學生在生物學的學習，主要的困難是來自於許多生物的概念屬於廣泛性的概 念，不同於物理領域上的學習困難起源於違反直覺的想法，許多生物學上的概念 困難是因為須要牽涉多方面知識的整合，演化和生態學就是最好的例子(黃台珠 譯, 2002)。教科書內的演化單元，通常都是編排在生殖和遺傳單元之後，主要在 於演化概念需要結合許多子概念(包含有性生殖和突變)，運用遺傳相關概念來解 釋經歷漫長時間的演化過程，若是之前概念學習不夠完整，就很容易導致學生在 學習演化概念上的困難。
Dobzhansky(1973)認為演化概念在生物領域中是屬於結構性的主題之一，而 且許多研究結果都顯示學生在演化概念的學習上有許多困難，原因有二：一、演 化概念與學生的信仰發生衝突；二、學生所具備的演化概念與科學上真正演化概 念不相符合。除了上述兩點外，演化概念屬於生命現象的過程，整個過程需要花 費長時間，短則數百年，甚至幾千年都有可能，因此 Fisher & Lipson(1985)指出 從學生的測驗與晤談中，發現學生在生物領域的學習上有許多迷思概念。
Brumby(1984)以醫學系學生作為探討演化概念的對象，發現大部分學生仍認 為演化是因為生物受到環境的驅使而造成的，學生相信生物因為需要，而逐漸演 化以適應環境的改變，顯示出學生在演化概念的學習是有困難的，拉馬克的觀點 會影響著學生的演化概念學習。Bishop & Anderson(1990)則是針對大學非生物主 修學生之演化概念，歸納出學生有三個概念與正確科學概念有所不同(表 2-4-1)：
一、改變性狀主要是因為適應過程的需求，而非突變或基因重組出現；二、族群 內的個體或是新出生的個體都沒有性狀的變異；三、同一個族群內，性狀的改變 是漸進的。依照學生針對性狀改變的解釋還可細分成三類：(一)、需要：個體發 展出新的性狀，因為他們需要這個性狀才能夠存活；(二)、使用和不使用：改變
的發生因為物種的某些成員使用或不使用某些器官或能力而造成，這種解釋偏向
a.適應 (adaptation)
指族群內的性狀隨著天擇 作用而改變。
演化過程是由個體的出生 和死亡所驅使，而不是個 體在生命歷程中的改變。
直接用日常生活中的『適應』來 解釋：個體改變他們自己努力、
形式、功能或行為，例如：狗適 應了牠的新家。
環境趨使性狀的出現和發展。
4.
名 詞 混 淆
b.適應力 (fitness)
個體(或基因)產生具備生 存能力的下一代。
任何可以增加子代存活率 的性狀，也增加了個體的 適應力。
被認為是令人嚮往的性狀，例 如：健康、體能或智力。
只有強壯的個體才能存活下來。
演化概念包含許多概念，因此相關文獻中的遺傳概念研究結果，也可以作 為本研究的參考依據。楊坤原和張賴妙理(2004)整理遺傳概念之文獻回顧整理，
提到有性生殖之主要的生物意義可完成基因重組，產生遺傳變異性，使子代具有 各種與親代未必相同的性狀。與本研究中演化概念之次概念二「族群裡的變異」
測驗學生是否理解族群裡的個體不盡然相同，以及次概念三「可遺傳的變異」測 驗學生是否理解遺傳造成變異。另外，學生在有性生殖概念會出現「人類的牙齒、
骨骼和眼睛是自然而然出現，沒有受到任何機制控制」的迷思概念(楊坤原和張 賴妙理, 2004)。這也顯示出學生對於物種起源的仍感疑惑，因此本研究當中的次 概念一「變異的來源」對此迷思概念檢視學生的解釋類型。
圖 2-4-1 比較科學和學生對於演化機制之理解(引自 Bishop & Anderson, 1990) 新的族群
環境因素 造成死亡
存活的族群
有些存活者無 法繁殖下一代
世代 ＃1
世代 ＃2
親代的生殖和 死亡
新的族群
環境造成族群 對某些特定性 狀的需求
世代 ＃1
親代的族群 親代的族群(性狀部分適應)
物種『適應』
(因為需求而改變)
環境造成族群 對某些特定性 狀的需求
新的族群 新的族群
世代 ＃2
繁殖 性狀『改變』
物種進化
物種所具有的性狀，因為環境趨使和誘導，而發生非任意的改變。
死亡不會造成任意的性狀改變，但繁殖會造成性狀任意的改
缺乏適應環境性狀的個體 具備適應環境性狀的個體
有新性狀出現或發生性狀改變的個體 性狀部分適應的個體
a. 科學上描述演化概念的內容 b. 學生對演化素樸概念之歸納
突變或基因重組
Ferrari & Chi(1998)依據 40 位大學非生物主修學生的解釋做述詞分析，發現 其中有 63%的解釋是屬於非達爾文式的(表 2-4-2)，大致可分成三類：
一、變質演化(跳躍式演化)：意味一個較大的突變或跳躍產生新的種類，這 部份的解釋屬於少數，僅佔 9.8%，根據學生解釋還可以在細分成兩類：
(一) 希望的怪物：原先族群裡的個體無法適應環境的改變，當有個新的 個體出生比原有的族群成員好，就可以形成新種，而原有的就會 滅絕。
(二) 雜交：族群裡的同種個體有其特定的性狀，透過交配可以把性狀傳 給下一代，交配方式可分成兩種：
1. 混合：兩種不同的物種交配，就能產生新的物種。
