化学的真谛包括化学的目的与追求、化学的基本逻辑与基本观念、化学的思维方式与行为方式等，其核心是满足人类对实物材料的认知需要和创新需要。高层次化学趣味是精神方面的、发展性的，跟“自我实现需要”有关。论述了“反映化学真谛，展现化学趣味”的现实意义；讨论了怎样反映化学真谛、展现化学趣味；介绍了相应的三个”具体措施”。 

跨学科作为当前重要的教育教学理论，目前很多教学实践未触其理念本质。在教学中重视跨学科思维是落实跨学科这一理念的关键。阐释跨学科思维的内涵与构成，并且通过与项目式学习的对比，总结提炼了发展跨学科思维的学习活动特征。 

讨论了化学的分子思维的基本问题。分子思维是由概念的思维到结构的思维，由一般的结构思维到核心的化学键思维，再到构性关系思维和逆向的分子设计思维逐步发展的。总结了现行中学化学教材中分子思维有关内容的分布情况。分子思维发展的历史规律反映了分子思维认识发展的逻辑必然性，中学化学教学中的分子思维教学应该遵循分子思维发展的规律。

证据推理是科学思维的一种高级形式，也是化学学科核心素养的重要组成内容。基于证据推理的内涵、基本形式、教学模式及其要素的分析，提出通过“应用证据推理的教学模式、在情境体验中培养证据意识、在“假设-检验”和“假设-创造”活动中凸显推理思维、在问题解决中强化结论应用”培养证据推理，旨在落实化学学科核心素养，提升学生证据推理能力及复杂性思维能力。

从立德树人，培养“有理想、有本领、有担当”的时代新人，中国学生发展核心素养体系，义务教育化学课程的育人价值等方面，分析了义务教育化学课程所要培养的核心素养的建构视角、内涵和功能；对三维目标、义务教育化学课程所要培养的核心素养、高中化学学科核心素养进行了比较分析，提出了化学教学中促进学生核心素养发展的建议。 

学科实践是核心素养时代育人方式的新范式。经历知识创生过程，变革教学方式；强化实验探究，凸显学科育人价值是化学学科实践的价值。基于化学的学科特质，化学学科实践教学实施路径包括基于学生经验，激发认知冲突；学科问题驱动，实现思维进阶；基于真实情境，迁移解决问题。作为学习方式的新方向，学科实践对教师提出了转变育人观念、提升学科理解能力和开展形成性评价的新要求。 

技术伦理学以研究人类技术应用活动中的伦理问题、道德准则和行为规范为研究对象，主要研究技术实践中表现出的伦理问题与技术主体的道德建设。 随着STEM教育、SSI教育的兴起，价值与伦理问题受到重视。结合ChemCom《化学工业的机遇与挑战》的案例指出：技术教育中应突出学生的主体地位，重视真实情境的创设和两难问题的设计，改变学生“技术旁观者”的地位，带领学生经历“认同—理解—开放”的反思过程，形成社会责任感。

在分析典型实例的基础上概括了化学逻辑思维（化学抽象思维）活动的一般过程、典型过程和机制。讨论了化学逻辑思维与其他思维方式的区别与联系、化学逻辑思维的功能意义与教学训练。介绍了化学逻辑思维教学的两个实例。

文化认识复杂性带来化学文化理解的多元化。 立足化学本体理解化学文化，从文化学者认识趋同的文化性质分析，探究化学文化的本质属性。化学文化的发生发展机制是实践活动，其外显模式是化学知识，内隐模式是科学精神。传承、发展、创新化学文化，践行学科育人推进学科核心素养落地，需要建构落实文化实践型的教学方法模式，深化文化符号的学科知识学习，以及加强化学文化本质的科学精神教育。

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。 

核心素养是成为合格社会公民的必要条件，应有国别特点和时代特点；必须顺应社会未来发展的 10 个特点，包括学习、思维、批判、实践、行为和自主发展能力，人文底蕴与素养，科学技术素养，社会生存素养与合作精神、创新创业精神以及国际视野等相互联系的几个方面。讨论了核心素养的意义、内涵与结构；以及培育与养成学生发展核心素养的 6 条原则。提出核心素养的目的在于更好地立德树人，既要防止失去方向，又要防止空谈。

概述了化学创新与创新素质的主要构成部分，对我国新发展阶段化学教育如何加强创新素质培养的一般思考。认为创新素质培养应开展3项基本建设：环境建设、制度建设与教师队伍建设，并且要特别注意让学生学会化学创新思维。 

从科学探究本质、探究过程技能和探究过程水平三个维度分析2019版人教版、鲁科版和苏教版高中化学必修教材探究实验的设计特点。结果显示，教材探究实验对科学探究本质内容的呈现不够全面；探究过程技能以观察、比较、推断与预测、分析与解释技能为主；所呈现的探究过程水平基本在水平1或水平2。 

