课堂教学目标的设计就其本质来讲，是新课程理念指导下现代课程与教学观的具体体现，是现代教学理念和新课程观的具体化。落实课程目标是课程实施的关键，其途径是将课程目标转化为具体的、可操作的课堂教学目标，师生通过一系列教学目标的达成而最终实现课程目标。因此，教学目标确定的是否科学合理，直接关系着课程目标的实现。课堂教学目标的科学设计必须遵循一定的原则。高中物理教学目标的设计遵循全面性原则、系统性原则、操作性原则、具体性原则、层次性原则和科学性原则。
一、全面性原则
全面性包含三层含义：一是教学目标要面向全体学生。高中教育不是精英教育，而是大众教育，高中物理教学必须面向全体学生的全面发展；二是教学目标要有利于促进学生的全面发展。我们始终提倡课堂教学要促进学生的全面发展，课堂教学的目标不仅仅是认知，而应该是在认知建构的过程中，促进情绪体验，感受过程，掌握方法，促进科学价值观的自然形成；三是教学目标要涉及课程目标的三个维度的各个方面，内容要全面。教学目标是依据课程目标设计的，课程目标应贯穿和体现于教学目标之中，因此教学目标的内容范围与课程目标应该是一致的，具体可分为三个维度：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。知识是指事实、概念、原理、规律等。技能是指动作技能以及观察、阅读、计算、调查等技能；过程与方法是指认知的过程与方法，科学探究的过程与方法，认知过程中人际交往的过程与方法。特别强调在过程中获得和应用知识，学习和应用方法；情感态度与价值观，一般包括对自己、他人、对自然、对文化以及相互关系的情感、态度、价值判断以及做事应具备的科学态度、科学精神等。确定教学目标的内容范围时，一定要全面考虑三个维度，不能只注重知识领域的目标，而忽视其他领域的目标。我国基础教育课程改革的国家课程标准把高中物理课程目标分为三个维度，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，在全面推进素质教育的背景下，教学目标也应分为三个维度，而且它们是一个有机的整体，是课堂教学应当同时兼顾的一个目标体系。在课堂教学目标中，“情感、态度、价值观”目标应受到足够重视，反映能力要求的“过程与方法”目标是组织教学内容的主导性目标，而“知识与技能”目标的设置则是实施上述两类目标的基础。
二、系统性原则
高中物理教学目标从学科角度讲也是一个系统，在设计时要从系统论的角度整体上把握目标要求，课堂教学目标不能孤立地就课时而设计课时目标，而是要从“高中物理课程目标──高中物理学段目标──单元教学目标──课堂教学目标”逐步具体化，上下贯通，相互联系。教学大纲或课程标准规定了高中物理课程总目标，但是在不同的学段，由于学生的认知发展水平和教学内容的不同，必须要把握好各个学段的目标，并结合学科的特点，使之系统化。各课时教学目标之间是相互联系的，要把它们放在一个单元系统中考虑，实施有效的教学。
课堂教学目标的设计虽然要从三个维度考虑，但是在学生的学习过程中，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三者之间是一个系统，不能截然分开，要将目标的三个维度进行有机的整合。
控制论认为，过程受目标所控制，条件与过程相联系。教学是一个有明确目的、按一定步骤进行的活动，可以说教学的过程就是教学目标的确定、实现和检测的过程。
三、操作性原则
教学目标的实现不是学习的终点，而应该是学生能力发展的途径。任何课堂教学目标都要适合自己的学生，能够运用于自己的课堂教学之中。课堂上的时间有限，教学目标不可能面面俱到，教学目标的设计要考虑教学进程，结合学校的实际条件，结合学生所熟悉的生活、技术和社会实际，使教学目标便于操作，又具有实效性。
教学目标是教学评价的依据，目标具体、可行，才具有可操作性。一个好的目标体系，实际上已蕴涵了学习结果的测验方式和评价标准。
四、具体性原则
