“模型认知”是化学核心素养的重要组成部分,提高学生模型认知能力也是核心素养的迫切要求。高中生的“模型认知”能力是指能够运用模型描述化学研究对象、解释化学现象和规律、预测可能的结果,并能够建构模型展示自己对化学事实的理解和解释。化学键理论知识是整个中学教学的核心知识,可以解释原子形成物质世界的实质、化学反应和能量变化的本质等;但化学键的知识具有抽象微观难懂的特性,也是教与学的难点。模型方法提供的观念和印象既能帮助学生更好的获取知识,又能促进学生认知结构的完善。本研究选取化学键知识为基础,进行基于模型的建模教学,试图找到促进学生化学键模型认知的教学设计新思路;并且通过实践探索模型认知对学生学习化学键概念产生的影响,从而为高中化学教学提供借鉴和参考。在综述国内外有关模型认知和化学键已有研究的基础上,以化学键知识为抓手,进行基于模型的建模教学设计;并进行实证研究,包括使用该教学设计进行实验教学、通过问卷测查实验班与对照班学生学习情况的差异,并用SPSS 22.0进行统计分析,借助定性访谈,深入探查学生在化学键概念模型认知过程中的差异。得出相应结论:(1)基于模型的建模教学对促进学生化学键模型认知有正向作用(知识认知:实验班平均成绩高于对照班,实验班学生建构的“化学键概念模型的认识”更全面;思维认知:实验班学生会用“宏观模型-微观实质”思维解决化学问题,对照班偏爱使用书本和教师教授的“词语联想”解释问题;模型教学拓展了实验班学生对问题的表征方式。)。(2)模型教学策略在化学键模型认知教学中有可行性。(3)化学键模型认知过程存在的迷思概念。(4)“基于模型的建模教学”开发的七个教学案例。基于此研究结果,为了促进高中生化学键模型认知,提出了四条相应的教学建议;最后是对本研究的不足进行反思,以期改进。