课程改革实施10年来,由于中、高考的压力使新课程改革更多的停留在形式上。本文从新课程改革的现状出发,通过课改前的探究式实验教学和课改后的探究式实验教学的对比研究,从学习兴趣、考试成绩、实验能力三方面对学生的学习效果进行测量,研究两种不同的教学设计对学生学习效果产生的影响。本文主要采用实验法为主,辅以调查法、经验总结法。选取人民教育出版社出版的《九年级物理教材》,以天津市方舟实验九年级二班、四班每班30人为研究对象,其中九年二班为实验班,九年四班为对照班。以八年级期末考试成绩、前期兴趣调查问卷、实验能力考核等为依据,于2010年8月到2011年2月,利用探究式教学模式,对课本中的九个实验题目进行教学。对实验班从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度出发重新设计教案,对三维教学目标下的探究式实验教学进行改进与完善。对照班仍采用课改以前的探究实验教学方法,且同样进行相关内容的测量与统计。实验结果表明：课改后的探究式实验教学设计有利于三维目标的深化,有利于激发学生的学习兴趣,有利于提升学生的学习成绩,有利于提高学生的实验能力,从而得出结论,基于三维目标下的探究式实验教学设计有利于提升学生的学习效果。该研究具有实践意义,同时也为中学生教育过程中,进一步深化素质教育改革,提供相应的实验依据。