从课程与教学的4个基本问题出发，对新课标的整体结构、“目标一族”结构、“课程内容”结构、“一级主题”内部结构以及“课程实施”逻辑结构进行了解读，形成理解新课标的目标→内容 →实施→评价的逻辑视角。阐明了从课程与教材内容到教学内容、从课标“目标一族”到教学目标以及从课标情境素材到教学情境的转化逻辑。以便教师理解新课标各部分的功能及内在关联，在教学中能够有效转化。 
 

采用内容分析法，建立微粒观分析类目，对人教版初、高中化学教材进行分析。结果表明，微粒观组分在不同 学段教材中的分布虽各有侧重，但共性是侧重在微粒符号观、微粒本体观、微粒作用观、微粒结构观；微粒观组分在不同阶段教材的发展呈现出与化学思维对象联系广度进阶的特点。据此为基于微粒观开展教学实践提出三点建议。 

以期望-价值理论为依据，探讨中学生化学学业价值的现状及其与学业发展关系。研究发现：中学生感知到的学业价值总体较高，但发展不均衡，存在年级差异；化学学业价值与学生学业发展相关，高中生的学业价值与学业发展的关系更为紧密；内在价值、成就重要性价值、个人重要性价值、工作价值是提高中学生学业成绩与专业选择倾向 的重要因素；中学生感知到化学的学业价值越高，学习代价越低，越有利于其成绩的提升与化学相关专业的选择。 研究结果为理解学生化学学习动机现状，提高课堂教学实效提供了实证支持。 

学生主体精神是未来教育发展的关键因素，而合作学习活动中的学生主体精神对个人、团队发展都起着重要作用。通过课堂观察法、认知网络分析探究科学与工程实践活动中学生主体精神的特征与水平，反思现状并提出参 考建议，以期促进学生主体精神发展，更好发挥科学与工程实践的育人作用。

“弘扬教育家精神，做新时代大先生”的责任与使命，呼唤“教育家型教师”群体的崛起和不断涌现。在基于“教育家型教师”必备素养的已有模型，探寻成就“教育家型教师”基本路径的过程中发现，与“完善自我、成就学生、繁荣教育”对应的“为己之学、为教而学和应教为学”等“教学即研究* 的行为自觉，能从坚定教育信仰、改善知识结构、锤炼实践能力、强化发展诉求、放大社会影响等方面，促进化学等学科教师全面提升自身专业素养，到达“教育家型教师”的理想境界。 

化学反应原理是化学学习中的重要组成。研究基于数字化实验，结合IDEO模型以“水溶液中的离子平衡”为例进行教学实践。通过数字化实验数据实时采集与动态展示功能，将化学反应以可视化方式予以呈现，建立基于数 字化实验证据的推理以及实验图像的分析，发展学生的学科核心素养。 

科学思维是义务教育化学学科核心素养的核心内容，情境和活动是发展科学思维的重要载体。以“物质的酸碱性”教学为例，创设真实的情境，引导学生参与酸碱指示剂、新型pH试纸的制作，把学科知识融合在活动中，在质疑、探究、推断中形成科学思维，促进学生的深度学习，实现核心素养在课堂教学中有效落地。

为紧扣《义务教育科学课程标准（2022年版）》的要求，满足课堂的实际需要，对科学史教育中的IHV教学模式 进行改良设计，确定以下四个教学环节：确定中心事件和教学目标、创作和实施、思考和设问和回顾与评价，并以“构成物质的微观粒子”为例进行教学设计和实践。旨在加强学生对科学本质的认识，为提高科学教育质量提供新方法。 

基于深度学习理论，以书写和调控陌生化学反应为学习主题，通过建构各种平衡与化学反应关系的认知模型， 使书写陌生反应变得“有理可循”；通过应用模型解决实际问题，使调控反应变得“有理可控”；通过作业反馈，检验深 度学习的效果。培养学生的高阶思维，促进变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知核心素养的发展。 

