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有效教学是指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的时间、精力和物力投入，调动学生的积极性，激发学生的潜能，取得尽可能好的教学效果。课堂教学是一种有目的、有计划的特殊的认知活动，为了达到教学活动的预期目的，减少教学中的随意性和盲目性，就必须对教学过程进行科学的设计。换言之，课堂教学的有效性取决于有效的教学设计。物理有效课堂教学设计则是教师在新课程教学理念的指导下，以物理学科教学理论为基础，运用系统的方法，事先对教学活动进行规划、安排与决策，充分达成知识与技能、过程与方法、情感态度和
价值观等教学目标的过程。
有效课堂教学设计要充分体现以学生为本的理念
物理新课程倡导的教学设计是系统教学设计。既关心教师的教，更关心学生的学。教学是师生双方共同活动的过程，教是为了学，学是教的依据和出发点。因此，在教学设计过程中，教师除了从“教”的角度思考问题外，更需要把学生认知发展的特点和规律作为教学设计的焦点，以教导学，以教促学，充分挖掘学生的潜能，调动学生学习的主动性和积极性，突出学生在学习过程中的主体地位。
1.找准课堂教学起点
学生的学习起点是影响学习新知识的重要因素，而现代学生的学习起点有时甚至会超出教师的想象。找准教学起点就是要摸准学生在哪些问题上“已知”，在哪些问题上“未知”，充分估计学生知识技能的基础、生活经验和学习习惯。只有准确了解学生的学习现状，才能确定哪些知识应重点进行辅导，哪些知识可以略讲或不讲，从而抓准教学的真实起点，根据学生的实际情况设计教学环节。比如，高中物理教学中，在教学“欧姆定律、串联电路和并联电路”时，这些内容初中时学生已经学过，如按教材进行教学设计，学生就“吃不饱”，就感到无兴趣。有时学生学习的起点低于教师的估计，如讲“v-t图像”中的斜率表示加速度时，数学上还没有学到这一知识点，教师就必须补充斜率的概念。这些情况下，教师就需要通过调整教学起点来解决问题。
2.贴近学生实际水平
教学设计既然是为学生更有效地学习而设计，就要让课堂教学设计与学生的学习、思维、能力贴近，这是有效教学的基础。我们在设计教学情境、引发思考、引导探究、提示方法、训练思维、调控反馈的过程中都必须考虑并遵循学生的认知规律，尽可能与学生的实际水平贴近，否则会出现“果子长得过高学生摘不到、过低不用费力即可摘到”的现象。因此要从学生的角度去设计课堂活动。教法和学法的选择要能激励学生主动参与到学习活动中去，使他们真正成为学习的主体。例如在讲参考系时，就从学生熟知的故事引入：“二战时一位正飞行的飞行员，抓住了他脸旁飞舞的苍蝇，一看是子弹。为什么在飞机上的飞行员能抓住子弹？站在地面上的飞行员能抓住飞行的子弹吗？”以此激发学生的好奇心，使他们去积极思考、主动探究。这样，学生对参考系的理解就会更深刻。
3.创设物理情境激发学生参与探究
物理情境是具有物理知识和物理思想方法的情境，是发现和提出物理问题的重要前提。只有当创设的物理情境进入学生的“最近发展区”且在内容上有挑战性和探索性时，学生才能在已有的认知基础上产生探索欲望，才能与老师互动合作，从中发现问题、提出问题，并解决问题。这就要求我们寻求学习材料的趣味性，设计多样性的学习和探究情境，不断变化学习的节奏，尽可能地活跃学生思维和课堂气氛。例如在设计“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学时，可以这样设问：“如果你是一级方程式赛车法拉利车队的设计师，你将从哪些方面来提高赛车的加速性能？”因为现在绝大部分学生喜欢看赛车比赛，知道超车的机会稍纵即逝，创设这样一个贴近学生实际的情境，有利于激发学生参与探究。
