可視化教學(xué)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

□甘肅省山丹縣第二中學(xué) 周文成

隨著信息化時(shí)代的到來，人們的學(xué)習(xí)方式較之以往都有了明顯改變。研究表明，人類通過視覺獲取的信息占據(jù)人類所獲信息含量的83%，可以說可視化學(xué)習(xí)是人類獲取知識(shí)的重要方式。借助視覺能更好地整理各種復(fù)雜信息，大腦的信息處理速度、效率也會(huì)得到明顯提升。在教育領(lǐng)域中，可視化理念的融入能更好地傳播教學(xué)信息，有助于隱性知識(shí)的顯化，也能提高信息傳播效率，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)壓力。在初中化學(xué)教學(xué)中，通過可視化教學(xué)能很好地改變教師教學(xué)方式及學(xué)生學(xué)習(xí)方式，教師借助可視化表征手段，將單調(diào)的文字描述轉(zhuǎn)變成學(xué)生能看懂的圖像、動(dòng)畫，這對(duì)于學(xué)生思維能力發(fā)展有極大幫助。

一、可視化教學(xué)的內(nèi)涵

可視化教學(xué)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展而提出的一種教育手段，主要是借助圖形、動(dòng)畫、視頻等視覺表征手段及視覺輔助工具，在教學(xué)中將教學(xué)內(nèi)容通過可視化語(yǔ)言展現(xiàn)出來，便于學(xué)生理解，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知能力、創(chuàng)新能力的提高。在可視化教學(xué)下，教師不僅是傳授知識(shí)的主體，更是學(xué)生思維能力培養(yǎng)的關(guān)鍵者，教師的行為會(huì)對(duì)學(xué)生知識(shí)獲取帶來極大影響。在實(shí)踐中，教師可以借助可視化教學(xué)，將抽象、難懂的知識(shí)開展可視化處理，增強(qiáng)知識(shí)的趣味性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜知識(shí)的簡(jiǎn)單化、形象化展示，便于學(xué)生了解知識(shí)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在初中化學(xué)課堂教學(xué)中推進(jìn)可視化教學(xué)活動(dòng)，教師能做到“動(dòng)”“靜”結(jié)合，實(shí)現(xiàn)微觀與宏觀的互換，學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)過程會(huì)變得更加形象有趣。可視化教學(xué)本身具有極強(qiáng)的視覺沖擊力，初中化學(xué)教師借助可視化教學(xué)能為學(xué)生構(gòu)建圖文并茂、聲色俱佳的學(xué)習(xí)情境，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解?？梢暬虒W(xué)最主要的特征體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（一）知識(shí)可視化

從人的心理學(xué)角度看，通過圖形、圖片、視頻等方式進(jìn)行知識(shí)、情感傳播，其效果要比單純的文字傳播好很多，人們?cè)谛睦硪哺菀捉邮堋囊曈X藝術(shù)看，知識(shí)的形成是建立在對(duì)各種信息進(jìn)行加工處理基礎(chǔ)上，通過形象的圖像、符號(hào)及圖形來表達(dá)、構(gòu)建復(fù)雜知識(shí)，構(gòu)建出相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，能讓人借助視覺手段對(duì)知識(shí)信息進(jìn)行加工，便于知識(shí)記憶。知識(shí)可視化能在很大程度上促進(jìn)學(xué)生接受、處理信息的效率，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)新。

（二）思維可視化

思維是人類高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的重要體現(xiàn)，在知識(shí)學(xué)習(xí)中思考起著很重要的作用，如果脫離了思考，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)就會(huì)變成重復(fù)性的“記憶”，學(xué)習(xí)效率極低，同時(shí)學(xué)生也難以做到靈活應(yīng)用知識(shí)。在以往的教學(xué)活動(dòng)中，教師過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳輸，忽視了學(xué)生思維能力培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)停留在表層次，難以深入理解知識(shí)，使學(xué)習(xí)效率不高。思維可視化是通過圖示手段，將相應(yīng)的思考路徑、方法展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)思維的外顯，便于學(xué)生科學(xué)思維形成，同時(shí)也有利于學(xué)生解決思維上存在的問題，深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的思考理解，促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)框架的構(gòu)建。

