Model learning cycle (siklus belajar) adalah rangkaian tahap-tahap kegiatan (fase) yang diorganisasi sedemikian rupa sehingga pebelajar dapat menguasai kompetensi-kompetensi yang harus dicapai dalam pembelajaran dengan jalan berperanan aktif (Ngalimun, 2012: 145).
Model learning cycle merupakan model pembelajaran yang berdasarkan pandangan konstruktivisme, dimana pengetahuan dibangun dalam pikiran siswa sendiri (Mecit, 2006: 3). Lebih jelas Slavin (1994: 225) menjelaskan bahwa menurut pandangan konstruktivisme anak secara aktif membangun pengetahuan dengan cara terus menerus mengasimilasi dan mengakomodasi informasi baru, dengan kata lain konstruktivisme adalah teori perkembangan kognitif yang menekankan peran aktif siswa dalam membangun pemahaman mereka tentang realita.
Marek (2008: 63) dalam Journal of Elementary Science Education menyatakan bahwa learning cycle merupakan cara inkuiri pada pembelajaran sains yang terdiri dari beberapa tahap berurutan. Dari penjelasan beberapa ahli di atas dapat disimpulkan bahwa model learning cycle merupakan model pembelajaran yang berbasis konstruktivisme yang terdiri dari beberapa tahapan belajar yang terorganisasi dan berpusat pada siswa sehingga siswa secara aktif menemukan konsep sendiri.
Selain berbasis konstruktivisme, learning cycle juga sesuai dengan teori belajar Piaget atau yang dikenal dengan teori perkembangan kognitif Piaget. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Abraham (1997) bahwa, “the learning cycle model derived from constructivist ideas of the nature of science, and the development theory of Jean Piaget”. Pengetahuan awal yang dimiliki oleh siswa dikaitkan dengan pengetahuan baru yang diperoleh oleh siswa.
Model learning cycle menekankan ke hakikat sains sebagai produk, proses, dan alat untuk mengembangkan sikap ilmiah dimana siswa dapat terlibat langsung dalam proses pembelajaran sehingga diharapkan dapat meningkatkan hasil belajar.
Pada mulanya, learning cycle terdiri atas tiga tahap, yaitu eksplorasi (exploration), pengenalan konsep (concept introduction) dan penerapan konsep (concept application). Dimulai dari fase exploration, maka siswa diberi kesempatan mengkonstruksi konsep dan dapat bekerjasama. Pengalaman fisik membantu siswa membangun membangun mental dari ide baru yang muncul pada konsep fase invention. Interaksi pada fase invention cukup membantu siswa mengasimilasi atau mengakomodasi ide yang spesifik. Fase application mendorong interaksi fisik dan sosial dengan memberi kesempatan untuk menggunakan ide baru tersebut pada situasi berbeda (Ngalimun, 2012: 145).
Tiga tahap siklus belajar tersebut biasa dikenal dengan learning cycle E-I-A. Pada proses selanjutnya, tiga tahap siklus tersebut mengalami perkembangan. Pada pertengahan 1980an Biological Science Curriculum Study (BSCS) mengambangkan model learning cycle menjadi lima fase yaitu terdiri dari fase engage, explore, explain, elaborate dan evaluate.
Perkembangan ini dilakukan dengan menambahkan fase engage di awal pembelajaran yang bertujuan untuk menggali pengetahuan awal siswa dan fase evaluate ditambahkan di akhir pembelajaran yang bertujuan untuk menilai pemahaman siswa, sedangkan fase pemahaman konsep dan aplikasi konsep diganti dengan istilah baru yaitu explain dan elaborate (Bybee et.al., 2006: 8).
Oleh karena itu learning cycle lima fase tersebut sering dijuluki learning cycle 5E (Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration, dan Evaluation) (Ngalimun, 2012: 146). Setelah learning cycle mengalami pengkhususan menjadi 5 tahapan atau yang disebut dengan learning cycle 5E, kemudian Eisenkraft pada tahun 2003 mengembangkan learning cycle menjadi 7 tahapan atau fase yang terorganisasi dengan baik, yaitu Elicit, Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate, dan Extend dan dikenal sebagai Learning Cycle 7E.
Eisenkraft (2003: 57) menyatakan bahwa model learning cycle 7E bertujuan untuk menekankan pentingnya memunculkan pemahaman awal siswa dan memperluas (transfer) konsep. Dengan model baru ini, guru seharusnya tidak melewatkan tata syarat yang penting untuk proses pembelajaran. Hakikat model learning cycle 7E adalah model pembelajaran yang berbasis konstruktivisme yang terdiri dari tujuh tahapan belajar meliputi Elicit, Engage, Explore, Explain, Elaborate, Extend, dan Evaluate yang terorganisasi dan berpusat pada siswa sehingga siswa secara aktif menemukan konsep sendiri.