課堂教學是一種師生雙邊參與的動態變化過程。在課堂上，每一個學生都是一個生動的獨立的個體，他們是主動求知與積極探索的主體；教師是這個變化過程的設計者、組織者、引導者，是為學生服務的。所以教師的課堂教學設計，即教學展開過程中的各個教學環節，必須使自己的教學思路適合學生身心發展的需求。也就是說，教師在決定教什么與如何教時，應當全面考慮學生的學習的需求、認知規律與學習興趣，著眼于輔助、激發、促進學生的學習。這就要求教師進行學情分析，應著重分析學生學習的起始能力、學生已經形成的背景知識與技能及學生是如何進行思維的等。
1．學生學習的起始能力的分析
學習就是把新知識與已有知識聯系起來，將新知識納入學生已有認知結構的過程。準確地珍斷學生學習的起始能力是進行有效教學設計的基本前提。建立在對學生學習起點了解之上的教學，能激活學生頭腦中相關的已有知識，使學生的知識素養產生“增量”。
學習的起始能力分為學習的必備起點與現實起點。學習的必備起點是指學生按照教材要求、課標規定應該具有的知識與能力基礎；學習的現實起點是指學生在多種學習資源的共同作用下，已實際具有的知識能力、情感態度基礎。把握學生學習的必備起點，可以使教學更有針對性，能有效防止教學中的隨意性；把握學生學習的現實起點，可以使教學更有適切性，防止難度過大使教學目標難以落實，難度過低沒有挑點性，不能激發學生的學習潛力，導致教學效果降低。
學生學習的起始能力的分析一般包括三個方面：一是學生對新知識的學習所需要的必備知識和技能分析；二是學生對教學目標完成能力的分析，即了解學生是否已完全掌握或部分學生掌握教學所要達到的目標，以及達到的程度如何；三是了解學生對所學的內容的態度如何，是否存在偏見或誤解等。
2．學生已經形成的背景知識與技能的分析
學生學習新知識時，必須與背景知識發生關系，以背景知識為載體來理解新知識，重新構建知識體系。教師分析學生已經形成的背景知識與技能，不僅包括對學生已具備的有利于新知識獲得的舊知識的分析，還應對不利于新知識獲得的背景知識分析。不同的學生擁有不同的背景知識，因此教師在進行教學設計時只有做到心中有數，使教學設計真正具有針對性。
3．學生是如何進行思維的
造成教學設計與實際教學差異的主要原因就是教師缺乏對學生是如何進行思維的基本判斷。高中物理知識與生活中的力熱光聲等自然現象緊密聯系，嬰兒一出生就開始觀察生活中的力熱光聲等自然現象，這就使學生對自然現象產生這樣那樣不同的認識與想法，在高中物理教學中，教師只有引導學生走出不同的誤區，才能提高物理教學效果。
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