现行高考体制下高中生问题解决能力在物理教学实施中未得到足够全面的培养,导致的学生物理问题解决能力发展不完善。本文基于元认知理论、认知负荷理论、情景认知理论等教育学、心理学理论基础,提出通过教学引导使高中生进入深度学习状态来提高其解决物理问题的能力。整个研究过程可分为三个子过程,首先综合使用深度学习自填式问卷调查,问题解决能力测试、个别访谈等调查手段对高中生深度学习现状、问题解决能力现状进行评测。然后在导师指导下进行文献研究辅以与一线专家教师的积极交流讨论和广泛的课堂观察,最终针对评测中出现的问题给出教学调整。最后以高一的两个平行班为对象进行了为期三周的教育实验,对前面提出的深度学习下高中生问题解决能力培养的教学调整在实际教学环境中的有效性进行进一步检验。主要得到以下研究结论:高中生深度学习能力存在显著性别差异及年级差异;高中生的问题解决能力呈现典型的双峰分布。并且在问题解决能力结构上,高中生在定向表征和抽象表征方面表现欠佳。对此,我们相应的提出如下教学调整:教师应当意识到高中生在深度学习能力发展上存在客观的性别差异,对存在性别差异的能力想进行特殊教学;在深度学习各项能力发展的关键期,给予对应教学引导;在教学中更多的展示一题多解的例题,并在最初的教学中给出完整的解题步骤及思路讲解;为物理现象教学留出必要的时间,使学生经历在真实情境中建立物理模型这一完整过程。并提出相应教学策略:加强导向力量,培养学生正确物理观念;丰富建构手段,优化学生整体知识结构;鼓励学习交互,营造班级社会学习氛围;培养自省意识,提高学生自我监控能力;加强情境联想,培养高中生跨学科素养。经教学实践验证,深度学习下的问题解决能力培养方法及策略在高中生问题解决能力发展上起到了促进作用,并且可以进一步改进高中生发展不良的能力结构,提升高中生物理问题解决能力。