一、可视化教学与化学学科融合的教学价值

第一，可视化教学可转变学生的化学学习方式，提高学生化学学习效率。有研究表明，一个人所获得信息的83%左右都是通过视觉感官获得的。这意味着人们对视觉信息的处理能力非常强，甚至比他们处理文字信息的速度更快。在可视化教学理念的支撑下，抽象的化学知识能够被加工为可观察、辨析的教学材料，从而发挥引导初中生进行深度学习的教育功能。

第二，可视化教学可通过视觉表征手段，实现复杂知识的直观化，让学生更容易看懂相关化学知识，挖掘视觉表征内容中蕴含的化学知识。初中化学知识点较为复杂，在实施教学活动的过程中，不仅要通过教学活动培养学生的化学思维，还要深度激发学生的理性感知能力，让学生在直观的化学元素、化学现象中挖掘化学知识，从而实现化学教学活动的高效推进。而可视化教学围绕视觉的感知过程发力，教师在将化学教学与教学要求融合的过程中，可依靠可视化过程帮助学生分析化学知识，在化学现象、化学原理中挖掘化学知识点，这有利于培养学生的化学思维。

第三，可视化教学可促进学生化学思维能力的发展。化学学科对学生的化学思维发展提出了严格的要求，教师除了基于基础概念开展化学分析、化学学习活动外，还要对学生的各项化学素养进行强化训练，让学生形成应用化学知识、探究化学原理的学习素养，从而对初中化学教学资源进行深度解读。在可视化教学的引导下，有利于学生通过“视觉感知、理性分析、化学推导”的学习过程掌握化学知识点，保障学习的高效性。教师将化学学科与可视化教学进行有机结合，可达到优化化学思维训练教学过程的目的，最终可以促进学生在化学学习过程中思维能力的快速发展。

二、实现初中化学可视化教学的有效路径

（一）通过概念图表视觉表征方式开展教学

在可视化工具辅助下开展化学教学，这是当前初中化学教师构建高效课堂的重要途径之一。化学课堂上充斥着各种视觉表征方式，为可视化教学的开展提供了良好的条件。其中，“概念图表”是可视化教学中比较常见的视觉表征方式，教师通过这种视觉表征方式能够提高初中生对化学概念知识的理解与记忆能力。尤其是对一些比较容易混淆的化学概念知识，教师更有必要在概念图表这一视觉表征手段的帮助下开展教学，避免学生走进化学概念知识学习的误区。在可视化教学的构建过程中，教师要关注基础化学工具的应用。将化学授课过程转化为可视化过程，锻炼学生的化学分析与化学应用技能。比如，在“金刚石、石墨、C60”一课的教学中，教师要让学生把握好金刚石和石墨的结构、性质、用途等知识点，教学要求较为复杂。在实施教学的过程中，教师可利用化学概念图表展开教学工作：从化学物质的物理特性入手，引导学生对物质的微观结构进行探究。在图表中，通过图示材料展现化学问题与化学知识点：金刚石是硬度极高的化学物质，石墨则是常见的一种化学耗材，硬度较低，二者的基本构成都是碳，但强度存在较大的差异。“除了硬度上的差别之外，二者还存在哪些不同？”在教师设计化学问题之后，分别以金刚石、石墨为对象，从物质的结构、性质、用途两个角度入手，引导学生共同完成概念图标的填写任务。在随后的化学教学环节，教师要强调学生对化学知识的自主应用，将C60继续引入化学概念图表中，引导学生从结构、性质、用途等角度继续完善相关图表工具，进行化学知识的自主分析。针对较为复杂的化学教学任务，教师要强调教学本身的条理性，在构建可视化教学模式的过程中，关注学生对基础化学知识的应用，运用概念图表的表征方式将化学知识清晰又直接地表现出来，加强金刚石、石墨基本概念知识的对比效果。在教学课堂上，自主学习与教师引导相互搭配，能够让学生将金刚石、C60和石墨的相应结构、性质、用途等有机联系起来，促使学生有效掌握概念知识点。

