化学是一门自然科学，化学教学应该十分重视渗透人与自然和谐共生教育，才能更好地为完成“两全”历史使命服务。人与自然和谐共生教育具有深远意义，阐述人与自然和谐共生教育的内涵，呈现化学领域的“人与自然和谐共生”的案例，介绍化学教学中人与自然和谐共生教育的主要内容，以及化学教学中开展人与自然和谐共生教育的主要方式。
生态文明建设是关乎中华民族永续发展的根本大计，在日常教学中培育学生的生态文明素养具有重大意义。以沪科版高中化学必修教材为研究对象，从“生态文明知识”“生态道德意识” 和“生态保护行为”。3个维度设计教材分析框架，通过编码数据统计和案例分析，揭示沪科版必修教材在生态文明教育方面的编写特色，为教师在日常教学中落实生态文明教育提供建议和依据。
ISM法是一种定性与定量相结合的分析方法，基于BCE法的原理和流程，以中学化学教材的“化学反应类型”核心概念为例，通过抽提概念要素、梳理要素关系、建立目标矩阵以及确定概念层级，构建逻辑清晰、整合有序的层级有向图，为教材分析提供可行的新思路，并提出合理的教学建议，推动ISM法指导教学设计和教学评价的应用进程。
根据认知心理学中的概念结构的相关理论，在梳理“反应热”概念群的基础上，以高二学生（N=480）为被试，通过自由分类任务引出被试对“反应热” 相关概念的认识，再通过多维尺度分析和聚类分析以探查群体的概念组织结构。研究发现不同层次的高二学生概念组织结构存在差异，高分组学生概念总体分类情况较为科学严谨，概念结构化水平较高。研究结果有助于一线教师开展教学诊断与教学补救，教师应重视把握学生概念结构的特点，引导学生构建良好的学科概念结构。
通过对2018-2021年以“SystemsThinking”为主题在Journal of Chemical Education上出版的文献进行内容分析，从内容选择、实施方式和工具支持三个方面，凝练出发展学生系统性思维的路径。最后提出发展学生系统性思维可从开发课程资源和深化评价研究两个方面作进一步探索。
设计并实践了一款能结合常规化学作业的桌面游戏，介绍了游戏的道具、基本规则和三种游戏模式，通过过程性观察、问卷数据处理与师生的访谈分析对该桌面游戏进行了评析，丰富了游戏化学习的相关内容。同时提出了两种实施渠道，三点实施建议，旨在让更多的教师将教育游戏应用到教学中去。
以“基于物质类别认识物质的性质与变化”大概念统领单元复习教学，以“有反应无明显现象的实验探究”为载体，呈现逆向设计理念视角下教学设计的探索与实践，通过构建促进学生理解的多维教学结构，注重“教、学、评”一体化，促进具体知识背后的大概念外显和化学课程核心素养落地。
基于中华传统文化的STEAM项目式教学探索，从传统文化的选择出发，分析STEAM学科融合点，构建项目式问题，设计教学活动框架。以当地新石器时代马家窑彩陶为例，聚焦马家窑彩陶的艺术美、性质美、过程美、设计美，培养学生对知识综合应用的高阶思维能力，让学生体会到人类早期先民认识世界、改造世界的过程，建立对华夏文明的文化认同，树立其家国情怀。
新课程标准强调发展学生的科学态度与社会责任，要求学生能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。围绕“钠离子电池电动车的应用前景”这一议题设计单元教学，使用化学SWOT论证模型围绕铅酸蓄电池、锂离子电池、钠离子电池这三种电动车动力电源展开论证，在问题冲突的解决中培养社会决策能力，树立化学相关领域的职业生涯规划。
实验探究和科学论证是化学教育中彼此沟通与转化的重要目标，但是在现阶段，论证在国内化学教学中严重缺失，且论证与探究相割裂。基于探究和论证的辩论式教学是以学生为主体，由学生小组从探究实验中获得证据，使用论证的方法，围绕特定辩题展开辩驳、问难、磋商，主动获取知识的教学模式。这样的辩论式教学能够同步发展学生的探究和论证能力，促进知识的迁移应用，激发批判性思维。设计公平开放且有目的性的辩题、应用图尔敏论证模型、提供辩论结构图等策略可以支持学生辩论的有效实施。
结合Eilks教学模式，以“雪糕刺客中的食品添加剂”为载体，按照“文本方法与问题分析→阐明科学背景→重回社会科学情境→讨论与评估不同的观点→元反思”的基本程序进行科学风险议题教学设计。研究发现：该教学模式既能够让学生获取知识，明白知识是应对科学风险的关键要素；又能让学生用正确价值观思考问题，形成科学理性的科学风险态度。
针对当前科学实践教学存在的问题，基于科学实践与科学认识协同发展的模型，以“二氧化硫的制备及性质的改进”为例，进行实验教学设计及改进。改进后实验的装置简易、避免了气体污染、更利于实验的推广，使教学更能有效激发学生的思维，以及体验更有趣的学习过程。
从教育装备与教学融合的视角出发，首次利用热缩管对教材的若干实验进行了创新改进。改进后的实验体现了微型实验设计理念和创客教育理念，改进后的实验装置具有制作简单、试剂微量、有益环保、可塑性强等特点，能为物资缺乏地区学校实验教学的开展提供新选择，能为创客式实验教学的开展提供方向与路径指引参考，也能为核心素养理念在教学实践中落地提供新启示。
为防污染装置量身定做了更适用的气体发生和液体排出专用仪器，制作了吸收能力更强的尾气处理装置，引入喷淋装置提升了消除残留气体的效果。介绍了防污染装置的使用方法和注意事项，改进了该装置在铜与浓硫酸反应实验中的操作，使实验更安全、现象更明显。
探究二氧化碳的性质是发展学生化学观念、科学思维与实践能力的重要实验。实验设计中巧妙运用类比思维、推理思维、批判性思维、求异思维等思维方式，指导学生利用塑料瓶、粗铜丝等日常生活用品与常规仪器相结合，设计5组新实验，分别对二氧化碳的性质逐一探究。 改进了教材实验不足，具有操作简单、观赏性强、环保安全等优点。新设计的实验装置可用于演示实验，也可用于学生分组实验，能有效培育学生的操作技能、思维品质、创新意识等综合实践能力。
解读文献并建立初中化学作业设计与深度学习的关联，调查分析初中化学作业设计中存在的问题，针对具体问题提出解决策略。以“复分解反应发生的条件与应用”为例，提出基于“学生为主，素养为本”的化学作业设计一般策略为：(1)贴合课标，结合教材，分析学情，细化指标；(2) 典型新颖，设问科学，外显思维，层层递进；(3) 目标侧重，分层定制，教评一体，多元评价。
选取江西地区“稀土化工”为情境载体，以新课标对考试评价的要求为依据，命制了一套高三化学高考备考用作业题。阐述了作业题命制的思路，论证了作业题的合理性，提供高三化学作业题命制的新角度。
“计算简便”是科学家引入物质的量的心理因素，为了降低该知识点的抽象性，基于“计算简便”思想，利用函数作为工具，依次引出阿伏伽德罗常数、摩尔、物质的量，使这些知识点“去抽象化”。
