在學習理論方面，早期的建構主義(Constructivism)認為 學習過程為學習者根據自己過去的既有知識與經驗，以闡釋新引進的科學概念 (Hewson, and Thorley, 1989)。這種學習觀強調課堂上提供問與答的互動式教學法，以刺激學生動腦思考及檢驗所學的教學 任務。到了近10餘年來發展的社會建構主義(Social Constructivism)則強調學習科學等於是學習一 個新的文化，包括語言定義、符號、工具、習俗、以及評量的準則及方法等 (Hennessy, 1993)。學 者建議同儕合作的學習模式提供學習者如師徒傳承(apprenticeship)的架構，將有助於達成文 化融合(enculturation)的目標 (O'Loughlin, 1992)。因此，學習物理不僅只需個 人的獨立認知操作(individual cognition)，還需參與團體的學習(social practicing)活動。 在物理課堂上提供學生小組討論或全班討論的機會，將可同時兼顧這兩項重要的任務，以促進物理的學 習成效。

在此，研究者將教師在課堂上提供思考性觀念問題，引導並協助 學生參與討論的教學法，定義為互動式教法。互動式教法強調學生在課堂上的學習參與過程，以與強調知識 傳授的傳統演講式教法相對應。

教學模式的改革，源自於人們學習觀的變遷，許多文獻都強調教師與學生對教學的既存觀點(perceptions)，對推動教育改革的關鍵影響(eg, Prosser, et al., 1996; White, et al., 1995)。例如，在「傳輸式」的學習觀之下，演講式教法將被視為有效率的方法。