本研究擷取我國在「2007國際數學與科學教育成就趨勢調查（TIMSS 2007）答對率未達50％或低於國際答對率之科學試題，共計43題（包含子題，分成A卷22題、B卷21題）。於2009年5月對新竹市、新竹縣與苗栗縣共計548位的小四學生隨機分派試卷進行施測，本次施測結果與TIMSS 2007相同試題之台灣施測結果、國際施測結果及與2006年竹苗三縣市四年級學生以TIMSS 2003試題施測結果進行比較分析；本研究另以問卷、訪談檢視受試者對試題之閱讀理解與迷思概念。
施測結果與台灣實測比較發現，整體平均答對率沒有顯著差異；逐題比較則有6題表現較佳、21題無差異、16題表現較差。施測結果與國際實測比較發現，整體平均答對率沒有顯著差異；逐題比較則有9題表現較佳、16題無差異、18題較差。施測結果與2003低答對率試題施測比較發現，整體平均答對率沒有顯著差異；逐題比較則有5題表現較佳、10題無差異、1題較差。施測結果與台灣、國際實測比較，在物質科學領域呈現明顯較差情形。
施測結果三縣市之整體答對率皆無顯著差異；不同規模學校之答對率有顯著差異，智類、仁類學校表現顯著優於勇類學校。
研究顯示自認對題意有較高程度了解者，其得分也較高。自認為自己會而作答的，其得分亦較高。但學校是否敎過，得分則沒有顯著差異。樣本自認為不懂的字或詞義主要有六個，分別為：純粹、軸心、外骨骼、哺乳類、沸騰、冰點。訪問受試者對科學試題作答之困難歸納有：非選擇題答案需要書寫者、學校課程未涵蓋者、題幹過長者、不能理解題意者。

This research selected 43 scientific questions （including sub-questions） which showed a correct answer rate below fifty percent or under the international correct answer rate in the “Trends in International Mathematics and Science Study 2007” Taiwan （TIMSS 2007）. A test including these 43 questions were given to 548 fourth graders from Hsinchu City, Hsinchu County and Miaoli County in May, 2009. Comparison and analysis were made among the results of this test,Taiwan test results of TIMSS 2007, and International test results of TIMSS 2007 and the test results on TIMSS 2003 questions to grade fourth students from Hsinchu, and Miaoli area in year 2006. This research also examined the test participants’ reading comprehension and misconception to the questions on the test through questionnaire and interview.
Compared with the Taiwan test result of TIMSS 2007, the 2009 test showed no significant difference on the overall average correct answer rate. Comparisons made by questions were found to have six questions progress, no difference in twenty-one questions, and six worse. Compared with the international result of TIMSS 2007, the 2009 test showed no significant difference on the overall average correct response rate. Comparisons made by questions were found to have nine questions progress, no difference in sixteen questions, eighteen questions worse. Compared with the result of 2003 re-exam, the 2009 test showed no significant difference on the overall average correct response rate. Comparisons made by questions were found to have five questions progress, no difference in ten questions, and one worse. Compared with Taiwan TIMSS 2007 and international TIMSS 2007, the result of the 2009 test showed obvious regression in physical science.
No significant difference on totally correct rate were found among Hsinchu county, Hsinchu city and Miaoli county. The different size of schools in the correct answer rate has significant differences. The “large” and “medium” size of schools are significantly superior to the “small” size of school.
Subject who considers he himself has a better understanding of what the question means tends to get higher score in the test. Those who think they really know the answer to the question get higher score, too. Whether the question has been covered in school makes no significant difference to the scoring. Words and phrases the subjects don’t understand are: purely, axis, exoskeletons, mammals, boiling, and freezing point. Interviewed subjects reflected difficulties in answering scientific questions: non-multiple-choice questions that require writing, and text that has not been covered in the school curriculum, long question descriptions, and incomprehensive description of the question.

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