有效课堂教学设计要满足课堂教学的实际需要
有效教学设计的目的，是为满足教学活动的实际需要提供最优化的行动方案。教学活动的实际需要集中体现在教学目标和教学内容中，教师在教学设计时要对教学目标和内容进行认真分析，使之成为操作的具体要求。在此基础上，综合考虑各种教学因素，选择设计必要的教学策略。
1.教学目标分析
物理课程标准根据教学内容，确定了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标，并制定了不同水平的学习要求。如知识与技能维度的学习要求中，知识方面分为了解、认识、理解和应用等四个层次。教师在教学设计时，要根据课程标准所规定的目标要求，对本节课的教学应达到的行为状态作出具体、明确的说明，这就是教学目标分析。编制教学目标应是教师教学活动的第一个基本环节。编制教学目标的基本要求是：全面而不疏漏，具体而不空泛，明确而不模糊，能够确实承担起对教学活动的导向功能、调节功能和评价功能。
教学目标对知识与技能的陈述应明确、具体。不宜用含糊不清、缺乏质和量规定的“了解”、“理解”、“掌握”等词，必须用可观察和测量的行为动词来描述学生所形成的具体行为，要符合学生的认知水平，陈述词要具体、细腻。如对“匀变速直线运动的位移和时间关系”知识与技能的目标设计为：能用自己的语言表述匀变速直线运动的概念；能根据v-t图描述物体运动、求加速度；会用位移公式计算实际问题。
教学目标设计对过程与方法目标的陈述不容忽视。本次课程改革中的课程目标有别于教学大纲的一个最主要方面就是关注学生“学习的过程、改变学习的方式和方法”。因此，过程、方法、目标切不可被能力培养所代替，也不可笼统地陈述，要具体、明确。如对“匀变速直线运动的位移和时间关系”过程与方法的目标设计为：学会用v-t图推导位移公式微分的思想方法。
教学目标设计对情感态度、价值观的陈述不应有具体结果。情感是人们对外界刺激肯定或否定的心理反应；态度是带着情感成分的行为倾向；价值观是情感发展的结果。积极向上的情感、态度和价值观的形成需要一个长期的教育过程，是一个不断内化的过程。因此，这部分的教学目标设计是最不容易进行的，通过一节课是无法预料学生情感上的变化的。教学目标的陈述通常只明确规定学生应从活动中获得什么样的结果。在陈述上不要吝啬文字，要设身处地从学生角度去设计教学目标。如对“实验：探究加速度与力、质量的关系”情感、态度和价值观的目标设计为：通过实验测量加速度、力、质量，做出a－F图像、a－1/m图像，根据图像写出a、F、m的关系式；体会探究过程中所用的科学方法；体验科学探究中的艰辛与愉悦。
2.教材内容重构
物理教材是使学生达到物理课程标准所规定目标要求内容的具体体现。现行物理教材有多个版本，都是将物理课程理念和课程内容按照一定的逻辑体系和一定的呈现方式加以展开。同一知识点，不同的教材可能有不同的呈现方式。在教学设计时，要按照课程标准的要求结合教学实际情况对教材内容进行重新组合，也可以将多版本的教材进行整合，使教学更贴近教学实际。
例如，在“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学内容分析时发现，本节内容涵盖了科学探究的几个环节，教师要充分挖掘和利用好这一素材，培养学生科学探究的能力。课时计划安排本节内容两课时完成，《教师用书》建议第一课时内容是问题讨论与分析讲解，主要分析研究方法以及如何处理数据；第二课时是学生分组实验和进行数据处理。这样的处理有三个弊端：一是缺乏科学探究的连贯性，一个连贯的科学探究过程被人为地分为两段，第一课时学生被激发起的探究欲望，随着下课而消失；二是时间安排不合理，第一课时教学内容少，第二课时内容多，可能导致第二课时教学计划不能完成，或者变成教师的个人表演，失去探究的意义；三是两个课时的时间跨度长，由于新课程物理课时计划得少，导致两节课时间间隔长，第一课时的内容到上第二课时时又遗忘了。基于以上三点考虑，笔者将本节分为两节完整的探究课。第一课时探究加速度与力的关系，教师引导学生进行探究。第二课时学生自主探究加速度与质量的关系，因为有了第一课时的探究实践，学生已经初步掌握科学探究的方法，为第二课时自主探究奠定了基础。
