過去二十多年來，對於學生科學概念的探討一直是科學教育學者相當關注的議題。許多的研究發現，學生在進入教室之前，對於生活中各種的科學概念，常常已經有一套自己的詮釋方法（Langley et al., 1997），而且這種詮釋的方式往往和科學上所接受的概念不完全相同。因此，學生在教室裡的學習是需要重組已有的知識結構。換言之，即是概念改變的學習（Carey, 1985; Driver, 1989）。
回顧文獻，對於學生在迷思概念的整合性研究在數量上相當地缺乏。主要的研究有：物質概念的整合性研究方面（Krnel et al., 1998; Liu, 1998, 2000; Andersson, 1990）、光學概念的研究（Galili, 1996），和化學反應概念（Andersson, 1986b），Garnett等人（1995）則是針對學生在物質粒子本質、化學鍵結方式、化學方程式平衡、化學平衡、酸鹼概念和氧化還原與電化學等六個化學概念；廖焜熙（民90）針對物理與化學的科學概念，做我國國內相關研究的統整，但這都還是不夠的。面對如此複雜的相關研究文獻，如何彙整出相關的概念類型，對於科學教育研究者和教師都是相當重要的。
本研究裡中採用已發表在期刊上的研究文獻：國外部份主要是從Journal of Research in Science Teaching（1972~2001）、International Journal of Science Education（1988~2001）、Science Education（1975~2001）、Cognition and Instruction(1985~2001)和Instructional Science（1989~2001），而國內部份則是科學教育學刊（1993~2001）、師大學報（民80~90）、彰化師範大學學報（民80~90）、高師學報（民80~90）、國立臺北師範學院學報（民78~90）、臺北市立師範學院學報（民80~90），我們共蒐錄了194篇相關的研究文獻。
本研究的目的是整合迷思概念之相關研究文獻，透過概念構圖和後設分析的研究方式，瞭解學生的概念類型、學生概念與科學發展之相關和概念改變教學策略之效益。本研究結果如下：
1.所蒐錄的研究文獻裡對於學生的想法與研究結果，主要具有下列三個特徵：(1)大部份的研究均企圖尋找學生的回答與年齡之間的相關性，即是學生概念與認知發展之關係；(2)學生回答是藉由科學概念的參考而作分類；(3)大部份的研究都是在尋求歸納統整，但是卻沒有使用任何的模式來解釋學生的表現。
2.從概念圖的分析裡，我們發現有許多學生的迷思概念僅是兩個概念之間聯結的錯誤而已。在我們的概念圖分析顯示，有許多學生的迷思概念之敘述是無法融入概念構圖裡，我們認為這些迷思概念僅是現象描述的錯誤，而不是屬於學生的程序性知識的錯誤，換句話說，它們是無法包含至概念結構的錯誤。
3.在迷思概念與文化之相關比較部份，許多的迷思概念在不同的研究地區，均會有類似的結果出現，似乎看不出文化的效應對於學生概念的形成是否有所影響。我們推測可能是測驗題目之差異所導致學生有不同的迷思概念。換句話說，問題情境因素會導致學生會形成不同的概念（Bar & Galili, 1994; Minstrell, 1992）。
4.在學生迷思概念與科學歷史發展之比較可以瞭解，學生的迷思概念與科學的發展僅有少部份的相似性而已。雖然在某些部份有其相似性（如力學的衝力理論、光學的視覺概念和光與顏色）。但從整體的角度來分析，其相似性似乎是不如我們所想像的。而且，從科學史的發展看來，科學家的想法是有其一致性的概念系統，但我們看學生的迷思概念卻是缺乏一致性和邏輯性，它們都是屬於片斷性、與情境相關的，或僅是定義、計算的困難。
5.在概念改變的教學策略上，從整體效果分析來看，使用電腦模擬和實驗教學的概念改變教學策略達到中至高度的效應大小（平均效應大小分別為0.77和0.63），而採用類比、合作學習、閱讀反駁性測驗與一般的教學對於學生的概念改變效益，則僅有低至中度的效益。此外，有相當高比率（52.2%）的研究文獻並未說明其所引用的概念改變理論或模式為何。

In the past 20 years, studies of scientific conceptions held by students have been major concern of the scholars in science education. Many studies revealed that students have their own way of interpreting scientific phenomenon happened in daily life (Langley et al., 1997). And the way of their interpretations is often inconsistent with scientific concepts that they are expected to learn. Therefore, students are required to reorganize the structure of knowledge that has been learnt in classroom. In other words, learning is a process of conceptual change (Carey, 1985; Driver, 1989).