通过对比分析2022年版和2011年版初中化学课程标准中“学习活动建议”发现，22版课标的活动建议数量增多、活动内容来源广泛、类别划分更为合理规范、分布均衡；“学习活动建议”具有立足教学实际、彰显开放性，紧扣社会生活、凸显学科价值，聚焦学科素养、强化育人功能等特点。教师在应用“学习活动建议”时应结合具体内容特点，力求学生经历真探究、真实践和真研究，发挥课程育人功能。 

以穆斯构架理论和多元情境框架理论为基础，采用问卷调查法探索中学化学实验课堂环境对学生学习投入的影响。研究结果表明：中学化学实验课堂环境对学习投入有显著影响，其中实验课堂环境的个人发展与系统支持这两个要素对学习投入产生显著正向影响，但关系支持要素对行为投入与认知投入会产生显著负向影响；环境的二级变量中，实验课堂氛围、规则清晰度、学生凝聚力、整合性和开放性对学习投入有强的预测力，启示教师在实验教学中需要重点设计。 

 鉴于对主导国际科学教育科学本质研究三十余年的共识范式的诸多局限的批判性审视，近年来国际上兴起了一种称为FRA范式的科学本质框架。从结构体系、构成要素内涵及优势与不足三方面对FRA范式展开了全面述评，以期为我国科学本质教育理论与实践提供借鉴，推动其不断向前发展。 

科学本质是科学教育的主要目标之一。《普通高中化学课程标准（2017年版）》强调促进学生对科学本质的理解。化学史记录了化学科学知识形成、建立和发展的全部过程，承载了科学本质的许多方面，2017年版新课标强调将化学史与促进学生对科学本质的理解相联系。通过对科学本质和化学史进行分析、整理，讨论了化学史的科学本质教育功能。

针对线上教学中真实实验无法开展的困境，以虚拟仿真软件为教学资源，对来自陕西省X市某校195名高二年级学生开展实证研究，讨论虚拟仿真软件应用对高中生模型认知的影响。结果发现相比于播放实验视频，“虚拟仿真软件；PPT”教学方式对学生化学模型认知更具显著影响；该教学方式更适合于中低先前知识组学生学习，教师在进行教学设计时应充分分析学情，进一步考虑学生已有知识；在教学资源设计研发中应对学生认知过程进行深入讨论。

利用铜作阳极，石墨为阴极的电解装置，分别对电解硫酸溶液、硫酸钠溶液和氯化钠溶液中存在的各种有争议的现象进行证实与证伪。

在乙醇与浓硫酸事先混合的前提下，分别探究了以无水硫酸镁、无水硫酸锌、锅炉煤渣灰、蜂窝煤炉渣灰、红砖粉五种粉末为吸附剂的乙烯制备实验的气体生成量及反应时间。本方法可极大地减少乙醇在反应过程的炭化现象，且具有实验装置简单、乙烯产率和质量高以及实验完成后便于清洗反应容器等优点。

对1272篇中文文献及277篇英文文献进行共词分析，通过聚类分析和社会网络分析刻画研究主题及其结构，发现研究整体呈现出涉及范围广、主题突出的特点。在研究主题上，国内外均较为关注对化学教材内容属性的分析与评价，重视横向与纵向比较研究，而课程实施过程中的化学教材开发与教学设计研究是国内特有的研究重点。在研究深广度和方法上，国内化学教材研究深广度较好，但在研究方法的多样化以及整合新兴领域等方面略显不足。今后中学化学教材研究应注重研究方法的创新，明确各领域的重点与核心任务，在整合立体化教材等新兴领域推动研究向纵深发展。

以“氯及其化合物”为例，将HPS教学模式应用于高中化学单元教学实践。在单元教学目标的引领下，通过厘清史实脉络，分析教学中的哲学思想。以“氯及其化合物的发现史和应用史” 为明线设计教学情境，以“氯及其化合物的性质”为暗线融汇学科知识实施教学，旨在培养学生的哲学思维和提升化学学科核心素养。基于课前制定的《课堂活动表现评价表》对整个单元学生课堂学习表现进行评价，落实“教-学-评”一体化观念, 

真实的问题情境是学科核心素养测评的重要载体。天津市2023年学业水平等级性考试化学试卷以“铜变‘银’，‘银’变‘金’”实验作为问题情境设计了一道实验题，结合《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》和《中国高考评价体系》，对试题的素材选择、情境创设、考查元素等设计维度加以评析，提出试题命制要通过情境的丰富意蕴实现价值引领，适切地融入所需考查的核心素养、必备知识和关键能力，同时试题设计要注重提质增效，引导中学教学夯实学科基础，进而促进化学实验教学质量的提升。 

化学观念表征着学生对化学学科的认知。从本体论、认识论、方法论、价值论四个维度建构了化学观念体系，具体包括元素观、微粒观、相互作用观、变化观、实验观、价值观等。以变化观为例，深度分析了教材中“变化观”的内容架构与层级进阶，并提出观念建构的相关教学建议。 

