研究表明，中学生认知能力的发展并非是线性的，从13到18岁，将出现阶段性的高原期和飞速发展期。高中阶段的学生认知能力的发展接近于成熟的程度，能运用抽象的适于形式逻辑的(演绎的或归纳的)推理方式去思考解决问题，可以进行独立的探究活动和自主的研究性学习。高中学生的抽象、逻辑思维能力不断增强，使得其思维更具有预计性和内省性。

概念获得和问题解决的研究表明：正式物理学习前，学生头脑中存在的前概念、直觉概念、朴素概念以及在学习中形成的相异概念、错误概念对教学产生巨大阻力，是造成学生物理学习困难的一个重要原因。正式的科学教育并未真正改变学生的前概念，它在对学生的问题解决产生正面影响的同时，还会产生新的错误概念。此外，学生物理概念形成和问题解决还受到已获得的专业知识、数理基础、元认知水平、问题的熟悉程度、问题的情境特征、问题表征等方面的影响。

一、在物理教学中，有学者关注学生学习之前已有的前概念和学习方式对学生物理学习的影响，已取得了许多可喜的研究成果，其中在探究式学习、合作式学习、动手学习方面的研究成果最为显着。大多数研究认为，采用以上教学模式不仅培养了学生的探究能力和问题解决能力，而且探究、合作、亲身经验更有利于学生概念的发展、转变，有助于学生获得对知识的深层理解。物理教学中应注意采用多样化的教学方式，有效地促进学生形成科学概念，发展问题解决的能力。

二、学生个性发展对物理学习的影响从后儿童期(6-13岁)过渡到青年期(13-20岁)的中学生，自身的独立意识开始觉醒，具有一定的分辨是非的能力。情绪表达上趋于独立，不再事事依赖父母。高中学生在行为导向上基本有了自己的价值观念与伦理标准。另一方面，处于青年期的中学生，兴趣爱好日益广泛，求知欲与好奇心强烈，乐于参加各种创造性活动，对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好，对于竞争性、冒险性和趣味性的活动更是乐不知疲。此时，影响学生物理学科或其它理科的学习的因素主要有：自我概念、成就动机、直觉能力、兴趣、对学科的先验态度、价值观念以及父母的态度等。

研究证明，对学科的态度与学科成绩呈正相关，学生喜欢热情、知识丰富、友好、风趣的教师，喜欢的教学方法为：实验、教师演示、投影、视听。另有研究表明，对科学的态度因科学内容的呈现方式而变化，且变化的方向与呈现的方式有关。对非理科学生采用更富人性化的科学课程，会获得更大的成功。将来自现实生活情景中的个案研究引入物理课程，有助于培养学生对科学的兴趣，特别是对那些不太喜欢物理的学生更有效。当给予学生更多的学习自由时，他们更能分享学习经历中(所学的东西和进行学习的过程)的乐趣，对学习更有责任感。

三、个体差异对物理学习影响科学职业的选择、科学成就皆与个性差异有关联。个性差异主要表现在以下几方面：(1)理性的或直觉的;(2)判断的或知觉的;(3)外向的或内向的;(4)思考型的或感知型的。研究发现，对科学的兴趣与心理类型有关，某一种课程可能只适合于某一种心理类型的学生。

个体能力或智力高低呈正态分布，且个体在智力的类型上存在很大的差异。每个学生天生就具备各自不同的才能,很少有人在各个领域都相当完美。R. J. Sternberg认为一个人的成功，不单靠传统的分析型智力(它与传统的考试分数呈显着性的高相关)，还需要创造型智力和实践型智力，所以，学校课程要有助于学生三重智力的发展。H. Gardner认为人的智力有多重，不同智力的组合，就构成了不同智力的人。根据智力理论多元化的发展趋势，学校课程的设置要有利于不同的智力潜力的开发，学科课程标准的制定应考虑学生智力类型的差异，应使之具有更广泛的适应性。

由性别而引起的个性差异也值得重视。一般地，认知能力的性别差异归因于社会心理因素或生物心理因素的差异，且这两种因素的影响都是学习兴趣上出现性别差异的原因。一项对7到9年级学生的研究结果表明，青年期男生形式推理能力发展比女生更快，男生倾向于选择科学和技术类学科，且这种倾向随年龄和形式推理能力的发展呈正相关;而女生对语言、社会研究、人类学研究更感兴趣，且这种倾向与其形式推理能力的发展呈正相关。有研究者认为，男生和女生在科学成就、动机、态度上的差异主要来自后天的教养，而并非天生的，社会期望是造成这种差异的最主要原因。从长远看来，采取长期而直接的措施来改变性别方面的定势印象和角色模式有助于改变这种状况。我们应该正确对待这些差异，消除产生差异的外在的环境原因是消除性别差异的一个重要途径。

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