Reviewing literatures in science education, it is found that there is lack of investigation of types and relationship of students’ misconception. Form the past, studies are the concepts covered in the materials (Krnel et al., 1998; Liu, 1998, 2000; Andersson, 1990), optics (Galili, 1996), chemical change (Andersson, 1986b), and particulate nature of matter, chemical bonding, balance and interpreting chemical equations, chemical equilibrium, the conceptions of acids and bases, and oxidize-reduction and electrochemistry etc (Garnett et al., 1995). Liao(2001) reviewed studies physical and chemical concepts completed in Taiwan, however this is not enough. How compile related types of the conceptions in literature is very important to researchers and teachers in science education.
In this study, we reviewed articles published in the following journals: Journal of Research in Science Teaching (1972~2001), International Journal of Science Education (1988~2001), Science Education (1975~2001), Cognition and Instruction(1985~2001), Instructional Science (1989~2001), Chinese Journal of Science Education (1993~2001), Bulletin of National Taiwan Normal University (1991-2001), Bulletin of National Changhua University of Education (1991~2001), Bulletin of National Kaohsiung Normal University (1991~2001), Bulletin of National Taipei Teacher College (1988~2001), and Bulletin of Taipei Municipal Teacher College (1991~2001). In total, 194 articles were chosen for this study.
The purposes of this study were to integrate studies about misconceptions found in literature from the following perspectives: (1) types of misconception; (2) teaching strategies for conceptual change; (3) comparisons between students’ conceptions and history of science. Moreover, in this study, the methods used are mainly meta-analysis and conceptual mapping. The results of this study were as follows:
1.The literature of the research that we collected with three main characteristics: (1) most of the research intended to search for relation, between students’ responses and age, in other words, the relation of students’ conception and the development of cognition; (2) students’ answers were interpreted and made classification by taking the scientific conception as reference; (3) most of the research were sought for inductivity, but they did not use any mode to explain students’ performance.
2.The analysis of the conceptual map showed that many students with misconception were simply mistake the incorrect relation between two concepts. In the analysis of conceptual map, it revealed that students’ misconception which can't integrated into the conceptual map. It suggested that the misconceptions is the mistake that phenomenon describe only, not the mistake of the procedural knowledge to belong to the students, namely, they can't include to the mistake of the conceptual construction.
3.The comparison between misconception and culture revealed that many misconceptions were found in different regions regardless the cultural effect. It speculates that the test of misconception in different topics, and the context of the problem caused the students to form different conceptions.
4.In the comparison between the development of science history and misconceptions of the students revealed only few similarities (for instance theories of the mechanics, the conception of the vision, light and color). From a holistic perspective, its similarity apparently does not show the consistency with our expectation. As for the development of science history, the viewpoint of scientist was systematic and with internal consistent, while students’ misconception lack of its consistency and logic, they were fragmental and context related, or were the difficulty of definitions and calculation.
5.In teaching strategies for conceptual change, the studies suggested that computer simulated and laboratory activities had effect size for 0.77 and 0.6 respectively. But the effectiveness of using analogies, cooperative learning, reading refutational text and traditional instruction for conceptual change were from low to middle degree. Moreover, relatively high percentages of studies (52.2%) did not use learning theories or modes to explain students’ misconceptions.

