－ 249 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢從PISA科學素養評核框架及評核模式之轉變審視澳門學生科學素養的性別差異趨勢麥瑞琪 1 張國祥 2 楊文佳 3 薛寶嫦 4摘要本研究旨在分析參加經濟合作暨發展組織（OECD）倡議之2015國際學生能力評量計畫（PISA）的澳門 15 歲學生在科學素養之性別差異。有別於那些高素養表現的東亞國家或經濟體，澳門女生於 PISA 2015的科學素養表現顯著優於男生，此顯示女生逐步扭轉過去數輪測試中科學素養的性別差異劣勢，並開始超越男生。為深入了解澳門學生的科學素養性別差異，本研究嘗試從三個視角探討澳門學生科學素養的性別差異發展趨勢：(1)從國際比較角度分析澳門在 PISA 科學素養表現情況；(2)從本地角度比較澳門男女生在 2006與 2015兩次科學素養測試的表現差異，重點分析高、中、低表現水準學生在科學素養各個子能力的性別差異；(3)從 PISA科學素養評核框架及評核模式改變角度，了解其對學生科學素養的性別差異影響，重點分析閱讀素養對性別差異的關鍵性影響。研究結果揭示澳門女生在過去十年科學素養表現從弱勢得以逆轉而優於男生的原因，並知悉此結果不僅具有質性與量化雙結合之研究內在效度，同時亦具備研究結果往外引申的外在效度，即澳門研究結果亦適用於所有性別差異趨勢與澳門雷同的國家或經濟體。關鍵詞：PISA、性別差異、科學素養、測試模式、閱讀素養1.麥瑞琪，澳門大學教育測驗與評核研究中心高級研究員2.張國祥，澳門大學教育學院教授3.楊文佳，澳門大學教育測驗與評核研究中心高級研究員4.薛寶嫦，澳門大學教育學院副教授收件日期：2017.07.31；完成修改：2019.05.13；正式接受：2019.07.30通訊作者：麥瑞琪；Email：skmak@um.edu.mo地址：澳門仔大學大馬路澳門大學教育學院 E33，2008室《測驗學刊》第六十六輯第三期 2019 年 9 月 249～284 頁

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 250 －Analysis of Trend of Gender Difference in ScientificLiteracy of Macao Students through Examination ofthe Changes of PISA Science AssessmentFramework and Mode of AssessmentSoi-kei Mak1 Kwok-cheung Cheung2Man-kai Ieong3 Pou-seong Sit4AbstractThis study seeks to analyze patterns of gender difference in scientific literacy of Macao’s 15-year-old students participating in Programme for International Student Assessment (PISA) 2015Study, organized by Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). Unlikea number of high-performing countries or economies in the East Asian region, comparing be-tween PISA 2015 and past cycles of PISA scientific literacy assessment, Macao’s females rever-ted the inferior trend and started to outperform males in scientific literacy performance. This stu-dy attempts to investigate Macao’s trend of gender difference in scientific literacy from three van-tage points: (1) Analyze Macao students’ scientific literacy performance from international com-parative education perspective; (2) Compare Macao students’ scientific literacy performance inPISA 2006 and PISA 2015 from the local education system perspective, focusing on gender dif-ference in the performance of the high-, medium- and low-performing students on the varioussubscales of scientific literacy; (3) Analyze gender difference in scientific literacy performancein terms of the conceptual change of PISA assessment framework and the operational change ofmode of assessment, paying particular attention on the effect of student reading literacy on genderdifference in scientific literacy. This study uncovers the reason behind why Macao’s females in adecade’s time were able to revert the inferior trend and started to outperform males in scientificliteracy. This study not only possesses internal research validity, but also external research valid-ity signifying that Macao’s findings are also applicable to all other participating countries/econ-omies exhibiting similar trend of gender difference in scientific literacy as Macao’s.Keywords: gender difference, mode of assessment, PISA, reading literacy, scientific literacy1. Soi-kei Mak, Senior Researcher, Educational Testing and Assessment Research Centre, Universityof Macau2. Kwok-cheung Cheung, Professor, Faculty of Education, University of Macau3. Man-kai Ieong, Senior Researcher, Educational Testing and Assessment Research Centre, Univer-sity of Macau4. Pou-seong Sit, Associate Professor, Faculty of Education, University of MacauReceived: 2017.07.31; Revised: 2019.05.13; Accepted: 2019.07.30Corresponding Author: Soi-kei Mak; Email: skmak@um.edu.moAddress: Room 2008, E33, Faculty of Education, University of Macau Avenida da Universidade,Taipa, Macau, ChinaPsychological TestingSeptember 2019, Vol.66 No.3, pp.249-284

－ 251 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢壹、研究背景經濟合作暨發展組織（Organization for Economic Co-operation and Devel-opment, OECD）在 1998年發起「界定與選擇關鍵能力」（Defining and Selec-ting Key Competencies，簡稱 DeSeCo）的跨國研究計畫，選出二十一世紀公民的關鍵能力和核心素養（Rychen & Salganik, 2001），同時開展 PISA 研究，以了解各國推動和落實培養新世紀關鍵能力和核心素養的狀況。澳門特別行政區於 2003年首次參與由 OECD所倡議的 PISA研究計畫，至今已執行了六輪測試。PISA 2015研究計畫檢視了澳門全部 1999年出生的 15歲中學生於三項核心素養的表現，該輪測試的焦點是科學素養。澳門學生在 PISA2015 三項核心素養的平均表現皆位處參與測試的 72 個國家／經濟體中之前列位置（OECD, 2016b），顯示澳門基礎教育在各方的努力下持續改善，但測試結果亦同時向教育工作者展示了另一個新的教育現象，指出了澳門男女生素養表現性別差異的趨勢和應該關注的地方。澳門學生在 PISA 2015測試中之三項核心素養的平均表現皆有進步，然而經分析，男生的整體表現於2015年開始落後於女生。澳門男生在科學素養的性別差異優勢在 PISA 2003顯著優於女生，然而從 PISA 2006開始一直收窄，男生在 PISA 2006、PISA 2009和 PISA 2012的科學素養表現與女生旗鼓相當，在統計上並無顯著差異，及至 PISA 2015則被女生明顯超越，且達顯著差異，這是因為女生的進步幅度大於男生的緣故。若將 PISA 2015與 PISA2003的科學素養表現相比較，女生增加了 11分，而男生則下降了 4分（如圖1所示）。回顧過去半個世紀，有不少國家和地區在縮小兩性教育成就以及就業領域長期存在的性別差距取得了重大進展。一方面，男女員工在薪酬和職場參與上得到了均等的發展機會；另一方面，卻也產生了新的性別差異問題。近來有眾多證據顯示，男女生接受教育的機會愈來愈均等，但男女生在學習上的差距卻逐漸擴大（OECD, 2016b）；男生整體表現未如女生，輟學率也較女生高（OECD, 2015）。許多男生覺得學校與他們的興趣和喜好並不同步，因此經常感到沮喪，缺乏上學動機；與此同時，學校大多時候也忽略了同齡男女學生性別差異的影響。根據 OECD 於 2012 年進行的「成人技能調查」（Survey of Adult Skills）結果顯示，那些計算能力和讀寫能力較差的成年

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 252 －人，很難獲得好的工作和報酬，而且對健康、社會和公民參與帶來負面的影響（OECD, 2013）。能力表現未如理想的學生不僅為自己的人生設置了嚴峻的障礙（Erikson, Goldthorpe, Jackson, Yaish, & Cox, 2005; OECD, 2015; Rose &Betts, 2004），也影響社會的整體發展（OECD, 2010a）。事實上，學業表現不佳是早期輟學的重要預測因素，亦導致年輕人在未來生活中增添困境（Balfanz, Herzog, & Mac Iver, 2007; OECD, 2010a; Oreopoulos, 2007; Rumberger,2011）；而且學業落後，常常是犯罪的起點（孫雲曉、李文道、趙霞，2011）。更令人擔憂的是，這些低技能的人和輟學生，很大機會是男生。現時，有許多國家的教育政策制定者均意識到男生在學習上的特點和所面臨的困難，掀起一波「搶救男孩」的運動，開始積極推動和研擬提升男生學習成效的教育政策，例如：澳洲聯邦政府於2002年發布全世界第一份國家層級的專門調查報告書《男孩：正確地成長》（Boys: Getting It Right），呼籲要對男生採取合宜教育措施，關注男生的學習困難，希望改善男生學習與升學不如女生的現象（Standing Committee on Education and Training, House of圖 1 澳門男女生的科學素養平均分數變化趨勢（PISA 2003至 PISA 2015）資料來源：Cheung、Sit、Mak 與 Ieong（2016）PISA 2003 PISA 2006 PISA 2009 PISA 2012 PISA 2015男生女生540530520510500529513 512521532521509510520525

－ 253 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢Representatives, Australia, Parliament, 2002）。紐西蘭政府自 2003年開展導師專業發展計畫，提出要重視支援男生學習，提升男生學習成效，讓男女生都有同等成功的機會（Education Review Office, 2007）。還有不少教育推廣機構，比如受英國政府委託承辦全國閱讀年計畫的「英國讀寫能力信託」，特別鎖定閱讀興趣偏低的男生而推動一連串鼓勵男生閱讀的計畫，透過讓男孩產生閱讀熱情的典範對象，推行創新的「閱讀鬥士計畫」（Reading Champi-ons），以激發男生對閱讀的興趣（National Literacy Trust, 2017）。美國心理學家近年更大力呼籲學校要正視男女生的天生差異，給予孩子適性的教育環境與教養方式（Sax, 2007）。由此可見，各國政府和學者是相當重視兩性的教育機會平等，尤其著力於消弭源於性別的學習差異。自 PISA 2015的研究結果公布後，不少教育工作者對澳門女生三項核心素養的整體表現都優於男生的現象，感到既疑惑又關心。因此，本研究嘗試從三個視角探討澳門學生科學素養的性別差異發展趨勢：(1)從國際比較角度分析澳門在 PISA 科學素養表現情況；(2)從本地角度比較澳門男女生在 2006與2015兩次科學素養測試的表現差異，重點分析高、中、低表現水準學生在科學素養各個子能力的性別差異；(3)從 PISA 科學素養評核框架及評核模式改變之角度，了解其對學生科學素養的性別差異影響，重點分析閱讀素養對性別差異的關鍵性影響。研究結果希望能夠讓讀者明白世界各地 PISA 科學素養的性別差異趨勢及可能肇因。貳、文獻探討本節首先探討科學素養的本質和特點，特別是科學素養與學生閱讀科學文本和表達科學理念能力的關係，其後綜述科學素養性別差異方面的研究，以作為本研究探討科學素養性別差異的文獻基礎。一、科學素養的本質和特點Thier與Daviss（2002）指出，新世紀的科學教育應著重學生運用科學資訊解決問題和處理數據，並作出合宜決策的能力。Yore、Pimm 與 Tuan（2007）強調，科學素養涵蓋個體的認知、後設認知、推理／思維、運用特定科學用語的能力、情意態度，以及使用資訊通訊科技的能力和策略等層面，這些素養元素與個體適應現實生活是息息相關的。PISA 2015 亦定義科

