教學(xué)理論是教師教學(xué)的基本依據(jù)，教師應(yīng)在理論的基礎(chǔ)上運用技術(shù)和方法，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。中學(xué)物理創(chuàng)新實驗的開發(fā)與應(yīng)用研究依據(jù)的主要理論有：認知心理學(xué)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。

（一）認知心理學(xué)基礎(chǔ)

研究者在進行中學(xué)物理創(chuàng)新實驗開發(fā)與應(yīng)用研究時是以皮亞杰的認知—發(fā)展學(xué)說為認知基礎(chǔ)的。皮亞杰認為，所以兒童都具有與周圍環(huán)境相互作用并理解周圍環(huán)境的本能傾向。皮亞杰提出了四個概念：圖式、同化、順應(yīng)、平衡。圖式是指主體已經(jīng)具有的動作的心理結(jié)構(gòu)，是人類認識事物的基本模式。要真正了解智慧，必須追溯到動作，邏輯思維就是一種動作。在由遺傳獲得的本能活動的基礎(chǔ)上，個體通過各種活動，不斷獲得各種信息，從而不斷豐富和改變其原有的圖式。

根據(jù)皮亞杰的觀點，人的心理發(fā)展過程就是適應(yīng)過程，適應(yīng)就是通過同化和順應(yīng)的方式來調(diào)整圖式，以對環(huán)境作出反應(yīng)的過程。同化是指主體將外界刺激納入已有的圖式中來理解新事物，獲得新經(jīng)驗的過程。而為了更好地適應(yīng)客觀環(huán)境，僅僅通過同化豐富腦中的圖式是不夠的，因為在生活中，我們常會遇到一些新的刺激情境。當我們用頭腦中的圖式去認識這一新的刺激情景時，就需要主體對原有圖式進行修改或者重構(gòu)，這種改變內(nèi)部圖式的過程就是順應(yīng)過程。

平衡是指由同化和順應(yīng)過程均衡所導(dǎo)致的主體結(jié)構(gòu)同客體結(jié)構(gòu)之間的某種相對穩(wěn)定的適應(yīng)狀態(tài)。在心理發(fā)展過程中，平衡是一個重要環(huán)節(jié)，不斷發(fā)展的平衡—不平衡—平衡的過程就是適應(yīng)的過程。

（二）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義思想的核心是：知識是在主客體相互作用的活動中建構(gòu)起來的。它強調(diào)學(xué)習(xí)的主動建構(gòu)性、社會互動性和情境性。

學(xué)習(xí)的主動建構(gòu)性。學(xué)習(xí)不是由教師向?qū)W生傳遞知識的過程，而是學(xué)生建構(gòu)知識的過程；學(xué)習(xí)者不是被動的信息吸收者，而是主動的信息建構(gòu)者。學(xué)習(xí)者綜合、重組、轉(zhuǎn)換、改造頭腦中已有的知識經(jīng)驗，來解釋新信息、新事物、新現(xiàn)象，或者解決新問題，最終生成個人的意義。

學(xué)習(xí)的社會互動性。學(xué)習(xí)是通過對某種社會文化的參與而內(nèi)化相關(guān)的知識和技能、掌握有關(guān)的工具的過程，這一過程常常要通過一個學(xué)習(xí)共同體的合作互動來完成。學(xué)習(xí)共同體是由學(xué)習(xí)者及其助學(xué)者（包括教師、專家、輔導(dǎo)者等）共同構(gòu)成的團體，彼此之間經(jīng)常在學(xué)習(xí)過程中進行溝通交流，分享各種學(xué)習(xí)資源，共同完成一定的學(xué)習(xí)任務(wù)。

學(xué)習(xí)的情境性。建構(gòu)主義者提出了情境性認知的觀點，強調(diào)學(xué)習(xí)、知識和智慧的情境性，認為知識是不可能脫離活動情境而抽象地存在的，學(xué)習(xí)應(yīng)該與情境化的社會實踐活動相結(jié)合。知識存在于具體的、情境性的、可感知的活動之中，不是一套獨立于情境的知識符號，只有通過實際應(yīng)用活動才能真正被人理解。人的學(xué)習(xí)應(yīng)該與情境化的社會實踐活動聯(lián)系在一起，通過對某種社會實踐的參與而逐漸掌握有關(guān)的社會規(guī)則、工具、活動程序，形成相應(yīng)的知識。