知識(shí)可視化及其在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

倪欽

摘 要： 在概述“知識(shí)可視化”概念內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用教學(xué)實(shí)例探討其在初中化學(xué)課堂教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，旨在為提高初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞： 初中化學(xué)課堂 知識(shí)可視化 教學(xué)應(yīng)用

新課改呼吁教師在教學(xué)中采用更直觀的知識(shí)展現(xiàn)方式，加強(qiáng)學(xué)生與知識(shí)之間的互動(dòng)，將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)資源，以圖像、圖形、圖表、視頻、動(dòng)畫等可視化的媒介替代文字，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。為滿足新課改的要求，在初中化學(xué)教學(xué)中，教師需要運(yùn)用知識(shí)可視化的教學(xué)理念，以教學(xué)工具轉(zhuǎn)化化學(xué)的定義、概念或理論，揭示化學(xué)的內(nèi)在本質(zhì)[1]。對(duì)此，文章在概述“知識(shí)可視化”概念內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，運(yùn)用教學(xué)實(shí)例，探討在初中化學(xué)課堂教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，旨在為提高初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

一、知識(shí)可視化的概念內(nèi)涵

圖像是人類接觸最早、印象最深刻的視覺記憶，幼兒認(rèn)識(shí)事物是從認(rèn)識(shí)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(gòu)概念最直接的途徑。知識(shí)可視化的理論形成正是建立在圖像研究基礎(chǔ)上，2004年，瑞士盧加諾大學(xué)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(shí)可視化：一個(gè)新的學(xué)科及其應(yīng)用領(lǐng)域》一文中首次對(duì)知識(shí)可視化進(jìn)行了定義。他們指出：能夠經(jīng)過視覺直覺儲(chǔ)存于記憶表象并納入認(rèn)知結(jié)構(gòu)的事物是圖像，而知識(shí)可視化是以圖像為媒介，改善兩個(gè)或兩個(gè)以上個(gè)體之間知識(shí)創(chuàng)造和傳遞的途徑，從而實(shí)現(xiàn)相互作用和影響的一種認(rèn)知方式。

實(shí)踐研究表明，知識(shí)可視化對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率是具有重要意義的[2]。僅就初中化學(xué)教學(xué)來看，中學(xué)生在學(xué)習(xí)生涯中初次接觸化學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)化學(xué)的概念、符號(hào)、定義等對(duì)他們來說頗具難度，而知識(shí)可視化則將抽象的化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為圖像、圖表、視頻、動(dòng)畫等，有助于初中生在最短時(shí)間內(nèi)了解化學(xué)課程的特點(diǎn)，掌握學(xué)習(xí)化學(xué)的規(guī)律，提高學(xué)習(xí)效率。

二、知識(shí)可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.思維導(dǎo)圖的應(yīng)用

思維導(dǎo)圖是知識(shí)可視化的重要表現(xiàn)形式。立足于課堂教學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí)，由教師引導(dǎo)學(xué)生將重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，劃分出重點(diǎn)知識(shí)的枝干，再以枝干為中心進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，形成數(shù)個(gè)類別不一的支點(diǎn)，最后對(duì)支點(diǎn)進(jìn)行研究分析，得出結(jié)論，從支點(diǎn)到枝干，再到重點(diǎn)知識(shí)，逐層向中心靠攏，從而擴(kuò)大學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解范圍，提高學(xué)習(xí)效率。

以蘇教版初中化學(xué)第二章第三節(jié)第三課“溫室效應(yīng)”教學(xué)為例。

課堂教學(xué)中，筆者首先以一組視頻和圖片向?qū)W生展示生活中的溫室效應(yīng)現(xiàn)象，并讓學(xué)生合作討論后以關(guān)鍵詞的方式提出幾點(diǎn)自己對(duì)溫室效應(yīng)的理解，最后師生合作對(duì)溫室效應(yīng)進(jìn)行定義。