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 254 －學素養為一種能力，指個體以一位反思公民的身分，參與與科學相關的議題並具有科學的見解（OECD, 2016a）。PISA使用素養（Literacy）一詞，突出該計畫不僅測量學生在科學層面上知道什麼，並要探究學生以其所知曉的能夠做到什麼；值得注意的是，PISA 希望了解學生如何運用已習得的知識解決日常生活所遇到的各種科學問題（OECD, 2016b）。PISA 科學素養測試不是考核學生記憶特定科學知識或事實的能力，它與傳統學校測驗及其他準標化測試截然不同（Anderson, Lin, Treagust, Ross, &Yore, 2007; OECD, 2016b）。PISA著重一系列在真實情境中進行科學探究的能力，如訂定科學假設、確定可研究的科學議題、設計科學實驗和探究的步驟、基於證據作出結論等，這與歐美等地重視探究能力的科學教育改革方向相互呼應（Anderson et al., 2007; Brand & Moore, 2011; Yore et al., 2007）。當今歐美等地科學教育改革的特色，正好就是 PISA 2015的要旨：即發展學生關鍵能力，使他們像科學家那樣思考和解決問題，並重視在學校課堂培養科學探究能力（Brand & Moore, 2011; Duschl, 2008; OECD, 2016b）。另一方面，有效的科學學習與良好的語言能力有關，正確解讀各式文本或媒體的科學訊息，以及在現實世界的脈絡裡表述科學訊息和理念，都需要相當程度的語言或閱讀能力（Norris & Phillips, 1994; Thier & Daviss, 2002）。而問題本身所呈現的背景資料和文本結構都會影響閱讀理解（Cook & Mayer,1988; Dymock, 2005），因此了解和確認文本呈現的方式有助於閱讀者架構、運用相關知識詮釋問題內容。須知個體擁有好的自然語言能力有助其習得和使用特定的科學語言，例如：真實的科學探究或解難過程將涉及有目的之科學討論、閱讀和寫作，過程中個體需要把日常用語轉化為專門的科學用語，並以合宜的形式表達（Gee, 2004; Yore et al., 2007）。Driver、Newton與 Os-borne（2000）主張，科學教育應提供學生論證媒體報導中的科學理論、檢核所呈現之證據與評估不同觀點、分析科學知識在社會上的應用，進而讓學生展現適切的觀點。從 PISA 2015評核架構可以知道，科學試題多以題組或單元呈現，每個題組涉及最少一個真實的背景脈絡，並以文字和圖表等呈現背景資訊和相關的科學事實和概念（OECD, 2006, 2016a, 2016b），也就是說，學生解題前必須正確理解這些科學文本的內容和意義。儘管 PISA 不是考核文法、拼寫能力或誦寫科學概念的測試，然而學生回答開放式題目時是需要一定程度的表述科學意念和結論的能力（Anderson et al., 2007; OECD,2016b）。因此，學生在接受 PISA 任務時，首先需要考慮科學任務情境、資

－ 255 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢料證據、科學方法與科學知識，釐清文本敘述的科學事實準確程度，之後才能真正地理解和詮釋科學議題。二、科學素養與性別差異性別在科學教育中一直是重要的議題（林曉芳，2009），國際間對此一問題的研究成果極為豐碩，尤其是一些大型調查研究更為此提供了科學素養在性別差異上的數據，例如：1995 至 2003 年間開展的「國際數學與科學教育成就趨勢調查（TIMSS, 1995-2003）」的數據顯示：平均而言，男生的科學表現較女生好，在化學和物質科學兩個學科內容上，男生的表現尤佳；Yip、Chiu 與 Ho（2004）以香港 PISA 2003數據探討科學素養的性別差異，發現香港的男女生科學素養表現在整體上沒有顯著差異，但男生在高分段（第75個百分位數及以上）存在著明顯優勢，且男生在科學知識領域及封閉式問題上的表現優於女生；Zhou、Fan、Wei與Tai（2017）分析PISA 2003和PISA 2012 數據也有類似發現，指出男生的數理成績在高分段明顯優於女生，認為這將影響女生進入科學、技術、工程和數學領域學習的意願。然而，從國際大型資料庫 TIMSS 和 PISA 的科學成就評量來看，數據也同時反映近年男女生的科學素養總體表現差異正在縮小（Neuschmidt, Barth, & Has-tedt, 2008; OECD, 2015, 2016b）。此外，Catsambis（1995）調查了美國 1,052所學校的八年級學生後發現，雖然女生的科學態度和參與度不及男生，但女生的科學表現與男生相若，甚或優於男生。陸真、沈書君（2012）利用PISA2006 公布的化學試題對 230 名學生進行了測試，發現男生總體成績高於女生，但科學解釋現象和運用科學證據兩項則無顯著差異。總括而言，性別影響科學素養或能力的情況普遍存在，男生比女生在傳統的科學學習上較有優勢。另一方面，有不少研究從生理、心理、情意態度和社會層面解釋科學表現之性別差異，主要體現在「兩性在心理向度或行為表現上的差異」及「如何解釋這樣的差異」之焦點上，例如：Kwon（2016）利用 Glynn的動機理論分析韓國初中生科技學習的動機，指出內在動機與職業動機皆具有顯著性別差異；簡晉龍、任宗浩（2011）的研究顯示，性別對科學生涯意向的影響，大部分是先透過科學自我效能，再經由科學結果期待及科學興趣共同作用得來；Brotman 與 Moore（2008）注意到科學成就、態度、參與上的男女差異會影響學生的科學職業選擇；Jones、Howe 與 Rua（2000）指出，文化的價

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 256 －值與態度會影響對科學的觀感，導致產生性別差異，發現男生較女生更樂於接受科學學習；林煥祥、劉聖忠、林素微、李暉（2008）早在 PISA 2006時，就已經發現臺灣、香港、韓國和日本等東亞地區男生的科學學習興趣顯著優於女生。然而，余民寧、翁雅芸、張靜軒（2018）的研究進一步指出，男女生對數理科學情意表現的性別差異並非與生俱來，而是隨著年齡增長，其性別差異才逐漸明顯擴大。Murphy（1999）則指出，男生比女生更易於適應及受惠於傳統面授式且缺少教學互動的科學課程。也有研究大腦的學者提出，兩性的大腦空間規劃各有不同，以闡述生理性別與科學學習的關係（Doidge, 2007; Medina, 2008; Moir & Jessel, 1993）。綜合上述文獻來看，目前對科學素養性別差異的解釋，主要有兩種觀點：一種是本質論或生物決定論，即歸因於男女大腦構造、基因等生理特徵因素；另一種是環境論或社會構成論，強調社會認知機制的作用過程。然而，關於數位化科學素養測試及其性別差異的系統化研究，研究者暫未發現，亦鮮見特別是針對數位化科學探究能力性別差異的文獻。如前所述，PISA 科學素養的評估內容並不侷限於學校所學的知識，更多是從日常生活中碰到的科學現象出發，讓學生根據所呈現的資料和數據作出有根據的評論，過程中高度依賴對圖表與資料的正確解讀和論證。事實上，根據 Barnea與 Dori（1999）進行電腦化分子建模實驗教學之研究，發現在分子結構與鍵結測驗中，女生的語文論證成就高於男生；而在 Bell與 Linn（2000）的研究中，女生比男生提供更多複合根據，並於其中整合知識與連結想法；蔡佩穎、張文華、林陳涌、張惠博（2013）也發現，女生在科學新聞論證整體表現、辨識資料、引用根據與提出反駁，都比男生優勝；Zohar（2006）在分析男女生的思考形式與喜歡的學習形式時，指出女生較喜歡連結自己的知識、經驗與額外情境，多於規則的機械學習與解決問題的演算法。除此之外，一些研究亦指出女生特別受益於需要動手操作和以探究為本的科學學習（Burkam, Lee, & Smerdon, 1997; Cavallo & Laubach, 2001; Heard,Divall, & Johnson, 2000; Lee & Burkam, 1996）。值得注意的是，由於資訊通訊科技（Information Communication Technol-ogy, ICT）發展日趨成熟， PISA 2015也由紙筆邁向數位測試，利用數位化平台模擬自然現象或科學技術過程，測試學生利用動態的互動實驗素材設計實驗和／或架設模型，並根據題目要求利用模擬實驗驗證假設或進行特定的探究任務。PISA 2015 數位化測試系統不僅蒐集學生的作答回應，也記錄學生

－ 257 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢操作行為的 log 數據，後者記載著學生在進行科學探究過程中的思考和各類行為的全過程，包括了問題解決的認知歷程（楊文佳、薛寶嫦、麥瑞琪、張國祥，2016；Hershkovitz & Nachmias, 2008; Lee, 2015）。可以預期，女生在閱讀能力和學習習慣上的優勢，隨著科學素養教育焦點與概念的更新，測試模式的改變將有可能進一步得到發揮。因此，本研究希望奠基於過去的研究成果，分析澳門學生科學素養的性別差異與國際趨勢的發展狀況，進而探究隨著科學素養概念的轉變，女生是否比男生更為適應從紙本過渡到數位化評估的測試模式，以補充這方面的懸缺。參、研究方法一、研究假設根據上述文獻探討可知，近年國際間男女生的科學素養總體表現存在著不同程度的差異，趨勢是男生優於女生的幅度正在縮小甚或逆轉。學者對影響科學素養性別差異的原因之研究也相當多元，但主要從男女生的大腦構造、基因等生理特徵因素，或以強調社會認知機制的作用過程作分析，而鮮有針對因科學教育觀念轉變和評估方式的改進而進行探討。此外，也有學者指出語文能力對解讀科學訊息，以及在現實世界的脈絡裡表述科學訊息和理念亦相當重要。因此，本研究認為隨著科學素養概念的轉變，以及女生在語文能力上的優勢，也是有可能影響學生科學素養之性別差異窄化甚或逆轉的原因之一。二、研究問題本研究旨在分析 PISA 澳門 15歲學生之科學素養性別差異特點，同時探討科學素養從紙本過渡到數位化評估的測試模式與學生科學素養性別差異的關係，因此提出三組研究問題：1.從國際比較教育的角度來看，參與PISA測試之國家／經濟體的科學素養性別差異的發展趨勢為何？科學素養高表現生與低表現生之性別分布有何特點？澳門學生的科學素養性別差異與國際趨勢有何異同？2.從本土科學素養培育的角度來看，澳門 PISA 2006及 PISA 2015科學素養高表現生與低表現生之性別差異為何？澳門學生在 PISA 2006及 PISA 2015

