初中是学生学业发展的一个重要分水岭,也是在人生成长中心智迈向成熟的关键一步。作为义务教育段的终点,同时又作为物理启蒙教育的起点,如何能够在极为有限的时间内提高教学效率,更好地发挥教学效果,促使学生完成自我发展和取得学业成就,成为聚焦社会各方关注的重点问题。本文以认知心理学中的认知结构理论为指导,通过在一线教学过程中基于教学实验,采集获取的认知结构相关变量数据,测查初中生物理认知结构的组成形式和其特征,进而指出学生在解决物理问题和应用方面存在的不足之处,并探究给出相对应的改良教学建议和方案。研究过程中,首先在综合文献的基础上,通过综述国内外的文献内容,界定了认知结构及与之相关的概念定义。之后通过选定一线教学中的不同学业层次的初中生为研究对象,采集他们的物理认知结构构成的变量组成成分展开研究过程。第一步,通过章节测验,统计光学测试结果分析研究不同层次学生的学习情况;第二步,通过绘制光学章节物理概念图,收集图式结果进行分析和研究学生的静态物理认知结构构成;第三步,使用认知流程图方法探查学生的动态功能认知;第四步,通过设置学习调查问卷,统计答卷数据变量分析学生的学习习惯等学习情况,比较学业差距组学生间的不同,以期得出教学流程和学习方面的策略意见来进行改进。研究发现:一、学业成就不同的学生间所拥有的物理认知结构间差异明显,学生的学业差距与学生的认知结构组成密切相关;二、物理认知结构的建构受到学习习惯等因素的影响;三、教学策略可以修正引导学生建立正确的物理认知结构;四、物理认知结构受课堂教学影响,但也反作用于课堂教学的运行。之后,通过研究结果征询探讨策略改进意见设计反馈课程。通过从课堂教学的两个组成成分--学生组和老师组分别对课堂进行教学评价,对反馈课程效果进行总结和跟踪意见。结合反馈,也提出研究中的不足:一、研究样本来源较单一,缺少地域性差异;二、研究周期较短,缺少长期成就作为对比参照;三、研究对课堂改进的时效性还需要验证。四、研究中两组学生学业成就发生了变化,对参照产生影响。最后作者对研究在当前大环境下的前景发展和应用进行了展望,也肯定了教育心理学和教育科学化、教育前沿化的发展变化趋势,对物理基础教育的改革提出意见和看法。