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

認識與瞭解數學在所處世界中所扮演
的角色。
能應用數學做有根據的評斷，以適應
個體的生活需要，使成為一個建設性
的，關懷的和具有反省能力的公民。
在各種情況下辨認和明確陳述數學問
題(或將數學問題化為算式)之能力。
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What PISA Assesses

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閱讀素養(Reading Literacy )
• 個體為了達成其目的，或發展個人知
識與潛能，以參與社會活動而對寫作
文本理解、應用與反省之能力。
• 除此之外尚有解讀、字面的理解，閱
讀素養包括閱讀、解釋與反思，以及
利用閱讀去實現生活中目標的能力。
• PISA 的重點在於利用閱讀去學習而非
去學習閱讀，因此所要評量學生的不
是最基本的閱讀技能。
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What PISA 2006 Assesses

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科學素養(Scientific Literacy)
•使用科學知識的能力
•能辨認關於自然世界的問題
•基於證據作出結論以利決策
•通過人類活動做出改變
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What PISA Assesses

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問題解決(Problem Solving )能力
• 解決問題是個體使用認知過程面對和
解決解決實際且跨學科的能力，其解
決方式不是顯而易見的，而其範圍亦
不僅限於數學、科學或閱讀等單一領
域。
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Method of Assessment


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


使用紙筆測驗，測驗時間 2 小時。
試題為題組型式，包括選擇題與問答題
，取材自日常生活中之知識與議題。
學生受測試題依組合型式而有所不同（
詳述於後）。
受測學生尚須接受 20-30 分鐘關於個人
背景與家庭現況之問卷調查。
受測學校校長亦須填答約 20 分鐘關於
學校之問卷。
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The Consortium of PISA

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ACER (Australia)
• Australian Council for Educational Research
• ACER leads the PISA Consortium and ACER
will manage the communication between the
Consortium and country contacts.

ETS (USA)
• Educational Testing Services

NIER (Japan)
• National Institute for Education Policy Research
of Japan


WESTAT (USA)
Cito (The Netherlands)
18
PISA 2006 in Taiwan

主持人(National Project Manager)
• 林煥祥 國立花蓮教育大學
• 林福來 國科會科教處處長(前)
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
共同主持人
• 周進洋 國立高雄師範大學
• 劉聖忠 國立花蓮教育大學
• 李 暉 國立花蓮教育大學
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施測時間

2005 Field Trail
• 2005/03/15 ~ 2005/04/15
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
2006 Main Study
• 2006/04/15 ~ 2006/05/15
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PISA 2009 / 2012 in Taiwan
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http://pisa.nutn.edu.tw/download_tw.htm
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保密約定
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試題及問卷嚴禁有下列行為發生：
1. 作為 PISA 測試以外的施測(考試)題目。
2. 作為上課的教材。
3. 當作學生的習題。
4. 當作學生課外補充材料。
5. 流至各級學校或補習班當作教材、考試題
目。
6. 私下給學生（含校內、校外）測驗。
7. 作為個人著作之補充材料。
8. 據為個人著作財產而出版或發行。
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Procedure of PISA 2006 in Taiwan


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

取樣
舉辦施測人員講習會
分四區舉辦學校主任講習會
施測
• 分四區同步進行紙筆測驗

閱卷(coding)及資料鍵入
23
Sampling
24
Sampling (Main Study)

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為確保施測品質，取樣須遵守下列六項
關鍵程序：
• 依定義確認學生母群。
• 依符合資格之學生，列出學校（或機構）
名單。
• 自名單中抽取學校樣本。
• 自學校樣本中找出合格的學生母群。
• 自每一抽中學校中再抽出所需之學生樣本
• 保留取樣過程之文件，並據以計算取樣和
調查操作之有效性。
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取樣要求


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


提供全國十五歲在學學生名單及出生
年月日
提供所有學校名單、類型及所在地區
所有偏遠小校皆應考慮在內
說明排除被選取學校之學生數及理由
至少 150 校，4500 學生
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Sampling (2005 Field Trail)

母群
• 十五歲在學學生(1989/01/01 ~ 1989/12/31)
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
分層叢集取樣
• 分北市、高市及北、中、南、東共六區依
母群比例
• 分普通高中、職業學校依母群比例
• 預計共取 40 校，40 人／校
• 實際取樣 1,566 人，到考率為 97.9%
27
Sampling (Main Study)

母群
• 十五歲在學學生(1990/01/01 ~ 1990/12/31)
• 共334,391人(教育部統計處)