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 258 －處於不同百分位的科學素養表現之性別差異為何？當從紙本測試轉向數位化的評核模式時，澳門學生於 PISA 2015 科學素養各個子量尺上有何性別差異？高、中、低水準學生之分析顯示女生比男生有何優勢？3.PISA 2006與 PISA 2015評核框架的科學素養概念有何轉變？以 PISA2015所發布的公開題為例進行分析，這些轉變是否讓澳門的女生比男生更為適應從紙本過渡到數位化評估的測試模式？當中，學生的閱讀素養是否影響男女生各自的科學素養作答表現？此研究結果是否可以引申至所有參加PISA 2015科學素養測試的國家或經濟體？三、研究樣本本研究樣本資料取自OECD官方網站上所提供的 PISA 2006和 PISA 2015線上數據庫（http://www.oecd.org/pisa/），該筆資料包括了參與 PISA 2006研究計畫的 57個國家／經濟體約 40萬名中學生，以及參與 PISA 2015研究計畫的 72 個國家／經濟體約 54 萬名中學生的測試數據和問卷資料。本研究主要對澳門參與PISA 2006測試的 4,760名中學生，以及PISA 2015測試的 4,476名中學生資料進行次級分析（Secondary Data Analysis）。四、PISA 2015科學素養評核架構PISA 2015 認為，學生參與關於科學和技術的理性討論過程中，需要三方面的能力：科學地詮釋現象、評價和設計科學探究，以及科學地闡釋資料和證據（OECD, 2016a, 2016b）。學生展現這些能力時將運用所掌握的科學知識，包括：自然界的知識及科技工藝方面的知識（即學科內容知識）、如何將某觀念或想法付諸實踐的知識（即程序性知識），以及明白這些程序步驟背後的依據，與如何判定所使用知識是否適當（即認識觀知識）等。其中，PISA 2015 把學科內容知識劃分為物質科學、生命科學、地球與太空科學三個系統（OECD, 2016a），學生解題時將會運用一些相關的基礎科學知識。此外，PISA 重視與受試者生活息息相關的自然科學現象、科學概念與想法，試題的情境脈絡設定為個人的、地區／國家的或全球的三方面。最後，學生的科學態度是 PISA 科學素養的重要成分，學生對科學的興趣，對科技、資源和環境的覺知程度，以及他們參與科學活動並採取相關科學行動的意願，將影響學生科學能力的展現繼而影響其素養表現。如圖 2 所示，PISA 2015科學素養評核框架包括了上述四個互相關聯的面向。

－ 259 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢PISA透過試題反應理論（Item Response Theory, IRT）對學生能力和題目難度進行標定和校準，根據學生和試題在量尺上的位置，了解處於某一特定水準時，學生所能掌握的知識與能力。PISA 科學量尺的數值範圍乃根據OECD成員國的分數調校標準，自 2006年起之參照點量尺平均值的得分設定值為 500，標準差為 100，並劃分為 7 個精練水準（水準 1～6，及低於水準1）。PISA 各個量尺的估算、信效度，以及執行次級資料分析時所需要的重複分析（Replicate Analyses）和可能值（Plausible Value Analyses）分析所需要的變項和加權值的處理方法等，均可參閱 PISA 2015 技術之詳細論述（OECD, 2017）。五、研究工具與變項本研究採用質性與量化雙結合的研究方式，以探討澳門 15 歲學生的科學素養性別差異情況。首先分析國際間的性別差異趨勢，繼而闡明澳門本地高、中、低水準學生在各個科學素養子能力之性別差異，最後以 PISA 2015所發布的公開題為例，闡述評量框架轉變與學生科學素養性別差異的關係，同時採用迴歸分析進一步審視學生的科學素養性別差異情況，特別是控制閱讀素養之前及之後的影響。圖 2 PISA 2015科學素養評核架構四個面向的內在關係資料來源：OECD（2016b, p. 51）情境脈絡與個人、地區／國家或全球有關的當前與歷史的背景脈絡，這需要對科學和科技有一定的理解要求個人展示出能力指科學地詮釋現象、評價和設計科學探究、科學地闡釋資料和證據的能力這樣做是受到以下的影響態度由一系列與科學有關的態度組成，包括對科學和科技的興趣、重視科學探究方法的適當運用、對環境議題熟悉度的覺知知識理解主要事實、概念、解釋性理論的基礎科學知識，這些知識包括：自然界的知識，以及科技產品的知識（即學科內容知識）、如何將其觀念想法付諸實施的知識（即程序性知識），和明白這些程序步驟的背後依據，以及判定使用的知識是否適當（即認識觀知識）

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 260 －為了回答上述三組研究問題，需分析的研究變項有：(1)學生性別；(2)PISA 2006及 PISA 2015學生科學素養總體表現成績；(3)PISA 2015學生在三個核心能力、兩大知識領域和三個科學學科系統表現成績；(4)PISA 2015 學生閱讀素養總體表現成績。六、分析方法針對研究問題一，從國際比較教育角度將澳門在 PISA 2006和 PISA 2015之科學素養總體表現的性別差異趨勢與其他國家／經濟體比較，特別是高表現生（水準 5以上）和低表現生（水準 2以下）的情況，藉以闡明澳門 15歲學生之科學素養性別差異特點。針對研究問題二，從澳門本地科學素養培育角度分析澳門兩次 PISA 科學素養測試（即 PISA 2006 和 PISA 2015）的表現差異，透過分位散布圖（Quantile-Quantile Plot），全方位從低分段至高分段詳細審視兩輪測試澳門學生之性別差異情況；並進一步基於學生在上述各個 PISA 2015科學子量尺上表現，比較高表現（即第 90 百分位）、中表現（第 50 百分位）及低表現（第10百分位）男女生在各個科學能力、知識及科學領域上的性別差異之優勢和弱勢。針對研究問題三，透過 PISA 2015所發布的公開題為例，闡述科學素養從紙本過渡到數位化評估的測試模式與學生科學素養性別差異的關係，以進一步探討澳門女生在 PISA 2015科學素養的優勢是否基於她們閱讀能力的優勢，這研究結果又是否可以引申至其他與澳門相近的國家／經濟體。性別差異解釋之量化分析主要採用迴歸分析，以學生 PISA 2015閱讀素養表現為控制變項，性別為自變項，PISA 2015科學素養表現為依變項。肆、研究結果一、從國際比較教育角度看各參與 PISA 測試之國家／經濟體的科學素養性別差異的發展趨勢縱觀歷屆 PISA 測試結果，全球各地男女學生在過去 15年間的科學素養性別差異均有不同的發展趨勢。以參加 PISA 2006 的 57 個國家／經濟體為例，共有 30個國家／經濟體男生的科學素養平均得分高於女生，其中 8個國

－ 261 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢家／經濟體男生的成績在統計上顯著高於女生（OECD, 2007a, 2007b）。相反的，女生在 PISA 2006時，只有 12個國家／經濟體女生的成績在統計上顯著高於男生；而當時排名第一的芬蘭女生平均只比男生多 3 分，學生的科學素養並無顯著性別差異（OECD, 2007a, 2007b）。及至十年後同樣以科學素養為主要測試領域的 PISA 2015，在 72個參與國家／經濟體中，共有24個國家／經濟體男生的科學素養成績在統計上顯著高於女生。事實上，即使 PISA 2015排名第一的新加坡，男生也只比女生擁有 6 分的優勢而已。然而，女生科學素養平均成績顯著高於男生的國家／經濟體則達到 22個，當中包括了位處前列的芬蘭和澳門（OECD, 2016b），其中芬蘭女生平均比男生高出 19分，而澳門有 7分，即澳門女生平均高於男生接近四分之一個年級的科學學業水準。香港及臺灣的性別差異則於兩輪測試中均未達顯著水準（OECD, 2007a, 2007b, 2016b）。PISA 科學素養量尺共劃分為 7個精練水準。PISA 界定位於科學素養水準 5及水準 6的學生為高表現生，未達水準 2的學生為低表現生。如表 1所示，在高表現生的比例上，PISA 2006共有 19個國家／經濟體男生所占比例明顯多於女生，在澳門的高表現學生群中，男生人數顯著多於女生，達2.1%；至於 PISA 2015則有 33個國家／經濟體男生所占比例顯著多於女生，澳門高表現的男生仍稍稍領先，比女生多 1.7%；而芬蘭是唯一一個女生的高表現生比例顯著多於男生的國家。至於低表現生方面，PISA 2006 低表現男生比例多於女生的國家／經濟體有 37 個，達到顯著水準的有 15 個。及至PISA 2015，則有 53 個國家／經濟體低表現男生所占比例多於女生，範圍在0.1%至19%不等。其中有28個國家／經濟體的低表現生，男生所占百分比明顯多於女生，當中包括澳門、香港、芬蘭和韓國等高素養表現的國家／經濟體。只有 5個國家／經濟體的低表現生，其女生所占百分比明顯多於男生。儘管各國男女學生的科學素養進展有異，但無可否認的是有不少國家的女生科學素養正在趕及男生的水準，甚至超越男生。表 2臚列 53個同時參加PISA 2015與 PISA 2006測試的國家／經濟體男女學生科學素養得分的平均進展，其中澳門、葡萄牙、哥倫比亞、卡塔爾和羅馬尼亞是男女生平均得分增幅都達到顯著水準的地區，而澳門女生的進展明顯大於男生。另一方面，澳洲、捷克、芬蘭、希臘、匈牙利、冰島、荷蘭、斯洛伐克、克羅地亞和香港是男女生平均得分的降幅都達到顯著水準的地區，而且芬蘭、匈牙利、荷蘭、斯洛伐克和香港等 5 個地區男生的成績降幅明顯大於女生，實在值得當

