หนุนการเคลื่อนไหวของการปฏิรูปการศึกษาวิทยาศาสตร์ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาในทุกระดับและอยู่ในทุกสาขาวิชา-เป็นเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจนในเป้าหมายของการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์จากนักเรียนเพียงแค่การสร้างฐานความรู้ของข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้นักเรียนพัฒนาความเข้าใจลึกของแนวความคิดที่สำคัญที่อยู่ในทางวิทยาศาสตร์วินัย ตัวอย่างเช่นสิ่งที่ใช้เป็นรู้การทำงานรายละเอียดของปฏิกิริยาเคมีของวงจรKrebs โดยไม่ต้องมีความรู้ความเข้าใจของความสัมพันธ์ระหว่างปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้การหายใจของเซลล์และความจำเป็นในชีวิตของการเก็บเกี่ยวพลังงานจากอาหาร? นี้ให้ความสำคัญกับความเข้าใจแนวคิดในการศึกษาวิทยาศาสตร์การปฏิรูปมีแนวทางการพัฒนามาตรฐานและแทรกซึมเอกสารนโยบายการปฏิรูปการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ(สมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ปี 1989, 1993, 2001; สภาวิจัยแห่งชาติ, 1996). อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงนี้ เพื่อการเรียนการสอนที่มีต่อความคิดลึกเข้าใจมักจะฟังดูเรียบง่ายเมื่ออยู่ในความเป็นจริงมันเป็นของขวัญโฮสต์ของความท้าทายที่สำคัญทั้งในทางทฤษฎีและในทางปฏิบัติ สิ่งสำคัญที่สุดคือถ้านักเรียนไม่กี่ใด ๆมาถึงเรื่องของชีววิทยาในวิทยาลัยโรงเรียนมัธยมหรือแม้กระทั่งห้องเรียนกลางโรงเรียนโดยไม่ต้องรู้ก่อนอย่างมีนัยสำคัญของเรื่อง มันไม่แปลกใจแล้วว่านักเรียนสามารถไม่เคยได้รับการพิจารณาชนวนว่างเปล่าเริ่มต้นด้วยการเป็นศูนย์ความรู้รอการได้รับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน. แต่มักจะมีเวลาน้อยลงทุนโดยอาจารย์ผู้สอนในการหาข้อมูลในเชิงลึกสิ่งที่นักเรียนรู้อยู่แล้วและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่พวกเขาไม่ทราบว่าสิ่งที่พวกเขาสับสนเกี่ยวกับและวิธีอคติของพวกเขาเกี่ยวกับโลกทำหรือไม่เหมาะสมกับข้อมูลใหม่ที่พวกเขากำลังพยายามที่จะเรียนรู้ ในลักษณะนี้เราสำรวจความคิดที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเรียนการสอนเพื่อความเข้าใจรวมทั้งความคิดของการเปลี่ยนแปลงแนวคิดบทบาทสำคัญของทางเลือกแนวความคิดและหมายในทางปฏิบัติความคิดเหล่านี้มีสำหรับครูวิทยาศาสตร์ในทุกระดับในการออกแบบการเรียนรู้ประสบการณ์สำหรับนักเรียน