本研究是围绕“以学习活动为中心的教学设计”展开，属于学科化教学设计技术研究，所选学科为中学物理。在此之前，针对学科化教学设计技术的研究主要包括中学数学和化学。本研究借鉴了已有研究成果，同时根据物理学科的特点，如严密的知识结构体系、以物理问题为核心的教学特点、以情境为主线的问题多变方法等，从知识建模、问题设计、能力生成类活动设计等三个方面，对中学物理学科教学设计技术进行了较深入地研究，试图为中学物理教师提供一种理性的教学设计技术，使得中学物理教师能根据课堂需要设计出合适的、新颖的任务，并能根据不同学生的已有知识基础或欠掌握知识设计出合适的问题，并能依据已设计出的任务和问题辅以特定的形式、策略、评价方式等形成一个完整的教学活动。 本研究主要包括以下四部分，特点分别如下： (1)中学物理学科知识建模规范。该部分就中学物理学科的知识点类型、知识点间的关系类型、知识组块模式图类型等三个角度构建了中学物理学科知识建模的规范。 (2)中学物理学科问题设计技术。在已有的化学和数学学科研究的基础上，重点探索了中学物理学科问题设计的基本思路、知识推理路径的绘制规则等。 (3)中学物理学科能力生成类活动设计。中学物理学科意义建构类活动任务也包括9种，与化学和数学学科基本相似，学生问题解决能力的培养是中学物理新课程标准的基本要求，因此在活动设计环节重点探索了以问题为核心的能力生成类活动设计，构建了能力生成类活动的结构要素。 (4)中学物理学科教学设计的缺陷分析及归因。技术人造物缺陷分析法是本研究最主要的研究方法。在该部分，主要根据能力生成类活动方案和物理问题的缺陷分析结果，总结了缺陷中与技术环节相关的方面，并通过知识推理路径的自完备性检验方法加以改进。