이 책에서는 과학 대체개념을 그에 대응되는 과학적 설명을 지니며, 여러 자연현상을 설명하고, 문제해결에 이용 가능한 '개인적 개념'으로 규정하며, 이에 합당한 대체개념을 과학적 개념으로 바꾸어주기 위한 교수-학습 모형을 제시하고 있다. 1장에서는 과학지식에 대한 대체개념의 여러 이름과 정의, 과학 대체개념의 본성을 보는 관점 및 그에 대한 과학철학적·심리학적 해석, 그리고 과학 대체개념이 형성된 유래를 설명한다. 2장에서는 국내외 중학교 1학년~고등학교 1학년 수준의 과학 대체개념을 제시하고, 3장에서는 현장에서 적용되고 있는 과학 대체개념 기반 교수-학습 방법의 한계를 지적한다.