教学设计是提高学生学科素养的重要影响因素之一。在实际教育教学过程中,教师需要承担起组织者、主导者、参与者、合作者的角色,掌握学情、挖掘教材、研究学法、选择教法,根据学习目标和教学内容精细教学设计,引导学生自主学习,突出学生的主体地位。在"机械能与内能的相互转化"教学中,教师可通过设计创新实验、设计自主学习、设计物理模型来引导学生经历科学探究过程,训练科学思维,形成物理观念,进而提高物理素养。