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 262 －表1PISA2015與PISA2006科學素養高表現生與低表現生之性別差異比較國家／經濟體PISA2015男生PISA2015女生PISA2015性別差異( 男女)PISA2006男生PISA2006女生PISA2006性別差異( 男女)水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上%S.E.%S.E.%S.E.%S.E.%difS.E.%difS.E.%S.E.%S.E.%S.E.%S.E.%difS.E.%difS.E.OECD 國 家澳洲(0.7)(1.3)(1.1)(0.7)(1.5)(1.5)(1.0)(0.9)(0.9)(1.2)(1.2)(2.2)(1.4)(1.2)(1.2)(1.8)(1.2)(0.9)(1.4)(1.0)(1.0)(1.6)(1.3)(1.2)(1.0)(1.1)(1.0)(1.3)(0.8)(1.0)(1.5)(1.2)(2.5)(1.0)(1.2)(0.2)12.810.110.913.41.79.08.415.013.29.412.42.45.34.29.07.55.318.111.63.88.50.212.814.89.38.99.64.210.86.39.511.10.311.59.78.9(0.7)(0.9)(0.7)(0.8)(0.3)(0.7)(0.9)(0.9)(0.8)(0.7)(0.9)(0.4)(0.6)(0.7)(0.8)(0.7)(0.5)(1.5)(1.2)(0.5)(0.6)(0.1)(0.8)(0.9)(0.7)(0.8)(0.8)(0.5)(0.8)(0.5)(0.8)(0.8)(0.1)(0.8)(0.9)(0.1)16.622.420.510.137.420.516.07.68.220.818.129.225.624.314.930.124.910.311.214.526.149.117.816.517.416.117.129.513.718.219.818.142.917.320.120.7(0.7)(1.3)(1.1)(0.6)(1.5)(1.3)(1.2)(0.7)(0.7)(1.1)(1.0)(1.9)(1.3)(1.3)(1.1)(1.7)(1.6)(0.8)(1.0)(1.0)(0.8)(1.4)(1.0)(1.1)(1.0)(1.1)(1.2)(1.5)(0.8)(1.0)(1.2)(1.3)(2.3)(1.0)(1.3)(0.2)9.55.37.011.40.85.55.612.013.56.68.71.93.93.45.04.32.812.59.63.85.40.09.410.96.65.75.23.010.43.77.58.30.310.27.36.5(0.5)(0.7)(0.6)(0.7)(0.2)(0.6)(0.6)(0.9)(0.9)(0.6)(0.6)(0.3)(0.5)(0.5)(0.5)(0.5)(0.4)(1.0)(0.8)(0.6)(0.5)(0.0)(0.7)(0.8)(0.6)(0.8)(0.6)(0.5)(1.0)(0.5)(0.9)(0.9)(0.2)(0.9)(0.8)(0.1)2.0*-3.2-1.5 1.9*-5.1*0.4-0.3 2.3*6.3*2.5-2.2*6.8*0.82.10.82.7-3.3-1.4 6.0*5.5*-0.5-2.6 1.51.92.6*0.20.62.42.4*0.23.6*0.73.20.10.51.1*(0.8)(1.8)(1.4)(0.7)(1.9)(1.9)(1.4)(1.1)(1.0)(1.5)(1.1)(1.9)(1.7)(1.7)(1.4)(2.1)(1.9)(1.0)(1.6)(1.4)(1.2)(1.6)(1.4)(1.4)(1.2)(1.4)(1.2)(1.7)(1.1)(1.2)(1.4)(1.4)(2.5)(1.2)(1.4)(0.3)3.3*4.8*3.9*2.0*0.9*3.6*2.7*3.0*-2.3*2.8*3.6*0.51.4*0.84.0*3.2*2.5*5.5*2.00.13.1*0.23.5*3.9*2.6*3.3*4.5*1.2*0.52.7*2.0*2.9*0.01.32.4*2.4*(0.8)(1.1)(0.9)(1.0)(0.3)(0.9)(0.9)(1.1)(1.1)(0.8)(1.0)(0.5)(0.7)(0.9)(0.9)(0.8)(0.6)(1.6)(1.3)(0.7)(0.7)(0.1)(1.0)(1.1)(0.9)(1.0)(0.9)(0.6)(1.4)(0.7)(1.0)(1.1)(0.2)(1.1)(1.0)(0.2)13.915.217.910.635.814.317.88.65.022.014.928.115.522.416.537.425.512.812.419.122.049.512.215.322.417.324.220.115.319.617.215.650.116.725.820.3(0.8)(1.5)(1.3)(0.8)(2.5)(1.3)(1.3)(0.9)(0.6)(1.7)(1.5)(1.9)(1.3)(1.1)(1.5)(2.0)(1.2)(1.4)(1.5)(1.3)(1.0)(1.7)(1.1)(1.4)(1.6)(1.0)(1.8)(1.4)(0.8)(1.1)(1.2)(1.0)(2.0)(1.0)(2.0)(0.2)15.611.311.215.72.411.97.811.821.69.613.74.08.46.610.36.65.417.011.14.37.30.315.018.46.78.14.06.712.75.68.611.10.916.010.09.7(1.0)(1.0)(0.7)(0.7)(0.6)(1.1)(1.0)(1.0)(1.1)(0.9)(1.1)(0.5)(1.0)(0.7)(1.0)(0.9)(0.5)(1.1)(1.4)(0.6)(0.6)(0.1)(1.1)(1.1)(0.7)(0.7)(0.6)(0.8)(1.0)(0.5)(0.7)(0.9)(0.4)(0.9)(1.0)(0.1)11.817.516.09.444.317.119.06.73.220.415.819.914.518.914.534.925.011.310.115.822.252.213.712.219.616.724.720.312.519.715.516.642.316.723.019.3(0.7)(2.0)(1.2)(0.7)(2.2)(1.6)(1.4)(0.7)(0.6)(1.5)(1.5)(1.3)(1.3)(1.0)(1.1)(1.7)(1.1)(1.5)(1.3)(1.3)(1.1)(1.4)(1.4)(0.8)(1.3)(1.0)(1.6)(1.5)(0.8)(1.1)(0.9)(1.1)(2.2)(1.0)(1.5)(0.2)13.68.68.913.21.311.25.811.220.26.59.82.85.26.08.53.93.813.19.53.94.40.211.216.95.55.42.34.813.14.17.29.80.911.58.27.8(0.8)(0.9)(0.7)(0.7)(0.5)(1.3)(0.6)(1.0)(1.0)(0.9)(0.8)(0.5)(0.8)(0.7)(0.8)(0.5)(0.4)(1.0)(1.1)(0.5)(0.5)(0.1)(0.8)(1.1)(0.7)(0.6)(0.3)(0.5)(1.0)(0.5)(0.8)(1.0)(0.4)(0.8)(0.9)(0.1)2.1*-2.4 1.91.1-8.5*-2.9-1.2 1.91.8*1.6-0.9 8.2*1.13.6*2.12.40.41.52.33.3*-0.1-2.7-1.5 3.1*2.8*0.7-0.4-0.2 2.8*-0.1 1.8-1.0 7.8*0.02.81.0*(0.9)(2.2)(1.5)(0.8)(2.2)(1.7)(1.4)(1.1)(0.7)(1.6)(1.4)(2.1)(1.7)(1.3)(1.6)(2.4)(1.5)(2.0)(1.6)(1.3)(1.7)(1.5)(1.3)(1.2)(1.4)(1.0)(1.8)(2.1)(1.0)(1.2)(1.4)(1.0)(2.6)(1.2)(1.7)(0.3)2.12.6*2.3*2.5*1.10.72.0*0.61.43.2*3.8*1.23.3*0.61.82.8*1.6*3.8*1.60.52.9*0.13.7*1.51.22.7*1.8*2.0*-0.5 1.5*1.41.30.04.5*1.71.9*(1.3)(1.2)(0.9)(0.9)(0.8)(1.4)(1.0)(1.2)(1.4)(1.2)(1.3)(0.7)(1.2)(1.0)(1.1)(0.9)(0.6)(1.6)(1.3)(0.7)(0.9)(0.1)(1.1)(1.6)(1.0)(0.8)(0.6)(0.9)(1.6)(0.6)(1.1)(0.9)(0.4)(1.1)(1.1)(0.2)奧地利比利時加拿大智利捷克丹麥愛沙尼亞芬蘭法國德國希臘匈牙利冰島愛爾蘭以色列義大利日本韓國拉脫維亞盧森堡墨西哥荷蘭紐西蘭挪威波蘭葡萄牙斯洛伐克斯洛文尼亞西班牙瑞典瑞士土耳其英國美國OECD平均18.719.219.112.032.320.915.79.914.523.315.916.026.426.415.732.821.58.917.320.025.646.519.318.420.016.417.731.916.218.423.418.846.017.520.621.8

