本文以现代认知心理学为指导，在理论研究的基础上，作者设计了化学实验基础知识测试材料和化学学习自我监控测试材料以及化学实验问题任务，采用团体测试和个案研究相结合，综合运用问卷测量、口语报告以及活动操作等方法对高中学生解决化学实验问题的心理机制进行了初步的实证研究。作者提出高中学生解决化学实验问题的心理过程可分为问题确认、问题解析、实验设计和实验操作四个阶段，他们对化学实验问题的表征方式有字面表征、化学表征、样例表征、形象表征、技能表征和数学表征等六种，而解决策略则可分为原理导向、样例导向、情境导向和盲目尝试四种。实证研究结果表明：(1)化学实验问题表征和解决策略、化学认知结构、自我监控是影响化学实验问题解决的重要因素。在化学实验问题解决中，问题表征和策略选择、知识结构化程度以及自我监控水平的不同是导致不同问题解决者的问题解决效率产生差异的主要原因。(2)问题表征是化学实验问题解决的关键，是解决问题的必要前提。选择有效的问题解决策略，有利于促进问题解决，提高问题解决的效率；反之则会降低问题解决效率甚至阻碍问题解决。知识容量和表征水平影响了知识结构化程度，而化学认知结构决定了问题表征的深度和广度，并进而影响着解决策略的选择。(3)自我监控从五个纬度对解决活动实施不间断的监控，这五个纬度为动机的自我监控、策略的自我监控、问题情境的自我监控、评价的自我监控、目标的自我监控，并通过对问题表征、策略的选择以及实验操作的影响渗透在整个实验问题解决过程中。(4)化学实验问题解决活动中不能忽视心理素质的影响，良好的心理素质有利于自我监控水平的发挥，从而保证问题表征的正确性和深度、策略的恰当选择以及实验操作的顺利进行。