王德勝和朱天娥（1992）：化學五千年。臺北市：曉園出版社。
王寶貫（民90）：洞察－科學的人文觀與人文的科學觀。臺北：天下遠見。
尹基勉（民88）：「原子結構」概念之建構式教學研究。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
全中平（民83）：師範學院學生對學習物理力學概念之分析研究。國立臺北師範學院學報，7， 481~506。
全中平（民85）：國民小學五年級學生對學習力與運動概念之分析研究。國立臺北師範學院學報，9，405-426。
任定成和張愛珍 譯（2000）：科學與啟蒙運動。上海：復旦大學出版社。
余民寧（民86）：有意義的學習－概念構圖之研究。臺北：商鼎文化出版社。
何丙郁（民83）：海納百川－科技發源與交流史。臺北市：聯經出版社。
林振霖（民82）：國中學生的分子概念為基礎的化學反應概念學習與診斷教學的研究。中華民國第九屆科學教育學術研討會，頁147-176。
林德宏和張相輪（民84）：東方的智慧－東方自然觀與自然科學的發展。臺北：理藝出版社。
林德宏和張相輪（2001）：創造的動力叢書.1，科學思想卷。合肥：安徽教育出版社。
林清基（民85）：國小學童能量概念之診斷與教學的研究。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
李執中和杜文仁等譯（民82）：科學方法新論。臺北市：桂冠出版社。
李家玉、盛根玉和潘道皚譯（1992）：化學哲學新體系。湖北：武漢出版社。
吳武雄和陳瓊森（民81）：有效的科學概念教學：職前科學教師教學能力培養之研究。國科會科學委員會專題研究計畫成果報告。NSC 80-011-S-018-06。
邱美虹（民83）：化學教育的整體觀。中等教育，45(1)，65-76。
邱美虹、劉嘉茹、周金城和粱家祺（1999）：認知師徒制對學生化學概念改變的影響。論文發表於中華民國第十五屆科學教育學術研討會。彰化市：國立彰化師範大學。
邱韻如（民87）：成影概念的成長與學習。國立臺灣師範大學物理研究所博士論文。
周肇威譯(1999)。物理學的進化。湖南：湖南教育出版社。
徐光台（民86）：Kuhn《結構》中所談的科學教育－兼論Siegel與Brush的爭議。科學教育學刊，5(3)，391～418。
徐光台（民87）：皮亞傑對孔恩《結構》之影響。歐美研究，28(2)，頁215-264。
許嘉玲（民86）：浮力學習之概念改變。國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士論文。
馬文蔚，唐玄之和周永平（民85）：物理學發展史上的里程埤。新竹：凡異出版社。
陳文典和劉德生（民83）：國小學童對熱與溫度概念的認知。科學教育學刊，2(2)，77-101。
陳珊珊（民82）：我國國三學生酸鹼概念之研究。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
陳道達譯（民87）：物理化學的世界。臺北市：國立編譯館。
陳義勳（民85）：國小高年級學生自然科學中力學單元迷思概念之探討。臺北市立師範學院學報，27，83-104。
陳瓊森（民82）：高一學生直流電路概念結構之研究。彰化師範大學學報，4，511~543。
郭人仲、徐順益和王國華（民83）：國中學生用類比學習生物概念之研究。中華民國第十屆科學教育學術研討會，449-468。
郭金美（民86）：小學職前教師類比教學策略的運用研究。嘉義師院學報，11，259-272。
郭重吉（民78）：利用晤談方式探查國中學生對重要物理概念的另有架構之研究（I）。中華民國第五屆科學教育學術研討會論文彙編，155-176。
郭重吉（民81）：國中學生能量和波動概念另有架構之研究。彰化師範大學學報，3，505-529。
郭重吉（2001）：A review of studies on alternative conceptions for students in Taiwan。論文發表於國際認知科學與科學教育學術研討會。臺北市：國立臺灣師範大學。
郭重吉和王淑琴（民82）：利用DOE晤談探討大學生對電流微觀機制的詮釋。中華民國第九屆科學教育學術研討會論文彙編，1-30。
郭重吉、江武雄和謝志仁（民81）：國中學生化學變化相關概念另有架構之探究。中華民國第八屆科學教育學術研討會論文彙編，409-437。
郭重吉和楊其安（民78）：利用臨床晤談探究國中學生對力學概念的另有架構。中華民國第五屆科學教育學術研討會論文彙編，133-153。
黃萬居（民85）：國小教師對酸鹼的迷思概念研究。臺北市立師範學院學報，27，105-132。
黃萬居（民83）：國小高年級學生的認知層次與酸鹼概念之研究。臺北市立師範學院學報，25，1-35。
黃寶鈿和陳世雄（民82）：從重量守恆推理能力探究學生對物質變化的錯誤概念。師大學報，38，175-202。
黃寶鈿和黃湘武（民78）：學生之比熱及熱平衡概念發展的研究。中華民國第五屆科學教育學術研討會論文彙編，209-232。
黃湘武、黃寶鈿（民78）：學生對投影及光性質之概念研究。中華民國第五屆科學教育學術研討會論文彙編，233-266。
張光熙和宋加麗（民91）：科學的故事。臺中市：好讀出版社。
張敬宜（1997）：國小高年級學童蒸發、凝結與沸騰概念之研究。科學教育學刊，5(3)，321-346。
張榮耀（民89）：以科學史與本體論的觀點探討概念改變之機制。國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士論文。
趙匡華（民81）：化學通史（上）。新竹：凡異出版社。
趙匡華（民81）：化學通史（下）。新竹：凡異出版社。
翁雪琴（民83）：探討國三學生對於「畫夜及四季」成因之心智模式及其概念改變歷程。國立台灣師範大學地球科學研究所碩士論文。
鄭秀如和林煥祥（民86）：高中學生在「理想氣體方程式」單元之迷思概念。中華民國第十三屆科學教育學術研討會，140-146。
趙傳棟著（2000）。通向科學家之路：科技創新例話。上海：復旦大學出版社。
傅麗玉（民85）：科學史與台灣中等科學教育之整合－問題與建議。化學教育面面觀。台灣師大中等教育輔導委員會。165～193。
楊文金（民82）：多重現象與電學概念理解研究。科學教育學刊，1(2)，頁135-160。
楊純珠（民88）：「溶液」多媒體CAL之概念學習研究。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