－ 263 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢表1PISA2015與PISA2006科學素養高表現生與低表現生之性別差異比較（續）國家／經濟體PISA2015男生PISA2015女生PISA2015性別差異( 男女)PISA2006男生PISA2006女生PISA2006性別差異( 男女)水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上水準2以下水準5或以上%S.E.%S.E.%S.E.%S.E.%difS.E.%difS.E.%S.E.%S.E.%S.E.%S.E.%difS.E.%difS.E.(2.2)(1.6)(1.2)(1.4)(2.2)(2.8)(1.7)(1.4)(1.5)(1.3)(1.0)(1.7)(1.0)(1.9)(1.9)(1.2)(2.1)(1.2)(0.6)(1.1)(1.3)(1.0)(1.7)(0.7)(2.1)(1.4)(0.6)(1.0)(2.0)(1.2)(1.5)(1.5)(1.6)(0.9)0.30.00.915.02.94.00.50.25.10.00.20.98.40.10.10.00.64.410.07.70.70.60.21.90.74.526.516.60.41.10.13.21.78.5(0.1)(0.0)(0.2)(1.3)(0.5)(1.2)(0.2)(0.1)(0.6)(0.0)(0.1)(0.3)(0.9)(0.1)(0.1)(0.0)(0.2)(0.7)(0.8)(0.7)(0.2)(0.2)(0.1)(0.2)(0.3)(0.6)(0.9)(1.6)(0.2)(0.3)(0.1)(0.3)(0.4)(1.2)34.666.867.516.533.723.651.251.324.686.568.146.38.254.640.465.763.522.56.029.840.349.460.744.137.018.08.912.144.641.367.034.941.45.3(1.6)(1.7)(1.2)(1.4)(2.1)(2.8)(1.5)(1.5)(1.5)(1.2)(1.1)(1.4)(0.9)(1.9)(2.0)(1.6)(2.0)(1.3)(0.5)(1.1)(1.5)(0.9)(1.8)(0.6)(2.0)(1.3)(0.6)(1.0)(1.5)(1.1)(1.4)(1.4)(1.3)(0.8)0.40.00.511.92.81.40.20.12.90.00.20.86.30.10.20.00.33.98.37.50.70.30.11.50.63.121.714.10.51.60.02.40.88.0(0.2)(0.1)(0.1)(1.7)(0.5)(0.7)(0.1)(0.1)(0.5)(0.0)(0.1)(0.2)(0.8)(0.1)(0.1)(0.0)(0.1)(0.5)(0.7)(0.7)(0.2)(0.1)(0.1)(0.2)(0.3)(0.4)(0.9)(1.6)(0.2)(0.3)(0.0)(0.3)(0.2)(1.5)14.3*7.6* -1.9-0.47.8* -1.9-4.6*-9.9*0.1-1.69.0*8.5*2.4* 2.818.9*4.1* -1.84.3*4.1*5.4*3.8*3.3*-4.5*11.2*3.20.41.30.75.0*9.1* -2.313.9*-1.3 1.3(2.1)(1.9)(1.1)(1.1)(2.1)(2.8)(1.6)(1.6)(1.7)(1.2)(1.4)(1.7)(1.2)(2.0)(2.8)(1.7)(2.3)(1.4)(0.8)(1.6)(1.6)(1.3)(2.0)(0.9)(1.8)(1.6)(0.9)(1.2)(1.9)(1.6)(1.4)(2.0)(1.7)(0.8)-0.1 0.00.4*3.1* 0.12.6* 0.20.12.1* 0.00.00.12.1* -0.1 0.00.00.40.51.70.20.00.30.10.40.11.44.7* 2.5-0.1-0.5 0.00.80.9* 0.5(0.2)(0.1)(0.2)(1.1)(0.6)(1.3)(0.2)(0.1)(0.7)(0.0)(0.2)(0.4)(1.0)(0.1)(0.2)(0.0)(0.2)(0.7)(1.2)(1.1)(0.3)(0.2)(0.1)(0.3)(0.4)(0.7)(1.3)(2.4)(0.3)(0.4)(0.1)(0.5)(0.4)(1.1)m m 58.4 m 46.7 m 57.4 m 18.2 m m m 9.358.750.8 m m 22.111.3 m m 50.8 m 83.948.322.6 m 11.751.8 m 63.6 m 44.0 mm m (1.5)m (2.8)m (2.3)m (1.3)m m m (1.1)(4.8)(1.8)m m (1.2)(0.7)m m (1.3)m (0.6)(2.3)(1.6)m (1.2)(1.8)m (1.6)m (2.0)mm m 0.8 m 3.3 m 0.2 m 5.4 m m m 17.60.00.6 m m 4.66.6 m m 0.3 m 0.40.75.1 m 15.80.5 m 0.1 m 1.9 mm m (0.3)m (0.8)m (0.1)m (0.5)m m m (1.3)(0.1)(0.3)m m (0.7)(0.6)m m (0.2)m (0.1)(0.3)(0.7)m (1.3)(0.2)m (0.1)m (0.4)mm m 63.3 m 38.3 m 62.6 m 15.7 m m m 8.264.737.9 m m 18.59.2 m m 49.6 m 74.245.521.8 m 11.641.9 m 62.0 m 40.4 mm m (1.6)m (2.8)m (2.4)m (1.3)m m m (0.9)(2.5)(1.7)m m (1.3)(0.7)m m (1.2)m (0.7)(3.0)(1.6)m (1.3)(1.5)m (1.7)m (1.5)mm m 0.4 m 2.8 m 0.1 m 4.8 m m m 14.30.00.7 m m 5.44.0 m m 0.2 m 0.20.23.4 m 13.40.4 m 0.1 m 1.0 mm m (0.2)m (0.6)m (0.1)m (0.6)m m m (1.2)(0.0)(0.2)m m (0.8)(0.5)m m (0.2)m (0.1)(0.1)(0.5)m (1.3)(0.1)m (0.1)m (0.3)mm m-4.9*m 8.5* m-5.2 m 2.5 m m m 1.1-6.112.9*m m 3.6*2.1* m m 1.2 m 9.7*2.80.7 m 0.19.9* m 1.5 m 3.6 mm m (1.3)m (2.9)m (2.9)m (1.8)m m m (1.2)(3.8)(2.6)m m (1.6)(1.0)m m (1.8)m (1.1)(2.2)(1.5)m (1.4)(2.2)m (1.9)m (2.1)mm m 0.4 m 0.6 m 0.1 m 0.7 m m m 3.20.0-0.1 m m-0.8 2.5* m m 0.1 m 0.20.51.7* m 2.40.1 m 0.0 m 0.9 mm m (0.3)m (0.6)m (0.2)m (0.7)m m m (1.7)(0.1)(0.3)m m (0.7)(0.8)m m (0.2)m (0.2)(0.3)(0.7)m (2.0)(0.3)m (0.2)m (0.5)m經 濟 合 作 伙 伴阿爾巴尼亞阿爾及利亞巴西B-S-J-G( 中國)保加利亞布宜諾斯艾利斯( 阿根廷)哥倫比亞哥斯達尼加克羅地亞多明尼加馬其頓格魯吉亞香港( 中國)印尼約旦科索沃黎巴嫩立陶宛澳門( 中國)馬耳他摩爾多瓦黑山秘魯卡塔爾羅馬尼亞俄羅斯新加坡中華台北泰國特立尼達和多巴哥突尼斯阿聯酋烏拉圭越南48.974.455.616.041.621.746.641.324.785.067.254.810.657.359.369.861.726.910.135.244.152.656.255.340.118.310.212.849.650.564.648.840.16.6註：1.男女生科學素養精練水準的性別差異達顯著水準者用* 表示。2.m表示該地區沒有參加PISA2006，所以沒有相關數據。資料來源：整理自OECD（2016b,pp.325-326）

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 264 －表 2 PISA 2015與 PISA 2006科學素養得分進展之性別差異比較國家／經濟體男生平均差異 女生平均差異 性別差異(男－女)PISA 2015－ PISA 2006 PISA 2015－ PISA 2006 平均進展(男－女)得分差異 S.E. 得分差異 S.E. 得分差異 S.E.OECD國家澳洲奧地利比利時加拿大智利捷克丹麥愛沙尼亞芬蘭法國德國希臘匈牙利冰島愛爾蘭以色列義大利日本韓國拉脫維亞盧森堡墨西哥荷蘭紐西蘭挪威波蘭葡萄牙斯洛伐克斯洛文尼亞西班牙瑞典瑞士土耳其英國美國OECD平均巴西保加利亞哥倫比亞克羅地亞香港(中國)印尼約旦立陶宛澳門(中國)黑山卡塔爾羅馬尼亞俄羅斯中華台北泰國突尼斯烏拉圭-15.9*-10.2-2.9-8.26.1-17.9*4.66.2-40.3*-0.6-4.8-17.1*-28.8*-16.0*-0.413.112.1*12.1-10.0-1.1-4.36.6-17.7*-12.615.5*5.029.1*-31.1*-4.85.5-12.8-5.83.9-10.310.4-4.17.612.628.1*-13.5*-22.8*1.9-18.6*-11.712.0*-1.972.6*14.6*7.9-1.34.85.513.2*(5.9)(7.1)(6.4)(5.7)(7.6)(7.0)(6.3)(6.1)(5.8)(6.8)(7.2)(7.9)(6.5)(5.8)(7.0)(8.6)(6.2)(7.8)(8.0)(6.0)(5.1)(6.1)(6.2)(6.8)(6.5)(6.0)(6.5)(6.7)(5.3)(5.9)(6.7)(6.4)(7.8)(6.1)(7.7)(4.6)(6.0)(9.6)(6.8)(6.4)(6.5)(9.8)(7.4)(6.3)(5.1)(5.1)(4.8)(7.1)(7.0)(7.4)(6.7)(6.0)(6.7)-17.9*-21.5*-13.9*-5.313.1-21.7*7.5-0.8-24.4*0.1-8.2-19.7*-25.3*-19.2*-11.412.3-1.81.8-2.32.6-2.65.1-14.7*-21.5*8.22.224.2*-24.0*-6.93.2-7.0-6.4-1.7-0.94.2-5.612.5*11.027.1*-21.9*-15.2*17.7*-8.3-13.5*23.5*1.064.1*18.4*6.41.4-2.9-3.21.7(5.5)(7.4)(6.1)(5.4)(6.8)(7.0)(6.5)(5.8)(5.7)(6.3)(6.5)(6.8)(6.4)(5.4)(6.2)(7.4)(6.2)(7.4)(6.8)(5.9)(5.1)(5.7)(6.0)(6.3)(6.1)(5.9)(6.1)(6.3)(5.2)(5.8)(6.5)(6.7)(7.5)(6.2)(6.9)(4.5)(5.8)(9.3)(6.6)(6.1)(6.6)(6.5)(6.6)(6.1)(5.0)(5.0)(4.8)(7.4)(6.6)(7.8)(5.9)(6.1)(5.7)2.111.311.0*-3.0-7.03.8-2.97.0-15.9*-0.73.32.6-3.53.210.9*0.813.9*10.4-7.8-3.7-1.71.5-3.18.97.32.85.0-7.12.22.3-5.80.65.6-9.36.21.5-4.91.60.98.3-7.6-15.8*-10.31.8-11.5*-2.98.5*-3.81.5-2.77.78.7*11.5*(4.4)(6.9)(5.4)(3.2)(5.9)(6.7)(4.6)(4.2)(3.8)(5.3)(4.5)(6.0)(5.8)(4.8)(5.4)(8.5)(5.8)(8.4)(7.5)(4.2)(3.7)(3.2)(4.2)(6.3)(4.5)(3.8)(4.1)(5.9)(4.2)(3.6)(4.3)(4.1)(5.9)(4.9)(4.7)(0.9)(2.8)(7.4)(5.5)(5.3)(6.4)(6.9)(7.6)(4.1)(3.5)(3.4)(2.5)(4.5)(4.2)(8.3)(5.0)(3.8)(5.0)經濟合作伙伴註：1.PISA 2015與 PISA 2006科學素養得分差異達顯著水準者用*表示。2.表 2只列出同時參加 PISA 2015與 PISA 2006測試的國家／經濟體數據。資料來源：整理自 OECD（2016b, p. 330）

