物理认知结构反映了学生头脑中物理知识的存储状态及物理知识的信息加工方式。本研究对高一学生的物理认知结构做了深入分析,并分别测量了重点班学生以及普通班学生的认知结构构成,并针对不同班级类型学生提出了认知结构优化的教学策略。本研究完成了如下工作:1.通过查找国内外相关理论,明确了认知结构可以分为静态认知结构和动态认知结构,其中静态的认知结构包含陈述性知识、程序性知识和模式性知识;动态认知结构包含认知映射能力、认知操作能力和认知监控能力。明确了良好物理认知结构应该具备的特征。整理了认知结构的测量方法。2.通过问卷调查的方式对高一学生物理认知结构进行了定性的分析,发现重点班学生与普通班学生的认知结构具有显著性差异;不同性别学生的认知结构不具备显著性差异。应用状态属性层级关系图定量的分析了学生的认知结构,发现普通班学生的静态认知结构有所缺陷,体系化程度不高,表现为陈述性知识和程序性知识掌握不完整,动态认知结构十分零散;重点班学生的静态认知能力较强,知识表征较为完善,但是认知操作、认知监控能力有所欠缺,表现为对知识没有建立一个完整的知识体系。3.针对不同班级类型的学生的认知结构缺陷,提出了具体的教学策略。普通班应注重夯实基础,注重陈述性知识的结构化;重视程序性知识的教学,促进知识的程式化;注重把握物理学科的特点,培养学生认知映射能力。重点班应培养学生知识迁移能力,促进模式性知识的构建;发散学生思维,注重认知操作能力的培养;促进认知监控能力的提升。4.基于提出的教学策略,设计了基于优化学生认知结构的教学设计,并进行了实践研究。发现应用基于学生认知结构优化的策略进行物理教学可以有效的提高学生的学习成绩。5.对本课题研究的结论、不足以及课题前景进行了阐述。