上世纪80年代开始，在西方兴起了对教学产生较大影响的建构主义学习理论，它是继行为主义学习理论，认知主义学习理论之后又一对教育产生深远实践意义的学习理论。它认为世界是客观存在的，人们认识世界是建立在自身经验的基础上，强调学习是教师引导学生从原有的经验中发展出新经验的过程。

建构主义学习理论的观点认为学习是学生在教师的帮助下，在头脑中重建知识体系，从原有的经验中发展出新经验的过程。建构主义学习的观点认为教学具备的要素应该包括：（1）情境，学生的学习须在一定的情境当中进行，这种学习情境应有利于学生参与课堂和主动思考。（2）协作，小组成员之间相互协作。（3）会话，会话是协作过程中不可缺少的交流环节。（4）意义建构，是学生通过学习重新建构自我知识体系的过程。

教师建构与学习相关的真实世界的情境，这种真实的情境能够使学生在其中解决学习问题，同时从中获得启发，对信息进一步加工和理解；学生在特定的环境中通过协作、交流，解决所面临的问题，在情境引导下，对所学内容进行意义建构。建构主义注重新旧知识之间的关联对学生学习的作用，倡导学生课堂合作和交流，重视培养学生自主学习和创造性学习能力。

建构主义理论作为理论基础的原因在于它认为学习是学生对信息加工和建构的过程，融入情境是知识建构过程的重要有利因素。也就是说学习能力取决于学生对信息的获取加工能力，这同学习能力的信息加工取向观点相似，同时认为情境教学是有利于培养学习能力的一种有效手段，成为本研究重要理论依据之一。

20世纪80年代建构主义理论不断发展，与此同时，情境认知理论产生并成为现代心理学的一个重要分支，1989年，《情境认知与学习文化》发表，本书系统全面地讨论了情境认知与学习理论，在研究领域具有一定的指导意义。该观点认为，学习的知识、思想和情境是密切相关的，知识是在情境中获得并且是在行为中发展进步的。

《理论与实践中的情境认知》文中作者认为,情境认知学习理论是有别于信息加工理论的，它尝试纠正规则性信息描述对人们造成的认知偏差，企图结合有意识的思考和背景情境对认知加以解释。情境认知理论的观点认为，实践和学习不是互相独立的两个过程，意义也不是与实践和语境相分离的，知识是动态的构建和组织过程，是植根于社会环境中的活动，所以情境是所有人的认知活动的必要基础。学习是指个体在特定的情境交互作用中，不断适应文化与社会环境的过程。学习要在一定的场景中发生，人们把它称为“实践场”，是为了教学目的的实现，教师创设的有利的学习情境或环境。此外，个体与环境的互动不仅仅发生在非常复杂的环境或任务当中，也通常发生于日常生活中，所以在教学的过程中，也要重视自然情境的重要作用，真正激发出人类认知的潜能。

情境认知理论能够作为培养学生学习能力的指导理论，原因在于：情境认知理论认为知识不全部是机械化的组合，而是与环境紧密联系的有意义的整体，而这种联系体现在知识的存在、学习、运用多个环节中。学生在与环境进行交互作用的过程当中，能够提升对于生物学知识的理解能力；在生物学实验探究过程中，将学生置于真实的实验过程当中，能够帮助学生理解实验的过程，得出实验结论，提高实验探究能力；情境认知理论认为，学习认知活动不一定发生在高度复杂的机械程序中，而是在日常生活当中，生活情境能够给予学生启发，使其更好地进行生物知识的迁移运用。