楊振寧先生曾批評國內大學物理教育，過于強調理論基礎而輕視了物理學與自然現(xiàn)象、實驗過程的天然聯(lián)系，這樣的教育呈現(xiàn)的不是活的物理學，僅僅是物理學的骨干。我們絕大多數(shù)中學物理教師接受的都是傳統(tǒng)的物理學教育。當今，STS教育已經成為科學教育改革的重要教育理念之一。新課程中也大力倡導“從生活走向物理，從物理走向社會”。面對挑戰(zhàn)，廣大教師必須反省自身物理學知識結構內容和結構是否過于“干癟”，需要我們加以豐滿和活化。
新課程強調物理結論和自然現(xiàn)象的聯(lián)系，為此，教師必須注意收集重要結論得出的背景知識，突出相關實驗過程、方法和現(xiàn)象，以豐富的感性材料充實、活化理論內容。在這個“活化”過程中要堅持以實驗內容為核心的原則，除了加強實驗基本知識的積累，掌握物理實驗的基本原理、方法和操作知識，還需結合工作需要，熟悉中學所用的基本儀器的構造及使用方法，懂得一些物理儀器、設備的保養(yǎng)、維修常識，掌握一定設計、制造、改進實驗儀器的基本知識。此外，要留心收集物理結論得出過程中的實驗趣聞，努力還原重要物理結論建立的實驗過程。如法拉第電磁感應實驗的改進過程及其間涉及的典型方案。
STS教育已逐步成為各國科學教育共同的改革方向，它主張在科學教育中強調科學、技術、社會的關系，強調科學技術在社會生產、生活中的應用。教師要積極了解物理知識在現(xiàn)代科技中的應用情況，關注與物理學相關的社會熱點問題，明確物理學應用給經濟、社會帶來的利與弊。如：了解幾種物理射線在醫(yī)療中的不同應用，神舟五號機艙內的中學物理知識，修建水庫的利弊等等。這些知識是開展研究性學習，切實提高學生科學素質的必然需要。
3、注重學習物理學史，加強物理學知識的縱向聯(lián)系
物理學史能夠幫助教師深入領悟物理結論的歷史意義和重要性，加深對物理思想和物理方法的理解。因此物理教師要注重學習物理學史，熟悉有關的物理學史料、科學家生平和事跡。優(yōu)秀的物理教師往往善于將物理學史知識與教學內容恰當結合以調節(jié)課堂氣氛，激發(fā)學生學習興趣及培養(yǎng)學生的科學精神。
總體看來，物理教師必須具有雄厚的物理學專業(yè)知識基礎。建構與實際充分結合的不斷發(fā)展的本體性知識結構，這是教師取得良好教學效果的根本保證，也是其整體知識結構得以展開的第一根支柱。但研究表明，光具備豐富的本體性知識并不是個體成為好教師的決定條件。教師工作的順利開展還需要教育學、心理學等其他專業(yè)知識的支持。
(三)條件性知識
教師的條件性知識是指教師所具有的教育學和心理學知識。具體可分為：學生身心發(fā)展的知識、教與學的知識和學生成績評價的知識。條件性知識與本體性知識共同構成教師的專業(yè)知識，從而將教師知識結構與其他人才知識結構區(qū)別開來。但研究表明，無論職前教師還是職后教師，他們對條件性知識的掌握都不夠好，這是非常值得我們深思的。
理想的物理教師知識結構中，條件性知識與物理學專業(yè)知識應該是并重、共同發(fā)展的。物理教師“π”型知識結構中，條件性知識是又一個有力支柱，也正是這類知識將物理教師與普通物理工作者區(qū)別開來。教學的中心任務是對學科作出教育學的解釋，努力將自己掌握的學科知識與課堂情境結合起來，傳授給學生。因此，教學工作的性質從一開始就要求教師精通條件性知識，具有構建“π”型雙支柱乃至多支柱的知識結構模型的意識。新課程標準強調教育的育人功能，強調學生的個體差異和多元化發(fā)展，實際上正是希望打破過去知識中心、學科本位的教育觀念，是對輕視條件性知識的傳統(tǒng)教師知識結構的一次批判。
結合時代要求，我們認為當前中學物理教師應該加強條件性知識的學習。具體內容包括：兒童、青少年心理發(fā)展規(guī)律，教師心理學，教育學基本原理、教育哲學、教育史等。其中需特別重視現(xiàn)代教育觀念的吸收、整理，如：建構主義的知識觀和教學觀、探究教學、研究性學習等;教學的方法策略與方法方面，除了學好物理教學論和物理教學法，要特別留意新的教學方法、策略及教學模式，嘗試從其他學科中引入、遷移。此外，新一輪課程改革強調評價標準和方式的變革。新的教學評價方法是廣大教師在改革中最不適應的方面，因而也就成為最需要補充的知識。
