化学科学是全球进步的核心,对解决即将到来的全球挑战问题,如可持续发展等至关重要。系统思维的培养以学习者为中心,需要学习者利用模型建构和系统推理,坚持可持续发展观点,应用化学知识解决以真实情境为中心的社会现象和科学问题。由于化学学科中化学物质的种类和性质多样且转化复杂,如何设计一种能够促进高中生系统思维发展的作业任务模型成为了需要思考的问题。基于上述原因本研究着重探讨以下三个问题。（1）高中生化学系统思维的现状如何?（2）提升高中生系统思维的化学作业任务模式如何架构?基于该模型如何设计元素化合物相关主题内容的作业任务?（3）基于系统思维的作业任务实施对高中生系统思维影响的实践成效如何?对硫、氮及其循环知识内容展开教学,其成效如何?通过文献研究、访谈调查的研究方法得出了高中生系统思维的现状,在元素化合物的课堂教学过程中缺乏有效的作业任务设计导致学生对知识的系统性掌握不尽人意。本研究设计了基于系统思维的作业任务的并将其应用于硫、氮及其循环的教学实践中。研究发现基于作业任务设计的系统教学模型更适用于元素化合物学习,融入基于系统思维的化学作业任务的系统教学模型系统思维水平提升。这些发现启示了化学教育工作者在在教学中要基于系统思维培养,抓住化学学科本质和特征将化学教育与系统思维融合,改进教学模式与作业任务设计。