教学设计要求在教师主导作用的前提下，从整体出发对教学目标、教学内容、教学手段、教学形式、教学测评、教学环境及教学时空等进行整体设计，对教学进行精心地规划和安排。要使教学活动系统化、程序化，使学生能主动参与教学的各个环节，并能促进学生的有效交往。使教师的教授活动与学生的学习活动有机地融合在一起，让学生的主体性能得以充分地发挥出来。要使这样的教学设计真正地得以实现首先要了解学生的主观世界对客观世界的认知形态，并以此为出发点着重研究学生在学习新知识过程中的可能思维发展情况来进行教学设计。因为学习过程是学生主观世界的改造与重组过程，只有学生积极主动地进行思维才能完成对新知识的建构活动。因此教师的主导作用是否有效关键就在于对学生思维过程的了解程度，只有真正了解学生在学习过程中的思维活动情况——此时学生在想什么？会怎么去想这些问题？——才能有针对性地设计教学过程帮助学生建构新的知识体系。所以研究学生的思维过程是进行有效教学设计的关键。
案例一：高一学生在学习摩擦力之后不少学生在面对这样一道简单的习题：“如图（1）所示A物体叠放在B物体之上一起置于水平面上，当我们用一水平向右的恒力拉B物体让AB物体一起向右匀速前进的过程中B对A的摩擦力：（A）水平向右。（B）水平向左（C）为零（D）无法确定”经过多次的评讲还是有很多的困惑。经过笔者对学生的深入了解：要他们用实验来展示其困惑的原因时不少学生会拿二个物体叠放在一起拖动下面的物体展示出B对A有摩擦力。认真分析学生的主观世界的“图式”可以得知由于学生是从静止开始拖动AB整体的，并且很难做到让AB一起匀速前进。所以不少抽象思维能力不强的学生在思考这道习题时在其主观世界中建构的却是“加速过程”——因为他在客观世界中体验的多数是这种物理图景。因此教师在讲评这一类问题时如果没有了解学生此时的在其主观世界中所建构不是题目所描述的“图式”的就不可能设计出有针对性的教学过程来解决学生对这一类问题的困惑。此时如果强行灌输结论“本题B对A没有摩擦”所造成的结果是学生把原来思维深处“加速过程B对A有向右的摩擦力的正确认知”也改成没有摩擦，其效果是：学生越听越困惑并且产生了潜在的错误。类似这样学生的思维形态与题设的物理过程（或状态）不一致而导致不在习题所假设的理想情况下进行思考解决问题从而得不到正确结果的情况是很常见。特别值的强调的是这时按照学生自己所建立的物理图景（不是题设图景）其认知可能是正确，在这种情况下如果教学设计中没有认真研究学生的思维过程，掌握学生的思维特点是不可能设计出有效可行的教学方案来帮助学生解决他们所困惑的问题。所以好的教学设计必定是建立在对学生思维过程充分了解的基础之上。也只有这样“学生为主体、教师为主导”的教学设计才能真正得以体现。
因此不论采用什么样的教学方法，在教学设计中都要深入研究学生的思维活动，因为只有掌握了学生的思维活动规律才能正确地引导学生进行合理地思考，只有这样教师才能扮演好“导演”的角色。现以“电磁感应定律”这一节课为例进一步来阐述如何从研究学生思维活动出发进行教学设计以实现学生的主体性。
我们要从研究学生在学习这一部知识已经具备有什么样的思维状态开始，以寻求新课的引入点：学生通过初中的学习在其主观世界之中应该有这样的认知“闭合导体的一部分切割磁感线能产生感应电流”，在这里学生的思维中只有机械的条件而没有这个条件背后产生感应电流的本质——磁通量的变化，如何引导从表象“闭合导体的一部分切割磁感线”发现“磁通量变化”这个本质是教学的关键。因此要能让学生对原来的认知产生质疑，有了疑问才能引导学生进一步思考并展开互相讨论，才能想到通过实验、假设、分析、归纳等物理方法发现问题解决问题达到最后思维的升华——看到事物更本质的东西。