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分層叢集取樣(KeyQuest are used)
• 分北市、高市及北、中、南、東共六區
依母群比例
• 按學制(高中、高職、五專、國中、…)依
母群比例
• 預計共取 236 校，40 人／校
• 實際取樣 8,815 人(女4,193，男4,622)，
到考率為 93.4%
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Item
29
試題


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



分為 13 個題本(booklet)
每個題本有 4 個題組(cluster)
每個題組(cluster)含 3-4 個大題
共 48 個大題(每個題目含數個小題)，
某些大題尚包括 2-3 個科學態度問題
小題題型包括選擇題與問答題
http://pisa-sq.acer.edu.au/
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Test Booklet Design PISA 2006 MS
Booklet
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Cluster
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5
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Cluster
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Unit number Item number
Total item
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M2
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M3
9
12
M4
8
12
R1
4
13
R2
4
15
28
Total
75
216
216
140
48
35
試題本的輪換

13 個題本，在學生中輪替作答
• 例如：第一位學生作答題本 12， 則第二
位學生將作答題本 13，第三位學生作答題
本 1，第四位學生作答題本 2，餘類推。
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
每校大約有 40 位學生受測
• 每一題本在任一校約有 3 (40/13) 本被作答

我國今年共 236 校參與
• 實際受測人數為8815人
• 平均每一題本被作答之數量約為 678
(8815/13) 本
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科
學
評
量
架
構
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情境 (context)
與生活相關的科
學與科技
需要具備
能力和態度被左右於
能力 (competencies)
․形成科學的議題
․以科學解釋現象
․使用科學的證據
a) 知識 (knowledge)
能夠瞭解
․科學內容的知識
․關於科學的知識
b) 態度 (Attitudes)
對於科學議題的回應（興趣
、科學探究的支持、責任）
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科
學
的
情
境
向
度
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個人的
(個人, 家庭, 類團體)
健康維持、意外
健康 、營養學
社會的
（社群）
全球的
（世界生活）
疾病的控制、疾病傳染 流行疫情、疫情的
、食物選擇、社群健康 擴散
物料與能源的個人 人口數量的維持、生活 創新與維持、自然
自然
使用
品質、安全、糧食的產 系統、人口生育、
資源
出與分佈、能源供給
物種平衡
對環境友善的態度 人口分佈、垃圾控制、 生物多樣性、永續
生態、污染控制、
環境 、使用與控制資源 環境衝擊、在地天氣
土壤的產出與流失
自然與人為因素、 劇變（地震、極端氣候 氣候改變、現代戰
建築判斷
）、緩慢的進化（海岸 爭的影響
災害
線侵蝕、陸地沈降）、
冒險的測試
科學解釋與自然現 新物料、儀器革新、基 物種的滅絕、太空
科學
象的興趣、科學興 因改革、運輸
探索、宇宙的起源
與科
趣、運動與休閒、
與結構
技的
音樂與個人化科技
探索
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科
學
能
力
素
養
向
度
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形成科學的議題(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
科學地解釋現象(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。
使用科學的證據(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科技的發展
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科
學
態
度
素
養
向
度
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支持科學的探究 (support for scientific enquiry)
 能瞭解同時考量數個科學面向與論述的重要。
 使用事實資訊以及合理的解釋
 導出結論需具備邏輯與嚴謹過程
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
 展現強的科學能力
對科學有興趣(interest in science)
對於科學與科學相關議題擁有好奇心
使用多樣的資源與方法展露出汲取課外科學知識與技術的意志
展露持續對科學資訊擷取的興趣，含未來有意從事科學相關的
職業
自覺對環境與資源有責任(responsibility towards resources and
environments)
 擁有環境維護的個人責任意識
 能認知環境總貌乃來自於個人的行動
 擁有意志採取行動來維護自然資源
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試
題
實
例
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例
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試
題
實
例
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閱讀評量與能力

The form of reading materials:
• Continuous texts including different kinds
of prose such as narration, exposition,
argumentation
• Non-continuous texts including graphs,
forms and lists
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
Type of reading task or process:
• Retrieving information
• Interpreting texts
• Reflecting and evaluating of texts
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數學評量與能力

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Clusters of relevant mathematical areas and
concepts:
•
•
•
•

