态度与学习环境对数学成就的影响探究：来自TIMSS数据的启示

《Personality and Individual Differences》：Investigating the impact of attitudes and learning environment on math achievement: Insights from the TIMSS data

　　

学生数学态度与学习环境（包括感知教学清晰度）与成就相关，但这些关系在不同国家社会文化背景下可能存在显著差异。本研究探讨了感知教师教学清晰度、数学享受和数学价值与数学成就之间的复杂交互作用，同时考量了国家间的社会文化差异。研究人员分析了参加TIMSS 2023的40个国家276,020名八年级学生（49.51%为女生）的数据。采用路径分析（path analysis）检验感知教学清晰度通过数学态度对数学成就的直接与间接效应，并纳入社会文化异质性。结果表明，感知教学清晰度与数学享受和数学价值呈正相关，而享受与成就呈正相关、价值与成就呈负相关。感知教学清晰度对成就表现出较小的正向直接效应，并通过数学态度产生显著的间接效应，各路径方向存在差异。较高的性别差距指数（Gender Gap Index, GGI）与更高的数学成就相关，但与更低的数学享受和感知教学清晰度相关。家庭教育资源与数学成就的正向关联最强。这些发现表明，个体因素与环境因素共同与学生的数学学习和表现相关，凸显了在教育研究中考虑社会文化差异的重要性。

数学成就源于个体因素（如态度、动机）与环境因素（如感知教学清晰度、社会文化背景）之间的复杂交互。感知教学清晰度定义为学生对教师解释内容与组织课程能力的感知，是教师有效性与高质量教学的核心维度之一。数学态度涵盖情感体验与信念，是多维构念。已有研究对态度—成就关系的结论并不一致，尤其在控制自我概念等因素后，部分研究未发现显著关联；教学清晰度与成就的关系也因教育情境而异，甚至出现负相关。此外，东亚学生普遍高成就但伴随较低享受与自信，被称为“态度—成就悖论”，这提示社会文化背景可能调节个体与环境因素的效应。同时，国家层面性别平等与数学结果的关系存在“性别平等悖论”，即更平等国家有时呈现更大的性别差异。因此，需要在大规模跨国数据中，将个体、课堂环境与社会文化因素纳入统一框架加以检验。TIMSS由国际教育成就评价协会（IEA）每四年实施一次，评估四年级与八年级学生的数学与科学成就，并收集丰富的学习背景信息，为这类研究提供了数据基础。

本研究旨在填补两个文献缺口：其一，态度与教学清晰度在多元国家情境中的交互机制尚不明确；其二，国家性别平等水平与更低享受及成绩之间的悖论有待深入考查。基于控制—价值理论（Control-Value Theory, CVT）与期望—价值理论（Expectancy-Value Theory），研究人员假设感知教学清晰度既直接关联数学成就，也通过数学享受与价值间接关联成就，并考察家庭教育资源与国家性别平等（GGI）在其中的作用。

研究人员采用TIMSS 2023数据，样本来自40个国家276,020名八年级学生（49.51%为女生，M_age=14.21，SD_age=0.73），覆盖11,577个班级与8,101所学校。GGI来自《2023年全球性别差距报告》（World Economic Forum, 2023），按国家标识与TIMSS数据合并。研究在R软件中使用lavaan包进行路径分析，采用按国家聚类的稳健标准误处理跨国异质性，并通过semTools包进行蒙特卡洛模拟估计间接效应。模型拟合优秀（χ²=6.570, df=2, CFI=1.000, TLI=0.997, RMSEA=0.013, SRMR=0.005）。

### 关于数学态度的发现
路径分析显示，数学享受与成就呈显著正相关（β=0.096, p=.002），数学价值与成就呈显著负相关（β=?0.056, p=.013），但两者效应量均可忽略。价值与享受之间存在中等正向关联（β=0.478, p<.001）。这一结果与“态度—成就悖论”相符，表明在考虑国家异质性后，态度与成就的关系可能因文化背景而被削弱或逆转。根据控制—价值理论，认知评价（如价值）与成就情绪（如享受）共同驱动动机行为，但效应大小需结合情境解释。

### 关于感知教学清晰度的发现
感知教学清晰度与成就呈显著正向直接效应（β=0.036, p=.017），效应量较小。同时，它与享受（β=0.277, p<.001）和价值（β=0.440, p<.001）均呈中等偏强的正相关。间接效应显示，感知教学清晰度通过享受对成就的间接效应为正（β=0.026, p=.002），通过价值对成就的间接效应为负（β=?0.024, p=.012），而通过价值与享受的串行间接效应为正（β=0.020, p=.001）。这表明教学清晰度可能通过塑造学生的认知评价与情绪进而影响成就，与理论预期一致。

### 关于性别差距指数的发现
GGI对成就具有显著正向效应（β=0.120, p=.024），表明性别更平等国家的学生平均数学成绩更高。GGI与家庭教育资源正相关（β=0.209, p=.005），反映更平等国家中家庭学习资源更充足。然而，GGI与享受（β=?0.083, p<.001）及感知教学清晰度（β=?0.118, p<.001）呈负相关，效应量可忽略。间接效应表明，GGI通过享受（β=?0.008, p=.031）、感知教学清晰度（β=?0.004, p=.031）及家庭资源（β=0.104, p=.008）传递至成就，方向各异。GGI与性别对享受的交互不显著（β<0.001, p=.988），说明该负关联在男女学生中一致。

### 关于性别差异的发现
女生与男生相比，成就（β=?0.050, p<.001）、享受（β=?0.076, p<.001）和价值（β=?0.019, p=.024）均略低。间接效应中，性别通过享受对成就的间接效应为负（β=?0.007, p=.007），通过价值的间接效应为正（β=0.001, p=.025），而串行间接效应不显著（β=?0.001, p=.077）。这表明女生略低的享受水平与其较低成就相关，但价值路径方向相反，符合文献中男生更高内在价值、女生更高实用价值的模式。

模型共解释数学成就29.5%的方差（R²=0.295）。讨论部分指出，态度与成就的微弱关联可能源于国家间文化规范、教育传统和社会经济结构的差异。教学清晰度与态度的正向关系支持其在教育实践中的意义。GGI的复杂模式提示，宏观性别平等既可能通过资源与机会促进成就，也可能伴随更高标准或文化抑制享受与清晰度感知。性别差异与以往研究一致，并可由控制—价值理论加以解释。研究局限包括仅纳入有GGI数据的国家、横断面设计无法确立因果关系，以及感知教学清晰度仅反映学生视角的单一维度。

研究结论可翻译为：本研究利用TIMSS 2023八年级学生数据，强调了个体因素和学习环境对数学成就的影响。虽然态度和感知教学清晰度与其他数学相关因素有关联，但社会文化因素同样与数学结果相关。