二、初中化學(xué)可視化教學(xué)的基本原則

一是目的性原則。初中化學(xué)教師要意識(shí)到在課堂教學(xué)中，不管采取哪一種教學(xué)方法，都應(yīng)遵守相應(yīng)的科學(xué)原則，教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)行為的導(dǎo)向，教師的教學(xué)活動(dòng)需要以教學(xué)目標(biāo)為根本，合理地組織活動(dòng)。在可視化教學(xué)中，不同的可視化方式會(huì)有不同的特征，教師還需要結(jié)合不同的教學(xué)目標(biāo)選擇適宜的可視化方式，從而引導(dǎo)學(xué)生更好地獲取知識(shí)。

二是直觀與引導(dǎo)相融合原則?？梢暬虒W(xué)可以將知識(shí)、思維通過更加形象的方式呈現(xiàn)出來，教師在課堂上可以借助圖片、視頻、動(dòng)畫等方式帶給學(xué)生豐富的視覺感知素材，讓學(xué)生能在獲得直觀認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上從淺到深地思考問題，深挖知識(shí)背后的內(nèi)涵，便于學(xué)生把握化學(xué)知識(shí)本質(zhì)。

三是主體性原則。在初中化學(xué)教學(xué)階段，教師需要全面落實(shí)以學(xué)生為主體，教師要意識(shí)到可視化教學(xué)僅僅是一種手段，其主要目的是幫助學(xué)生科學(xué)地掌握知識(shí)、形成科學(xué)思維。教師在教學(xué)過程中需要堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，做好與學(xué)生的溝通交流，了解學(xué)生需求，啟發(fā)學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問題，為學(xué)生的良好成長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。

四是適度性原則。初中化學(xué)教師在課堂教學(xué)中應(yīng)用可視化教學(xué)手段時(shí)，要注意并不是所有的知識(shí)都可以通過可視化教學(xué)方法來呈現(xiàn)，一些簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)性的知識(shí)教師可以通過口述的方式讓學(xué)生理解，不需要盲目地依賴可視化教學(xué)，避免出現(xiàn)浪費(fèi)時(shí)間的情況。

三、初中化學(xué)教學(xué)中可視化教學(xué)的應(yīng)用

（一）教材資源可視化應(yīng)用

初中化學(xué)教材中有很多插圖，這些插圖形式多樣、內(nèi)容豐富，是推進(jìn)教學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)的重要資源，也是學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)的重要資源。教材中的插圖資源不僅表現(xiàn)出了化學(xué)知識(shí)的特征，同時(shí)也體現(xiàn)出了知識(shí)背后的思維特征，這有利于學(xué)生將注意力放在教材上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教材文字描述的補(bǔ)充。在初中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要注重對(duì)學(xué)生讀圖能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘教材插圖中的化學(xué)元素、思考插圖信息，推進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。在初中化學(xué)教材中，有很多插圖與實(shí)驗(yàn)相關(guān)，涉及實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)組裝圖、實(shí)驗(yàn)操作等，借助這些插圖可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有更深的記憶，并且有助于規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理。學(xué)生在學(xué)習(xí)中還可以反復(fù)觀看插圖，通過圖文并茂的方式學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。此外，化學(xué)學(xué)科本身就與學(xué)生的實(shí)際生活有密切關(guān)聯(lián)，學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中還應(yīng)正確地認(rèn)識(shí)到化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)。在化學(xué)教材中，教師通過形象的圖片可以讓學(xué)生充分意識(shí)到化學(xué)對(duì)生活、環(huán)境的影響，能為學(xué)生構(gòu)建更加真實(shí)的情景，這對(duì)學(xué)生正確的化學(xué)觀念形成有良好的幫助。

