信息化環境下初中化學重難點知識可視化圖譜的構建研究

一、引言

枯燥抽象的文字學習與習題訓練已經不適用于初中化學教學的發展需求。知識圖譜作為一種高效、直觀的知識表示和組織方式，逐漸在教育領域嶄露頭角，為傳統教學模式帶來了深刻的變革。在信息環境下，將初中化學知識重難點以可視化圖譜的方式呈現出來，避免了傳統教學模式下過于零散的文字知識給學生學習造成的困惑，能夠切實提高初中化學教學的質量，培養學生的化學思維能力和綜合運用能力。因此，本文聚焦初中化學重難點教學，嘗試探索可視化圖譜的構建策略與實踐價值，旨在推動教學理念更新與教學模式的深度融合，提升化學重難點教學的針對性與有效性。

二、信息化環境下初中化學教學困境

（一）信息化教學的發展與挑戰

信息技術在初中化學教學中的廣泛應用使傳統課堂形態得以重構，但其在應用實踐中暴露出的矛盾也十分顯著。部分教師將多媒體、在線平臺等工具簡單等同于教學創新，僅將傳統板書內容轉化為電子演示，未能從學科邏輯出發，挖掘技術與化學知識的深度融合，導致教學本質仍停留在單向的知識傳遞層面。在教學資源設計方面，碎片化問題突出，許多資源只注重單個知識點的呈現，卻忽視了知識間的內在聯系，導致學生難以形成整體性認知。此外，為追求視覺效果，部分課堂過度依賴動畫特效、互動游戲等表面形式，忽略了學生的理解過程，導致教學效率下降。這些信息技術與課堂教學“貌合神離”的現狀，充分體現了信息化發展給教學帶來的雙刃劍效應。

（二）初中化學重難點教學困境

初中化學課程的知識內容普遍抽象復雜且有一定的理解門檻，學生往往難以準確把握核心概念與規律。受限于課堂時間和教學節奏，教師大多采用講授式教學，主要依賴語言闡述與板書演示，缺乏直觀、生動的呈現方式，使學生在面對復雜知識時學習興趣不高，也難以形成清晰認知。同時，當前的課堂教學中缺乏對重難點知識的結構化呈現。當教學內容涉及多個概念或重點內容時，教師缺乏配套的可視化表達手段，導致學生只能依賴自身想象來建立認知圖譜，極易產生誤解和混淆[2]。這種缺乏圖形化支持與信息統整的教學方式，難以滿足當前學生對直觀性、結構性學習資源的實際需求。這些問題直接影響了學生對化學關鍵知識的掌握深度和遷移能力，進而制約著教學質量的提升。

三、可視化圖譜在初中化學重難點教學中的應用價值

（一）化抽象為直觀，提升理解效率

初中化學的重難點如原子結構、微觀粒子變化、質量守恒等內容，具有明顯的抽象性，學生常因無法在腦中構建具象模型而產生理解障礙。可視化圖譜通過圖形、流程圖、模型示意等方式，能夠將抽象概念轉化為直觀圖像，幫助學生在視覺層面形成清晰認知。例如，在講解如“化學反應過程”或“離子反應原理”等內容時，教師可以用圖解手段同步展現物質變化路徑與粒子轉化邏輯，有效降低學生的認知難度，提升其學習效率。同時，圖像的直觀性還有助于學生課后的自我復習和遷移運用，能夠增強學習的持久性與靈活性。

（二）強化知識關聯，助力體系構建

初中化學知識體系具有顯著的關聯特征。盡管各知識點分散于不同章節，但彼此間存在緊密的內在邏輯。可視化圖譜聚焦于挖掘化學重難點知識間的本質聯系，借助樹狀層級圖、網狀關系圖等結構化形式，清晰呈現知識的前后邏輯遞進、橫向交叉融合。這種可視化呈現方式，一方面能夠助力學生對所學知識進行系統化整合;另一方面，當面對新知識時，學生可依據圖譜中展現的邏輯關系，快速將其融入已有的認知體系，實現知識“由點及面”的遷移[3]