－ 265 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢地研究人員留意。綜合兩屆 PISA 的測試結果，澳門與全球各地學生的科學素養性別差異趨勢有如下四個特點：(1)不少國家／經濟體男生的科學素養優勢正在收窄，甚或逆轉，主要體現在女生的科學素養進步幅度比男生大；(2)高表現生中仍以男生所占比例稍多，惟未占絕對優勢，澳門尤其如此（詳見表 1 與圖3）；(3)低表現生以男生所占比例較多，不少地方的低表現男生數目多於女生且達到顯著水準，澳門也不例外（詳見表 1 與圖 3）；(4)澳門男女生的科學素養性別差異與不少國家／經濟體的發展相似，兩者之間的性別差距開始逐步收窄，甚至消失或逆轉；換言之，澳門女生在 PISA 2015科學素養優於男生的現象與不少國家／經濟體科學素養性別差異的總體發展趨勢大體一致。惟澳門男生從PISA 2006比女生有 4分的優勢演變至PISA 2015比女生落後 7 分（如圖 1 所示），教育工作者實有必要進行細緻的剖析，藉此檢視澳門男女生科學素養表現各自的優勢和弱點，從而制定有針對性的科學教育政策和教室實務。圖 3 PISA 2006與 PISA 2015澳門高表現生與低表現生的百分比（按性別劃分）12.010.08.06.04.02.00.010.16.011.39.210.08.36.54.0男生女生PISA2015低表現生PISA2006低表現生PISA2015高表現生PISA2006高表現生

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 266 －二、從本土科學素養培育的角度看澳門 PISA 2006及 PISA 2015學生科學素養之性別差異如前所述，對照澳門學生在PISA 2006與PISA 2015兩輪科學素養之測試結果，可以發現澳門在改善低表現生比例上，女生顯著降低了 3.2%，男生只降低 1.2%，且在統計上未達顯著水準（p > .05）；而增加高表現生比例上，女生顯著增加了 4.3%，而男生雖增加了 3.5%，卻未達顯著水準（p > .05）（如圖 3所示）。（一）分位散布圖之性別差異比較為進一步檢視兩輪測試的學生科學水準，研究者利用分位散布圖分析學生之性別差異情況，把學生科學素養分數按不同百分位依次由小至大排列，橫軸為女生的科學素養得分，縱軸為男生的科學素養得分，圓點若位於45度線以下，顯示當比較同樣處於該分位的男女生科學素養表現時，女生較男生高分；相反的，圓點若位於45度線以上，顯示比較同樣處於該分位的男女生科學成績時，男生較佳。如圖 4及圖 5所示，男生在兩輪PISA測試的高分段仍稍占優勢，低分段則女生比男生表現好。值得注意的是：在 PISA 2006中，位於科學素養水準 3 以上的男生已顯現出得分比女生高的性別差異優勢，然而在 PISA 2015 中，此一優勢要推遲到水準 4 才能顯現出來。換言之，即位於中、低分段的女生，對比十年前（即2006年）的同齡女生已經擴闊了優勢，而位於中分段的男生（水準 3）則反而被女生超越；並且在低分段中，男女生的差幅進一步拉大。（二）不同科學素養子量尺之性別差異比較根據 PISA 2015評核框架，學生需要運用所掌握的科學知識以展現科學地詮釋現象、評價和設計科學探究，以及科學地闡釋資料和證據三大核心能力（OECD, 2016a）。因此，PISA 2015除報告測試國家的科學素養總分外，同時也估算學生在各個科學子量尺上的成績。比較澳門高表現（第 90 百分位）、中表現（第 50 百分位）和低表現（第 10 百分位）男女學生在 PISA2015科學能力、科學知識領域，以及科學知識系統各個子量尺的表現（如圖6 所示），高表現男生在各個子量尺上有一定優勢，特別是「科學地詮釋現

－ 267 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢圖 4 PISA 2006不同百分位學生的科學素養成績（按性別劃分）PISA 2006 科學素養性別差異2006_ 科學總量尺（男生）2006_科學總量尺（女生）level 6level 5level 4level 3level 2level 1alevel 1bbelow level 1b707.93633.33558.73484.14409.54334.94260.54260.54 334.94 409.54 484.14 558.73 633.33 707.93level 6level 5level 4level 3level 2level 1alevel 1bbelow level 1blevel 6level 5level 4level 3level 2level 1alevel 1bbelow level 1b707.93633.33558.73484.14409.54334.94260.54圖 5 PISA 2015不同百分位學生的科學素養成績（按性別劃分）2015_ 科學總量尺（男生）2015_科學總量尺（女生）PISA 2015 科學素養性別差異260.54 334.94 409.54 484.14 558.73 633.33 707.93level 6level 5level 4level 3level 2level 1alevel 1bbelow level 1b

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 268 －註：PISA 2015科學素養得分差異達顯著水準者用同系深色表示；否則以同系淺色表示。圖 6 PISA 2015 澳門高表現、中表現與低表現生在科學素養子量尺得分優勢與弱勢比較澳門高表現男生除了評價和設計科學探究的能力、程序性和認識觀知識外，在其餘各項科學任務的表現俱稍比高表現女生理想。澳門中表現男生只在科學地詮釋現象、科學內容知識、物質科學與女生無顯著差異，其餘各項科學任務的表現仍以女生占優。澳門低表現女生在所有科學任務的平均成績都比低表現男生佳。

－ 269 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢象」的能力，以及對「學科內容知識」比較熟悉；然而高表現女生的「評價和設計科學探究」的能力，以及「程序性與認識觀知識」卻比男生稍優，此兩項量尺多涉及利用電腦模擬動手做實驗，並伴以解讀實驗數據形成科學推論的能力。至於中表現生，可以看出男生只在「科學地詮釋現象」、「學科內容知識」、「物質科學系統」等範疇與女生無顯著差異，其餘各項女生都顯示出優於男生的苗頭。另一方面，對低表現生來說，女生的表現全部都比男生為佳，而且差距最少有 15 分以上，甚至多達 32 分，此差距約有一個學校年級水準之多。換言之，男生即使在科學學科知識內容仍保有優勢，然而當科學素養的評核焦點從傳統的知識內容轉向為更廣泛具體的實驗探究和生活應用時，澳門女生其實更為擅長和適應這種科學教育目標的轉變，此與Burkam等人（1997）之研究發現相一致。（三）澳門學生科學素養性別差異的特點總結澳門學生科學素養的性別差異發展趨勢與全球多數國家的發展趨勢一致，惟澳門男生從PISA 2006優於女生到PISA 2015比女生落後，有三點值得留意：1.低表現男生的降幅未及女生大，高表現男生的增幅未如女生高。2.男生在高分段有優勢，但中、低分段則被女生追平甚或拋離。3.男生在傳統的科學知識和內容領域有優勢，惟當測試的焦點在識別科學議題的基礎上，轉為利用電腦進一步模擬設計適當的科學實驗，採用科學家認可的科學步驟驗證假設、蒐集和解讀數據時，女生顯得更為擅長。因此，教師未來需要重視男女生在學習上的差異，不能忽略男女生性別差異的影響；對低表現生，尤其是男生，更要有意識地施以援手，調整教學、適當引導，做到時刻鼓勵學生開發潛能，讓每個孩子都有性別公平的發展機會。三、從評核框架概念及評核模式轉變對學生科學素養性別差異的影響本文第一及第二節從國際比較及澳門本土教育發展的角度分析 PISA 2015科學素養測試的男女生表現差異，男生於 PISA 2015 的科學素養表現並不突出，部分經濟體的女生甚至優於男生，並且低表現群的男生表現尤其遜色。

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 270 －本節則旨在回應研究問題三，即探討 PISA 科學素養框架的轉變，特別是兩者所測量的核心能力之異同，並以 PISA 2015的一道數位化公開試題單元為例，說明 PISA 如何測量這些關鍵的科學能力，目的是在透過釐清科學素養概念框架及其測評方式，進一步說明影響澳門男女生科學素養表現的可能原因。PISA 科學測試旨在測評 15歲學生是否已具備應對未來社會學習、工作和生活所需的各種科學能力和態度，PISA 2006 是第一次以科學為主要測評範疇的大規模紙筆測試，當時主要關注學生在解題過程中所展現的三種能力，即科學地詮釋現象、識別科學問題，以及運用科學證據。時至今日，資訊通訊科技日新月異，不僅影響測驗技術，ICT 的革新更直接影響未來的工作和生活型態。因此，PISA 2015科學素養評核框架也隨之調整。在 PISA 2015 的評核框架裡，學生解決科學問題過程中所須展現的核心能力，已調整為科學地詮釋現象、評價和設計科學探究，以及科學地闡釋資料和證據。而且 PISA 2015強調學生在展現這些能力時，須運用其所掌握之學科內容知識、程序性知識，以及認識觀知識。其中，PISA 2015 把學科內容知識劃分為物質科學、生命科學、地球與太空科學三個系統。與此同時，PISA 2015在PISA 2006評核框架之基礎上，充分考慮和利用數位化測評的優點，尤其重視學生進行科學探究、解讀及處理科學數據的技巧與能力，這些在科學素養評核架構及其核心能力上的具體體現有二（參見表 3之 PISA 2015及 PISA 2006核心能力描述）：(1)PISA 2015的評價和設計科學探究能力，除包含識別科學問題的主要成分，更強調學生能否提出或評估科學探究的方法，以及能否描述和評價資料的可信度和客觀性，故此，該能力與學生所擁有的程序性（Procedural）和認識觀（Epistemic）知識關係密切；(2)與PISA 2006的運用科學證據之關鍵能力相比，PISA 2015的科學地闡釋資料和證據能力，更為強調學生處理數據的能力，如正確解讀不同表達形式的原始數據，能轉化原始數據至合宜的圖表形式，並以此為證據作出結論；同時，也強調學生識別以科學證據和引用相關科學理論為基礎的論證，以及透過不同來源評估科學論據與證據的能力。因此，科學地闡釋資料和證據能力與程序性和認識觀知識亦有密切關係。