（二）微觀世界可視化

化學(xué)研究特別注重從微觀世界中進(jìn)行。由于微觀世界是學(xué)生難以用肉眼看到的，初中生正處于抽象思維發(fā)展的關(guān)鍵階段，物質(zhì)微粒觀的構(gòu)建是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。在實(shí)踐教學(xué)中，初中化學(xué)教師就可以借助可視化教學(xué)，讓學(xué)生能真正“看到”微觀世界，教師通過豐富的視覺素材，帶給學(xué)生視覺刺激，深化學(xué)生對(duì)微觀世界的感知，促進(jìn)學(xué)生抽象思維能力的提升，使學(xué)生可以在化學(xué)學(xué)習(xí)中做到從分子、原子等角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行研究。在可視化教學(xué)下，教師可以通過動(dòng)畫、圖示的方式，將微觀世界物質(zhì)展現(xiàn)出來，讓學(xué)生直觀地了解到物質(zhì)微觀變化，激發(fā)學(xué)生思維活力?；瘜W(xué)學(xué)科的表征方法主要包含了符號(hào)表征、宏觀表征、微觀表征三種，從宏觀至微觀、從物質(zhì)性質(zhì)用途到微觀結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)，這屬于研究化學(xué)的基本思路。在教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)宏觀現(xiàn)象觀察化學(xué)變化方式，借助微觀世界感受物質(zhì)的本質(zhì)變化，通過符號(hào)表征物質(zhì)的宏觀變化與微觀變化，實(shí)現(xiàn)化學(xué)變化內(nèi)外的良好聯(lián)系，有助于學(xué)生更好地把握化學(xué)規(guī)律，用化學(xué)的思維解決實(shí)際問題，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)效果提升。

例如，教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“水的組成”知識(shí)時(shí)，教師可以在課堂上利用多媒體為學(xué)生播放出Flash動(dòng)畫，展現(xiàn)出電解水時(shí)的動(dòng)態(tài)變化過程，讓學(xué)生能在大腦中對(duì)水的組成形成動(dòng)態(tài)變化，增強(qiáng)學(xué)生的思維活躍程度，便于學(xué)生把握微粒的變化，從宏觀、微觀、符號(hào)三重特征角度來表述水的組成。在課堂教學(xué)中，如果初中化學(xué)教師僅僅是將水的電解宏觀實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)出來，沒有引導(dǎo)學(xué)生感悟水分子電解的微觀變化，很難讓學(xué)生感受到化學(xué)變化規(guī)律。教師借助Flash 動(dòng)畫展現(xiàn)出水分子電解微觀本質(zhì)，將學(xué)生看不到的微觀世界變化直觀地呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生學(xué)習(xí)微觀知識(shí)時(shí)有更好的路徑。學(xué)生通過觀察微粒變化，能很好地體會(huì)到化學(xué)不變中的“變化”，更容易把握化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)，同時(shí)也能深化學(xué)生對(duì)分子、原子等知識(shí)點(diǎn)的理解，促進(jìn)了學(xué)生微觀知識(shí)的遷移應(yīng)用，帶給了學(xué)生更深印象，對(duì)于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)有良好幫助。

（三）實(shí)驗(yàn)信息可視化

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中最重要的組成部分，也是化學(xué)學(xué)科的特征之一，有很多化學(xué)理論知識(shí)的形成都是建立在化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生掌握相應(yīng)的化學(xué)知識(shí)，并且具備相應(yīng)的化學(xué)操作能力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究精神的形成。在以往的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，受諸多因素的影響，主要是教師親身示范實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察。但是在班級(jí)教學(xué)中，學(xué)生的座位順序有所差異，有的學(xué)生偏離講臺(tái)或是距講臺(tái)太遠(yuǎn)，無(wú)法清楚地看到教師實(shí)驗(yàn)操作整個(gè)過程，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理解不透徹。同時(shí)初中化學(xué)教學(xué)任務(wù)相對(duì)比較緊張，有時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中僅僅只是為學(xué)生展示相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過口述的方式學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)上處于想象狀態(tài)，這必然會(huì)影響到學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰盎瘜W(xué)素養(yǎng)的提升。在實(shí)踐中為了改變這種情況，初中化學(xué)教師就可以在教學(xué)中應(yīng)用可視化教學(xué)方式。

首先，初中化學(xué)教師可以通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)來推進(jìn)可視化實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，教師借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中某一種物理量數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定，繪制相應(yīng)的變化曲線，讓學(xué)生能清晰地看到數(shù)據(jù)變化及屬性，從而理解化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，便于學(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生得出結(jié)論、理解化學(xué)的重要途徑，教師在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，會(huì)將重心放在實(shí)驗(yàn)具體操作、實(shí)驗(yàn)儀器名稱與用途、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納總結(jié)等方面，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)不太重視。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用化學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行分析處理。例如，在學(xué)習(xí)“酸堿中和反應(yīng)”中，這部分知識(shí)一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以從定量的視角理解溶液中pH 值的變化。在課堂上，教師可以借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，記錄pH 值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地將pH 值的變化曲線呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生看到化學(xué)的微觀改變，從而幫助學(xué)生理解中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)。同時(shí)教師還可以指引學(xué)生觀看鹽酸增加下的pH 值的變化曲線，讓學(xué)生充分理解“pH=7 時(shí)溶液中的酸堿兩種微粒恰好完全反應(yīng)”。