基于“科学探究与创新意识”核心素养及其学业质量要求，系统整体规划高中化学实验教学主要任务目标。一是实验基本知识技能掌握目标，可通过建构基础实验认知模型和强化模型应用教学予以达成；二是有关思想观念思维方法形成目标，可通过加强实验探究促进学科理解融合教学予以实现；三是关键能力素养发展目标，可通过变革实验活动形式、设计实验组织逻辑和开展主题综合实验予以发展。 

运用文献计量、聚类分析、内容分析和知识图谱可视化展示相结合的方法，分析了国内化学学科教学知识研究领域的研究热点和前沿，为我国化学学科教学知识研究和实践提供参考。

以鲁科版高中化学必修新教材中的“先行组织者”材料为例，分析不同类型组织者作用机制。在此基础上，结合课标要求为教师开发和使用新教材中先行组织者材料提供如下教学策略：巧妙利用先行组织者作为化学核心概念建构的证据；依据先行组织者作用机制有效帮助学生形成化学认识视角和化学认识思路；结合先行组织者素材的性质以及学科主题，在运用中落实学科核心素养；及时对学生学习先行组织者的效果进行评价，激发学生自我效能感。 

为了说明铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀的本质，设计6 孔井穴板作电解池，用塑料滴管鼓气增氧的浓差电池。借助高灵敏度的数字传感装置，捕捉到相邻井穴中由于溶解氧不同而产生的微小电流。通过对电流影响因素的讨论，展示了一则适合拓展研习的数字化微型实验案例。

学科核心素养视域下的教学目标的研制需要把握核心素养与三维目标。教学目标与课程目标、学科核心素养与学科知识等几对关系。 在课标、学情和资源分析的基础上，挖掘教材中的隐性知识，分析关联的学科核心素养，设计承载知识的情境与活动，并且精选目标、整合表述，把握内涵、规范表达。

从历时态的视角梳理STS教育、社会性科学议题课程与STSE教育的发展与演变的历程表明，当代STSE教育是在传统STS教育的基础上，融合了社会性科学议题课程的内容与思想，具有更丰富的内涵。STSE教育可以分为七种类型和八个维度。STSE教育内涵、类型与维度的明晰，为STSE课程设计及教学实践提供支持。 

对北京市高中生的调查，发现绝大部分学生不了解物质毒性的相关知识，不清楚物质毒性与剂量有关，不了解常见有毒物质中毒的机理，不清楚毒性物质的状态与入侵途径等。实践中亟待让学生深入了解相关物质的结构和性质，增强其安全意识和自我保护意识，培养学生的社会责任感和唯物辩证观。

“酸碱盐”概念的学习蕴含着培养学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等化学学科核心素养的价值。从认识对象、认识视角和认识深度三个维度提炼了“酸碱盐”概念的跨学段认识模型。 基于认识模型)对完成全部“ 酸碱盐”概念相关课程内容的高二和高三年级的名184学生进行了认识发展现状的测查，通过质性和量化相结合的方法，对测查数据进行统计分析，依据分析结果从认识深度和认识视角两个维度分别总结了两个年级学生“酸碱盐”概念的认识发展现状，为教师设计教学提供了参考和建议。

基于教学内容结构化组织视角，采用流程图分析法对新人教版、新鲁科版、旧人教版三版高中化学教材中热化学主题内容进行比较。研究发现：新教材在内容结构化水平上有显著提升。结合教材文本实例进一步对热化学主题下知识关联、认识思路、核心观念结构化加以分析，并整合各版本教材优势特点提出教学实施建议。 

义务教育阶段实施跨学科主题教学将主要面对的问题是：教师跨学科主题教学意识欠缺、教师跨学科主题教学素养不足、跨学科主题教学实践相对匮乏。为进一步促进跨学科主题教学活动的有效落实，从基于单元主题设计学习活动、多角度设计问题驱动深度思考、引导学生为主体参与跨学科主题教学等方面提出跨学科主题教学的实施策略。 

模型方法是重要的科学研究方法。模型认知是高中化学课程标准中的学科核心素养之一。通过分析研究可将考试中的模型分成为概念模型、结构模型、过程模型、数学模型以及复杂模型等类型。 对以往模型认知素养的考查进行梳理和分析有利于促进中学化学学科核心素养的培养，提升学生的关键能力。

国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是国家管理和评价课程的基础。从结构设计、呈现方式、具体要求三个方面对《普通高中化学课程标准（2017版）》 与《普通高中化学课程标准（实验）》的必修课程内容部分进行了详细的对比和分析，以期对课程与教学实践提供建议和启示。

以碱（氢氧化钠、氨水）的稀释为例，利用数字实验的测定数据，结合使用Excel软件构建该类试题的命制过程。通过这类数学模型的建构过程，在Excel表格中拟合出线性关系方程，预测并绘制出相应关系图，促进学生对相关化学知识的深度学习。

着眼于高中化学课堂，利用观察法研究平板电脑环境下高中化学课堂中学生参与情况，探讨平板电脑环境下高中生化学课堂参与的特征及问题，探讨不同维度的参与之间的相关性，为优化平板电脑环境下高中化学课堂的教学提供现实依据。