有效课堂教学设计要突出以问题为中心
教师应抓住中学生好奇、富有新鲜感、求知欲强的这一心理特点，在教学设计时，依据教学内容的特点创设各种生动活泼的问题情境。教师通过巧妙设问，激发学生通过积极思维去解决问题，在问题解决的过程中去获得知识。物理教学的过程应当是一个不断提出问题和解决问题的过程。因此，教师无论是在教学的整体过程中，还是在教学的某些细微环节上，都应十分重视问题情境的创设，使学生进入问题“探索者”的角色。例如，设计“超重、失重”的教学过程时，问学生：“装满水侧面开孔的纸杯，让其自由下落，水喷出的距离比纸杯静止时近还是远？”演示的结果是没有水喷出，学生的好奇心被调动了起来。讲完超重和失重的知识后，请学生解释为什么水没有喷出。教师接着问：“纸杯斜抛出去，有水喷出吗？”最后问：“两个叠放在一起的物块竖直上抛后，有相互作用的弹力吗？”一连串问题的提出，使学生在解决问题的过程中，收获了知识，培养了能力，同时使学生对物理产生新奇感和兴趣，激发了学生的思维欲望、求知欲望。
教学设计应该只是一个教学构想，而不是一份建筑施工图。施工图要十分细致周全，不能留下任何空白死角。教学设计则不然，作为教学活动的预案，把以学生问题为中心的设想想得细一点，把可能出现的问题估计得充分一点，尤其是涉及多种教育资源的整合，多一点事先的准备，应该说都是必要的。但是，预案就是预案，必须具备开放性。教学设计应该多样，应该有选择，应该相对宏观并贴近学生实际；教学设计应该允许改变，允许不完成，允许适时调整。设计教学是为了学生的发展，改变教学设计也是为了学生的发展。学生、教师、课程标准和教材是学科教学中的四个核心要素，教学设计过程中只有做到更新教师教育理念、整合教材内容和优化学生探究方案，才能保证新课程要求下物理教学的有效性，才能在实施过程中获得最大程度的生成效果。
价值观等教学目标的过程。
有效课堂教学设计要充分体现以学生为本的理念
物理新课程倡导的教学设计是系统教学设计。既关心教师的教，更关心学生的学。教学是师生双方共同活动的过程，教是为了学，学是教的依据和出发点。因此，在教学设计过程中，教师除了从“教”的角度思考问题外，更需要把学生认知发展的特点和规律作为教学设计的焦点，以教导学，以教促学，充分挖掘学生的潜能，调动学生学习的主动性和积极性，突出学生在学习过程中的主体地位。
1.找准课堂教学起点
学生的学习起点是影响学习新知识的重要因素，而现代学生的学习起点有时甚至会超出教师的想象。找准教学起点就是要摸准学生在哪些问题上“已知”，在哪些问题上“未知”，充分估计学生知识技能的基础、生活经验和学习习惯。只有准确了解学生的学习现状，才能确定哪些知识应重点进行辅导，哪些知识可以略讲或不讲，从而抓准教学的真实起点，根据学生的实际情况设计教学环节。比如，高中物理教学中，在教学“欧姆定律、串联电路和并联电路”时，这些内容初中时学生已经学过，如按教材进行教学设计，学生就“吃不饱”，就感到无兴趣。有时学生学习的起点低于教师的估计，如讲“v-t图像”中的斜率表示加速度时，数学上还没有学到这一知识点，教师就必须补充斜率的概念。这些情况下，教师就需要通过调整教学起点来解决问题。
2.贴近学生实际水平
