知識可視化及其在初中化學教學中的應用研究

倪欽

摘 要： 在概述“知識可視化”概念內涵的基礎上，本文運用教學實例探討其在初中化學課堂教學中的實踐應用，旨在為提高初中化學教學質量獻計獻策。

關鍵詞： 初中化學課堂 知識可視化 教學應用

新課改呼吁教師在教學中采用更直觀的知識展現方式，加強學生與知識之間的互動，將抽象的知識轉化為具體的教學資源，以圖像、圖形、圖表、視頻、動畫等可視化的媒介替代文字，提高學生的學習效率。為滿足新課改的要求，在初中化學教學中，教師需要運用知識可視化的教學理念，以教學工具轉化化學的定義、概念或理論，揭示化學的內在本質[1]。對此，文章在概述“知識可視化”概念內涵的基礎上，運用教學實例，探討在初中化學課堂教學中的實踐應用，旨在為提高初中化學教學質量獻計獻策。

一、知識可視化的概念內涵

圖像是人類接觸最早、印象最深刻的視覺記憶，幼兒認識事物是從認識圖像開始的，從模糊的輪廓到具體的形象，逐漸形成空間概念，因此，圖像是傳遞信息及建構概念最直接的途徑。知識可視化的理論形成正是建立在圖像研究基礎上，2004年，瑞士盧加諾大學的馬丁·愛普（Eppler，M.J.）和雷莫·布克哈德（Burkard，R.A.）在他們共同撰寫的《知識可視化：一個新的學科及其應用領域》一文中首次對知識可視化進行了定義。他們指出：能夠經過視覺直覺儲存于記憶表象并納入認知結構的事物是圖像，而知識可視化是以圖像為媒介，改善兩個或兩個以上個體之間知識創造和傳遞的途徑，從而實現相互作用和影響的一種認知方式。

實踐研究表明，知識可視化對提高學生的學習效率是具有重要意義的[2]。僅就初中化學教學來看，中學生在學習生涯中初次接觸化學知識，學習化學的概念、符號、定義等對他們來說頗具難度，而知識可視化則將抽象的化學知識轉化為圖像、圖表、視頻、動畫等，有助于初中生在最短時間內了解化學課程的特點，掌握學習化學的規律，提高學習效率。

二、知識可視化在初中化學教學中的應用

1.思維導圖的應用

思維導圖是知識可視化的重要表現形式。立足于課堂教學中的重點知識，由教師引導學生將重點知識進行結構分解，劃分出重點知識的枝干，再以枝干為中心進行結構分解，形成數個類別不一的支點，最后對支點進行研究分析，得出結論，從支點到枝干，再到重點知識，逐層向中心靠攏，從而擴大學生對知識的理解范圍，提高學習效率。

以蘇教版初中化學第二章第三節第三課“溫室效應”教學為例。

課堂教學中，筆者首先以一組視頻和圖片向學生展示生活中的溫室效應現象，并讓學生合作討論后以關鍵詞的方式提出幾點自己對溫室效應的理解，最后師生合作對溫室效應進行定義。

在第二個環節，筆者以溫室效應為主題，引導學生對溫室效應進行結構分解，畫出思維導圖。

首先是溫室效應的構成，主要包括：①太陽；②大氣；③人類活動；④自然環境。

其次分解溫室效應的枝干，主要包括：

（1）太陽：①太陽光，②輻射線，③熱量，紅外線，紫外線；

（2）大氣：①二氧化碳，②溫室氣體，③甲烷，④臭氧，⑤水氣；

（3）人類活動：①建筑，②交通，③能源消耗，④農業生產；

（4）自然環境：①氣候反常，②土地沙漠化，③海洋生態，④農業。

最后再以上述枝干為中心，對代表枝干的關鍵詞進行結構分解，如溫室氣體主要包括：①水汽；②二氧化碳；③氧化亞氮；④氟利昂；⑤甲烷。

在第三個環節，引導學生對溫室效應的形成原因及影響進行分析。首先分析思維導圖得出結論，其次筆者以多媒體圖片展出關于溫室效應的相關數據，讓學生將數據錄入思維導圖中的對應項，最后得出總的結論。

如此，利用知識可視化的教學模式，使原本定義化、依靠文字承載的重點知識轉化為形象的思維導圖，加深學生對知識的理解，提高學生的學習效率。

2.視頻、圖片、實物模型等可視化工具的運用

課堂教學中，視頻、圖片、動畫等可視化工具一般以投影、錄像或計算機展現，這種教學模式突破了課堂時空的限制，將文字化的知識轉化為生活中的實例，不僅拉近了學生與知識的距離，更使學生直觀感知和體驗知識，從而實現理論與實踐的結合。如教學二氧化碳時，對于二氧化碳的產生途徑，很多學生僅能從生活經驗中尋找答案，并且只說出幾種具有代表性的二氧化碳產生的例子，如動物呼吸、汽車尾氣排放等。而利用多媒體技術，將生活中各種二氧化碳的產生途徑制作成視頻展現出來，會大大拓寬學生的視野。因此，教學實踐中，教師可在備課時將重點知識制作成視頻或圖片，替代教師講解，從而實現知識可視化的教學模式。

此外，實物模型是知識可視化的代表形式。對于初中生來說，化學物質的抽象性為他們學習制造了很大的障礙，而將符號化的化學物質用實物模型替代，在多媒體展示或教師講解的同時，讓學生近距離接觸真實的化學物質，能夠加強學生對知識的理解，提高他們的學習效率。教學中，教師可將實物模型展示與多媒體視頻或圖片、思維導圖或概念圖等可視化形式相結合，多管齊下，減少不必要的教學環節，提高課堂教學質量。

結語

實踐證明，知識可視化的應用順應了當前信息時代發展對知識傳播和創造方式改變的需求，對幫助學生深入理解知識和細化學習具有重要意義。因此，初中化學教師應盡快轉變思想，改變當前教學模式，以知識可視化優化學生的學習方式，從而打造高效課堂，提高教學質量。

參考文獻：

[1]藍嘉.基于知識可視化的化學教學——以利用Chemoffice 2004的高中有機化學教學為例[J].教育信息技術，2013，（4）：34-37.

[2]張力平.知識可視化策略在化學教學中的應用[J].山東教育：中學刊，2011，（11）：30-31.