在日常教學實踐中，教師、學生、知識、活動何為中心，這一直是人們反復探討的核心問題，也是至今沒有透徹認識的問題。但學習科學家約翰·D.布蘭思福特、M.蘇珊娜·多諾等在理論和實踐中作出了解答。
教育目標、學習研究方法論的變革以及網絡的廣泛應用，促使學習理論發生了最本質的變化，創建學習科學的時代已經來臨，《學生是如何學習的》一書應運而生。該書將學習科學的灰色理論變成生命之樹，以極其豐富、鮮活的案例闡釋了學生在數學、歷史和科學學科中的學習與發展，啟發教師對學生學習開展有效的指導，證明和擴展了學習科學的理論。
學生是帶著關于世界如何運行的前概念來的。教師要關注學生的前概念，并以學生的所知所思作為教學導入
從嬰兒到成人的過程中，人類由前概念驅動的積極學習隨處可見。對教師而言，學生從日常經驗中產生的前概念是很難改變的，雖然它們在日常情境中通常發揮著良好的作用，卻嚴重地阻礙了學生對正規學科知識的理解。
以學習者為中心的環境設計，要求教學必須把當前的教學任務與學習者已有的文化實踐、信仰以及學科知識聯系起來。大部分來源于生活世界的知識有時支持新的學習，有時卻阻礙新的學習。但無論如何，它都毫無例外地影響學生學習的發生，所以必須予以高度重視。
在教學中，如果教師沒有充分考慮學生所擁有的前概念，那么很可能就無法講授新的概念和信息。或許為了考試，學生能夠記住這些新知識，但考完以后他們將回到原來的前概念，從而導致學習的低效甚至無效。
在數學學習中，學生常常有這樣一些前概念：數學是一門學習計算的學科，是一門遵守規則確保獲得正確答案的學問，一些人有“做數學”的能力而一些人則沒有。對此，教師必須利用學生的前概念，把教學建立在充分了解學生既有的前概念的基礎上，但這也會給教學帶來挑戰：教師如何教數學，才能讓學生意識到它并不是計算和遵守規則，而是解決與數量相關的重要問題呢？如何才能把正式的數學訓練和學生解決問題的能力聯系起來呢？
作者在書中告訴我們，要分析學生提出的多種解決策略，尤其是錯誤的策略；鼓勵數學對話，學生進行數學思維的過程可以為教師未來的教學提供一個跳板；通過精心設計的“橋梁性”教學活動，預先處理學生共同的前概念和學習新的數學概念時產生的難點。
創建一個以知識為中心的課堂，教師往往要超越教材，幫助學生發現知識的結構，讓學生學習最基本的概念。
