2017年,教育部颁发最新版《普通高中化学课程标准》,新课程标准强调重视开展“素养为本”的教学,促进学习方式的转变,培养学生的学科核心素养,发展学生的问题解决能力。高中化学中有关官能团的内容贯穿有机化学的学习过程,而官能团转化涉及较为综合的化学问题解决过程,是化学学习的重点和难点,对于培养学生思维的连贯性和考虑问题的全面性具有重要意义。本研究提出从官能团转化问题解决的具体过程来体现高中生官能团转化问题解决能力现状和思维过程特征,并设计了研究框架,开发了高中生官能团转化问题解决能力测试卷和工作单,采用测试和完成工作单的方式收集研究数据,通过对数据的统计分析探讨高中生官能团转化问题解决能力的现状,以及在性别、年级及不同学业水平之间的差异;与此同时,通过个案访谈的方法,对该地区高中生官能团转化问题解决的思维过程进行刻画和分析。研究结果表明:(1)高中生官能团转化问题解决能力整体处于良好水平,但在“理解能力”、“表征能力”、“执行能力”和“检核能力”等维度上的发展不均衡,其中“检核能力”较为薄弱。(2)高二、高三学生官能团转化问题解决能力水平均处于良好水平,但两者存在显著性差异,高三学生在四个维度上的表现都优于高二学生,尤其是在“执行能力”和“检核能力”维度上高三学生的表现远远高于高二学生。(3)不同性别学生在官能团转化问题解决能力上不存在显著性差异,女生在理解能力方面略优于男生,男生在表征能力、执行能力和检核方面略优于女生。(4)不同学业水平学生官能团转化问题解决能力存在显著性差异,学优生水平较高,学中生次之,学困生较低,但高二到高三学困生官能团转化问题解决能力发展最为显著。(5)从思维过程特征来看,高二学生在官能团转化问题解决过程中呈现“按部就班式”的思维过程特征;高三学生则呈现“跳跃式”和“杂糅式”的思维过程特征。最后根据研究,提出了有效培养高中生官能团转化问题解决能力的教学建议。