在第二個(gè)環(huán)節(jié)，筆者以溫室效應(yīng)為主題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)溫室效應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，畫出思維導(dǎo)圖。

首先是溫室效應(yīng)的構(gòu)成，主要包括：①太陽；②大氣；③人類活動(dòng)；④自然環(huán)境。

其次分解溫室效應(yīng)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(dòng)：①建筑，②交通，③能源消耗，④農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；

（4）自然環(huán)境：①氣候反常，②土地沙漠化，③海洋生態(tài)，④農(nóng)業(yè)。

最后再以上述枝干為中心，對(duì)代表枝干的關(guān)鍵詞進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)溫室效應(yīng)的形成原因及影響進(jìn)行分析。首先分析思維導(dǎo)圖得出結(jié)論，其次筆者以多媒體圖片展出關(guān)于溫室效應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生將數(shù)據(jù)錄入思維導(dǎo)圖中的對(duì)應(yīng)項(xiàng)，最后得出總的結(jié)論。

如此，利用知識(shí)可視化的教學(xué)模式，使原本定義化、依靠文字承載的重點(diǎn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為形象的思維導(dǎo)圖，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.視頻、圖片、實(shí)物模型等可視化工具的運(yùn)用

課堂教學(xué)中，視頻、圖片、動(dòng)畫等可視化工具一般以投影、錄像或計(jì)算機(jī)展現(xiàn)，這種教學(xué)模式突破了課堂時(shí)空的限制，將文字化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為生活中的實(shí)例，不僅拉近了學(xué)生與知識(shí)的距離，更使學(xué)生直觀感知和體驗(yàn)知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。如教學(xué)二氧化碳時(shí)，對(duì)于二氧化碳的產(chǎn)生途徑，很多學(xué)生僅能從生活經(jīng)驗(yàn)中尋找答案，并且只說出幾種具有代表性的二氧化碳產(chǎn)生的例子，如動(dòng)物呼吸、汽車尾氣排放等。而利用多媒體技術(shù)，將生活中各種二氧化碳的產(chǎn)生途徑制作成視頻展現(xiàn)出來，會(huì)大大拓寬學(xué)生的視野。因此，教學(xué)實(shí)踐中，教師可在備課時(shí)將重點(diǎn)知識(shí)制作成視頻或圖片，替代教師講解，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)可視化的教學(xué)模式。

此外，實(shí)物模型是知識(shí)可視化的代表形式。對(duì)于初中生來說，化學(xué)物質(zhì)的抽象性為他們學(xué)習(xí)制造了很大的障礙，而將符號(hào)化的化學(xué)物質(zhì)用實(shí)物模型替代，在多媒體展示或教師講解的同時(shí)，讓學(xué)生近距離接觸真實(shí)的化學(xué)物質(zhì)，能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高他們的學(xué)習(xí)效率。教學(xué)中，教師可將實(shí)物模型展示與多媒體視頻或圖片、思維導(dǎo)圖或概念圖等可視化形式相結(jié)合，多管齊下，減少不必要的教學(xué)環(huán)節(jié)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

實(shí)踐證明，知識(shí)可視化的應(yīng)用順應(yīng)了當(dāng)前信息時(shí)代發(fā)展對(duì)知識(shí)傳播和創(chuàng)造方式改變的需求，對(duì)幫助學(xué)生深入理解知識(shí)和細(xì)化學(xué)習(xí)具有重要意義。因此，初中化學(xué)教師應(yīng)盡快轉(zhuǎn)變思想，改變當(dāng)前教學(xué)模式，以知識(shí)可視化優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，從而打造高效課堂，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]藍(lán)嘉.基于知識(shí)可視化的化學(xué)教學(xué)——以利用Chemoffice 2004的高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)為例[J].教育信息技術(shù)，2013，（4）：34-37.

[2]張力平.知識(shí)可視化策略在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山東教育：中學(xué)刊，2011，（11）：30-31.