许多研究发现，学生学习科学概念前常常使用自己的已有经验或知识解释科学现象，但是学生的这种解释常常是与科学概念相异的、片面的甚至是错误的概念，我们将这种概念称为迷思概念。学生要学习新概念，需要将自身已有的迷思概念转变为科学概念。另外，在学生建立科学概念的过程中，除了要从学生已有的概念出发进行教学，还要考虑学生学习科学概念时遇到的认知负荷问题。在物理科学概念的学习过程中，由于知识或原理的复杂性导致了内部元素交互特征，使学生在建立科学概念的过程中遇到了困难。上述这些因素造成的一个问题是:学生在问题解决的过程中往往会绕过复杂的科学概念而选择原始的迷思概念。　　 本研究从上述问题出发，以认知负荷理论为基础，结合计算机建模工具，设计基于认知负荷理论的计算机支持概念转变教学，将其运用于高中物理的重点内容“牛顿第二定律”，采用实证研究方法，验证这一教学策略对“牛顿第二定律”概念转变的教学效果。　　 本研究的具体研究内容如下:首先，本研究首对高一学生关于“力与运动”的迷思概念进行了调查研究，采用问卷调查与个案分析相结合的方式对高一学生迷思概念的情况进行总结。其次，针对调查归纳出的牛顿第二定律迷思概念，设计基于认知负荷理论的计算机支持概念转变教学并开展准实验研究验证其有效性。准实验选取广州某高中一年级两个班级作为研究对象，在实验班开展概念转变教学设计，在对照班进行常规教学设计。在实验班中选取四名学生作为重点分析对象，男女生各两名，其中一名学生前测成绩为高水平，一名学生为中等水平，两名学生为低等水平。　　 “力与运动”调查研究表明，高一学生在“力与运动”上存在较多的迷思概念，男女生迷思概念程度有显著差异，女生的迷思概念程度比男生高。导致学生形成“力与运动”迷思概念的主要原因是受日常生活及以往学习影响、直觉和想象、不能适应思维复杂程度的要求。　　 对实验班及对照班在前后测二段式诊断问卷中关于“牛顿第二定律”的迷思概念得分情况进行SPSS分析结果发现:实验班的前后测迷思概念得分有显著差异，后测的迷思概念情况与前测相比显著下降，表明概念转变教学设计能有效促进迷思概念转换为科学概念。在进行概念转变教学后，女生在“牛顿第二定律”的迷思概念的前后测得分上有显著差异，说明概念转变教学对于迷思概念程度较重的女生有很大帮助。另外，在概念转变教学中，使用计算机建模工具的小组比使用口语法、纸笔法的小组在前后测迷思概念转变上差异显著，说明计算机建模工具在能有效的促进学生概念的构建。　　 本研究结果表明，在物理概念教学中，从学生已有生活出发设计适当的情境或问题，聚焦学生的迷思概念，引发学生的认知冲突，结合计算机建模工具，通过降低学生的认知负荷，这一系列的方法所构成的策略能够有效促进学生的概念转变。