随着复杂科学和哲学的兴起,非线性思维以其非线性的特点,以立体化、多维度、综合的、开放的、创新的思维特点逐渐成为人们认识复杂性世界的思维方式。近年来,自然学科也发现用非线性思维来处理复杂性问题的益处。化学新课程标准指出要培养学生的“科学探究和创新意识”这一核心素养。国家强调创新是民族进步的灵魂,是引领发展的第一动力。而非线性思维的非线性特点对于学生创新创造能力的培养是具有重要意义的。目前非线性思维在思维科学和哲学领域的研究较多,将非线性思维引入到学科教学研究微乎其微。本文以耗散结构理论、实用主义理论、情境认知理论和复杂系统理论为理论基础,通过对文献的梳理与研究分析了非线性思维在思维科学和学科领域的研究现状,对非线性思维的相关概念进行辨析。同时介绍了化学非线性思维品质的特征,制定了评价各个维度的评价指标,明确新课程标准体现非线性思维的模块。利用测试卷和访谈的方式对于高中生的化学非线性思维品质的现状进行调查,使用SPSS 22.0等数据分析软件从非线性思维品质的不同维度对不同性别、不同年级和不同成绩水平的学生进行分析。基于调查结果在教师教育观念、教学目标设计、课堂氛围营造、教学方法使用和引导学生交流反思方面提出了优化策略,并设计教学计划对所在实习班级进行教学实践。最后,对本论文的研究成果与创新之处做出总结,并对未来该方向的深入研究作出展望。