其次，初中化學(xué)教師在課堂教學(xué)中還可以利用多媒體為學(xué)生展示相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。多媒體技術(shù)能很好地打破時(shí)空限制，讓學(xué)生反復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)操作，減少了實(shí)驗(yàn)的不安全因素，有助于學(xué)生看到微觀的或變化比較快的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)際上，部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件并不能完全滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，對(duì)此，初中化學(xué)教師就可以在教學(xué)中借助多媒體可視化手段，制作相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)視頻觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的變化規(guī)律，這樣既可以推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有序進(jìn)行，又能很好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維，讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣。

（四）課程導(dǎo)入可視化

課程導(dǎo)入是一節(jié)課的開始，也是激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)熱情的主要點(diǎn)。化學(xué)學(xué)科與學(xué)生的生活有良好的關(guān)聯(lián)性，教師在課堂導(dǎo)入階段，可以通過實(shí)物、圖片及視頻等方式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)可視化情境，讓學(xué)生在情境中探索化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)欲望。教學(xué)情境是教師與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流的重要載體，在初中化學(xué)教學(xué)中，教師可以通過情境創(chuàng)設(shè)導(dǎo)入新課，讓學(xué)生在情境中面對(duì)已知的知識(shí)及未知的內(nèi)容、深化對(duì)知識(shí)的理解。知識(shí)與情境本身就具有一定關(guān)聯(lián)，在情境下，學(xué)生可以回顧之前已經(jīng)學(xué)到的知識(shí)，獲取新的經(jīng)驗(yàn)，教師借助可視化手段更容易增強(qiáng)情境的真實(shí)性、趣味性，通過可視化手段將學(xué)生日常生活中熟悉的場(chǎng)景體現(xiàn)出來，給學(xué)生提供真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生從生活入手，聯(lián)系化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生的成長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。如在“我們的水資源”的教學(xué)中，教師就可以在課堂導(dǎo)入階段利用多媒體為學(xué)生播放一些水資源的圖片及視頻，通過形象的視覺效果讓學(xué)生對(duì)水資源有充分了解。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)本節(jié)課知識(shí)，并且還可以為學(xué)生設(shè)置一些問題，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中解決問題。教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，可以聯(lián)系學(xué)生的日常生活，如將學(xué)生家庭中的自來水、下雨時(shí)的雨水等圖片展現(xiàn)出來，留給學(xué)生深刻的印象。

（五）課堂小結(jié)可視化

課堂小結(jié)對(duì)于課堂教學(xué)質(zhì)量的提升有很大幫助，教師引導(dǎo)學(xué)生開展課堂小結(jié)，可以幫助學(xué)生更加系統(tǒng)地整理知識(shí)點(diǎn)，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)效果提升。由于初中生本身的總結(jié)能力相對(duì)比較差，教師在教學(xué)中可以借助可視化工具，如概念圖、思維導(dǎo)圖等，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)歸納總結(jié)，讓學(xué)生能系統(tǒng)地把握知識(shí)關(guān)聯(lián)，深化學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在課堂上教師還可以引導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖或者思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生在自己動(dòng)手中進(jìn)行深層次的思考，深化學(xué)生的感悟。同時(shí)，對(duì)學(xué)生來說，在繪制思維導(dǎo)圖時(shí)還需要對(duì)知識(shí)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行整理、分析，這對(duì)學(xué)生思維發(fā)展有很大幫助。

四、結(jié)語(yǔ)

可視化教學(xué)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展而興起的一種教育手段，它可以顯著改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有助于學(xué)生深層次地理解化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)層面。同時(shí)可視化教學(xué)還可以真正發(fā)揮出學(xué)生主體作用，教師借助可視化教學(xué)能讓學(xué)生更好地理解抽象的化學(xué)知識(shí)，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的發(fā)展也有良好幫助。在實(shí)踐教學(xué)中，初中化學(xué)教師要結(jié)合學(xué)生的發(fā)展需求，靈活地應(yīng)用可視化教學(xué)方式，指引學(xué)生更加深度地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，為學(xué)生綜合發(fā)展奠定基礎(chǔ)。