此阶段的设计必须建立在教学分析的基础之上，包括教学模式设计、教学方法设计和教学媒体设计。这一环节主要考虑用什么方式和方法给学生呈现教材，提供学习指导，用什么方法引起学生的反应并提供反馈。教学过程是教师为达到特定的教学目标，针对学生特点和教学媒体的条件等，所采取的教学策略和教学步骤。在教学过程中，我们应充分利用多种媒体，但教学媒体的选择不仅要依赖于每种媒体的特征和功能，也要有赖于教学系统中其他因素之间的关系，媒体选择的重要依据是教学内容及学生的认知特征。
三、教学过程设计
教学过程设计是教学设计的重要环节，是教师教学理念和教学思想的具体体现。首先要将教学内容分解成若干个组成部分，并明确各组成部分的意义与作用，然后安排恰当的顺序进行组织。一个完整的教学过程包括导入、新课和结尾三个环节。必须指出的是，教学策略的设计与教学过程的设计往往是同时进行的、不可分割的两个环节。
四、教学方案的评价与反思
教学方案的形成并不是教学设计的结束。在教学设计的后期和实施后，都要对教学方案进行反思和评价，以便对设计方案进行修改，以使其不断完善。这一环节是针对教师教学认识能力的进一步提高而提出的，是教学设计中不可缺少的重要环节。一般而言，教师在对教学方案反思和评价时，要从以下几个问题人手：
（1）你是否考虑过学生通过这一教学过程要获得哪些知识与技能，经历哪些过程和方法，在哪些地方受到情感态度和价值观的教育？
（2）你是否考虑过在这些要求中，哪些是教学的重点和关键？
（3）你是否考虑过这一教学过程应按怎样的教学顺序（或线索）进行？
（4）你是否考虑过在这一教学过程中应采用哪些教学策略和教学方法？
（5）通过这一教学过程，你认为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标哪些已达到，哪些尚未达到？
（6）你是怎样知道学生已经学到这些内容和尚未学到哪些内容的？
其中的第（1）、（2）题是确定教学目标的问题；第（3）题是安排教学过程的问题；第（4）题是选择恰当的教学策略和教学方法的问题；第（5）、（6）题是考虑如何及时接收教学反馈信息的问题。
上述基本过程集中体现了教学设计的四个基本要素：
（1）教学所要达到的预期目标是什么？（教学目标）
（2）为达到预期目的，应选择怎样的知识经验？（教学内容）
（3）如何组织有效的教学？（教学策略、教学媒体）
（4）如何获取必要的反馈信息？（反思与评价）
这四个要素从根本上规定了教学设计的基本框架，无论在何种范围内进行教学设计，教学设计者都应当综合考虑这四个基本要素，否则，所形成的教学设计方案将是不全面、不完整的。完整的教学设计过程的其他环节都是在这四个基本要素的构架上建立起来的。
除此之外，对于物理课堂教学设计，还应注意以下几点：
（1）课堂教学设计要与本节课的教学目标和内容紧密结合。课堂教学活动是有计划、有目的活动。因此，课堂教学活动的设计要紧紧地围绕本节课的教学目标和教学内容而进行。
（2）课堂教学设计要具有趣味性和多样性。兴趣是教学的潜力所在，兴趣的培养与教师的积极引导和教学艺术是分不开的。教师应根据物理学科的特点和学生年龄的特征，采用灵活多变的教学手段和教学方法，创设丰富多彩的物理情景，这有利于引起学生学习的动机，激发他们的学习兴趣，从而调动学生学习的积极性。这样，学生就能从被动接受转化为主动参与，南“要我学”转变到“我要学”。
（3）课堂教学设计要体现交流与合作的原则。课堂教学并非是“我教你学”，而是师生之间、学生之间的交流。课堂教学中师生双方的认知活动、情意活动是相互依存、相互作用的，教学双方都为对方提供信息，教学就是为了促进交流。鉴于此，教师在课堂教学设计时，要注意设置有意义的情景，安排各类课堂教学活动，引导学生运用所学的知识解决实际问题。
（4）课堂教学设计应充分考虑现代教学手段。现代教学手段如录音、录像、投影仪、幻灯、多媒体等，在物理教学中适时、恰当、有效地运用，对于促进教学内容的呈现方式、教师的教授方式和学生的学习方式的转变具有重要的作用。
（5）课堂教学设计要精心设疑提问。美国心理学家布鲁纳指出：“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动。”思维永远是从问题开始的，所以，在课堂教学设计中要根据学生的认知水平，提出形式多样、富有启发性的问题。它是促进师生之间信息交流反馈，推动教学流程迅速向前拓展的重要契机。对于学生来说，它还具有多种教育心理功能：既能激发学生兴趣，集中学习注意力，又能诱发积极思考，培养思维能力和习惯，启迪聪明智慧，还能充分训练口头表达能力。作为教师，可以通过提问来检查和了解学生的理解程度。鼓励和引导学生深入思考问题，复习巩固并运用所学到的知识。