2. 增強：強壯的物種交配可以產生強壯的特徵。
二、變異演化(拉馬克式)：演化是自然或有意圖的的方式，逐漸地改變變成 較優勢的物種，這種解釋類型出現比率高達 52%，適應可分成兩種：
(一) 外表型的轉變：外表型出現變異，變異方式有兩種：
1. 自動的適應環境：新性狀是自動產生的，可以自動地適應新環 境的生存條件。
2. 意圖的適應環境：族群裡的成員因應環境的改變，主動地產生 需要的變異。
(二) 基因型的轉變：族群類的個體會從基因型的改變著手，透過基因型 的改變可以產生變異。
三、其他：解釋內容不清楚，不屬於前兩個類型，則都歸於第三類型，可以 分成兩種：
(一) 模稜兩可：解釋內容太過含糊，以至於無法區分屬於哪個類型。
(二) 其他：描述內容沒有提到任何解釋。
然而，出現最多的類型是拉馬克的解釋方式—變異演化，正是我們所說的器
(transmutation Evolution)
非達爾文 2：變異演化(51.9%) (transformation evolution)
非達爾文 3：混雜(38.3%) (Miscellaneous)
希望的怪物(突然改變)
雜交
1. 混合(不同物種混合) 例如：如果他們和不同種類的 蝴蝶交配，就有可能演化出新 種。
2. 增強(強的相同物種混合) 例如：兩隻強壯而有活力的老 鼠生下的子代，這個子代遺傳 到更具有強壯的肌肉。
基因型的轉變
例如：樹接觸到自然的世界 後，可能會輕微地改變樹本身 的遺傳編碼。
其他
例如：不，顯然鮮豔的蝴 蝶易被捕食。不，如果他 們的顏色不改變，他們將 會持續被攻擊而無法產生 更多。
除了上述針對大學生演化概念為研究對象，另外 Evans (2000)研究 49 位國小 學生對於物種起源的解釋內容，歸納出學生四種常出現的解釋類型：一、自然生 成論：任何一種變異的出現是由於自然，而不是由變異(transformation)而來，學 生解釋會提到「來自於地球」、「出現」、「生長」字眼；二、神創論：解釋過程中 使用到神、某個人或造物主，將在地球上創造、規劃或放置了新的物種；三、演 化論：解釋內容指出其中物種經歷了自然變異(transformation)，從一個物種轉換 成另個不相關的物種(不同的物種名稱)；四、雜交：這個解釋類型也被包含進來，
因為有些學生會假設某個物種，因為外型與猪和松鼠相似，他們就認為這個物種 來自於猪和松鼠的雜交。由於西方國家的信仰造成學生對於演化觀點會出現神創 論的解釋(Evans, 2006)，甚至與 19 世紀的科學家一樣，無法接受演化論觀點，加 上研究對象年齡包含學齡前和國小兒童與演化有關的生活經驗來源即為宗教信 想，所以此階段兒童會因為宗教信仰而出現對於演化論有許多不同的想法 (Downie & Barron, 2000)。然而，劉誠宗(2003)研究國內的國高中學生信仰與演化 概念之間未達顯著相關，由此可知東方國家的信仰對於演化概念影響較小。本研 究的研究對象也有選用國小階段的學生，亦能與之比較學生對演化概念是否有創 造論的想法，將上述研究結果列入本研究的問卷題型參考依據。
Settlage(1994)則選定 50 位高中學生進行教學前後的紙筆測驗，考題為兩題
學生會出現目的取向的解釋；二、使用：因為個體使用促使性狀更發達，或因為 性狀不常使用而消失，這意味著學生的解釋屬於拉馬克的用進廢退；三、適應：
學生提到生物對環境的適應，然而卻沒有做更深入的解釋；四、突變：性狀的出 現是因為自發性的突變；五、變異：回答內容提到族群之間的差異；六、其他：
解釋內容不屬於上述五類。從學生前側和後測結果發現，學生解釋由「需要」和
「使用」兩類轉變成「變異」，出現的次數達到顯著差異(z=3.769, p<.01)，但是 學生在前後測回答沒有改變的以「需要」居多，教學也無法讓大多數的學生都可 以善用科學來解釋演化的機制。
Bishop & Anderson(1990)與 Settlage(1994)的研究結果十分相似，雖然對象略 有差異，前者為大學非生物系學生，而後者為高中生，主要因為大學非生物系學 生在高中之後沒再接觸演化相關概念，所以研究結果十分相近，但 Settlage(1994) 的解釋類型較多，這似乎間接顯示隨著年齡增長，某些解釋類型會逐漸減少，顯 示概念有消長的現象發生。
國內吳美芬(2002)以師院學生為研究對象，將學生解釋架構分成十三種類 型：「目的論型」、「目的用進廢退型」、「用進廢退選擇型」、「先演化後選擇型」、
「變異選擇型」、「用進廢退轉變基因型」、「用進廢退型」、「轉變性狀型」、「轉變 性狀選擇型」、「產生變異選擇型」、「變異與用進廢退並存型」和「目的用進廢退 與變異並存型」共十三種類型，除了解釋類型的區分外，口語資料的述詞分析也
「變異選擇型」、「用進廢退轉變基因型」、「用進廢退型」、「轉變性狀型」、「轉變 性狀選擇型」、「產生變異選擇型」、「變異與用進廢退並存型」和「目的用進廢退 與變異並存型」共十三種類型，除了解釋類型的區分外，口語資料的述詞分析也