教学设计既然是为学生更有效地学习而设计，就要让课堂教学设计与学生的学习、思维、能力贴近，这是有效教学的基础。我们在设计教学情境、引发思考、引导探究、提示方法、训练思维、调控反馈的过程中都必须考虑并遵循学生的认知规律，尽可能与学生的实际水平贴近，否则会出现“果子长得过高学生摘不到、过低不用费力即可摘到”的现象。因此要从学生的角度去设计课堂活动。教法和学法的选择要能激励学生主动参与到学习活动中去，使他们真正成为学习的主体。例如在讲参考系时，就从学生熟知的故事引入：“二战时一位正飞行的飞行员，抓住了他脸旁飞舞的苍蝇，一看是子弹。为什么在飞机上的飞行员能抓住子弹？站在地面上的飞行员能抓住飞行的子弹吗？”以此激发学生的好奇心，使他们去积极思考、主动探究。这样，学生对参考系的理解就会更深刻。
3.创设物理情境激发学生参与探究
物理情境是具有物理知识和物理思想方法的情境，是发现和提出物理问题的重要前提。只有当创设的物理情境进入学生的“最近发展区”且在内容上有挑战性和探索性时，学生才能在已有的认知基础上产生探索欲望，才能与老师互动合作，从中发现问题、提出问题，并解决问题。这就要求我们寻求学习材料的趣味性，设计多样性的学习和探究情境，不断变化学习的节奏，尽可能地活跃学生思维和课堂气氛。例如在设计“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学时，可以这样设问：“如果你是一级方程式赛车法拉利车队的设计师，你将从哪些方面来提高赛车的加速性能？”因为现在绝大部分学生喜欢看赛车比赛，知道超车的机会稍纵即逝，创设这样一个贴近学生实际的情境，有利于激发学生参与探究。
有效课堂教学设计要满足课堂教学的实际需要
有效教学设计的目的，是为满足教学活动的实际需要提供最优化的行动方案。教学活动的实际需要集中体现在教学目标和教学内容中，教师在教学设计时要对教学目标和内容进行认真分析，使之成为操作的具体要求。在此基础上，综合考虑各种教学因素，选择设计必要的教学策略。
1.教学目标分析
物理课程标准根据教学内容，确定了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标，并制定了不同水平的学习要求。如知识与技能维度的学习要求中，知识方面分为了解、认识、理解和应用等四个层次。教师在教学设计时，要根据课程标准所规定的目标要求，对本节课的教学应达到的行为状态作出具体、明确的说明，这就是教学目标分析。编制教学目标应是教师教学活动的第一个基本环节。编制教学目标的基本要求是：全面而不疏漏，具体而不空泛，明确而不模糊，能够确实承担起对教学活动的导向功能、调节功能和评价功能。
教学目标对知识与技能的陈述应明确、具体。不宜用含糊不清、缺乏质和量规定的“了解”、“理解”、“掌握”等词，必须用可观察和测量的行为动词来描述学生所形成的具体行为，要符合学生的认知水平，陈述词要具体、细腻。如对“匀变速直线运动的位移和时间关系”知识与技能的目标设计为：能用自己的语言表述匀变速直线运动的概念；能根据v-t图描述物体运动、求加速度；会用位移公式计算实际问题。
教学目标设计对过程与方法目标的陈述不容忽视。本次课程改革中的课程目标有别于教学大纲的一个最主要方面就是关注学生“学习的过程、改变学习的方式和方法”。因此，过程、方法、目标切不可被能力培养所代替，也不可笼统地陈述，要具体、明确。如对“匀变速直线运动的位移和时间关系”过程与方法的目标设计为：学会用v-t图推导位移公式微分的思想方法。
教学目标设计对情感态度、价值观的陈述不应有具体结果。情感是人们对外界刺激肯定或否定的心理反应；态度是带着情感成分的行为倾向；价值观是情感发展的结果。积极向上的情感、态度和价值观的形成需要一个长期的教育过程，是一个不断内化的过程。因此，这部分的教学目标设计是最不容易进行的，通过一节课是无法预料学生情感上的变化的。教学目标的陈述通常只明确规定学生应从活动中获得什么样的结果。在陈述上不要吝啬文字，要设身处地从学生角度去设计教学目标。如对“实验：探究加速度与力、质量的关系”情感、态度和价值观的目标设计为：通过实验测量加速度、力、质量，做出a－F图像、a－1/m图像，根据图像写出a、F、m的关系式；体会探究过程中所用的科学方法；体验科学探究中的艰辛与愉悦。
