Učenje i poučavanje predmeta Kemija temelji se na stjecanju znanja i vještina složenim kognitivnim procesima percepcije (opažanja), znanstvene komunikacije (prikazivanje opaženoga i rasprava) te rasuđivanja (analiza rasprave, vrednovanje i donošenja zaključaka). Kemijski pokus obuhvaća sve navedene kognitivne procese, stoga je kao dio iskustvenoga učenja temeljna nastavna aktivnost. Učeći kemiju, učenici osim kemijskih spoznaja, koje su temelj razumijevanja pojava u živome i neživome svijetu, na molekulskoj razini razvijaju sposobnost kritičkoga mišljenja o sebi te o neposrednome i globalnome okružju.

Odgojno-obrazovni ciljevi učenja i poučavanja Kemije su sljedeći:

– stjecanje iskustava koja će pobuditi znatiželju, pozitivan stav i interes za kemiju i prirodoslovlje

– razumijevanje i komuniciranje o temeljnim konceptima kemije

– usvajanje i primjena kemijskog nazivlja i simbolike

– razumijevanje principa znanstvenoga i etičkoga pristupa istraživanju te rješavanju kemijskih problema

– stjecanje metakognitivnoga znanja kao preduvjeta za razvijanje samostalnosti, samopouzdanja, inovativnosti, odgovornosti i kreativnosti.