Quantity
Space and shape
Change and relationships
Uncertainty
Competency clusters define skills needed for
mathematics:
• Reproduction (simple mathematical operations)
• Connections (bringing together ideas to solve
straightforward problems)
• Reflection (wider mathematical thinking)
48
下圖是兩組學生參加科學測驗的結果，這兩組學生分別為A
和B 兩組。A 組的平均分數是62.0 分，B 組的平均分數是64.5
分。學生通過這個測驗的標準是50分以上。
老師認為B 組學生比A 組學生的表現較佳。但A組學生不同意
老師的看法。他們試著說服老師B 組並不一定比較好。
利用下圖，寫出一個A 組學生可能使用的數學論點。
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
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研究者發現理想的硬幣應具備下列條件：
• 硬幣直徑不能小於15 mm且不能大於45 mm
• 一種硬幣的直徑應大於另一種硬幣直徑的30%
• 製幣機僅能製造直徑為整數毫米的硬幣(例如17
mm是可以的，但17.3 mm則不行)
問題：
你被要求依上述條件設計一套硬幣，所有的硬幣都必須
是圓形， 請由15 mm開始， 儘可能設計出最多枚不同
尺寸的硬幣， 並請寫依序出它們的直徑。
50
預試試題回饋

文化考量
• 該主題是否能被15歲的孩子接受？(因宗教或文化的問
題，而非是否熟悉該題)

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翻譯問題
• 是否有任何關於題目文字翻譯所產生的問題？
• 是否因翻譯的因素而提供了過多的線索？
• 是否因翻譯使得題目難度過高？

編碼問題
• 哪些題目Coding有困難？哪裡困難？
• 例如對於「全對」或「部份對」的區別是否描述不清？
• 有哪些地方coder之間出現兩極意見？

題目優先排序
• 你建議將該題用在未來的測驗上嗎？請以1(低)~5(高)分
給予建議。
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Results
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科學素養能力平均表現
名
次
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1
2
香
港
3
加
拿
大
4
5
台
灣
愛
沙
尼
亞
6
日
本
7
紐
西
蘭
8
澳
洲
9
10
11
荷
蘭
列
支
敦
士
登
韓
國
國
家
芬
蘭
分
數
653 542 534 532 531 531 530 527 525 522 522
‧台灣與加拿大至列支敦士登之間無顯著差異
‧前20名皆顯著優於OECD平均表現
53
形成科學議題能力表現
名
次
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1
6
香
港
5
加
拿
大
17
12
台
灣
愛
沙
尼
亞
8
日
本
2
紐
西
蘭
3
澳
洲
4
7
9
荷
蘭
列
支
敦
士
登
韓
國
國
家
芬
蘭
分
數
555 528 532 509 516 522 536 535 533 522 519
‧台灣與前12名之間存在顯著差異
‧前19名皆顯著優於OECD平均表現
54
形成科學議題的能力有三個不同層次
1-1 認識能科學探討的問題
1-2 確認關鍵字用以蒐尋科學資訊
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1-3 認識科學探討的特性
55
解釋科學現象能力表現
名
次
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1
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香
港
5
加
拿
大
3
4
台
灣
愛
沙
尼
亞
7
日
本
9
紐
西
蘭
11
澳
洲
10
17
18
荷
蘭
列
支
敦
士
登
韓
國
國
家
芬
蘭
分
數
566 549 531 545 541 527 522 520 522 516 512
‧台灣顯著優於加拿大但低於芬蘭，與愛沙尼亞和
香港無顯著差異
‧前19名皆顯著優於OECD平均表現
56
科學解釋的能力包含三個不同層次
2-1 應用科學知識
2-2 科學地描述或解釋現象，及預測其變
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化
2-3 確認適當的描述，解釋及預測
57
使用科學證據能力表現
名
次
新北市國中
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香
港
4
加
拿
大
8
10
台
灣
愛
沙
尼
亞
2
日
本
6
紐
西
蘭
9
澳
洲
11
7
5
荷
蘭
列
支
敦
士
登
韓
國
國
家
芬
蘭
分
數
567 542 542 532 526 544 537 531 526 532 538
‧台灣顯著落後芬蘭、日本、香港、加拿大、韓國
，與 6~11 名無顯著差異
‧前19名皆顯著優於OECD平均表現
58
使用科學證據的能力包含三個不同層次
3-1 解釋科學證據且作出結論
3-2 提出支持或反對的理由
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3-3 提出證據或推理方式以支持自己的
結論
59
學生在科學素養水準分布上的百分率
低於層級一─分數低於334.81 分；層級一─分數介於334.81~409.45 分；層級二
─分數介於409.45~484.08分；層級三─分數介於484.08~558.72 分；層級四─分
數介於558.72~633.36 分；層級五─分數介於633.36~708.00 分；層級六─分數超
過708.00 分以上。
學生科學知識素養的表現
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61
學生科學表現與自我效能
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62
學生科學表現與預期30歲時從事科學工作之關係
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63
學生科學表現與對環境議題的覺知
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64
學生科學表現與社經背景影響
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65
台灣學生科學表現之性別差異


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整體而言，男(536)略優於女(529)但
無顯著差異
男優於女
• 能力：解釋科學現象
• 知識：地球科學、生命科學、理化

