在教學過程中，學生才是教室內活動的主體，除了教師與學生之間的知識傳 授以外，同儕之間的交流互動也佔有重要的地位，相關研究也指出，運用小組互 動進行教學可促進學生參與科學活動的學習成就、學習動機與態度以及班級氣 氛。(Johnson & Johnson,1990；林惠瑩，1994)
討論學習的過程是非常受到社會建構學者的支持，他們認為由個人所建構的 知識再透過自己與他人互動溝通的歷程，經由不同型式的言語表達，使學生澄清 概念的定義、意義與使用方式，就能很自然地建立起概念。Fisher 和 Lipson(1985) 便指出，如果教學內容需要學生放棄先前擁有的觀念，就要有能讓學生自由表達 自己想法的氣氛，當學生進行討論時，就必須思考自己所堅持的概念、同儕想法 以及如何有效地為自己的想法辯護，這些過程提供學生更多刺激想像力的機會 (Bayer,1990；吳清源，2002)。Brown(1988)也指出這種交互教學的過程中，學 生必須整合自己的知識，並且用新的方式去建構較新和較有意義的認知型式。
Krajcik(2007)也認為同儕間進行的討論能夠幫助學生匯集彼此的看法以及 達成分享彼此對於概念主題的理解。Krajcik 將科學課室中進行同儕討論的優點 分為以下四點：
一、 學生們的討論內容可以提供教師足夠的回饋，讓教師可以了解學生 對於該主題的理解程度，判斷是否需要再額外提供更多的資訊以協 助概念理解。
二、 討論也可以幫助學生組織想法。
三、 在課堂中讓學生進行討論，是一個能夠增進學生之間互動關係的好 方法，學習者也能夠透過討論得到不同的觀點，這對學習新知識的 架構是有幫助的。
四、 若教師進行的教學，是需要依賴學習者主動發現的探究式學習，討 論能夠幫助學習者之間分享彼此的想法以及新發現。
Krajcik 同時也表示，要能夠吸引學生並且幫助學生在同儕間表達自己的想 法是件不容易的任務，必須要有詳細的課前計畫，才能建立一個能夠引發學生積 極討論並且討論能夠產生足夠成效的教學環境，教師要經由不斷的練習，準備和 思考來學習如何引導一個有效的討論。Krajcik 建議教師在課前預先準備好一系 列的引導式問題，這些問題通常是以開放式問題呈現，當學生的討論遇到瓶頸 時，教師便能夠以開放式的引導性問題促使學生有更深入的思考以及促進學習者 之間的互動。
其他支持同儕小組討論能夠增進科學概念理解的研究結果包括：Meyer &
Wooddruff(1997)讓學生在同儕社群中討論以達成共識，是引導學生建構科學知 識的一種方法。並在而後研究中，進一步討論小組協同合作學習與大班討論不同 的重要性。(引自黃俊儒，1999)
Rath & Bowen(1995)指出，學生需要透過不斷地與友伴交換意見、與教師或 其他成人溝通，以架構新的理解，並且認為如要理解學生的學習，是不能夠與整 個環境之社會面向相隔絕的。(引自黃俊儒，1999)
不同的知識背景的組成在認知過程中也有助於認知發展；無論學生在討論的 過程中是扮演提供解釋或接受解釋的角色，清楚的討論都能增進學習表現 (W.Nijhof,P.Kommers,1985；N.webb,1985)此外，同儕的糾正、支持、鼓勵、回 饋等，能提供學生立即的協助與支持，能鼓勵觀念、想法的溝通，對學習效果的 增進也有直接影響，從同儕處所獲得滿足感，也幫助學生對學科採取更肯定的態 度。
根據相關文獻(Cohen&Lotan,1995,Richmond&Strile,1996,Posner et.
al,1982)來推測小組互動歷程可能產生的情形：
1、 引起協商：個體將其認知投射於他人的最理想狀況。小組成員會回應意 見給提出者，同時成員也能充分表達個人意見，協商過程所產生的結果 最能被眾人所接受。
2、 引起衝突：個體將其認知投射於人最不理想的狀況。小組成員會對提出
者給予負向回應，成員雖能夠充分表達個人意見，但僅止於意見表達，
未有協商，最後結果仍分歧。
3、 引起情緒：個體將其認知投射於人，由於成員間的互動關係複雜，使小 組成員可能因彼此關係遠近的差異，而產生正面或負面情緒，影響到概 念互動結果。
4、 刺激討論：個體將認知投射於人或物時最模糊的情境。可能導致協商或 衝突，多數互動為此種情形，但由於互動機制不同，其方向未能立即確 定。
5、 忽略：個體將其認知投射於人或物時，可能因同儕關係或討論的議題與 他人不同而遭組員忽略。此種情形可能會改變同儕關係，但對於個體之 概念較不影響。
學習小組中可能產生的互動結果(引自藍偉瑩，2001)：
1、 概念忽略：個體本身受到同儕忽略或因產生衝突後，導致所提出的概念 未受討論或協商。當概念受到忽略時，其他成員不會受到此概念的影響，對 於該個體的概念地位而言，可能保持不變或會降低。所謂「忽略」並非將概 念排除，而是產生與此概念相反的新概念。
2、 概念同化：某概念原先在個體中並未存有，是透過小組互動後才得知，
且個體不認為此概念與其它概念有衝突，因此將其與舊概念同化。Posner 等人(1982)提出，學生遇到新概念時，若與原存概念不相衝突，就會嘗試將 新概念納入原架構中。
3、 概念豐富：某概念在個體中原先已存有，但內容較少，透過小組互動使 概念內容增加，且增加的概念與其它概念未有衝突，而更豐富了個體所擁有 的概念。
4、 概念重建：某概念在個體中原先已存有，但新概念與原概念發生衝突，
透過小組互動後使概念內容改變，此為概念的根本重建。
教學者要如何增進同儕小組在進行討論過程中的討論成效，有研究者建議 在學生討論的期間，老師便遊走各組，適時抽點學生回答問題，以增進討論的 效率，不管學生發表的內容，教師都盡量不介入或駁斥、下評論。多使用反問 的技巧，把疑點丟回給學生思考。當學生討論陷入膠著、方向不明或難以決斷 時，教師可以協助稍加統整分析，將方向導正或引出新方向。(吳清源,2002) Driver(1985)等人研究如何促進學生學習時的概念改變，建議教學者在進行 教學時可掌握以下方法：
(1) 教學內容應考慮學生先備知識：
學習就是將舊知識和新觀念交互作用的結果，對學習者而言，新的概念 符合可理解的、合理的、豐富的特性，讓學生能將新知識與現有知識整合。(吳 昆勇，2002)
(2) 提供讓學生釐清概念的機會：
教學時應該提供學生表示自己想法的機會，例如穿插小組討論或全班討 論，此時便可要求學生表達或寫下自己的想法，透過同儕的支持或詢問，能 夠加強概念的反思。
(3) 蘇格拉底式的發問：
使用發問的技巧是為了讓學生了解自己想法上的缺失，進而重新建構概 念。而提供學生小組討論的機會，讓學生可以在小組中發表自己的想法，也 能夠透過同儕的發問達成類似目標。
(4) 鼓勵學生自我進行有意義的建構：
教師可以鼓勵學生對事件提出可能的解釋或評鑑，或在課堂中針對某問 題集思廣益發表看法，這樣能夠學生不斷反思自己的想法，並且吸收來自他 人的見解。其實就是讓學生主動思考對所學得的知識產生意義，因為教師的 教學內容均呈現給了學生，但學生不一定完全了解教師所呈現的教材。