20世纪80年代以来，以研究性学习为切入点重构基础教育课程体系成为世界各国课程改革和教学改革的突出特点。工科学校培养的部分学生是中专教师，物理学科教学中开展研究性学习是提高学生研究性学习的理论和实践水平的重要举措，它也是实施“以创新精神与实践能力培养为重点”的素质教育的重要举措。本课题从理论、设计方案、实践三个层面进行了研究。从理论层面上研究了两方面的问题，第一，把研究性学习的基本理论迁移到物理学科教学之中，对物理学科教学中研究性学习的概念、特点、特征、意义、物理教学中开展研究性学习的可能性、它与传统物理教学的区别等问题作了探讨，并阐述了本课题选择建构能量知识结构作为研究性学习主题的理由；第二，以建构主义学习理论、人本主义学习理论、系统科学、新的教育哲学观，科学哲学理论、终生教育理论为依据，结合常规教学设计理论和物理学科的特点探讨了物理学科研究性学习教学设计的概念、特点、意义、遵循的原则、设计前的准备工作、教学设计的基本要素等理论问题。从设计方案层面以建构能量知识结构作为研究性学习主题，对工科物理学科教学中研究性学习的目标、选题、评价、实施过程、计划和方案等方面进行了系统的设计，并且列举了详细的实例。借鉴美国WebQuest网络探究课程计划、提出了“物理学科研究性学习单元实施方案”。在理论研究的基础上，进行了教学实验并验证其有效性(从实践层面上研究)。通过实践，在物理教学中开展研究性学习不仅是可能的，而且是必要的。研究性学习的开展有利于转变学生单纯地接受教师知识传输的旧的学习方式，形成一种对知识主动探求，并重视实际问题解决的新型的学习方式；有利于培养学生的创新精神与实践能力。本课题研究为物理学科开展研究性学习提供了依据。 本课题研究的基本理念是：让研究性学习走进物理学科教学。特点是：实现课堂与课外研究性学习的有机整合、知识意义建构与创新能力和实践能力培养的有机结合、研究性学习与学科教学设计的有机结合、研究方法与内容的有机结合。