Öğrenme halkası yaklaşımı 1970'li yılların sonlarına doğru Robert Karplus (1977) tarafından geliştirilmiştir. Öğrenme halkası, temelini Piaget'in zihinsel gelişim kuramı ve yapılandırmacılıktan alan aktif bir öğretim yaklaşımıdır. Boylan (1988)'e göre öğrenme halkası, yapılandırmacılığa dayalı, kavramsal değişimı arttıran bir öğretimsel modeldir. Araştırma stratejilerini kullanan öğrenme halkası, öğrenci merkezli öğrenmeyi destekler. Öğrenme halkası sadece bir öğretim yöntemi olmayıp, aynı zamanda kökenini Piaget'in zihinsel gelişim modelinden alan bir müfredat programıdır. Öğrenme halkasında temel prensip; öğrencilerin kavramları kendi kendilerine oluşturmaları, kendi öğrenim yaşantılarından yararlanarak karşılaştıkları problemleri çözmeleridir. Böylece öğrenciler bilimsel sürecin işleyişini daha iyi anlayacaklardır. Öğrencilerin mantıksal düşünme yetenekleri ve bilimsel süreç becerileri, geleneksel öğretim yöntemi ile ders alan öğrencilerden daha fazla gelişmektedir. Öğrenme halkasının, özellikle somut işlemler dönemindeki öğrenciler için, geleneksel öğretime göre pek çok avantajı vardır. Öğrencinin daha derin kavramsal anlamayı gerçekleştirebilmesi için, araştırma içerisinde aktif bir rol üstlenmesi gerekir. Bu durum öğrenciye pasif bir rol biçilen geleneksel öğretim yaklaşımının tam tersidir. Öğrenme halkasının her bir aşaması, bilimsel araştırmada öğrencilerin süreç becerilerini kullanmasını sağlamaktadır.
Öğrenme halkası; keşif veya inceleme, terim tanıtımı ve kavram uygulama aşamalarından oluşmaktadır.
Bu aşamada öğrenciler, öğrenme ortamındaki yeni araç, gereç ve diğer materyalleri incelerler. Öğrenciler bu materyallerle somut yaşantılar edinirler. Bu yaşantılar öğrencinin, Piagetin dengesizlik diye isimlendirdiği basamağa geçişini sağlar.
Birinci aşamayla ilişkilendirilen bu aşamada öğrencilere, öğretmen tarafından doğrudan başka materyaller (kitap, bilgisayar programı, video gibi) dolaylı olarak, yeni bir kavram veya prensibin tanımı verilir.
Son aşama olan bu adımda öğrenciler, öğrendikleri kavramı yeni ve farklı durumlara öğrendiklerini anlamlandırıp pekiştirirler.