（三）契合技術趨勢，滿足學習需求

在當前的信息化教學環境中，學生的學習方式和認知偏好逐漸趨于可視化、互動化。可視化圖譜作為一種融合信息技術與教學內容的創新表達形式，既契合了學生對多模態學習資源的接受習慣，也順應了教育技術發展的趨勢。通過數字平臺或教學軟件的圖譜展示，不僅能夠提升課堂的技術含量，還能拓展學生課外自主學習的路徑。尤其在當前教學評一體化背景下，知識圖譜還能作為學習過程可視化的載體，實現數據分析與學習診斷，助力教學精準化與個性化的有效落地。

四、初中化學重難點知識可視化圖譜的系統構建策略

構建科學有效的可視化圖譜，不僅是應對化學重難點教學挑戰的創新嘗試，更是推動信息技術深度融入教學過程的重要路徑。為了使知識圖譜真正服務于教學目標，提升學生對重難點內容的掌握質量，教師必須在內容選擇、結構設計、技術支持與應用反饋等方面形成系統化策略。接下來，筆者將從這四個層面具體闡述初中化學重難點知識可視化圖譜的構建路徑[4]。

（一）精準定位重難點，明確圖譜核心內容

初中化學知識兼具邏輯性與層級結構。部分核心概念與原理抽象復雜，對初學者而言理解難度較大。精準篩選重難點知識是構建高效可視化圖譜的首要前提。教師應全面梳理教材內容，緊扣課程標準要求與學生認知水平，從知識體系的關鍵節點和學習難點中鎖定圖譜構建的核心內容。例如，在魯教版初中化學八年級教材中，“原子的構成”“分子和原子的區別”“常見物質的分類”等，都是學生普遍存在理解困難的重難點。這些教學內容既包括對基礎理論的認知，又涉及對物質變化規律的探索，是學生構建化學思維框架的關鍵環節。

教師在圖譜構建開始前，要從知識難度、學生易錯點等維度進行綜合分析，對每一章、每一節的核心知識點進行系統梳理。以八年級全一冊中“化學反應中的質量守恒”課程教學為例，學生大多難以理解反應前后質量相等的微觀本質，此時的知識圖譜應聚焦反應物與生成物的粒子數量關系、封閉系統的概念，以及質量實驗驗證等關鍵內容，突出邏輯主線，降低知識的抽象程度。再如，在“認識物質的構成”課程教學中，針對元素、原子、分子、化合物等核心內容，教師可以借助圖譜將定義、構成特點與實例結合起來，幫助學生厘清關系、建立清晰認知。通過對教材內容的深人解讀和教學重點的精準提取，教師不僅能提升圖譜的教學針對性與實用性，也可以為后續的結構設計和可視化呈現提供堅實基礎[5]

（二）梳理知識脈絡，科學搭建圖譜結構

在完成重難點的精準定位后，教師需對所選知識內容進行系統整理，梳理其內在邏輯，科學搭建圖譜結構，以增強圖譜的可讀性與教學功能。以魯教版初中化學八年級“我們周圍的空氣”課程教學為例，該單元知識點涵蓋空氣組成、氧氣的性質與用途、制取與收集方法等多個模塊，內容交叉度高且難度大，如果教學中缺乏清晰的結構梳理，極易造成學生認知碎片化、知識記憶不牢等問題。在具體教學中，教師應圍繞“氧氣”這一核心概念，依據知識間的因果關系與結構脈絡，明確主線、分支與延伸內容，構建如圖1所示的重難點圖譜結構。

綜上，教師借助信息工具輔助結構搭建，能夠快速實現知識點的層級整理與動態組合，提升圖譜的交互性與可視化程度；學生則能夠在瀏覽與模仿圖譜的過程中，準確地把握知識結構、發現知識關聯，增強自身對知識整體性的感知與建構能力，從而實現從零散記憶到系統認知的學習進階。

（三）整合信息工具，優化圖譜呈現方式

在初中化學重難點知識可視化圖譜構建過程中，信息工具的整合不僅能大幅優化圖譜的呈現效果，還能增強課堂的交互性與教學的針對性。通過合理運用易操作、低門檻的數字工具，教師可使原本靜態的知識圖譜“動”起來、“活”起來，從而更有效地服務于化學課程的教學目標。