－ 271 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢表 3 PISA 2015和 PISA 2006三項科學核心能力的描述PISA 2015 PISA 20061. 科學地詮釋現象：學生能就一系列自然與技術的現象進行識別，提出及評估其解釋，過程需要展示以下的能力：‧回憶和使用合適的科學知識。‧辨識、使用並生成解釋性的科學模型及表徵。‧產生及證明合宜的預測，提供解釋性的假設解釋科學知識對社會的潛在影響。1. 科學地詮釋現象：學生能夠描述或解釋科學現象，並能預測相關現象的變化，同時要識別或確定相關的描述、解釋和預測，過程需要展示以下的能力：‧在特定情境脈絡下應用科學的知識和／或關於科學的知識。‧科學地描述或詮釋科學現象和預測現象的變化。‧識別合宜的科學描述、解釋和預測。2. 評價和設計科學探究：要求個體描述及評估科學研究，並科學地提出回應問題的方法，過程需要展示以下的能力：‧辨識出科學研究中所要探究的問題。‧區分並提出能進行科學調查的問題。‧提出可以進行科學探究的方法。‧評估進行科學探究的方法。‧描述與評價一系列科學家用以確認資料的可信度、客觀性與概化解釋的方法。2. 識別科學問題：學生能區分科學問題和其他問題，過程需要展示以下的能力：‧識別能夠進行科學調查的問題。‧識別關鍵詞以檢索科學訊息。‧識別科學調查的主要特徵。3. 科學地闡釋資料和證據：要求個體分析及評估以多種方式呈現的資料、論述及論據，並提出適切的科學結論，過程需要展示以下的能力：‧將數據轉換成不同的表達形式。‧分析及闡釋數據，並產生適切的結論。‧在科學的情境脈絡下，辨識出假設、證據與原因。‧區別出以科學證據和理論為基礎的論證，又或以其他考慮為基礎的論證。‧透過不同的資料來源，例如：新聞、互聯網、學刊等，評估科學論證與證據。3. 運用科學證據：學生能夠評價科學訊息，並根據科學證據作出結論，過程需要展示以下的能力：‧科學地詮釋證據並得出結論。‧給出支持和反對結論的理據，並確定為給出結論而所作之假設。‧交流結論、證據及其背後的論證過程。資料來源：OECD（2016a, p. 20, 24-26）、OECD（2006, p. 23, 29）PISA 2015 分紙筆和數位化兩類測試，澳門及大部分資訊科技較發達地區皆進行了數位化測試。除傳統靜態試題外，PISA 2015 利用數位化平台發展動態實驗測試題，此類題目以互動素材模擬自然現象或科學技術過程，學生須利用測試平台的素材設計實驗和／或架設模型，並根據題目要求利用模擬實驗驗證假設或進行特定的探究任務。過程中，學生可觀察科學現象或技術過程及其變化，亦可根據系統設定蒐集實驗數據，此類問題約占數位化測

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 272 －試題的八分之一。以下以 PISA 2015公開試題單元「在炎熱的天氣裡奔跑」之第一及第三小題為例，說明 PISA 如何以動態實驗題實現對三項科學關鍵能力的評核。如圖 7 和圖 8 所示，題目背景為運動員在炎熱天氣下長跑，設定為個人的情境脈絡，屬健康及疾病範疇。學生可利用模擬實驗探究運動員長跑後會否缺水或中暑，以及探究影響缺水或中暑的因素，當中涉及六個可調整或觀察的變項：氣溫、空氣濕度、喝水與否、排汗量、水分流失量，以及體溫。在第一小題裡，學生須判斷特定條件下運動員會否缺水或中暑。學生單以習得的學科內容知識和一般常識，通常不足以解答此題，他們必須按題目條件設置變項及執行模擬實驗，並根據實驗數據作答，因此學生解題過程必然涉及選定和執行簡單實驗步驟之程序性知識，得滿分者應能分析和闡釋實驗相關數據，並得出適切結論。故此，該小題測量的是科學地闡釋資料和證據的能力。圖 7 PISA 2015科學素養測試公開試題單元「在炎熱的天氣裡奔跑」（第一小題）資料來源：http://www.oecd.org/pisa/test/other-languages/

－ 273 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢第三小題分為兩部分：第一部分要求學生指出濕度不變時溫度和排汗量的關係。儘管此關係屬一般常識或課堂學科知識，但學生須以實驗結果為證據支持自己的答案，因此應按題目變項及實驗系統特點設計及執行複合的實驗。不難看出，第一部分得分者應能以科學家探究問題的方法和步驟進行探究，過程中學生可能經歷以下的認知歷程，包括：(1)提出科學假設（假設濕度不變時，溫度愈高，排汗量愈多）；(2)設計用於檢驗假設的實驗及其步驟（如設定控制變項，給定最少兩個溫度進行實驗並記錄相應的排汗量數據）；(3)執行相關實驗步驟；(4)根據結果進行判斷或推論，產生結論以回答問題。因此，此題第一部分涉及程序性知識，測量的是評價和設計科學探究能力。另外，此題第二部分測量的是學科內容知識及科學地詮釋現象能力，學生須利用學科內容知識（生命科學或物質科學）說明排汗的作用，即汗／水的蒸發過程吸熱，體溫因而下降，以防止體溫過高危及身體健康，所圖 8 PISA 2015科學素養測試公開試題單元「在炎熱的天氣裡奔跑」（第三小題）資料來源：http://www.oecd.org/pisa/test/other-languages/

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 274 －以氣溫／體溫愈高排汗愈多。PISA 試題的特點是資訊背景之閱讀量非常龐大，往往把問題隱含在日常生活的情境中，以考核學生能否將在學校習得的知識活學活用，它需要相當程度的語言或閱讀能力。學生解題前必須正確理解這些科學文本的內容和意義，才有可能成功回應問題。因此，學生在接受 PISA 任務時，首先需要具備一定程度的閱讀素養基礎，了解任務情境、資料證據、科學方法與科學知識，釐清文本敘述的科學事實準確程度，之後才能真正地理解和詮釋科學議題。圖 9展示了當考慮學生的閱讀素養後，澳門學生在各個科學量尺上的性別差異改變。假如在迴歸分析時不控制學生的閱讀素養，男生除「科學地詮釋現象」、「學科內容知識」和「物質科學」與女生無顯著差異外（p > .05），註：PISA 2015科學素養得分差異達顯著水準者用同系深色表示；否則以同系淺色表示。圖 9 控制閱讀素養之前及後的澳門學生在PISA 2015科學素養子量尺性別差異比較

－ 275 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢女生在各項的平均得分都比男生高（p < .05）。不過有趣的是，假如將學生的閱讀素養加以考慮後，可以發現男生在各個科學量尺上的得分全部顯著高於女生（p < .05）。換言之，澳門女生在閱讀素養上的優勢，有利女生在PISA 科學測試中取得好成績，再者，PISA 這種把學科抽象知識具體連結到真實世界的作法，似乎更有利於女生的發揮。根據 OECD 分析 2000至 2009的閱讀素養成績，發現青少年喜歡閱讀的比例降低了，男生萎縮的比例更大（OECD, 2015）。閱讀素養是決定其他學科學習的關鍵能力及基礎，女生在閱讀素養上的絕對優勢，造就了在其他科目的學習上也有同樣優勢。如表 4 所示，假如不考慮學生的閱讀能力，有不少國家女生的 PISA 2015科學素養成績高於男生。然而，當控制學生的閱讀能力進行迴歸分析，可以發現那些原本跟澳門一樣，女生科學成績優於男生的國家／經濟體，女生的優勢不復存在，即所有參與 PISA 2015 測試國家／經濟體，男生的科學素養成績全部顯著高於女生，這是本研究的一項重大發現，顯示研究結果具有研究外在效度。伍、分析和討論澳門基礎教育階段的科學教育經過十年努力，在 PISA 2015被評為科學素養高表現的經濟體（OECD, 2016b），這實有賴於澳門政府實施的全面性、針對性和融合性三大教育干預政策所致，例如：透過對學校的財政支援來改善學生的學習環境及條件，進而改變學校的結構特徵，採用各種補貼獎勵措施來降低學生與教師比例、教師工作量，以及為學校增設駐校中國大陸優秀教師輔助教學計畫，指導和提升在職教師的教學技巧和效能，以強化澳門教師的專業知能（Cheung, Mak, Sit, & Ieong, 2018）。然而，澳門學生在此輪 PISA 測試的一個重要發現，是澳門男生對比十年前的科學素養性別差異優勢逆轉，由原來男優於女轉變為女優於男（Cheung et al., 2016）。當中有三個重要訊息受到參與 PISA 2015測試之學校和澳門政府所重視。1.澳門學生科學素養的性別差異與全球大多數國家的發展趨勢大體一致，令人感到欣慰的是女生的科學素養表現並未受到先天條件之限制而不如男生，這對於所有投入努力幫助學生更好地學習科學的人來說，無疑是一個好消息。本研究同時指出，澳門男生的科學素養進展不及女生大，特別需要深入分析位處科學素養高端及低端水準學生的問題所在，並針對高表現學生

