基于《普通高中化学课程标准（2017年版）》所提出的发展学生微观探析、模型认知等学科核心素养的要求,以及高考改革逐步推进的趋势,物质结构类知识的教学方式以及教学程度应当被给予足够的重视,但与物质结构相关的知识理论性强且抽象,对于空间想象能力和抽象思维尚未发展完全的高中生而言,仅通过观察教师绘制的平面构型以及个别的实物模型,没有实验过程的直观体验与现实生活经验的支持,很难对于物质微观结构与性质之间的联系产生感性认识和模型迁移;而量子化学计算软件能够在有限的时间内,通过呈现物质微观结构参数有效地揭示物质结构与性质之间的联系,在一定程度上降低物质结构类知识的教学难度,促进学生对于物质结构的深度学习,以及宏微结合思维、证据推理能力和模型认知等素养的发展。本研究在查阅相关文献的基础上,对内蒙古7个盟市的103名高中化学教师和385名高中学生关于物质结构类知识的教学和学习现状进行了问卷调查,其中教师问卷主要调查了化学教师对于物质结构类知识的教学程度;学生问卷主要调查了部分学校高三学生对于物质结构类知识的掌握情况,以及对于教师物质结构类知识教学情况的反馈。探索了以Gaussian、Materials Studio软件为代表的量子化学计算软件在表征物质稳定结构、分析化学性质、展示反应机理等方面的功能在高中物质结构教学中的应用方式,基于人教版高中化学教材,编写了“二氧化硅”和“醇的化学性质”两个教学设计,并在呼和浩特市某中学高一年级的两个平行班进行教学实践研究。调查结果表明,现阶段内蒙古地区的高中化学教师和学生存在对于物质结构类知识的关注度不够、教与学的程度较低、现有教具对物质结构类知识呈现不够直观、教师教育理念较为落后等限制师生物质结构类知识深度教学和学习的问题。基于以上问题,本研究提出了结合量子化学计算软件的物质结构模型教学策略,包括“对比结构,分析信息;模型论证,构建关联;类比推理,综合应用”三个教学环节,以促进高中化学物质结构教学对于学生宏微观结合思维、证据推理能力及模型认知素养的发展。教学实践结果表明,所提出的结合量子化学计算软件的物质结构模型教学策略,能够在一定程度上促进学生对于物质结构与性质的理解与掌握,对于学生微观探析、模型认知素养的发展具有明显的促进作用,在高中化学物质结构类知识的教学中具备一定的可行性。