延續上一環節所構建的“氧氣”重難點知識圖譜案例，教師可以借助常用演示工具如PowerPoint或WPS，將圖譜以模塊化形式呈現在課堂大屏中。在基礎圖譜的基礎上，教師可使用不同色彩標記各知識板塊，如用藍色突出“空氣組成”、紅色表示“氧氣相關知識”，以提升學生對圖譜結構的識別效率。在講解“氧氣的化學性質”時，教師可通過強調動畫實現對重點方程式的動態突出。例如，講解到“氧氣支持燃燒”知識點時，教師可以點擊觸發反應方程式，通過放大或變色操作，以強化學生的視覺聚焦和記憶痕跡。此外，針對氧氣制取實驗，教師可將復雜的裝置圖轉化為簡潔、分步展開的動態演示，隨著講解節奏依次呈現裝置部件與反應過程，幫助學生逐層理解實驗設計與反應原理。

更進一步，教師還可以結合在線協作工具如石墨文檔、ProcessOn等，將知識圖譜發布為可編輯鏈接，引導學生參與共建。在課堂中，教師可設置如“在氧氣的用途模塊中添加生活中的實際應用”的問題，讓學生在線填寫、修改圖譜內容；在課后階段，學生也可以根據自身理解和學習節奏對圖譜進行補充與優化，促進知識的個性化建構。教師可以在平臺中實時查看學生編輯的內容，并針對性地進行批注與答疑，讓知識圖譜不再是單向傳遞知識的工具，而是成為師生共同建構的知識互動載體。通過簡潔高效的信息手段優化圖譜呈現，能夠引導學生深度參與，有助于構建重點突出、邏輯清晰、交互靈活的可視化教學新生態，切實提升初中化學重難點教學的實效性[

（四）引入反饋機制，推動圖譜持續完善

在完成可視化圖譜的內容定位、結構搭建與呈現優化后，教師還需建立有效的反饋機制，讓圖譜在教學實踐中不斷優化，從而更好地服務于學生學習。在具體實踐中，教師可以通過課堂觀察、學生作業，以及階段性測評等途徑，收集學生在知識理解和認知銜接上的真實反饋。例如，若部分學生在圖譜的“核心化學概念”模塊頻繁出現理解偏差，或在“重點實驗步驟”節點存在認知斷層的情況，教師便要及時記錄這些共性問題，為知識圖譜的優化改進提供依據。同時，教師還應借助課堂提問、小組討論等互動環節，鼓勵學生主動反饋可視化知識圖譜的使用感受，收集學生對表現形式的建議，為圖譜更新提供真實且具體的改進方向。

為了讓反饋機制更好地發揮作用，教師可以采取系統化的實施流程，一方面利用在線問卷、學習平臺數據統計等工具，分析學生瀏覽圖譜的情況，精準定位哪些部分需要改進；另一方面，教師可以建立圖譜更新記錄，每次教學后都記錄下修改內容，如調整知識節點順序、增加重點標注、把靜態圖示換成動態演示等。通過定期總結和動態調整，讓可視化圖譜能夠不斷貼合學生的學習需求，從固定的知識圖表變成靈活的學習工具，從而在幫助學生攻克化學學習難點、構建知識體系的過程中，持續發揮重要作用。

五、結束語

可視化知識圖譜憑借其結構清晰、表達直觀的優勢，為復雜抽象的化學知識搭建起易于理解和記憶的認知支架，提升了學生的理解與記憶效率。教師應進一步深化信息技術與學科教學的融合，探索更加智能、更具交互性、更加動態化的圖譜構建方式，使其在教學實踐中發揮更大效能，真正助力學生實現深度學習與知識建構。

作者單位：張海嬌煙臺萊山實驗中學

參考文獻

[1]黃正國.結構化學課程的知識圖譜構建及教學實踐[J].唐山師范學院學報，2025，47（03）：8-13.

[2]趙倩.基于概念圖的初中化學解題思路優化研究[J].數理化解題研究，2025，（11）：125-127.

[3]包琪琳.信息技術與初中化學課堂融合教學策略[J].中國新通信，2025，27（04）：215-217.

[4]劉繼斌.思維可視化在初中化學教學中的應用分析——以\"酸和堿”單元教學為例[J].中學教學參考，2025，（05）：62-65+69.

[5]李萍.教育信息化背景下初中化學教學優化研究[J].啟迪與智慧（上），2025，（01）：47-49.

[6]胡立新.信息技術與初中化學教學的有效融合[J].中學課程輔導，2024，（11）：96-98.