一、理解的意義
Bloom（1956）在其教育目標的分類一書中提到「理解」，但定義卻不是非常明確，
例如「真正理解」「內在化的知識」，「了解其正核心意義」指的是相同的意思嗎？理解 事實，考試得高分算是理解嗎？Bloom 及其同事（1956）指出理解並非知識的累積。而 機械式的記憶與理解的不同，Bloom（1956）指出真正的知識包括遷移，即在新的情境 中應用知識。他們認為知能與記憶性的知識是不同的。AAAS（American Association for
the Advancement of Science）出版的資料科學素養的里程碑（Benchmarks for Science
我們常說：我快要理解了，改變心意、改變想法。Oxford English Dictionary 對
“understand”的定義是：體會想法的意義及重要性。無論如何，理解不同於質樸，無 經驗。有時為了理解，需有段距離，站在別人的角度設想，例如性別議題，代溝的問題，
文化衝繁。
Perkins 在 Teaching for Understanding 這本書中（Wiske, 1998）定義「理解」
是思考的能力、彈性的應對……與機械式記憶不同（P.40）。其舉出理解的架構是：知 識、方法、目的、形式，訂定理解的四個層次：素樸學習者、初學者、學徒、熟練者。
Anderson & Krathwohl(2001)則針對 Bloom 教育目標的分類修訂，提出學習、教學 與評量的分類。文中對理解的定義是由教學訊息中建構意義，並以以不同形式詮釋 (interpreting)、典型範例說明(Exampligying)、分類（classfying）、整合或形成一 般性（summarizing）、推論（inferring）、比較（comparing）、以模型解釋（explaining）
七個面向。
Wiggins & Mctighe(1998)在其 Understanding by design 一書中則提出理解的六 個面相，分別是：
1. 解釋（Explanation）對事件、行動、觀點的促進知識增長，有檢証的解說或理 論，是為什麼及如何的知識，及檢驗性的意見。
2. 詮釋（Interpretation）：詮釋，描述及轉譯的意義化過程與生活經驗相連。
3. 應用（Application）：在不同或新的情境中有效的使用知識、想法、行動、情 境的互相搭配，以真實世界的問題引導。
4. 觀點：批判及有效直觀，不帶情感的觀點（Perspective）將隱涵假設外顯化。
5. 同理心（Empathy）走入別人的感情及世界觀。
6. 自我或後設認知的知識（self-knowledqe）。
理解是多面向的，存在不同種類，不同方法的理解，理解牽涉到其他相關知能。理
義的部分；它們很難經由教導而改變 (尤其以傳統，教誨的教學方法) ; 它們在世界各 地的教室經常以類似的頻率出現。在許多情況下，先存概念深植在個人的概念生態中，
以至於互相矛盾的資訊不是被反駁，就是被修改以符合先前存在的理論（Driver 及 Oldham，1986）。概念改變是廢除根深蒂固信念的認知劇變(Fisher, Wandersee & Moody, 200)。
Wandersee , Mintzes 和 Novak(1994)回顧 3000 個以上的科學迷思概念研究，他 們指出迷思概念的八個特色。這些特色在下面詳細說明。
Glasersfeld, 1987；Fisher,1991；Gunstone , 1994)。
國內迷思概念研究，過有許多重要的研究發現（例如熊召弟民 84;），近年在郭重吉 校長領導之下為期四年之國科會整合型概念研究研究，針對迷思概念的類別、評測工 具、起源等都有跨越不同學科、年級的豐盛結果其結果發表於 2003 數學與科學的對話；
概念學習研討會（民 92）、數學與科學學習國際研討會（International Conference on Science & Mathematics Learning, 2003）及相關學術刊物。
面對迷思概念對學生學習的影響，我們常見教師對學生學不會漸漸失去耐心，但當
認真學習的學生也不理解時，則是教師應好好的反省教學目標及教學及評量方法的時候 物如 Novak，Vygotsky，Kuhn，Toulmin，Glasersfeld，其中 Novak 的人本建構主義 (Mintzes & Wandersee,1998)提出三個基本主張：
1. 人類是意義的形成者。
2. 教育的目標是為建構共同的意義。
3. 共同的意義可經由準備完全的老師之主動教學介入而促成。
基於此一理念，Mintzes & Wandersee(1998)指出目前對於概念改變的重要觀點之 一是強調概念改變的過程。從建構主義的觀點來看概念改變，強調學習者必須先了解自 己的概念，進而評估這些概念，而後決定是否要重建這些概念，一旦決定重建，則須重 檢視並重整其原有概念的相關看法，使其達到一致性。不論是教師、班上其他同學，以 及教室內的教學結構，最後都會影響學生的理解、評估以及決定是否重新重整與檢視個 人概念的理解過程（Gunstone & Mitchell,1998）。基於此假設，研究者建議教師可使 用許多不同的教學策略以促進學生理解，例如圖形組織體、後設認知、科學史哲（概念 的歷史發展）、類比教學、電腦及相關科技、多元媒體、小組分享、互動式歷史小故事，
促進學生的說與做科學，建議教師應扮演如同催化劑的角色啟動及加速概念的改變，以 促進意義化的學習(Mintzes & Wandersee, 1998)。並建議教師廣泛應用概念圖、V 形圖、
訪談、教室對話、觀察、檔案評量、電腦軟體、寫作、筆記等協助及評量學生理解情形 (Mintzes，Wandersee & Novak，1999)。
