本文结合费米思维和教学设计理论,将费米思维融到高中物理教学中,通过对现有教学模式的分析,总结并提出了几点物理教学设计的原则,并通过对学生的学习现状进行调查问卷,和对我国教育实情的分析,设计出基于“费米思维”的高中物理教学设计的模式。最后将费米思维应用到具体的高中物理教学设计中形成具有参考价值的教学案例。基于费米思维的高中物理教学设计与实践,是将复杂的物理知识分解成若干个次级问题,运用适当的方法,依次完成各个次级问题,综合所有次级结果,最终以简单化的方案解决较复杂的物理问题。这一方案有助于实现高中物理课堂教学的最优化,有助于提高高中物理教学的质量,有助于加强学生对高中物理知识的理解,有助于训练学生对高中复杂物理知识的解决能力,同时有助于学生掌握基本知识和获得基本技能。然而,这一方案的实现同时也要求一线教师完成一定的技术任务,即在具体的高中物理学科教学中,必须关注教材的分析、课堂教学结构的把握和各个教学环节的安排,真正实现高中物理复杂问题解决的简单化。本研究中,笔者通过查阅国内外有关费米思维和高中物理教学设计的文献,了解并探究现有的高中物理教学设计,明确高中物理教学设计的涵义,提出什么类型的问题是费米问题,回答什么是费米思维,提出基于费米思维的高中物理教学设计原则,设计出适合我国教育实情的基于费米思维的高中物理教学模式和523教学流程,编写了高中物理课堂教学的典型案例,并在延安市黄陵中学高一年级选取两个平行班进行了为期六个月的高中物理课堂教育教学实践活动。具体地,第一章从问题的提出入手,主要分析了物理教学设计的现状、高中物理学科的特点和高中生学习物理过程中存在的问题,研究了课题在国内外发展的历史和现状,从教学的有效进行、学生能力的培养、课标的扎实落实三个方面阐明了课题研究的意义,本章最后阐述了本课题的研究目的。第二章界定了费米问题、费米思维、物理教学设计这三个概念。第三章对复杂问题简单化和建构主义理论这两个支持本课题的理论基础进行了阐述。第四章结合费米思维,提出了几点高中物理教学的原则,接着又基于这些教学原则,设计出基于费米思维的高中物理教学设计的一般模式和523教学流程,并给出三个教学设计案例,最后尝试以笔者任教的两个教学班为样本,进行教育教学实践应用。第五章对本课题的实施结果分别做了定性和定量的分析。最后一章是总结和展望。