新课程教学实践中学习方式变革的表面化、课堂师生对话的肤浅化以及三维教学目标的虚化等问题造成了一定程度的浅层学习。深度学习是一种主动的、批判性的学习方式，不仅强调学习者积极主动的学习状态、知识整合和意义联接的学习内容、举一反三的学习方法，还强调学生高阶思维和复杂问题解决能力的提升，为解决浅层学习弊端提供了可行路径。深度学习教学设计需从目标定位、内容选择、策略运用、技术支持以及学习评价等方面进行系统设计。

改变传统“元素”教学过于注重知识传授和结论学习，轻视学习过程的倾向。通过设计多样化的教学活动，让学生有更多的机会主动体验知识的形成过程，化告知为感知，化讲授为感悟，在做科学的过程中发展智力、培养能力。

结合化学概念和理论课型的特点，以高中化学“物质结构与性质”模块“分子间作用力与物质性质”为课例，探讨如何合理组织教学内容和提供学习支架，使用实物模型加强对微观结构的理解，促进学生深入认识微观抽象概念和理论。

“二维图”将元素化合价、组成物质的微粒、物质之间的转化整合在一张图中。教学实践证明，建构元素“二维图”用于高一教学，能很好地衔接了初中与高中的化学主要知识，缓解学时压力，促进学生认知发展，实现了学生自主学习能力，拓展了学生创新思维，为学生的终身发展做好了准备。建构元素“二维图”为教学过程中渗透化学观念提供了可行性的教学模式。

在判定学生与新知有关的已有知识基础上，根据学生已有知识与新知识的关系分别在新知学习的前、中、后等时间段呈现已有知识；根据已有知识和新知识的内容难度层次、能力要求的不同，对已有知识采用讲述式、问题式、习题式等不同方式引发学生思考、启迪学生思维、促进新知的构建。

为了优化二氧化硫性质的教学设计，提高教学效益，从生活情境切入，利用微型仪器和生活替代品开展实验探究活动，引导学生认识二氧化硫酸性氧化物的通性、特性及既有氧化性又有还原性的两面性，构建较为完整的二氧化硫知识体系；激发学习兴趣，培养环境意识和辩证唯物主义的世界观。

在论述化学知识具有“认识发展”“情感陶冶”和“精神润泽”等意义的基础上，指出了化学教学中知识意义生成的2种方式：通过知识与实践之间“交往”与“对话”，引发知识意义的生成；通过教学内容与学生认知结构相联系，促进知识意义的生成。阐述了促进知识意义生成的3种主要教学策略：在问题情境中强化知识结构的形成，实现学生认知与知识意义的有效关联；用生活逻辑来统整知识逻辑,丰富化学知识的意义；创设真实的情境，实现化学知识意义的增值。

新课程强调学生自主学习，恰当地指导学生进行预习则是激发学生主动学习，培养思维能力和自学能力的重要途径。对北京市2所示范高中的254名学生进行问卷调查，结果表明：大部分学生认为预习很有必要，但很少有预习的习惯；在元素化合物知识方面，大部分学生预习主要限于记录难点，而不会利用“类别-通性-特性”的化学思维；在概念原理方面，约50%的学生能运用常规思维方式来预习，但在预习过程中独立思考较少；在实验方面，大部分学生能关注实验涉及的常规问题，但缺乏设计意识。基于此，提出了相应的教学建议。

“StarC云端一体化教学平台”软件系统支撑下的“未来教室”逐渐被应用于高中化学实验教学。尝试将“StarC云端一体化教学平台”中的“云端”“多屏互动技术”“课件制作工具”等技术应用于高中化学实验教学，并取得了较好的教学效果。

针对以高单色、高亮度红色激光作光源，一般分散系都有光散射现象，难以区分胶体和溶液这一问题，用普通白色聚光小手电筒进行了对照实验，不仅很好地区分了胶体和溶液，而且排除了蓝色溶液吸收红光所产生的干扰，通过分析一般分散系产生光散射现象的条件，得出了利用丁达尔效应区分胶体和溶液应注意的问题。并把丁达尔效应实验从气溶胶、液溶胶、固溶胶3个角度进行改进，最终得到3个改进实验：巧做气溶胶丁达尔效应实验、利用固溶胶做丁达尔效应实验、建立实验盒模式做液溶胶丁达尔效应实验。改进后的实验具有装置简单、操作简便，现象明显、节能环保等优点。

Fe（OH）₃胶体的制备是中学重要的课堂演示实验，由于实验过程需要加热而耗时较长。从理论与实验的角度证实了使用MgO可促进Fe³⁺水解形成Fe（OH）₃胶体。该方法在常温下即可进行，无需加热，实验成功率高及实验现象明显，符合绿色化学理念，非常适合课堂演示实验与学生自主实验。

由于白磷的燃点低，在自然条件下能够与氧气发生剧烈的氧化反应，使得通过白磷的燃烧来研究物质燃烧的条件操作困难，任何不慎操作都会使实验失败甚至威胁到实验人员的安全。因此设计了将白磷放置于可控制氧气流速的实验装置中，人工控制氧气的流速并能确定反应温度，较好地解决了上述操作难题，该方法直观、简便、危险性小，并能使学生容易推导出物质燃烧的条件。

通过实验探究在不同电压、pH、浓度、电极材料等条件下电解重铬酸钾溶液，并从理论上解释现象各异的原因，得到“重铬酸根离子可以在阴极放电”“用石墨电极也可以电解处理含重铬酸根离子的废水”等结论。

以美国高中化学教科书教师用书Holt Chemistry California Teacher's Edition为例，研究其教学属性，发现其与美国纽约州科学教育标准契合，学情分析指导全面，教学目标的阐述具体明确，教学策略的设计结构化，学习评价资源丰富多样，对我国高中化学教科书教师用书的编写、高中化学教学设计均有所启示。