(一)建构主义理论
1.知识观:知识只是人们对客观世界的一种解释、假设或假说，它随着人们认识程度的深入而不断地变革、改写和升华。真正的理解只能是由学生自身基于自己的经验背景而建构起来的，取决于特定情况下的学习活动过程。
2.学习观:学生知识意义的建构过程不可替代，即学生以自己原有的知识经验为基础，对新信息进行主动地选择、加工和处理，同化和顺应，建构自己的理解。
3.教学观:强调学生的主体作用，不能忽视教师的主导作用。教师是学生学习的辅导者，成为学生学习的高级伙伴或合作者。教学最终要使学生达到独立学习的程度。
(二)巴班斯基教学过程的最优化理论
巴班斯基在整体性、相互联系、动态、综合、最优化等观点指导下，提出了教学过程最优化理论。他主张把教学过程看成一个整体，运用相互联系的观点考察所有教学任务和完成任务所可能采用的形式和方法。
因此，所谓教学过程最优化是指在科学理论指导下，教师全面考虑教学规律、教学原则、教学任务、教学形式和方法，充分考虑教学系统的特征及内外部条件，对教学过程做出的一种目的性非常明确的安排，是有意识地对教学过程进行控制，以保证教学效果尽可能的最大化。
(三)布鲁纳知识结构学说
知识结构就是某一学科领域的基本观念，它不仅包括掌握一般原理，而且还包括学习的态度和方法。
科学的知识结构，可使学生从整体上把握知识之间的联系，有利于学生记忆、适于迁移，有利于学生能深入理解化学学科知识，能够缩小知识间的初、高级水平层次的间隙。
知识结构具有整体性、有序性、相关性、发展性。
(四)熊鹏飞教授课堂教学的“四条运行机制”
情意调节机制:创设教学情境，通过情意的体验和意志的发挥，形成学习动机，激发学习兴趣，使学生始终保持最优化的心理情意状态，为完成教学任务奠定动力基础。
思维启动机制:教师通过情境创设、问题诱导等方式，精准激发学生的内在学习动力，引导学生主动思考与深度参与，强调思维的批判性与创造性。以问题组的形式出现，效果会更好，可以凸显知识容量最大化，思维容量最大化，有效信息交互量最大化。
自主探究机制:“探”以发现问题、解决问题和实践参与为主要方式，“究”以启发学生积极思考为特征。学生通过自主探究，变学为思，变学为悟。学思践悟是很好的学习方式，我们教育的目的是引领学生学会学习，学会做人，学会做事。不是培育做题的机器。
评价反馈机制:构建“多元主体、多维指标、全程参与”的评价体系，注重对学生思维过程的评价，促进学生自我反思和素养提升。
