知識可視化在初中化學教學中應用

蔣旭浩

(江蘇省丹陽市后巷實驗學校 212312)

圖像具備強大的信息傳遞和概念建構功能.知識可視化概念的提出正是基于圖像的這種功能性，是指依托圖像的媒介作用，實現個體間的知識創造和傳遞.化學是學生在初三接觸的一門新課程，在學習化學概念、符號、定義時往往存在著一定的障礙.知識可視化將晦澀難懂的符號概念信息用生動形象的圖像予以呈現，在給學生帶來全新學習體驗的同時也提高了學生對知識的理解程度，對于提高化學教學質量具有重要作用.

一、模型展示，促進物質掌握

符號化的化學式是人類在研究化學的過程中所選擇的較為簡便的表示方法，而在學習初期學生對這種表達形式理解不足，很難形成對物質本身的理解.實物模型是打破這種理解阻礙的有效形式.在教學過程中教師可將物質運用模型表示，使學生在眼觀手觸中接觸真實的化學物質，強化對知識概念的理解.

例如在進行“組成物質的化學元素”一課的教學時，本課的難點在于能從組成上識別氧化物，區分化合物和單質、純凈物和混合物.為從微觀上對這幾種物質進行呈現，教師選用模型展示的方法.在教學前教師準備顏色不同的橡皮泥，并按照比例捏出氫原子、氧原子、碳原子的球體.首先進行物質的呈現，用橡皮泥組成氧、氫、碳單質和水分子和二氧化碳分子，使學生對物質的微觀組成有初步理解；在區分化合物和單質時，教師令學生根據模型從元素種類、個數上對氧分子和水分子進行區分，使學生掌握二者的概念；接下來，教師拿出金剛石和碳六十的模型，提問學生是否為純凈物；在觀察水分子和二氧化碳分子時，學生也了解到個數相同的元素在構成分子時其排布是有一定區別的，形成了從分子內部結構進行物質區別的思維.

實物模型將知識以可視化的形式進行了呈現，學生能夠在近距離接觸化學物質的過程中強化對于抽象概念的理解，形成真實而具體的學習體驗.在教學過程中，教師應把握微觀和宏觀的聯系，合理利用化學模型開展知識教學.

二、動畫入課，形成形象認知

與其它學科有所不同的是化學的微觀性較強，在學習原子、電子等微觀概念時學生往往難以理解.教師可借助知識可視化的教學方法，將微觀物質轉化為動畫，借助放大化的形象展示進行知識呈現，幫助學生形成對抽象概念的形象認知.

如在進行“構成物質的基本微粒”一課的教學時，本節涉及到分子、原子等微觀物質，直接的進行知識講解學生難以理解，教師在教學過程中加入動畫展示過程，以深化學生的理解度.本節中選取了電解水的實驗來對幫助學生從現象中理解分子變化的實質.但是學生理解和想象力有限，只能通過宏觀的實驗現象猜想出分解過程，而對于微觀的變化難以領悟.教師電解試驗后播放了動畫視頻(如圖1所示)，將水分子以直觀形象的形式予以呈現，使學生在觀看過程中了解到分子的分解和形成過程.在電解視頻播放后，教師同樣播放水的三態變化的動畫，使學生在兩者對比中深化對于物理變化和化學變化的微觀表現.

動畫視頻將抽象微觀的知識予以形象宏觀的展現，在觀看過程中學生頭腦中生成了對于分子變化的形象化過程.知識可視化的方法所帶來的是更為全面立體直接的視覺體驗，對于促進知識理解具有重要作用.

三、實驗再現，深化知識理解

實驗的可操作性和直觀呈現性較強，是知識可視化的一種有效呈現方式.化學結論的得出離不開化學實驗，將化學概念通過實驗呈現往往比講解更能夠給學生留下深刻印象.在化學教學中，教師應善于借助實驗引領學習，憑借實驗的直觀呈現來促進學生理解.

例如在進行“奇妙的二氧化碳”一課的教學時，二氧化碳的物理化學性質較多，機械性的講解難以使學生理解記憶，降低了課堂教學效率.在教學中教師可借助實驗使學生在直觀中理解，在理解中記憶.在探究二氧化碳密度和空氣密度的大小時，教師在氣球中充滿二氧化碳，使學生觀察氣球的狀態分析其密度關系；在探究二氧化碳與水的反應實驗時，教師將干燥和濕潤的石蕊試紙分別放入二氧化碳氣體中，使學生通過觀察顏色變化猜想物質變化過程.在對于其他性質進行探究時，教師亦可采取課堂實驗或多媒體實驗展示的形式進行現象的呈現和知識的講解.

相較于費力的知識講解，實驗更能夠為物質分析提供有力的佐證.在后期進行知識回顧的過程中，學生很容易從頭腦中抽取實驗片段進行知識回顧.在化學教學過程中教師應注重實驗和教學的結合性，讓可視化的實驗呈現成為促進學生理解記憶的有效方法.

四、導圖勾勒，建構教學體系

思維導圖是知識可視化的重要表現形式.在課堂教學中學生是以知識點的形式進行學習的，難以生成系統全面的理解.而思維導圖能夠以體系化的框架對于知識點進行系統呈現，對于強化學生對課程的整體認知，提高課后學習效率具有重要作用.在教學中教師可憑借思維導圖引導學生逐步搭建知識體系.

例如在進行“物質的溶解性”第一課時的教學時，學生學習了溶解性的概念、面粉和蔗糖的溶解實驗、溫度對溶解性的影響分析等內容.在教學結束后，為幫助學生明確教學重點形成知識體系，教師為學生搭建思維導圖并引導學生對導入進行完善.教師提供知識框架如下所示.

1.溶解性概念

2.影響因素：①____；②____；③____.

4.飽和溶液檢驗方法

5.濃溶液、稀溶液、飽和溶液、不飽和溶液關系

在對導圖進行完善的過程中，學生不僅回顧了課堂知識，也生成了全面系統化的知識體系.在知識可視化的教學模式下，原本定義化零散化的知識點轉化為了清晰明朗的思維導圖，對于實現知識的二次回顧，提升學習效率具有重要意義.

在信息化的背景下，知識傳播和創造的方式日新月異.知識可視化教學模式迎合了新的教學需求，為學生的化學教學帶來了新的方法思路.在教學過程中教師應積極轉變思想，引入新型的教學模式方法，讓知識可視化優化教學.

參考文獻：

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