系统思维是人类重要的思维方式之一。现代社会发展需要系统思维,当今教育改革需要系统思维,化学教育也离不开系统思维。化学教育中渗透系统思维,不仅能够培养学生从整体角度分析解决问题的能力,而且还能够培养学生联系外部世界的系统思维能力,优化知识建构体系。因此,探讨基于系统思维的教学设计对教师教学和学生发展都具有重要意义。本研究在综述的基础上,阐述了系统思维的概念界定,概述了系统论、建构主义学习理论和奥苏贝尔有意义学习等与系统思维相关的理论。依据上述理论基础,构建了基于系统思维的中学化学教学设计模型（系统概念图）,继而,以模型为指导,开发了“碳的循环”、“硫的转化”和“氮的循环”教学设计案例。以“碳的循环”教学设计为例在中学展开教学实践研究,通过让学生绘制系统概念图和访谈的方式来了解学生对系统思维的认识情况;同时,通过教师访谈来探测教师对系统思维的认识情况以及应用系统思维进行教学的情况。最后,基于上述研究得出相关结论和启示。具体地,本研究共由六部分组成,研究内容如下:一、整体分析国内外系统思维的研究现状,逐步深入到系统思维在教育领域中的相关研究,最后将视线聚焦到化学教育领域,按照由表及里,由浅入深的顺序研究系统思维在当前化学教育中的应用情况。二、概述与系统思维相关的概念以及系统论、建构主义学习理论、奥苏贝尔有意义学习理论,从产生子系统、海洋相互作用子系统、环境气候变化子系统和人为缓解子系统四个角度构建基于系统思维的中学化学教学设计模型（系统概念图）,为教师进行系统思维教学提供理论支持。三、依据构建的基于系统思维的中学化学教学设计模型（系统概念图）,开发“碳的循环”、“硫的转化”和“氮的循环”教学设计案例。四、将“碳的循环”教学设计案例应用于中学进行实践研究。通过绘制系统概念图和访谈的方式对学生进行教学效果的调查研究,旨在了解学生对系统思维及其教学的认识情况。五、对中学化学教师进行系统思维认识的访谈调查,了解教师对系统思维的认识情况以及在化学教学中应用系统思维的情况。六、在理论建构和教学实践基础上,总结得出研究结论与展望,为系统思维在中学化学教师的课堂教学和学生的化学学习上提供启示与建议。基于研究结果,本文主要得出以下启示与建议:对中学化学教师教学方面,（1）教师应加强系统思维教学的意识,不断加强对学生系统思维教学的指导。（2）教师应积极进行基于系统思维教学的反思,不断完善教学,提升自我。（3）教师应借助信息化工具不断提高自身的系统思维能力。（4）教师应帮助学生培养系统思维建模的能力,培养学生的系统思维观念,发展学生的系统思维能力。对学生化学学习方面,（1）学生要养成系统化思维的学习习惯,不断提升自身的系统思维能力发展水平。（2）学生应积极关注化学与海洋、社会环境以及人类活动之间的联系,从整体角度学习化学,促进知识的有意义建构。（3）学生要更新自身学习方式,培养模型建构的能力。