2.教材内容重构
物理教材是使学生达到物理课程标准所规定目标要求内容的具体体现。现行物理教材有多个版本，都是将物理课程理念和课程内容按照一定的逻辑体系和一定的呈现方式加以展开。同一知识点，不同的教材可能有不同的呈现方式。在教学设计时，要按照课程标准的要求结合教学实际情况对教材内容进行重新组合，也可以将多版本的教材进行整合，使教学更贴近教学实际。
例如，在“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学内容分析时发现，本节内容涵盖了科学探究的几个环节，教师要充分挖掘和利用好这一素材，培养学生科学探究的能力。课时计划安排本节内容两课时完成，《教师用书》建议第一课时内容是问题讨论与分析讲解，主要分析研究方法以及如何处理数据；第二课时是学生分组实验和进行数据处理。这样的处理有三个弊端：一是缺乏科学探究的连贯性，一个连贯的科学探究过程被人为地分为两段，第一课时学生被激发起的探究欲望，随着下课而消失；二是时间安排不合理，第一课时教学内容少，第二课时内容多，可能导致第二课时教学计划不能完成，或者变成教师的个人表演，失去探究的意义；三是两个课时的时间跨度长，由于新课程物理课时计划得少，导致两节课时间间隔长，第一课时的内容到上第二课时时又遗忘了。基于以上三点考虑，笔者将本节分为两节完整的探究课。第一课时探究加速度与力的关系，教师引导学生进行探究。第二课时学生自主探究加速度与质量的关系，因为有了第一课时的探究实践，学生已经初步掌握科学探究的方法，为第二课时自主探究奠定了基础。
有效课堂教学设计要突出以问题为中心
教师应抓住中学生好奇、富有新鲜感、求知欲强的这一心理特点，在教学设计时，依据教学内容的特点创设各种生动活泼的问题情境。教师通过巧妙设问，激发学生通过积极思维去解决问题，在问题解决的过程中去获得知识。物理教学的过程应当是一个不断提出问题和解决问题的过程。因此，教师无论是在教学的整体过程中，还是在教学的某些细微环节上，都应十分重视问题情境的创设，使学生进入问题“探索者”的角色。例如，设计“超重、失重”的教学过程时，问学生：“装满水侧面开孔的纸杯，让其自由下落，水喷出的距离比纸杯静止时近还是远？”演示的结果是没有水喷出，学生的好奇心被调动了起来。讲完超重和失重的知识后，请学生解释为什么水没有喷出。教师接着问：“纸杯斜抛出去，有水喷出吗？”最后问：“两个叠放在一起的物块竖直上抛后，有相互作用的弹力吗？”一连串问题的提出，使学生在解决问题的过程中，收获了知识，培养了能力，同时使学生对物理产生新奇感和兴趣，激发了学生的思维欲望、求知欲望。
教学设计应该只是一个教学构想，而不是一份建筑施工图。施工图要十分细致周全，不能留下任何空白死角。教学设计则不然，作为教学活动的预案，把以学生问题为中心的设想想得细一点，把可能出现的问题估计得充分一点，尤其是涉及多种教育资源的整合，多一点事先的准备，应该说都是必要的。但是，预案就是预案，必须具备开放性。教学设计应该多样，应该有选择，应该相对宏观并贴近学生实际；教学设计应该允许改变，允许不完成，允许适时调整。设计教学是为了学生的发展，改变教学设计也是为了学生的发展。学生、教师、课程标准和教材是学科教学中的四个核心要素，教学设计过程中只有做到更新教师教育理念、整合教材内容和优化学生探究方案，才能保证新课程要求下物理教学的有效性，才能在实施过程中获得最大程度的生成效果。