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 276 －表 4 PISA 2015閱讀素養對學生科學素養性別差異的影響國家／經濟體科學素養得分沒有控制閱讀素養 控制閱讀素養之後男生平均 女生平均 得分差異(男－女) S.E. 得分差異(男－女) S.E.OECD國家澳洲 511.0504.4507.8528.3454.2497.0504.9535.8521.5495.9514.3450.6478.2471.7507.7468.7489.1545.1511.2484.9486.7419.8510.6515.8499.9504.5506.1460.4510.1496.1491.2508.4422.3509.6499.6495.0415.0369.0402.8522.1438.5482.6421.0428.7478.4332.5374.1403.5522.8401.1389.0373.8387.6471.8524.7459.5424.6408.9401.6406.3431.9488.8558.7534.6416.2414.2388.5423.8439.8523.3508.9485.5496.0527.2439.6488.4498.9532.5540.5494.0503.8459.4475.2474.7497.2464.4472.1531.5520.8495.6479.0411.6506.5510.7497.0498.3496.1461.2515.8489.5495.7502.3428.7508.8492.9491.4439.4383.2398.7512.8453.9468.3411.0410.8472.6330.8394.4419.6523.7405.1428.0383.2385.5479.2532.4470.2431.4413.8391.7429.4437.9484.5552.3530.1425.3434.7384.6449.3431.3525.92.118.8*11.7*1.114.6*8.6*6.03.3-19.0*1.910.5*-8.8*3.0-2.910.5*4.317.0*13.6*-9.6-10.7*7.6*8.2*4.15.12.96.2*10.0*-0.9-5.6*6.7-4.66.1-6.30.76.8*3.5*-24.5*-14.2*4.1*9.4-15.4*14.3*9.9*17.8*5.81.6-20.3*-16.1*-0.9-4.1-39.0*-9.5*2.0-7.4*-7.7*-10.7*-6.8-4.910.0-23.1*-6.04.36.44.5-9.0-20.5*3.9*-25.6*8.5*-2.6(2.3)(4.8)(3.6)(2.4)(3.4)(3.7)(3.3)(2.8)(2.5)(3.4)(2.6)(3.7)(4.0)(3.4)(3.2)(5.5)(4.6)(3.9)(5.0)(2.9)(2.3)(2.3)(3.0)(3.6)(2.9)(2.9)(2.4)(3.5)(2.7)(2.7)(3.1)(3.1)(4.2)(3.5)(3.1)(0.4)(3.1)(3.2)(1.6)(3.0)(4.5)(6.7)(2.9)(2.1)(3.5)(2.7)(2.3)(3.1)(4.1)(2.8)(5.4)(2.4)(3.7)(3.0)(2.1)(3.3)(2.8)(2.2)(3.3)(1.7)(3.0)(3.2)(2.5)(5.8)(3.2)(2.8)(1.8)(4.4)(3.0)(2.8)30.4*36.3*26.3*24.2*24.9*31.2*26.1*28.7*24.1*26.1*28.8*22.6*25.6*30.6*21.5*23.7*30.2*25.3*25.2*26.5*26.0*20.7*25.5*33.8*37.1*32.7*24.4*29.6*35.5*24.6*30.2*29.1*17.0*20.5*24.8*23.8*13.8*7.0*22.0*23.3*22.9*26.1*22.6*29.4*29.1*24.8*9.1*22.5*22.5*12.1*13.3*16.8*11.3*26.6*20.9*25.7*30.5*21.6*15.9*20.4*5.3*24.9*25.8*29.2*18.0*17.1*20.8*17.4*27.3*20.7*(2.6)(2.6)(1.8)(1.8)(2.4)(2.7)(2.9)(2.2)(2.4)(2.8)(2.4)(2.9)(1.9)(3.6)(2.2)(2.7)(2.2)(2.3)(2.3)(1.8)(2.2)(1.7)(1.8)(2.3)(2.9)(2.0)(1.6)(2.1)(2.7)(2.7)(2.3)(2.0)(2.9)(2.7)(3.0)(0.3)(2.0)(2.2)(1.4)(1.7)(2.1)(5.1)(1.7)(1.7)(1.8)(2.0)(2.4)(3.0)(2.3)(2.2)(3.1)(2.0)(2.2)(3.2)(1.7)(2.6)(2.4)(2.5)(2.1)(1.7)(2.2)(2.3)(2.0)(2.1)(2.2)(2.3)(2.1)(2.3)(1.9)(1.6)奧地利比利時加拿大智利捷克丹麥愛沙尼亞芬蘭法國德國希臘匈牙利冰島愛爾蘭以色列義大利日本韓國拉脫維亞盧森堡墨西哥荷蘭紐西蘭挪威波蘭葡萄牙斯洛伐克斯洛文尼亞西班牙瑞典瑞士土耳其英國美國OECD平均經濟合作伙伴阿爾巴尼亞阿爾及利亞巴西B-S-J-G(中國)保加利亞布宜諾斯艾利斯(阿根廷)哥倫比亞哥斯達尼加克羅地亞多明尼加馬其頓格魯吉亞香港(中國)印尼約旦科索沃黎巴嫩立陶宛澳門(中國)馬耳他摩爾多瓦黑山秘魯卡塔爾羅馬尼亞俄羅斯新加坡中華台北泰國特立尼達和多巴哥突尼斯阿聯酋烏拉圭越南註：PISA 2015 科學素養性別差異得分達顯著水準者用*表示。

－ 277 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢和低表現學生的性別差距，以尋求更符合兩性均衡發展的教學實踐。2.學校應該充分利用從紙本邁向數位化評估方式的機會。在澳門，不論以紙本或電子媒體呈現的測試問題，高表現男生在解釋科學現象方面仍然保持優勢，他們維持著需要高度記憶，以及理解學校所教授的科學概念之傳統優勢。然而，隨著二十一世紀數位時代的來臨，一些測試題目被設計為模擬科學探究，並需要在電腦評核系統上作出回應。PISA 2015 測試結果顯示，學生解答動態實驗單元必然涉及科學地闡釋資料和證據、評價和設計科學探究這兩種關鍵能力，而且學生必須運用程序性知識作答。此外，部分動態實驗題也要求學生詮釋科學現象或解釋實驗後所得結果，這時學生須結合學科內容知識作答。然而，須解釋的現象大多是系統所模擬的自然現象或技術過程，學生完整地觀察現象或技術過程才能作答，而觀察的前提是學生能夠正確地操作模擬平台；正確解釋實驗結果的前提，則是能夠正確地進行實驗。因此，從題組設計和解題要點來看，動態實驗題主要在測量學生的科學地闡釋資料和證據，以及評價和設計科學探究兩項能力，科學地詮釋現象則為副；同樣地，動態實驗題主要在測量學生的程序性知識。不難想像的是，若女生在動態實驗題主要測量的兩種關鍵能力上優於男生，且女生運用程序性知識比男生熟練，則女生的相關表現很可能優於男生。同時，動態實驗題數量愈多，PISA 的科學素養總體表現將可能向女生傾斜。正因為 PISA 數位科學試題的設計特色，澳門女生似乎比男生更容易適應於這類需要動手操作和以探究為本的科學評核模式，與不少指出女生特別受益於需要動手操作和以探究為本的科學學習研究結果一致（Burkam et al., 1997; Cavallo & Laubach,2001; Heard et al., 2000; Lee & Burkam, 1996）。當然，各個地區男女生在相關能力和知識運用上的情況尚待分析，東西方或文化類同地區的教育系統是否呈現特定模式，亦需進一步探究。澳門的情況則如圖 6 所示，平均而言，女生在這兩項關鍵能力和程序性知識的運用狀況比男生好，相信這正是澳門女生科學素養總體表現優於男生的重要原因之一。3.由於閱讀素養是學習的關鍵和基礎，女生相對男生在閱讀素養上的優勢（OECD, 2010b），令女生比男生能更好地理解測試問題，以及其隱含於情境脈絡下的龐大背景資訊；再者，由於女生比男生更擅於解讀不連續文本中的數據及圖表（OECD, 2010b），其語文論證能力高於男生（Barnea &Dori, 1999），也就造就了女生在科學學習上的有利因素。事實上，經由迴歸分析，所有參與 PISA 2015 測試的國家／經濟體，男生的科學素養成績在控

測驗學刊，第 66輯第 3期－ 278 －制了閱讀素養之後，全部顯著高於女生，也就說明閱讀能力的高低是導致女生科學素養成績優於男生的原因之一，此結果與不少研究發現一致（Cook &Mayer, 1988; Dymock, 2005; Gee, 2004; Norris & Phillips, 1994; Thier & Daviss,2002; Yore et al., 2007）。正如本研究所舉的測試題目（如圖 7、圖 8），女生特別是中、低表現者，可以利用他們對模擬實驗中所得到的數據結果和對圖表的理解，科學地闡釋資料和證據，進而正確地解釋科學現象，她們不再需要記住以往對其而言是艱澀的科學定律和事實。隨著科學教育目標從強記科學知識和熟練實驗技能，轉為學習科學家如何在真實環境中建立科學主張、科學程序與科學認識觀知識，女生似乎比男生更能受惠於此一變化，並且獲得更大的進步，結果與不少學者的主張吻合（Burkam et al., 1997; Cavallo & Laubach, 2001; Heardet al., 2000; Lee & Burkam, 1996）。PISA 2015澳門學生的科學素養表現向外界傳達了一個重要的訊息，就是教育中的學業性別平等不再是夢想。隨著社會進步，以及評核技術的提升，透過改變教學方法和評估方式，我們實有可能收窄甚或逆轉學生學習結果的性別差距，而重點是我們需要對那些低學業表現的男生投入更多的教育關懷，注意培養及提升男生的閱讀能力，具體措施可以借鏡英國成立「男孩閱讀委員會」（Boys’ reading commission）的作法，分別從學校、圖書館、地區組織層面入手，制定有效支援男生閱讀學習的建議和政策（National Literacy Trust, 2012），從而達至兩性教育的均衡發展。陸、結論及建議正如 PISA 2006與 PISA 2015科學素養評核框架概念的轉變，過去十年來，科學素養觀念不斷變化，導致地區學校課程與教學跟隨著國際科學教育改革的浪潮而調整。正因為當代科學教育目標的不斷更新改變，澳門女生比男生更能受惠於從紙本過渡到數位化評估的測試模式。對男生來說，特別是高表現者，在「科學地詮釋現象」這一領域縱然仍保有優勢，然而當科學素養的評核焦點從傳統的科學知識系統轉向更廣泛具體的實驗探究和聚焦於生活應用時，女生其實更為擅長「評價和設計科學探究」。此外，女生在閱讀素養上的優勢，使她們比男生更容易掌握科學測試的問題題意，解讀電腦螢幕上的圖表和數字，理解科學探究所得到的實驗結果，因而表現比男生出色。再者，在迴歸分析時當控制了閱讀素養表現後，女生比男生在科學素養

－ 279 －麥瑞琪、張國祥、楊文佳、薛寶嫦 澳門學生科學素養的性別差異趨勢上的優勢則不復存在，也說明了閱讀能力是影響科學素養成績高低的重要原因之一。因此，未來應注意提升男生的閱讀能力，讓兩者均能得到平等的發展機會。澳門 PISA 2015 測試結果顯示：性別差異並非一道天生不可跨越的鴻溝，教育工作者可以透過適當的學習環境，審視、設計並改革科學課程，以促進和培養學生具備二十一世紀的關鍵能力。畢竟，根據 PISA 的研究結果，澳門女生的科學素養絕不比男生遜色，教育工作者提升男生的科學學業成就，並不意味著會危及女生在目前所取得的進展，兩者並不是此消彼長的關係。本研究針對科學素養性別差異窄化甚或逆轉的原因，利用三種取向分析澳門男女生在科學素養的性別差異表現，並聚焦於科學素養概念的轉變，以及從紙本過渡到數位化評估的測試模式，探討澳門女生在過去十年的科學素養表現從弱勢得以逆轉而優於男生的原因。事實上，影響學生科學素養表現的因素相當多元，建議後續研究可進一步探究家庭環境、學校環境、個體特徵與能力表現等因素對中學生科學素養性別差異的影響。

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