本文用问卷测查、口语报告、访谈等实证方法探究了学优生与学困生在解决化学平衡问题的过程中，分别在元认知、问题的表征、解题的策略和知识的结构化等方面两类学生存在的具体差异。研究结果发现： 1．元认知是影响化学平衡问题解决的重要因素。学优生与学困生在元认知上差异主要体现在知识性、计划性、监测性和调控性上，在意识性和评价性上差异不明显。 2．学优生与学困生在问题表征水平上存在差异：学困生主要是基于问题表面结构的外在表征；而学优生是处于由表面结构的表征向深层结构的表征过渡阶段，但并没有达到形成完整的基于深层结构的表征水平。研究表明，学优生与学困生均善于用符号表征来进行化学平衡问题的解决，但学困生拙于利用微观表征解决相关化学平衡图像类问题。学困生的符号表征仅仅表现为对规则的识记性应用，因未能与微观表征之间建立联系只能是属于一种较低水平的符号表征。 3．学优生倾向于使用概念驱动的正向推理策略来解决等效平衡问题；而学困生倾向于使用数据驱动的逆向推理策略。但由于中学化学知识层次的限制，学优生与学困生对等效平衡概念均不能做到准确理解，导致两者在解决等效平衡问题时无显著差异。 4．在化学平衡的知识结构中，学优生与学困生在概念数量上无显著差异，但在概念之间的联系程度上，学优生明显优于学困生，但与专家的差距仍较大。