本课题以高中化学课程改革为背景，针对新课程教科书高中化学必修模块内容中，需要进一步深化本质认识、改进实验装置、体现新理念的教学设计等问题，面向基础教育高中化学课堂教学，以必修1模块中“甲烷氯代反应”为中心内容，从案例分析、应用基础、装置改进、教学设计和实施策略等方面进行了研究，形成了①对“甲烷氯代反应”这一化学过程条件和结果的系统认识；②改进完成了新的“甲烷氯代反应”探究实验教学装置；③基于实验认识成果、改进后的新装置和新的教育心理学理论设计开发了该教学内容新的课堂教学案例。首先，在“甲烷氯代反应实验条件探究”中，针对经常出现的该教学实验反应速度慢和成功率不高的问题，从应用基础研究的角度，以教科书中相关装置为手段，体现单变量因素的影响，研究了反应温度、光照条件和反应物比例等条件对该反应过程和结果的影响，以定量化结果揭示了该反应的过程规律，确定了温度为25℃以上、光照条件为太阳光或高压汞灯、甲烷和氯气的比例1:3为课堂该实验教学的适宜条件。研究结果深化了对这一反应本质和特征的系统认识，同时发现了新课程教科书中方法描述的局限，确定了提高该教学实验成功率的优化方法和技能要点，为“甲烷氯代反应”探究实验教学的设计提供了坚实的认识基础。其次，在“甲烷氯代反应实验装置改进”中，通过案例分析，针对现行教科书中通用装置使用中的七种缺陷，经过新材料的选取、结构设计、完成制作、适用性反馈和作品评价等，实现了①减轻整体重量，方便移动携带；②控制有效空间，减少试剂用量；③杜绝空气混入，保证氯代质量；④系统封闭环保，避免气液外溢；⑤按需控制反应，适应课堂要求；⑥创设合理条件，提高成功机率；⑦适合学生制作，适应探究要求。基本弥补了原装置的几项不足，有利于提高装置的可操作性和教学演示效果，有利于开展学生为主体的实验探究活动，有利于提高学生的动手实践和创新能力。最后，在人教版必修2《最简单的有机化合物—甲烷》单元的教学设计中，为落实新成果服务于新课程教学的要求，将第一阶段对“甲烷氯代反应实验条件探究”的研究结果、第二阶段的“甲烷氯代反应的改进装置”以及建构主义理论、人本主义学习理论、行为主义学习理论和多元智能理论应用于该教学单元的课程导入、问题聚焦、探究甲烷分子组成、认识甲烷空间结构、探究甲烷氯代实验条件、构建甲烷氯代反应整体认识、从实验现象推测过程机理以及多角度拓展STS教育等教学环节中，凸显教师指导下的学生小组合作探究的特征，并进一步根据研究结果和该专题课堂教学的实际探讨了保障条件和提高效果的实施策略。使新课程化学教学的推进建立在最新研究成果的基础上。