自1986年布卢姆的教育目标分类学传入中国以来,其理论不断影响着我国的课程编制、教学实践以及教学评价等各个方面。近年来随着时代的发展与进步,教育目标分类学理论不断得到发展和完善,美国当代学者马扎诺正是立足于新时代对人才的需要,充分吸收当代教育学和心理学的研究成果,提出了其教育目标分类学。马扎诺的分类学理论从人的行为模式出发,构建了以知识和处理水平为基础的二维教育目标框架。本文在马扎诺的教育目标分类学的理论基础上,将高中化学教学作为实践切入口,把研究内容分成两部分。第一部分详细介绍目前影响最大的布卢姆教育目标分类学以及21世纪最新的马扎诺教育目标分类学,通过对比马扎诺分类学和布卢姆分类学的理论框架和在教学应用中的差异,更好地明确教育目标分类学的作用与局限,并初步应用马氏分类学分析教学设计中的教学目标、教学策略以及教学评价等方面。第二部分将马扎诺的教育目标分类学理论应用到高中化学教学当中,并与应用常规教学设计的班级进行效果对比。结果表明:(1)以马扎诺教育目标分类学思想指导的高中化学教学效果有一定的提高;(2)马扎诺教育目标分类学中的自我系统和元认知系统具有重要的教育价值,实践表明在此理论指导下进行教学设计,教师更加关注学习者的课堂状态和情感体验,有效提高了学生的参与度及学习效果。