廖淑苹（民89）：發展國中「分子」多元媒體與概念學習研究。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
廖焜熙（民90）：理化科學概念及過程技能之研究回顧與分析。科學教育月刊，238，頁2-11。
廖遠光（民90）：A meta-analysis of gender differences on attitudes toward computers for studies using Loyd and Gressards’ CAS。新竹師院學報，14，49-68。
蔡聰暉（民90）：由心智模式探討學生導引之類比教學對國二學生溫度與熱概念學習之研究。國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士論文。
魯旭東、趙培杰和宋振山譯（1999）：科學中的革命。北京：商務印書館。
蔣佳玲（民88）：從權力的觀點探討學生小組互動中科學知識的建構。國立彰化師範大學科學教育研究所博士論文。
鄭豐順（民86）：國中學生燃燒概念之診斷與探討。國立臺灣師範大學化學研究所碩士論文。
謝秀玉（民79）：小學、師院學生熱與溫度概念的另有架構。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
鍾聖校（民79）：認知心理學。臺北：心理出版社。
鍾聖校（民83）：對科學教育錯誤概念研究之省思。教育研究資訊，2(3)，89-110。
Abimbola, I. O. (1988). The problem of terminology in the study of student conceptions in science. Science Education, 72(2), 175-184.
Abraham, M. R., Williamson, V. M., & Westbrook, S. L. (1994). A cross-age study of the understanding of five chemistry concepts. Journal of Research in Science Teaching, 31(2), 147-165.
Abrami, P., Cohen, P., & d’Apollonia, S. (1988). Implementation problem in meta-analysis. Review of Education Research, 58(2), 151-179.
Aguirre, J., & Erickson, G. (1984). Students’ conceptions about the vector characteristics of three physics concepts. Journal of Research in Science Teaching, 21(5), 439-457.
Albert, E. (1978). Development of the concept of heat in children. Science Education, 62(3), 389-399.
Alexopoulou, E., & Driver, R. (1996). Small-group discussion in physics: Peer interaction modes in pairs and fours. Journal of Research in Science Teaching, 33(10), 1099-1114.
Anderson, R. D., Kahl, S. R., Glass, G. V., & Smith, M. L. (1983). Science education: a meta-analysis of major questions. Journal of Research in Science Teaching, 20(5), 379-385.
Andersson, B. (1986a). The experiential gestalt of causation: a common core to pupils’ preconceptions in science . European Journal of Science Education, 8(2), 155-171.
Andersson, B. (1986b). Pupils’ explanations of some aspects of chemical reaction. Science Education, 70(5), 549-563.
Andersson, B. (1990). Pupil’s conceptions of matter and its transformation (age 12-16). Studies in Science Education, 18, 53-85.
Andersson, B., & Karrqvist, C. (1983). How Swedish pupils, aged 12-15 years, understand light and its properties. European Journal of Science Education, 5, 387-402.
Arnold, M., & Millar, R. (1987). Being constructive: An alternative approach to the teaching of introductory ideas in electricity. International Journal of Science Education, 9(5), 553-563.
Arnold, M., & Millar, R. (1994). Children’s and lay adult’s views about thermal equilibrium. International Journal of Science Education, 16, 405-419.
Arnold, M., & Millar, R. (1996). Learning the scientific “Story”: a case study in the teaching and learning of elementary thermodynamics. Science Education, 80(3), 249-281.