为了解化学课堂探究教学“制订计划”的有效性，在课堂观察与分析的基础上，提出化学课堂探究教学“制订计划”系统分析量表，并结合具体化学课堂探究教学，从计划制订的主体、计划制订的过程、计划内容本身等3个方面解析了“制订计划”环节。结果启示：化学课堂探究教学“制订计划”系统分析量表能科学有效地指导化学课堂探究教学,特别是其“制订计划”的设计、实施与评价。

提出了科学实践活动课程的性质和基于科学教学改进的科学实践活动课程设计的原则：融合、整体和开放等，为学生提供丰富的、适宜的科学实践活动项目，避免项目设计的孤立化、表面化，从而达到改进科学教学质量之目的。

根据胡久华著的《化学课程与学生认识素养发展》中提及的促进学生认识素养发展的5点教学策略展开实证研究，以多个课堂教学案例进行阐述，强调发展学生认识素养的重要性，教学必须关注认识方式的建构。介绍了在教学实践过程中遇到的问题及实施的调整措施，进行有目的、有策略的学生认识素养的培养，从而建立学生终身受益的基本化学观念和认识。

以“钠的性质”为例，探究“金属钠遇水为什么会燃烧爆炸?”“遇到因金属钠而发生的事故该怎么办?”等问题，将风险认知和决策能力培养聚集于课堂，延伸至课外。

以学科理解为基础，注重创设真实的教学情境，创新实验设计，使学生在探究暖贴发热原理和钢铁腐蚀原理的过程中获得金属电化学腐蚀的知识，拓展认知结构，学习科学方法，发展科学探究能力。

对2所中学的高一学生进行问卷调查发现，高一学生化学元学习能力处于中等水平，其中计划性、意识性、方法性、总结性等维度正向比例较低;男生的化学元学习能力水平总体上比女生略高，主要体现在计划性、补救性和总结性等3个维度，但女生的反馈性比男生略高;优秀学生、中等学生和学困生的化学元学习能力存在显著差异。提出鼓励自我设定学习目标培养学习计划性，提高元学习的意识性，加强元学习能力知识和策略的直接指导等措施培养元学习能力。

使用成熟的测量教师知识的量表(SPOTK)，从学生认可度视角调查了化学教师知识。研究表明，化学教师的学科知识和评价学生理解情况的知识2个维度好于教学策略知识和内容表征知识2个维度;不同的年级和性别的学生对化学教师的教学策略和表征方式的认可度也存在着差异。根据调查结果对化学教师如何提高自身的知识结构提出了建议。

基于SOLO分类理论，开发测试工具，测试工具由30道封闭的SOLO试题构成，具有良好的信度和效度。以广东省高二和高三年级的学生为测试对象，对高中生化学反应原理学习水平的发展进行研究。通过一系列的差异性分析发现：(1)总体上，高二和高三年级学生关于化学反应原理的学习水平存在显著性差异，且高中生化学反应原理学习水平呈上升的发展趋势;(2)不同章节上，高二和高三年级学生的学习水平存在差异。同时，提出相应的教学建议。

以滴定管的教学为例，分析在实验仪器教学过程中，如何提高学生的学习效果，促进学生的思维能力发展。在实验仪器教学过程中，应该引入合适的教学情境，让学生结合自己的直接经验和科学发展过程，正确认识和使用实验仪器，实现思维能力的发展。

通过设计数字化实验、自制V型管实验等，结合电解的现象和两极溶液pH的变化曲线，引导学生从定量角度认识电极反应的微观离子变化情况，深度学习电解池工作原理。

从基础知识角度出发，对第31届全国化学奥林匹克竞赛(初赛)有机试题进行详细解析，供辅导化学竞赛的一线教师和参加化学竞赛的学生参考。