九年一貫課程改革強調「課程綱要取代課程標準，學生學習中心取代學科本位中心，學校本位課程取代中央政府統一編輯」等觀念，鼓勵教師主動發展課程，提供學校與教師彈性自主的專業空間與時間，從事學校課程規劃、設計、實施與評鑑，引導教師專業成長。

近一、二十年來，建構主義在科學教育界廣受肯定，更逐漸形成科學教育改革的一股新力量。建構主義學者認為學生在學習新知識時，扮演主動建構的角色，並強調學生先存概念或知識（prior concepts or knowledge）的重要，主張學習是學生將新知識與先存概念的統整。因此，教師為協助學生進行主動有效的學習，應設計適當的情境，以提供學生建構其個人對於自然事物或現象合理有效的解釋。

學者建議教師可採許多不同的教學模式以進行符合建構主義精神的教學，如：學習環的教學模式、問題解決的教學模式、科學-科技-社會課程的教學模式、概念改變與類比教學模式等進行建構主義的教學。

科學教師的課程設計、實施與評鑑等專業能力是影響科學教學品質的重要關鍵因素，學習環教學模式提供科學教師另一種促進學生學習科學之興趣、提昇學生科學素養之可能的思維與行動。