【正文】物理学科教学最优设计，是指运用系统的基本观点研究和处理物理学科教学过程的结构，促使教学整体最优化的一系列方法。根据物理学科特征，综合探讨物理优化的思路和具体策略。本文重点探讨物理学科教学最优化的理论涵义、实施策略等问题。
　　一、物理学科教学最优化的含义
　　巴班斯基指出：“教学过程最优化是在全面考虑教学规律。教学原则、现代教学形式和方法、教学系统的特征以及内部条件的基础上，为了使过程从既定标准看来发挥最有效（即最优的）作用而组织的控制。”这一阐述实质上抓住了教学论的关键问题：怎样通过合理地组织教学过程，既保证教学的最大可能效果，又不致于造成师生负担过重。最优化并不意味着对课堂教学作局部的改进和完善，而是有科学根据地、自觉地挑选和实施一整套措施体系。
　　首先，我们系统考察物理学科教学具有的一些共性，如目的性、有序性、矛盾性、多样性等。
　　（1）物理学科教学大纲以文字形式描述了教学目标，并以此规划了若干项基本要求，包括知识、技能掌握的程度，学生能力、兴趣、态度、方法等培养的内容，形成了物理学的逻辑联系，逐级“解体”系统目标，直指具体的每一堂课，进而构成学期目标、单元目标、课堂教学目标“三位一体”的系统网络，以此评价教学效果。
　　（2）为保证对上述具体目标的达成度进行有效的控制，物理教学的有序化十分重要。所谓“物理教学有序”，不单纯指时间、位置的先后排序，而是对物理教学系统的结构、功能的整体设计或广义概括。系统方法认为，系统由较低级的结构转变为较高级的结构，称为有序。而封闭系统随过程的发展，将趋于无序，导致结构劣化，与外界有信息交换的开放系统，才有可能优化。因此，从宏观考察，物理教师的知识更新，精心备课，启发讲授，体态自然，情感丰富；学生思维活跃，兴趣盎然，勤学苦读，都是促进信息反馈的积极途径。
　　（3）由于物理教学过程的功能比较复杂，物理教学系统中诸因素之间的矛盾关系较为明显，如与知识“授受”过程相联系的师生相互作用，教师的能力结构与教学方法选择性之间的矛盾，教学需要与教学“媒体”之间的矛盾等，都不同程度地影响教学过程的最优实现。
　　二、物理教学最优化的基本策略
　　1、系统规划学生发展的重点内容。系统规划学生知识、技能和品德、能力等方面发展的重点内容。知识包括语言知识、读写知识、史料知识、概念、原理、规律等等；技能包括听说技能、阅读技能、书写技能、计算技能、实验技能等等；品德、能力诸方面的发展包括帮助学生形成辩证唯物主义世界观，培养爱国主义情操，发展思维能力、自我评价能力以及良好的兴趣、情感、意志、修改等非智力因素。
　　所谓系统规划，是指老师根据教学大纲、教材、学目标，结合具体的教学内容、学生的学力水平、教学条件和教学环境等因素，对上述内容作不同层次的划分，从整体上构建具体学科教学最优化的目标体系。
　　2、综合设计物理课堂教学目标。物理课堂教学目标是衡量教学的内容效度、控制教学进程和检查教学成败的重要依据。人们常常根据教学大纲、教材内容、学生现有知识和潜在能力，综合制定目标体系。其操作程序是：确立目标层次分类（知识、技能、态度、方法等），分析教材整体及各章节的知识构成；建立知识、技能与学习能力；按目标界定的要求进行教学；目标到达与否检测；教学评价及目标优化等等。
　　物理目标优化的思路是，制定与学生实际情况相适应的目标体系，力求使每一位学生在原有基础上都有较大的提高，减少教学时数，选择最简捷的教学途径实现目标；突出目标的具体性、可操作性和可测性，以利于实施教学、诊断和评价教学。
　　3、合理构建物理教学方案。物理教学目标明确显示了学的具体任务，或教学的起、终状态。如何实现目标，必须研究其具体途径，或称“物理教学流程”，用文字、图表形式将其“固化”，即构成教案。形成教案首要的工作不是分析教材的内容表述，而是研究该单元或该节课的具体到达目标与学生的实际情况：与本课目标G密切相连的先前目标A、B各是什么？学生的掌握情况如何？不经复习能否直接导入新课？G目标达成与否如何检验？学生对G目标学可能产生的“反应”有哪些？通过分析上述问题，不难获得各种可能的学习途径，再经比较、选择，从中找出一到两种较合理的方案，尝试其可行性。运用相对固定的教案，虽也能完成教学任务，但有时与实际学习情境难以协调，因而对教学优化所起的作用往往是有限的，有时甚至产生某种制约，影响最优教学的实现。
　　4、优选组合物理教学方法。在特定的学情境下，选择最佳的教学方法，是教学过程最优化的重要环节，也是教师最为关注的内容之一。经验告诉我们，在一定场合下，包括“满堂灌”在内的各种教学方法都是有效的。过去，由于人为地割裂教学过程与教学方法的整体联系，曾有过一些极端的做法。从以老师为主的“填鸭式”到丢掉课本盲目“发现”、追求外国“时髦”的教学方式，对传统一概否认等等，严重地妨碍了教学过程的最优化。对此，国内学者深刻指出：“其实‘传统’并不一定是贬义，只是相对于‘现代’而言。接受学习不一定是机械的，……发现学习不一定是有意义的。”这是颇具启示的。
　　时间评价以效果为前提，在保证达到最优教学效果（知识、技能、能力等方面的发展）的条件下，教学所需的时间越少，优化的程度愈高。与传统的教学相比，有目的地选择、论证最优的教学方案，往往要花费一定的时间和精力，但一经确定并予实施，不仅可以减少教学时数、学生的作业负担、教师辅导的额外“支出”，而且教学成功的“几率”大大增加。这是以补偿最优方案实施之前用于理论研究上的时间消耗。
　　总之，评价是通过分析物理学系统的两大变量“效果”和“时间”所提供的综合信息，判断系统优化的程度，进而成为下一阶段教学的重要依据，学习新的知识或进行“补偿”教学，从而使教学在现有条件下取得相对最好的效果。