女略優於男
• 形成科學議題
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數學素養能力平均表現
名
次
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芬
蘭
3
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4
韓
國
5
荷
蘭
6
瑞
士
7
加
拿
大
8
9
10
11
澳
門
列
支
敦
士
登
日
本
紐
西
蘭
國
家
台
灣
分
數
549 548 547 547 531 530 527 525 525 523 522
‧台灣至韓國之間無顯著差異
‧前19名皆顯著優於OECD平均表現
67
學生在數學素養水準分布上的百分率
低於層級一─分數低於357.77 分；層級一─分數介於357.77~420.07 分；層級二─分
數介於420.07~482.38 分；層級三─分數介於482.38~544.68 分；層級四─分數介於
44.68~606.99 分；層級五─分數介於606.99~669.30 分；層級六─分數超過669.30 分
以上。
閱讀素養能力平均表現


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整體排名第16
素養水準顯著高於台灣的有11國
• 韓國、芬蘭、香港、加拿大、紐西蘭、
愛爾蘭、澳洲、列支敦士登、波蘭、瑞
典、荷蘭

素養水準相當於台灣的有12國
• 比利時、愛沙尼亞、瑞士、日本、台灣
、英國、德國、丹麥、斯洛伐尼亞、澳
門、奧地利、法國

素養水準顯著低於台灣的有33國
69
學生在閱讀素養水準分布上的百分率
名次
低於層
級一
層級一
層級二
層級三
層級四
層級五
韓國
1
1.6
4.3
12.5
27.2
32.7
21.7
芬蘭
2
0.8
4.0
15.5
31.2
31.8
16.7
香港
3
1.3
5.9
16.5
31.5
32.0
12.8
瑞典
10
5.0
10.3
21.9
28.9
23.3
10.6
日本
15
6.7
11.7
22.0
28.7
21.5
9.4
台灣
16
3.8
11.5
24.4
34.0
21.6
4.7
低於層級一─得分低於334.8 分；層級一─得分介於334.8~407.5 分；層級二─
得分介於407.5~480.2 分；層級三─得分介於480.2~552.9 分；層級四─得分
介於552.9~625.6 分；層級五─得分超過625.6 分以上。
數學與閱讀表現上之性別差異

數學表現上之性別差異

閱讀表現上之性別差異
Quality Monitoring
72
測驗品質監控

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
The PISA consortium representative is
called the National Centre Quality
Monitor (NCQM)
An NCQM will visit each participating
PISA country to train the PISA Quality
Monitors (PQM). In addition the NCQM
will meet with the PISA National Project
Manager (NPM) during their visit.
73
PISA Quality Monitors (PQM)


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The Consortium employs PISA Quality
Monitors.
To ensure that the data collected during
PISA 2006 are of the highest standard
possible and are comparable between
countries.
74
A PISA Quality Monitor should:


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


熟悉所有施測過程
能說流利的施測語言，並且能說英
語或法語，以便能和 Consortium
有效的溝通與順利施測
具有教育、評量或研究背景
瞭解學校和學生的需求，並且對在
學校環境工作感到滿意
能夠正面地代表 PISA 面對學校
75
Main tasks of the PQM

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
PQM 的主要工作在於以文件證明學
校施測過程能符合標準，如果未符標
準，PQM 就必須要記錄是何處以及
為何未符標準
為了能達此要求， PQM 必須訪視學
校並觀察施測情形
76
A PQM should:


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


雖然與國家中心共同工作，但要能
夠獨立處理其工作，不受國家中心
影響
瞭解自己不是國家中心的成員，且
不受 NPM 節制
不是被國家中心所雇用
不須對 NPM 報告逐日工作
具有獨立與有效的溝通能力，並能
使用 e-mail 和 Consortium 聯絡
77
Actions to be taken by PQM



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





向 ACER 提出工作計畫
簽署保密協定
接受訓練
擬定訪視學校計畫
準備訪視學校
進行訪視
完成所有資料收集表格
完成 PQM 觀察報告
回報
78
PISA Quality Assurance?


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

Plan – PISA Operations Manuals, plus
adaptation instruments
Quality Assurance Data – evidence that plan
has been implemented to meet desired quality.
Quality Control – National Project Manager
controls most activities
Quality Monitoring – Consortium Monitors
National Centre implementing data collection
procedures, and collects quality assurance
data
79
New For PISA 2006


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

在 Consortium 中成立專職的品質保
證小組
更有系統的收集品質保證資料
對國家和國際的選擇加強監控
對未符標準者加強監控
80
謝謝聆聽
敬請指教
81