哈佛大學一群學者所進行之「促進理解之教學方案」（Wiske,1998）在這方面著力 甚著，他們以理解四向度：知識、方法、目的、形式為依歸，發展了一套教學模式並考 驗之。他們以跨學科的主題進行教學，強調：清楚的教學目標、豐富的學習經驗、表現 評量。研究群建議教師扮演學習者，教師所設計之課程需能引發學生的學習興趣，並與 學生磋商建構知識。研究群收集學生的理解證據，並提出一套培育職前與在職教師的模 式，非常的完整，是教師及師資培育者重要參考依據。
Gallagher 博士及其在密西根大學的同事發展另一套能有效協助教師進行促進理解 及應用的教學模式，稱為 Mercede 模式，以知識－理解－應用三個面向說明之，並提供 不同的教學策略以促進科學的理解與應用。此模式建議教師多使用促進理解的教學策 略，包括：概念圖、寫作、小組活動、閱讀理解、寫日誌、圖形或模式表徵、解釋圖形、
小組形成解釋、分析小組工作、延伸性提問，發展學生應用能力部分則建議交多尋求日 常生活中應用、以報紙為可能來源、寫下可能應用、以圖或模型表徵應用、小組進行應 用、問對的問題、應用性問題。教學時並搭配循環性的形成性評量（Collins, Brown &
Newman, 1989）。這項課程設計在學習環境及概念理解及外在考試成績中亦都有成效
（Gallagher, 2000）。
另外 Hewson（1996）則認為是學生體認到新的概念有更強的說服力，故對先存概念
心生不滿，才進而引導概念改變的發生。又提出，一個新概念欲進入原有架構中，將會 發生以下兩種可能情形：第一種情形是被拒絕，第二種情形則以三種可能方式合併進 來：（１）依背誦方式記憶；（２）取代舊有概念，並藉著概念轉變過程與剩餘的概念調 和；（３）以概念捕獲的過程與原概念調合併存。一般而言，必須在上述的概念轉變條 件下透過學習者轉化或同化與調適的學習過程，才較有可能產生概念的轉變。
Hewson,Beeth 及 Thorley(1998)繼而根據學生的學習奠基於個人建構與社會建構主義 為相輔相成的理念下，提出概念改變教學的指引：(1)討論與說明學生與教師的想法(2) 後設認知：可用與前測比對、討論與比較、質疑學生的想法鼓勵學生監控自己的認知過 程(3)確定想法所處的狀態：是否有用？合理？有效？(4)想法與決策的驗證，四個循環 過程。其中前二者屬於個人內在的權威(internal authority)，師生都要有充分的機會 明白的說明他們的想法並進行批判式的檢驗。驗證屬於外在權威(external
Wiggins & Mctighe(1998)依其理解六面向進行課程設計，強調重要概念、廣度與 深度、深入培養，在六面向分別建議：
→反思（Reflect）→評鑑（Evaluate）。認為教科書只是教學資源、參考之一，課程的 編排以螺旋課程為主提出課程設計評判標準。期望教師少教一些，而學生能多學一些，
並依教學目標在說教師及教練式教學策略中融入建構式教學策略，並府以形成性及表現 評量做法：
另外還有一些知名的模式如：
1. 學習環(Learning cycle)：Lawson(1988)提出探究、名詞界定、應用的循環三 階段在美國頗為風行。後有學者 Glass（1993）以融合社會建構的理念重現修訂學 習環，指出語言在建構概念、澄清、磋商時的重要性，並強調三階段間螺旋、交互 特性。
2. Generative learning model：投入與探索學生的想法、釐清、挑戰、應用
（Cosgrove & Osbornl,1985）
3. Interactive Approach：準備、探究、學生的問題、學生的探究、反思
（Biddulph,1990）
4. Science in School Research project：（Tyler, R. 2002）：投入、挑戰與生 活或興趣相連、學生學習需求或喜好、嶔入式評量、不同方式呈現科學特性。
綜觀上述教學的基本要素包括：
1. 以學生先存概念為起點，明示外顯之。
2. 提供與先存概念有關的學習經驗。
3. 提供思考經驗的機會。
4. 提供學生使用新想法的機會。
5. 提供學生反思想法改變的機會。
6. 提供支持學習機會。
然而這些策略的教學成效如何？Duit 及 Treagust,998）提到很難直接比較不同教 學策略間的成效，但他們對成效持樂觀的態度。Wandersee,MIntzs 及 Novak（1994）回 顧 103 篇概念改變的研究後發現即使有些研究方法學上的限制，但目前的成就仍令人印 象深刻，Guzetti, Snyder, Glass and Gamas（1993）以後設分析（meta-analysis）
的方式分析 70 篇科學教育之量化研究並有驗，控制組設計者，發現教學改變的設計在
更需從終身學習的角度觀之，而且有個別差異的存在（Richardson & Halmilton, 1994）。 進行師資培育必須瞭解影響教師教學及評量專業知能改變的相關因素。Glatthorn
（1987）指出教師的個人特性，身處生活及工作情境，以及外界介入的課程這三大因子 是影響教師教學或改變的重要因素。
1.研究者關於教師個人因素影響其成長或改變的研究包括：年齡、自我發展、道德 發展、人際關係發展、認知發展、生涯發展、以及動機發展（motivation development）
（Burden，1990）。在這些因子中又以生涯發展及動機發展為最重要。
生涯發展：生涯發展是指教師在其專業發展不同階段中經歷的成長。其中 Huberman
（1989）結合了理論與研究，提出以教學年資來區分的專業生涯五階段：（1）初始期
（carrier entry），是教學的第一至第三年，為求存期及發現期。（2）穩定期是教師教 學的第四至第六年，教師投入教學工作且能嫻熟教學的相關工作。（3）分化期（divergent
（carrier entry），是教學的第一至第三年，為求存期及發現期。（2）穩定期是教師教 學的第四至第六年，教師投入教學工作且能嫻熟教學的相關工作。（3）分化期（divergent