（二）通过视觉隐喻的表征方式开展教学

视觉隐喻强调视觉感知过程的表达与解读，在教学过程中，教师通过对学生视觉的调动引导他们感知抽象的化学知识，对化学教学活动的优化有着极为重要的教学意义。基于可视化教学视角构建全新的化学教学模式，教师要强调视觉隐喻的综合应用。一方面，教师要关注学生在视觉上的信息搜集、处理，将学生通过视觉所获取的材料呈现在课堂上，对化学知识进行深度应用；另一方面，要基于视觉发展学生的化学思维，在认知化学知识的同时激发学生的化学创造力，让学生在观察的过程中深度剖析化学知识，促使学生快速掌握化学知识点。在教学环节，教师依靠视觉隐喻呈现化学知识，解读化学物质的构造、化学科学原理，有助于教学活动的进一步优化。

视觉隐喻是非常重要的可视化工具，化学教师将其运用到课堂中，可通过光影、角度、景别、色彩以及构图等多种造型语言，形象化地呈现隐喻知识，有利于实现隐性知识的显性化，进一步促进学生知识理解能力、知识建构能力的发展。比如，在“金刚石、石墨、C60”的课堂教学中，教师可运用视觉隐喻的表征方式，引入化学模型对相关化学知识进行讲解。面对金刚石、石墨、C60三种材料，深度推动化学教学活动的优化实施。在课堂上，教师可选择橡皮泥、塑胶球、化学结构模型开展教学活动，三种材料分别代表石墨、塑胶球与C60，要求学生自主分析化学知识。通过化学观察发现，三种物质的结构存在较大的差别：代表石墨的橡皮泥小球结构松散，很容易发生变形、断裂；代表金刚石的化学模型结构紧密，能够承受更大的作用力；C60本身有多个碳原子构成，结构与金刚石、石墨截然不同。当学生掌握了化学知识后，基于视觉隐喻的指导突破教学难点：选择化学模型作为教学对象，对C60的结构特征进行讲解：C60分子是由60个碳原子构成的，它的整体结构形似足球，因此有一个“足球烯”的别称。在这一视觉隐喻表征方式的辅助下，学生能够更好地了解化学知识，掌握C60的单质碳化学性质，在对化学难点进行探究的同时进行高效学习。

（三）通过思维导图视觉表征方式开展教学

思维导图是在教师整合知识信息的基础上，建构完整的知识图形，方便学生对这些知识进行高效理解与稳固的记忆。思维导图包含了圆圈图、气泡图、双气泡图、树形图、流程图、括号图、桥型图等多种多样的类型图，教师可根据实际的教学内容，灵活运用相适应的思维导图视觉表征方式开展可视化教学。对初中生来说，思维导图将化学教学的各个环节进行了可视化加工，其能够将现实生活、化学情境同步带入教学课堂中，锻炼学生分析、应用化学知识的基本能力。关注思维导图与化学教学活动之间的交互，以化学素材推动教学活动，认知化学知识，才是提升化学教学质量的最佳方法。

以“溶液”一课为例，教师要让学生把握好溶液的特征、组成、类型、溶解度以及溶液配置等内容，引入气泡图，以提高学生对这些内容的记忆效率，有效把握完整的知识结构。若教师要让学生从不同层次把握某一重点知识，则可运用树形图将相关知识表征出来，准确表达这一知识点的位次关系。比如，教师可将“物质”放在第一位次，向下迁移时，可将“纯净物”“混合物”放在第二位次，而“溶液”则被放在第三位次，这有利于帮助学生直观地掌握某一知识的迁移脉络，提高化学课堂上生成教学的效益，促进学生化学思维能力的健康发展。在思维导图的支撑下，除了对基础化学概念的解读之外，也要关注学生对化学知识的创新应用，从全新的角度构建化学教学模式。如对“溶液”这一概念的解读，在完成树形图的绘制后，教师可以为学生布置自主探究任务：以“溶液”为对象，说明溶液的化学特点，尝试解读溶液的构成与化学特质。如对“盐溶液”与“泥水”两种物质的辨析，在思维导图中引入对应的学习对象，要求学生对溶液的基本构成与概念进行说明，锻炼学生的化学应用与分析能力。在实施化学教学任务后，教师要围绕自主式学习推动可视化教学的创新实施，引导学生在化学教学课堂上探索全新的化学学习方法，对学生的化学学习能力、化学应用技能展开强化训练。

