En el marco de la didáctica de las ciencias, diversos estudios han analizado las dificultades que presentan los alumnos en el aprendizaje de conceptos científicos debido a la existencia de numerosas preconcepciones en física en general y en óptica en particular. Esto ha originado la necesidad de elaborar materiales didácticos y diseñar estrategias de enseñanza que permitan realizar un cambio conceptual en el alumnado, combatiendo las preconcepciones sobre los conceptos tratados. Esto implica promover una formación científica adecuada en las etapas de formación del profesorado de educación primaria y una formación didáctica adecuada en la etapa de formación del profesorado en educación secundaria.La presente investigación pretende contribuir al área de óptica y al área de didáctica de las ciencias experimentales mediante dos objetivos: por un lado, diagnosticar y analizar los niveles de conocimiento y de autoeficacia docente y las preconcepciones sobre conceptos relativos a luz y color en docentes en formación y en el alumnado de educación primaria. Por otro lado, diseñar, elaborar, implementar y validar herramientas didácticas para la enseñanza de conceptos básicos de óptica.Los resultados de la implementación y validación de las herramientas didácticas diseñadas han revelado una mejora en el dominio cognitivo y nivel de autoeficacia docente del maestro en formación en los conceptos objeto de estudio. Consideramos que estos resultados constituyen una prueba de la validez didáctica de las herramientas diseñadas en la presente Tesis Doctoral a la hora de llevar a cabo intervenciones de enseñanza sobre conceptos de luz y color.