（第三节 ）课堂教学设计的实例与评析
《物理课程标准》对物理教学过程提出了明确的要求和建议，课堂教学作为新课程实施的基本途径，无疑应当体现课程改革的精神，教学设计也就自然要以此为依据。本节通过典型物理课堂教学片断的设计，说明在教学设计中如何体现新课程的理念和要求。
一、问题情境的设计
问题是物理的“心脏”，是当前状态（教学开始前）与预期状态（教学结束后）之间存在的差距或矛盾，也是激活学生思维的动力。所以教学设计的过程实质上是一个创设问题情境的过程。所谓问题情境，是指一种具有一定困难，需要学生通过努力克服（或寻找达到目标的途径），且力所能及的学习情境（学习任务）。任何学习的愿望，总是在一定的情境中发生的。作为成功的教学，其关键就在于问题情境的创设。
例如，在进行“静电感应”教学时，可设计如下探究问题的过程。
1．启迪生疑。
教师先用毛皮与胶木棒摩擦后，把带负电的胶木棒接近验电器的铜球，发现验电器的铝箔张开，学生产生疑问：铝箔为何会张开？显然，矛盾的揭示诱发了学生的认知动机。接着教师进一步提问：“铝箔张开说明它带了电荷，但胶木棒和金属球接触到了吗？”这样便进一步使学生想到除了“接触”导致电荷转移外，还有另一种机理，此时大部分学生已被调动起“探究”的积极性，而且有了正确的思路。教师进一步点拨：“铝箔带电分开，可以肯定是胶木棒引起的，那么胶木棒的靠近为什么会使铝箔带有电荷呢？”这样，教师的实验和语言促使学生生疑、探疑并形成正确思路和积极探究的心态，激发了学生的成就动机。
2．提出假设。
对一切事物的探究活动来说，发现问题和找到症结所在是探究赖以进行的前提，提出假设则是核心。对上述问题，鼓励学生进行发散思维，提出各种假设，经共同探讨形成两类假设：其一，电荷从胶木棒中跳到验电器上去了（受闪电的启发）；其二，因为电荷同性相斥，铜球上的负电荷是被胶木棒上的负电荷沿着铜球和铜柱赶到铝箔上的。
3．实验判定。
如何判定两个不同假设的正误呢？可以通过实验来判定。先让学生把两个假设的带电情景（如下图所示）作比较，学生很快找到了两个假设中的不同。如图（a）所示的情景说明了铜球与胶木棒带有同种电荷，而图（b）所示的情景说明了铜球与胶木棒带有异种电荷。因此，判定铜球电的性质便成了判定两个假设正误的实验基础。如何判定铜球带电的性质呢？经讨论，用玻璃夹从验电器上拆下带电的可拆铜球（事先制作），靠近带有已知的某种性质电荷的通草球，可以很快地得出铜球带有与胶木棒所带电荷互为异种电荷的结论，这样便判定了后者的假设是正确的。
4．得出结论。
虽然学生已作出正确判断，但对问题的认识仍处于感性认识阶段。他们仅知道验电器上的电荷是被胶木棒上的电荷作用而分开的。因此，还要使感性认识向理性认识过渡，并上升为概念、规律。在此，进一步引导学生共同讨论，运用物理语言描述物理现象。如“带电体接近导体时，导体靠近带电体的一端将出现异种电荷，而远离带电体的一端将出现同种电荷”。这样，把前面实验中的胶木棒“置换”为带电体，验电器铜球“置换”成导体靠近带电体的一端，铝箔“置换”成导体远离带电体的一端，使问题从特殊扩展到一般，并把这一现象形象地称之为“静电感应现象”。
5．实践应用。
在明确“静电感应现象”的本质特征后，让学生思考如下图所示的问题：两个相同的一端封闭、另一端开口的短圆柱形空心金属筒，在封闭处分别挂一个通草球，把两筒的开口处接触合并。当带电玻璃棒靠近一个筒的封闭端时，通草球均分开，这说明了什么？然后先拿走带电玻璃棒，再移开两个短圆柱形金属筒，有何现象？若先移开两个短圆柱形金属筒，再拿走带电玻璃棒，又有什么现象？经过共同分析并演示，学生对“静电感应”的认识得到升华，并获得使导体带电的一种新的方法——感应起电。
在进行教学设计时，应该充分估计学生可能遇到的障碍，尽可能穿针引线般地设置好接口。教师上课时展现的是自己再创造的过程，如何把教师再创造的思维过程转化为学生再发现的过程，这是教学设计优化的关键。
二、课堂实验教学设计