以中华优秀古籍《天工开物》中记录的古代井盐制取为情境，在钻井卤现、楠竹汲卤、验卤净卤、火井煎盐等工艺流程中对溶解度、饱和溶液与不饱和溶液、溶质的质量分数、结晶等知识进行综合复习，培养学生利用学科知识在真实情境中解决问题的能力，体会古代人民认识、探索、提纯、应用物质的思路与过程，领略古人的聪明才智以及当代匠人对传统工艺的传承与坚守，建立对中华民族文化的自信与认同感。

基于人工智能技术开发了一款化学实验现象评价与反馈系统，设计理念兼顾部分和整体、性能和效率。主要开发流程包括评价标准制定、数据集构建、系统总体设计、核心算法开发、系统应用、系统评价与升级等步骤。以“酸碱滴定实验”为例介绍系统的使用方法，显示出系统具有评价及时化、结果精准化、反馈个性化等优势，有助于提高实验教学的效果。

以乐高积木为基材，使用LED或激光光源、偏振片、量角器和比色皿等搭建“520化学桌游”简易旋光仪实验教具并测定物质的旋光度，开发科普实验。数据表明：（1）搭建的旋光仪测量酒石酸、果糖与蔗糖的旋光度实验结果较为理想，符合中学实验教学要求；（2）该实验活动能够激发学生的学习兴趣，促进学生对手性概念与旋光性物质的理解，达成科普教育目的。 

针对教材中Na₂CO₃、NaHCO₃与稀盐酸的反应装置的不足之处，利用一次性注射器、具支试管、小气球等对实验装置进行了改进。新设计的实验装置简约，易于安装，可操作性强，完善了实验方法，解决了原实验存在的一些问题，有助于提高教学质量。 

对中学化学教科书上编排的“水在直流电作用下的变化”实验进行了改进。利用方形电池、注射器、燕尾夹、一次性塑料杯、图钉、铁架台等常规实验仪器及生活用品设计实验新装置。 新装置具有制作简单、反应可控、现象直观、小型化等优点。 

多类变色指示剂常用于研究pH、浓度、温度等对化学平衡移动的影响。分析浓度变化影响平衡移动演示实验的教学现状，借助阳离子交换树脂Amberlyst15和百里酚蓝溶液在不同酸碱性下呈现多种颜色的变化，通过加入氯化钠、氢氧化钠改变溶液的酸碱性，实现“多色多次”溶液变色的视觉效果，演示了溶液浓度对化学平衡移动的影响，优化了实验教学的效果。

根据大象牙膏实验原理，以30%H₂O₂溶液、饱和KI溶液和20%洗涤剂为反应物料，探究物料组合与产生泡沫的挤喷效应。首先，利用量气管装置，设计实验确定30%H₂O₂溶液和饱和KI溶液的用量配比。其次，固定此配比，改变物料用量，分别在100mL容量瓶、1000mL容量瓶和1000mL三角烧瓶中进行大象牙膏实验，得出相应的泡沫挤喷效应较佳的反应物料配方。实验的重现性好，该物料配方可供大象牙膏演示或学生探究实验时参考。 

考察近几年高考化学试题及模考试题，仔细研究了其中存在的“剧本杀”现象。结果表明，引入少量所谓的剧本杀元素，可以增强学生的证据推理能力，但是过度引入则会导致学生舍本逐末，忽视化学学科知识的学习，造成适得其反的后果。 

在二元弱酸的酸式盐溶液中，存在多个可逆过程。通常状况下，平衡常数大的反应主宰了体系的主要性质，因为 HA^-质子自递反应平衡常数最大，所以可以主宰整个体系的性质，但随着盐溶液浓度的降低， HA^-离子浓度的迅速降低， HA^-质子自递反应对体系的影响会逐渐降到 HA^-的水解或电离、甚至是水的电离相同的程度或之下，从而造成了在各个阶段，二元弱酸的酸式盐溶液中微粒浓度的大小排序的不同。通过对各可逆过程平衡常数的分析，结合守恒关系，定量分析出各阶段分界线的标志性浓度。