所谓具体，就是要求我们在制定课时教学目标时，必须明确、具体，有针对性，即根据教学大纲或课程标准的要求，根据教材内容和学生的特点，根据所教学生的共同基础以及兴趣、习惯等，把教学目标具体化；同时还要求正确理解和把握学习水平要求，准确选择和使用行为动词。对各学习目标水平以及相应的行为动词，要在深入理解和准确把握学习水平要求的基础上，选择和使用相应的行为动词，在分析具体内容标准中的目标水平时，一般可以通过描述“标准”的动词来判断其学习水平要求，如“概述、阐述、说明”等对应于理解水平，“描述、说出、识别”等对应于了解水平。
明确性、具体性是我国基础教育教学中的一个很重要的原则。根据行为学的定义，教学目标是学生学习终了时所表现出来的行为变化结果，因此编写教学目标要考虑目标描述的行为化。例如，学生实验的教学要考虑到学生的实际操作技能的训练和要求等。用非常具体的语言进行教学目标描述，是物理教学目标的特点之一。目标叙述得越明确，教师对教学目标的把握就越准确，对目标实现状况的检验就越可靠。
在教学目标设计时，不能用课程的具体内容标准代替教学目标。课程的具体内容标准是课程目标的具体化，但它不是详细的、具体的教学目标，因此不能以具体内容标准来代替教学目标，而应根据课程目标、课程具体内容标准和教学实际来设计教学目标。
五、层次性原则
每一节课的教学中都可能包括三个领域的教学目标，但是确定教学目标不一定要面面俱到，应该深入分析和研究教学大纲或课程标准，弄清哪些目标是重点目标，哪些目标实现起来比较困难，从而确定出符合实际的教学目标。每一课时要以一个基本目标为主干，一节课不可能对学习领域的所有目标全部落实到位，如行为目标可以用来表述结果性目标中的“知识和技能”领域的目标要求，而且落实也容易做到。但是，体验性目标中的“过程与方法”“情感态度与价值观”领域的目标要求，就不是通过一两节课的教学能立竿见影的，因此，体验性目标只能作为具体学习行为目标的补充，要慎用。强调教学目标的全面性、多元性，并不是不分主次，胡子眉毛一把抓。
六、科学性原则
首先，教学目标设计时，要明确行为主体必须是学生。以学生为主体，要从学生的认知、情感、态度、价值观等原有基础出发，确定合适的教学“最近发展区”，能够使每一个学生在原有基础上得到最大限度的、充分而自由的发展。教学目标的确定，如果仅从教师自身出发，按照一个标准要求每一个学生，势必会造成大部分学生的失落，人为地加重学生的学习负担，导致教学的低效率。其次，教学目标不仅要适应时代对物理教学的要求，而且要从学校、班级、学生的具体实际情况出发，对基础较好的学生，可以适当调高目标，以适应学生的更高层次的发展；对学习上有困难的学生，可以适当降低目标，使他们学有所获，也体验到成功感。再次，教学目标要针对我国物理教学的特点和实际，有意识地改变实际教学与现代教育思想不相一致的现象，比如改变中学物理教学中普遍存在的重结论轻过程、重理论轻实验、重记忆轻思维、重知识轻素质、重解题轻发展等不良倾向。教学目标的设计应针对物理教学的重点、难点、关键点以及薄弱环节，遵循物理教学大纲或物理课程标准对学生的有关要求进行设计。只有做到了以学生为主体，遵循了适应性和针对性要求，就达到了科学性原则。
案例遵循以上原则，以“自由落体运动”（高一物理）一课为例，采用以演示实验为主的综合启发式教学方法，围绕自由落体运动主线，将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观二个维度进行整合，其教学目标设计如下：
（1）具有饱满的热情和主动积极的学习态度，能从所给的实验现象或实例中抽象概括出自由落体运动的特点和运动性质：知道自由落体运动是一种匀变速直线运动，能从实际问题情景中抽象出自由落体运动模型，能从所给的几种具体的实际运动中识别出自由落体运动。
（2）能自己设计一个简单的小实验测定自由落体运动的加速度，能说出自由落体运动的加速度叫做重力加速度，说明重力加速度通常取值9．8m／s2，方向竖直向下；知道地球上不同的位置重力加速度不同，同一地方的不同物体具有相同的重力加速度；能熟练地写出自由落体运动的速度公式、位移公式、速度和位移关系公式；理解自由落体运动规律，会解答自由落体运动的有关问题。
（3）接受自由落体运动是一种典型的匀变速直线运动的观念；认同通过实验和实际事例分析得出自由落体运动的特点及其运动性质的思想方法；承认物理学的实验科学特点。两人一组能用一把刻度尺和秒表设计出测定反应时间的实验方案，按步骤进行操作，分别测出自己的反应时间。