物理是一门以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。能否体现这一重要观点，最终要看实验在教学上的落实情况。就课堂实验教学设计而言，有许多问题需要解决，例如：①在课堂教学的各个环节中，你打算选择哪些实验，选择的依据是什么？选择哪些器材，选择的依据又是什么？②你打算如何设计课堂教学结构，安排实验教学程序？为什么要这样安排？③你打算如何运用教学语言，边讲边演，边讲边做，引导学生观察，引导学生操作，引导学生思考，引导学生讨论，以达到一定的教学目的？④你如何实施课堂实验教学的组织和管理，使教学进程控而不死，活而不乱？等等。这些都不是一个单纯的实验技能，也不是单靠教师自身的经验就能很好地解决的问题。
【案例1】“瞬时速度”概念的教学
对于高中一年级的学生来说，正确地建立起瞬时速度的概念是非常难的。一个有效的方法就是：通过实验具体演示平均速度的测量（可用气垫导轨、光电门与计数器配合起来使用），并逐渐把位移（时间）取得越来越小（即上图中的凹点向A点靠近）。这时所测得的平均速度值会越来越趋向于某一定值，由此说明，当B点与A点越接近，通过AB这一段距离的速度变化越小，所得的平均速度越接近A点的速度。以此实验事实为依据，启发学生超越具体实验条件的限制，运用思维去继续操作“理想实验”。假如把B点与A点无限接近，作为位移来讲已经接近到了几乎只有A点，那么所测得的平均速度又是什么呢？学生的思维到了这一层次，瞬时速度的概念已经不言自明；这时测得的平均速度实际上已是通过A点时的速度了，这就可以自然地引出瞬时速度的概念了。这样做的好处是把需要用抽象的思维方法才能引出的概念转化成具体可以操作的实际问题，达到了抽象问题具体化的目的。
【案例2】“远距离输电”
在对“远距离输电”的教学中，有两个问题比较突出。一是在功率一定的情况下，输送的电压越高，电能损失越少。这个问题在形式上学生是接受了，但在思维深处却总是感到有点难以理解。二是在计算电能损失时，对输送电压、线路损失电压这两个概念搞不清楚，不知道用哪个电压来计算电能的损失。但是，如果在教学过程中把远距离输电的实验搬到课堂上来，那么问题就可以得到满意的解决。实验原理如下图所示。
在上述实验中，电源可用低压电源的交流输出端，变压器可用自耦变压器，输电线可用电阻率较大的合金丝。先让电源的电压为U0，设此时A0的读数为I0，同时线路上损失的电压U2、U3及变压器两端的电压U1可从电压表上读出。将交流电源电压提高到2U0，通过调节B，使A0读数变为I02，以保持输送功率不变。此时可以发现，线路上损失的电压U2、U3明显减少，灯L的亮度增加，实验效果十分明显，同时通过实验可使学生明确地看到输送电压U0与线路损失电压（U2+U3）的意义和本质区别，从而避免计算电能损失时经常出现的输送电压与线路损失电压之间概念的混淆。
在物理课堂教学中，应该向学生提供足够的感性材料。这些感性材料的获取，主要来自两个方面：一是从学生日常生活中的所见所闻中获得，二是从物理实验中获得。作为一名物理教师，在课堂教学的设计中，更应注重后者，因为物理是一门以实验为基础的学科，虽然学生在生活的实例中电可以得到感性材料，但从实验获得的感性材料有它独特的优点。从生活中得到的感性材料通常来自复杂的运动形态，本质的、非本质的因素往往交融在一起，从而使学生难以把握本质的东西。而实验则可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，使学生对物理事实获得明确、具体的认识。学生之所以对一些概念规律难以理解，其主要原因是进行抽象思维时，头脑中缺少表象的支持，而利用实验，则有助于学生形成表象，克服学习中的难点。
对于物理学中的经典实验，也应积极创设问题情境，引导学生去追溯物理学家们思考研究的源头，他们精巧的设计、独到的方法、深刻的分析，都是值得我们继承和发扬的瑰宝。例如，伽利略研究物体机械运动的规律时，曾无数次进行斜面实验，为什么选用斜面？（冲淡重力，放大时间）；卡文迪许利用扭秤实验，第一次测得了万有引力恒量，它是如何放大微小引力的作用效果的？实验原理设计中进行了哪三次转化和三次放大？等等，从中可帮助吸取物理思想的营养。
三、专题研究的教学设计
【案例3】“能源的利用与开发”教学活动设计
（1）阅览。充分利用图书馆、阅览室的资料，让学生自己在课前进行查阅。设置思考的问题有：我国（及世界）的能源情况；能源的战略意义；大亚湾及秦山核电站概况；切尔诺贝利事件的教训；环境的含义；环境中不利于人类生存的主要因素；具有应用前景的新能源和新发电方式有哪些；等等。
（2）调查。设置调查的问题有：锅炉的烟尘、汽车的尾气所造成的大气污染对居民生活的影响；浪费能源的实例；风能、太阳能等新能源在本地的利用情况；等等。