中学生化学思维得到人们的广泛关注,但尚未形成系统研究。本论文尝试回答中学生化学思维的概念界定与中学生如何进行化学思维的心理学模型建构这两个问题,它们分别是此领域系统研究中的基础问题与核心问题。如何界定中学生化学思维?我们考察三重表征；修正宏观表征的内涵,丰富微观表征的尺度,发展性提出化学语言,以此构成新三重表征；这是中学生化学思维的内容。基于对化学科学、中学化学教学、化学学习本质的文献考察,立足心理学视角,我们提出化学实验、化学语言、可视化模型是中学生形成并发展化学思维的三种外部工具。化学思维的核心形式是化学概念,基于概念进行判断、推理和论证等形式的化学思维活动。整合对化学思维的以上考察,立足间接反映论思维观,我们提出中学生化学思维的概念界定。此为第3章内容。中学生化学思维如何进行?基于信息加工理论,认为化学思维以感知过滤、工作记忆和长时记忆三部分完成信息的加工、表征。化学思维的结果是形成认识结构存储于长时记忆。考察心理学中关于知识表征的各方理论,述评国内外关于化学知识表征的当前研究,我们提出中学生长时记忆中物理空间、情感空间和认知空间构成的三足鼎立式化学认识结构。化学思维活动是以长时记忆来影响感知过滤的信息筛选和工作记忆的信息加工,据此我们建构中学生化学思维模型。中学生化学学习是三足鼎立式化学认识结构的推进、发展与深度交融,体现为三个空间相互影响、相互参照、彼此交织、互补协调、协同发展、整体推进；如此,化学学习中的个体实现表象建构、知识增长、认知发展、情操熏陶、价值观初步形成等知情意的协调发展与完整人格的初步形成。此为第4章内容。论文第5章检验了中学生化学思维模型中的几个问题。以教学、问卷、访谈、概念图绘制、中学生化学实验设计与操作等多种形式收集来自个体、小组、群体被试的文本、音频、视频信息。数据管理与部分资料分析借助于质性分析软件进行。实证研究揭示了理论建构中所提观点的合理性以及化学学习自身的复杂性。学科教育的核心在于培养和发展学生的学科思维；中学生化学思维的发展是从化学知识建构到化学基本观念生成到化学素养达成的重要桥梁与必经途径。对于生命个体而言,化学思维发展绝不仅仅意味着学科知识的丰富,必然带来中学生知情意的全息变化。我们融个体的经验、情感和知识学习为一体,建构三足鼎立式的多元统一心理表征体系,以此审视化学学习对中学生当前成长与未来发展的可能影响。