根据以上分析我们教学的引入可以从对学生原来的认知设疑开始：（1）为什么要“一部分”这个条件？不是一部分行吗？（2）为什么要“切割磁感线？”，不切割行吗？通过这样的质疑学生肯定就会产生进一步探究这一条件的思考，在激发学生兴趣之后就可以在适当时机提醒学生：物理通常是通过什么办法研究以上问题？这样就会很自然地引入实验进行进一步探究：（1）让整个线圈分别在匀强磁场和非匀强磁场中切割磁感线。（2）让闭合线圈的一部分导体在磁场中顺着磁感线运动。当学生观察到“整个线圈在匀强磁场中切割磁感线不产生感应电流而在非匀强磁场中切割磁感线能产生感应电流、闭合线圈的一部分导体在磁场中顺着磁感线运动时不产生感应电流”之后再让他们思考为什么（有什么更深层次的原因吗）。在学生感到困惑时老师再引导学生看磁场与导体没有相对运动也能产生感应电流的实验（这里体现了教师的主导作用）：“一电磁铁放入另一闭合线圈之中，对电磁铁通电、通电稳定后改变电流强度、最后再断电”。让学生观察得到：“电磁铁通、断电的瞬间和改变电流强度过程在另一闭合线圈中能产生感应电流，而在电磁铁末通电或通过稳定电流时另一闭合线圈中不产生感应电流”。在学生观察到这些现象之后，教师应预期到：学生面对这么多的实验结果其思维困惑在于不知如何进行归纳与分析，所以这时的首要任务是要引导学生联系前面的实验学会归纳：请学生把能产生感应电流的情况列在一起：“闭合导体的一部分切割磁感线能产生感应电流”如图（2）所示；“整个线圈在非匀强磁场中切割磁感线能产生感应电流”如图（4）所示；“一电磁铁放入另一闭合线圈之中，当电磁铁通、断电的瞬间（如图（7）变化到图（6）过程所示）或移动滑动变阻器改变电磁铁中电流强度过程在另一闭合线圈中能产生感应电流（如图（6）变化到图（8）过程所示）”。再把不能产生感应电流的情况列在一起：“整个线圈在匀强磁场中切割磁感线不产生感应电流”如图（3）所示；“闭合线圈的一部分导体在磁场中顺着磁感线运动时不产生感应电流”如图（5）所示；“一电磁铁放入另一闭合线圈之中，当电磁铁电中没有通电之前或合上电键后当电路中通过稳定电流时另一闭合线圈中均不产生感应电流”如图（8）和图（9）所示。在引导学生进行分类归纳之后要得出产生感应电流的必要条件“磁通量的变化”，在这里首先要想到的是在大多数学生的思维切入点可能不是磁通量。所以通过什么样的教学设计能让学生的想到磁通量（进一步才能想到磁通量的变化这一本质）又是学生思维的困难所在。为此可以采用的策略有二个方面：第一从本课题的引入开始思考：提醒学生我们现在学习的内容是因为人们从奥斯特发现电生磁后想到磁可能也能生电而引入，在这里可特别强调“磁”是通过什么生电的？与磁有直接联系的是哪些物理量？（在这里就可以触发学生的思维想到磁通量）第二方面是通过作图（多媒体辅助）展示上述实验的动态过程，特别注意把“磁通量变化”这个看不见的物理过程“可视化”（见下列各图）：
通过实施以上的教学设计过程，特别是最后把物理的本质——磁通量变化“可视化”地展示之后，应该能够让大多数学生的思维很自然地从“闭合导体的一部分切割磁感线能产生感应电流”的表象升华到：“磁通量变化是产生感应电流的必要条件”这样的更深层次物理本质认知之中。
以上教学设计的实例让我们看到：只要能紧紧抓住学生在学习物理现象或物理规律的过程中的思维活动过程，认真分析他们的思维活动规律，就可以有针对地设计我们的教学过程，让学生的主体性在合适有效的教学方法主导下得以充分地体现。所以在教学设计中怎么能让学生的思想时刻在积极地、主动地、独立地朝着解决问题的方向思考着是我们教学设计的重点。也只有这样的教学设计学生的主体性才能在课堂教学中得以充分地体现。
（责任编辑：陈巧云）