学生关于物理概念的理解和学习过程中的推理、学习困难以及教学策略和评价的研究，是目前物理教育研究领域关注的热点问题。国际物理教育研究发展趋势是针对具体问题，进行深入细致的实证研究。方法科学、合理，研究过程和结果具有可检验性，符合科学研究的特征。我们知道在物理学的研究中，人们成功建立了许多理想模型，这些模型的建立对于物理学的研究是至关重要的。而物理教育研究领域对物理概念教学的研究，虽然已经进行了大量的探索，但目前还缺乏这样的模型。　　 本文在对国内外已有研究成果进行系统总结、分析的基础上，提出前认知的概念并对认知模式作出说明和界定。在借鉴科学哲学研究的基础上，提出概念支撑体系作为本研究的重要概念，并详细分析了概念支撑体系的组成因素，建立了概念支撑体系模型。本研究采用的方法是定量研究和质的研究方法紧密结合，与日常教学实际结合的实证研究。通过研究，可以得出以下研究结论：　　 1.建立的概念支撑体系模型可以作为认知模式分析的理论框架。　　 本研究在对国内外概念教学研究系统梳理和评述的基础上，借鉴科学哲学的研究成果，提出了概念支撑体系的模型。该模型给出了学习者概念得以建立的支持因素，及其相互关系的理论模型，从而确定了学习者认知模式的构成要素及其相互关系，分析结果表明，该模型可以作为认知模式分析的理论框架。　　 2.从认知模式角度对加速度和摩擦力学习进行的研究结果表明，认知模式研究能够展示两概念学习的本质。　　 在学习者的头脑中存在的前认知包含两个方面：认识和认知模式。认识侧重于结论性的描述，而认知模式则侧重于描述认识存在的基础和前提，关注思维方式和思维过程。认识的改变往往只是表面现象，而认知模式的转变则代表了内在本质的变化。从认知模式角度开展对“加速度”和“摩擦力”两个概念的学习研究，能够较好地对学习者学习中的认知障碍、学习结果、教学过程等进行分析和说明，与定量研究的数据统计结果符合较好。认知模式的研究能够展示这两个物理概念学习的本质。　　 3.关于“加速度”和“摩擦力”认知模式困难等级模型能够在教学前为教师提供学习者当前状态的信息，在教学后，为教师和研究者提供学习者经历教学后达到的新的状态和水平，为教学效果分析提供可以借鉴的方法和工具。　　 4.采用基于定量分析基础上的相对位置变化分析的方法，对“加速度”和“摩擦力”教学效果的评定与概念支撑体系理论和认知模式分析结论一致。　　 本研究中采用了Z标准分表示样本在群体中相对位置变化的方法，评定各样本关于“加速度”和“摩擦力”教学效果，经过与调查结果和课堂实录对照分析，表明该方法能够对两概念的教学效果做出较为准确的评定。　　 5.通过研究，形成了“加速度”、“摩擦力”概念教学的系统分析结果，从实践操作的角度为概念支撑体系理论提供了支持。　　 在形成支撑体系和认知模式理论框架基础上，通过前测分析，形成了加速度和摩擦力概念的学生典型前认知模式，并构建了其困难等级模型。通过后测分析，形成了教学后错误认知模式及其困难等级分布，并在此基础上形成了两个概念的教学效果定量分析结果，以此为依据进行了教学案例选取和分析，从实践角度直接支持了概念支撑体系理论。上述研究过程不仅给出了具体概念的相应分析结果，而且展现了本研究理论在实际操作中的应用过程和研究方法，为对其他概念的进一步深入研究作出了探索。　　 6.研究中开发的大部分测量工具，基本能够满足对学生的前认知和教学效果进行合理检测的要求。　　 大部分测试题目能够满足测量要求，本研究中的测量工具作用是反映学习者典型认知模式，对学生认识的测量不是研究重点。通过分析，可以发现大部分测试题目能够满足研究需要，当然有部分题目存在不足，我们在研究分析中已有相应说明和修改。