概念学习是国际科学教育研究的基本问题,尤其是学科核心概念的理解。然而国内大量研究表明,教师是把科学概念当作没有争议的事实传授给学生,而学生缺乏真实的经验活动,只能通过记忆事实的策略进行学习,导致对概念理解不深入。基于这一背景,本研究将基于Ph ET虚拟实验构建促进初中物理概念学习的教学设计模型,聚焦于虚拟实验和概念理解框架,以促进概念学习发展。本研究首先使用文献研究法,对概念学习和虚拟实验国内外研究现状进行了梳理,并对科学概念、概念学习、概念理解和虚拟实验等概念进行界定。其次,本研究深入分析了基于Ph ET虚拟实验促进初中物理概念学习的可行性分析,同时深入研判了已有概念学习教学设计模型。接着,构建了该教学设计模型。该模型主要分为四部分,包括基于概念的前期分析、信息资源设计、教学过程的实施和学习效果评价四部分。基于概念的前期分析包括学习目标分析、学习内容学习、学生学情分析;信息资源设计包括学习环境设计、数字媒体的选择、教学策略的选择、学习资源的设计;教学过程的实施包括创设情境-提出问题-形成假设-科学探究-得出结论-迁移应用等环节;学习效果评价采用概念学习量表、物理学习态度量表和半结构访谈的方式,来对学生的概念学习水平和学习态度进行评价。基于构建的教学设计模型,选取初中物理电路实验为例,根据概念学习发展三个水平,设计了《电线中的电阻》、《欧姆定律》、《串联电路》和《并联电路》这四个教学案例,充分体现出学生学习效果在事实水平、原理水平和模型水平的变化。采用准实验研究法进行教学实践,并对应用效果进行分析。实验结论如下:在学生的概念学习水平方面,实验班后测对比前测,实验班后测对比对照班后测,均有显著差异。实验结束后,实验班概念学习水平高于对照班,且实验班学生在事实水平、原理水平和模型水平三个层次均有显著提升。实验过后,实验班学生物理学习态度高于对照班。由此可以得出,该教学设计模型具有有效性,能提升学生的概念学习水平。