（四）通过模拟实验视觉表征方式开展教学

可视化教学的构建离不开直观教学素材的支持，在实施教学工作的过程中，教师要关注化学模拟实验的综合应用，在展现化学知识的同时培养学生的化学学习能力，依靠直观的教学过程发展学生的化学思维。针对部分生成于微观原理中的化学知识点，教师可尝试借由模拟实验对其进行展示、开发，锻炼学生的化学认知技能，依靠视觉上的直观感知锻炼学生的化学素养。

为了充分发挥可视化学习工具在化学学科教学中的效能，教师应充分运用到化学实验探究活动环节中。以“原子的构成”这一课的α粒子轰击金箔实验为例，教师可根据这一化学实验的原理及其实验现象，制作模拟实验视频，并引入化学实验探究活动课中，充分发挥动态视频的视觉表征作用，让学生在观看模拟实验视频的过程中直观地了解微观粒子的动态变化过程。在构建可视化教学模式的过程中，教师要关注化学教学的多元发展特点：虚拟实验本身具有虚拟性、交互性的教育优势，允许学生在不同的学习环境中搜集化学知识，以此培养学生的化学学习能力。在可视化教学的引导下，教师可以尝试基于虚拟实验开发配套的教学材料，将全新的化学知识带入化学课堂中，锻炼学生的化学理解与化学分析能力，促使初中生开展有效学习。通过可视化教学组织教学活动，有利于学生高效理解这部分复杂的化学实验知识，还可以帮助初中生形成良好的“微粒观”，有效实现核心素养教育环境下的可视化教学目标。

（五）通过真实实验视觉表征方式开展教学

开展可视化教学，教师要关注初中化学教学实验的开发问题，结合化学与环境、化学与生活等主题实施教学工作，选择与现实生活契合的化学知识开展教学活动，实现教学活动的可视化转化，可以有效提升学生的化学学习效率，让学生在认知化学知识的同时进行高效学习。

在组织教学工作的过程中，教师要关注学生对化学知识的具体应用，发展学生的化学思维。如在对“化学元素与身体健康”进行教学时，教师可尝试结合现实生活开展教学工作。一方面，强调学生对化学知识的汇总。教师要为学生制作人体模型，提供化学元素表，引导学生说明人体有益的化学元素，培养学生的化学应用与化学分析能力。在教学中，设计要引导学生掌握钙、镁、钾等重要化学元素的价值，积累基础化学知识。

另一方面，关注化学实验的设计。教师要从不同的角度提出化学学习问题：“既然存在对人体有益的化学物质，是否也存在对人体有害的化学物质？”在设计问题后进行化学实验的开发：选择豌豆作为实验对象，将两株豌豆分为实验组与对照组。教师可以为学生提供废电池，在水中浸泡后利用废电池进行实验。实验组豌豆以废电池溶液进行灌溉，对照组以自来水进行灌溉，并让学生在实验的12小时、36小时和72小时之后分别记录实验现象。实验结果表明，被废电池溶液浸泡的豌豆苗死亡，证明废电池溶液有害。在可视化教学的引导下，教师要鼓励学生进行新一轮的化学探究活动，结合课外知识展开交流，补充化学实验结果：思考一下，废电池中含有哪些有害物质，是如何影响人体健康的？在设计化学问题之后，依靠直观化实验过程锻炼学生的化学分析能力。

结语

总而言之，可视化教学与化学学科的有机融合是目前初中化学教学的全新发展态势之一，教师应抓住可视化教学的发展机遇，采取有效的可视化教学手段，对现有的初中化学教学进行创新变革，旨在让学生更多地通过视觉通道了解与掌握重要的化学知识点，最终提高他们在初中阶段的化学学习效率和质量。

参考文献

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