近些年来,信息技术的飞速发展催生了数字化学习、泛在学习等一批新型学习方式,随之而来的是学习文化向以学生为中心、个性化发展转变。正是在这样的背景下,本研究基于CTCL研究范式和其基本理念,以小学数学“相交与垂直”的学习内容为例,对学习者的前概念进行测查,了解他们的认知状况及其形成原因,并将学习者的前概念进行分类,之后依据学习者的前概念及其类型进行个性化学习设计,并按照前概念类型,将学习者分成若干个小组,分组进行个性化学习。实验表明,针对学习者的前概念使用技术进行个性化学习设计能够有效地促进学习者发生概念转变,提高学业成绩。已有研究表明:学生在走进课堂前,头脑中或多或少存在对即将要学习知识的认知,依据这一观点,本研究假设学习者在学习新知识之前存在前概念,试图解决三个问题:(1)学生在学习“相交与垂直”之前存在哪些前概念,(2)这些前概念可以划分成哪些类型,(3)如何利用技术进行个性化学习设计以促使学生发生概念转变,提高学习成绩。围绕上述的三个问题,本研究采用问卷调查法、访谈法、观察法以及准实验法等方法,主要进行以下四部分研究:首先是对测查对象进行前概念测查与分类,获得学生的前概念并归纳出前概念类型。接下来对实验组和对照组进行前测,一是了解两组的水平是否相近,二是获得实验组学生的前概念分布情况,为个性化学习做准备。然后根据实验组学生的前概念以及其类型进行个性化学习设计,包括个性化学习资源开发和学习过程设计两个方面,之后对实验组和对照组采用不同的教学干预,其中实验组分组进行个性化学习,对照组进行常规教学。最后对实验组和对照组的后测,分析数据并得出结论。通过研究发现,在CTCL视野下,技术在促进学习者的学习,提高学业成绩是有效的,而个性化学习设计是提高学业成绩的关键,并且得出如下结论:(1)在“相交与垂直”课题学习之前,学生普遍存在前概念,而且这些前概念是可分类的。(2)基于学生的前概念,利用技术进行个性化的学习设计能够有效地促使学生发生概念转变,提高学业成绩。(3)学生对技术的偏好程度、以及其在课堂的行为表现,会影响概念转变的有效发生,最终影响学业成绩。