《普通高中物理课程标准（2017年版）》提出了“核心素养”的概念,“科学思维”是“核心素养”的核心。作业是教学中不可缺少的组成部分,是学生将理论知识内化为个人能力的重要途径,而当前的高中物理作业很难满足学生科学思维发展的要求。因此,本文旨在通过研究、调查和思考得出能有效促进学生科学思维发展的作业设计的优化策略。首先,本文通过文献搜集和阅读,了解国内外关于作业设计与科学思维方面的研究,确定了研究方向与途径。其次,通过编制和发放调查问卷和对一线教师进行访谈了解当前高一年级物理作业的现状,发现当前的物理作业存在过度重视知识巩固而忽视学生思维发展、作业形式单一且自创性低、作业内容单调且与学生生活脱节的弊端。编制并发放科学思维测试卷调查了解当前学生科学思维发展的现状,发现目前的高一年级学生已经具备了形成科学思维的潜力,但是学生与学生之间的思维发展水平差异较大,尤其是大部分学生在论证方面的能力有所欠缺。基于对作业和科学思维现状的调查研究和统计分析,以设计出有效促进学生科学思维发展的物理作业为目标,本文提出了以下的设计理念、原则和策略。物理作业设计的理念包括符合党的教育方针与政策、符合新课程标准的要求、符合学生的学情和学生思维发展的规律,作业设计的原则包括主体性原则、因材施教原则、理论联系实际原则、适度性原则、开放性原则和创新性原则,基于这样的设计理念和原则,提出了以下策略:第一,从教师角度来说,教师应当转变作业观念,提高设计作业的能力;第二,从学生角度来说,作业设计应当以学生为本,进行分层作业设计,促进不同学生的发展;第三,从作业本身来说,作业的类型应当丰富多彩,增加实验操作、合作探究等类型的作业,促进学生科学思维的发展。最后,结合本文提出的作业设计的理念、原则和策略,选取必修一的三节内容“自由落体运动”、“摩擦力”和“超重与失重”进行作业案例设计,作业案例进行了分层设计,设计了不同思维难度的题目,丰富了习题的情境,加入了一些原始问题和操作类作业,丰富了作业的类型。能够有效促进学生科学思维的发展。