(四)實踐性知識
如前所述，“π”型知識結構的人才具有更強的創(chuàng)造性和適應性。具有這種知識結構的教師其創(chuàng)造性主要通過其實踐性知識集中反映。所謂“實踐性知識”，是指教師在面臨實現(xiàn)有目的的行為中所具有的課堂情境知識以及與之相關的知識。這種知識是教師教學經驗的結晶，具有明顯的經驗性和情境性。擁有豐富實踐性知識的優(yōu)秀教師，對教學情境具有敏銳的觀察力和判斷力，能更透徹地分析問題，解決問題的方法和策略也更具有獨創(chuàng)性、新穎性和恰當性。
新教師缺乏教學經驗，在教學初始普遍缺乏實踐知識。但研究表明，經過一段時間的教學，新手教師的實踐知識結構都會不同程度的提升。但教齡與教師實踐知識水平二者并非高度正相關。這說明，實踐性知識與教師的本體性知識和條件性知識水平有關，又必須通過長期教學實踐來獲得。它具有明顯的經驗性、情境性，是一個開放的系統(tǒng)，必須與時俱進、不斷發(fā)展。
探究式教學的引入使中學物理課堂的自由度、靈活性急劇增加。這一方面有助于調動課堂氣氛，提高教學質量;另一方面，也增加了教師的課堂管理難度，對教師的實踐性知識水平提出更高的要求。盡快優(yōu)化實踐性知識結構是如今中學物理教師的當務之急。因此，物理教師首先要加強本體性和條件性知識的學習，優(yōu)化專業(yè)知識結構，打好創(chuàng)新的知識基礎;另外，在教學實踐中，要借助于行為研究，不斷反思、審視和分析自身對物理、對學生學習物理知識的思維發(fā)展規(guī)律的認識，對物理教學的目的、方法和手段以及對經驗的認識等。反思不能只停留在對教學實踐行為、教學經驗的反省上，更重要的是能內化為實踐知識，指向未來教學實踐活動。
實踐性知識是教師初步建立“π”型知識結構后最顯著的創(chuàng)造性成果。他本身就體現(xiàn)著合理知識結構的開放性和旺盛生命力。發(fā)展壯大的實踐知識最終又成為教師知識結構的一個支柱，為下一步的知識創(chuàng)新和結構調整提供支持;也為實際教學工作打下更加堅實的知識基礎。
三、新型教師知識結構的特點
結合新課程的要求，我們提出新型中學物理教師“π”型知識結構模型。這一模型較之傳統(tǒng)教師知識結構內容更全面，結構更合理，能較好地滿足新教育形勢的要求，因而具有更加鮮明的時代性。具體來看，該結構體現(xiàn)了如下特點的轉變：
(一)從單一型向復合型轉變
新型知識結構強調在深厚文化知識基礎上突出專業(yè)知識，提倡“以博養(yǎng)專，以專促博”的知識結構。在專業(yè)知識范圍的界定以及內容選取上，充分考慮信息時代知識大分化又大綜合的特點，力求從更廣闊的綜合學科視野出發(fā)選取最核心、最基礎的知識內容。同時也更加強化了相關學科的橫向聯(lián)系，強調文理融合，知識與科技、社會、生活的充分結合。
(二)由封閉性走向開放性
新課程下的教學從理念到內容、形式全面走向開放。知識結構的開放性首先體現(xiàn)在結構的自我發(fā)展能力上。新型的教師知識結構能保持從外界吸收新知識的積極性，并有效地將新知識順應、同化到自身結構中來;其次，開放性還表現(xiàn)在結構的創(chuàng)造性和內部知識的自我生長能力上�！唉小毙椭R結構突出強調不同專業(yè)知識的交叉融合，具有很強的創(chuàng)造力和自我生長能力。
(三)被動型向主動型的轉化
“π”型知識結構提供了使主體從不同學科角度選擇有用信息的條件。與傳統(tǒng)知識結構相比，它的創(chuàng)造性更強，具有更大的主動性。
(四)從經驗型向學者型發(fā)展
新型教育要求教師必須是研究型、反思型、負責任的教師�！唉小毙椭R結構十分強調反思對知識結構優(yōu)化的促進作用，在這樣的知識結構中，教師的思維活力將得到有效的激發(fā)，反思能力也會迅速提升，能夠自發(fā)將經驗上升到理論高度，以嚴謹?shù)膽B(tài)度和系統(tǒng)的科學方法面對教學挑戰(zhàn)。教師要加強教學研究，不斷地總結和提高，這樣才能適應不斷發(fā)展變化的教育需求，成長為學者型以至專家型教師。