思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析

［摘 要］在初中化學(xué)教學(xué)中，思維可視化作為一種創(chuàng)新的教學(xué)方式，對提升初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。它以學(xué)生為主體，通過直觀的形式，將抽象的化學(xué)知識、思維過程或邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為可見的視覺表征，能幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效率和解題能力?；诖?，文章以人教版化學(xué)九年級下冊第十單元“酸和堿”的教學(xué)為例，闡述思維可視化的應(yīng)用意義與原則，分析其在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用困境，并提出有效的應(yīng)用策略，旨在為初中化學(xué)教學(xué)提供新的思路與方法。

［關(guān)鍵詞］思維可視化；初中化學(xué)；酸和堿

［中圖分類號］" " G633.8" " " " " " " " ［文獻標(biāo)識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2025）05-0062-05

隨著教育改革的推進，初中化學(xué)教學(xué)越來越注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力?；瘜W(xué)思維模型是指學(xué)生從化學(xué)角度認(rèn)識事物、探索現(xiàn)象、解決問題的思維模式。思維可視化則是指借助符號、模型、圖表等工具，將原本不可視的思維過程可視化[1]。在初中化學(xué)教學(xué)中，教師運用思維可視化工具，構(gòu)建可視化思維模型，可以提高思維的直觀化水平，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣與積極性，幫助學(xué)生更好地理解和掌握化學(xué)知識，形成科學(xué)的思維方式[2]。下面，本文以人教版化學(xué)九年級下冊第十單元“酸和堿”為例，探討思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用。

一、思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用意義

（一）使抽象內(nèi)容直觀化

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，涉及許多抽象的概念和變化過程。對于初中階段的學(xué)生而言，化學(xué)學(xué)科作為一門全新的課程，激發(fā)了他們較高的知識探索敏感度。在實際的教學(xué)過程中，如果教師僅采用傳統(tǒng)的文字描述方式開展教學(xué)，往往難以讓學(xué)生全面、直觀地理解相關(guān)概念和過程，從而制約學(xué)生的思維發(fā)展。而思維可視化教學(xué)則通過將抽象的化學(xué)變化過程以圖像、圖表等形式直觀地展現(xiàn)出來，使學(xué)生能更直觀地看到反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化、化學(xué)鍵的形成與斷裂等過程。這種直觀化的教學(xué)方式不僅降低了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識和解決化學(xué)問題的難度，還有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們更好地理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律[3]。

（二）使復(fù)雜內(nèi)容簡單化

初中化學(xué)中涉及的知識點較多，且有些內(nèi)容相對復(fù)雜，學(xué)生在遇到包含多個化學(xué)知識點的復(fù)雜內(nèi)容時，往往因為缺乏相關(guān)技巧而感到學(xué)習(xí)困難。而思維可視化通過將復(fù)雜的知識點進行分解和重構(gòu)，并以簡潔明了的方式呈現(xiàn)出來，能夠有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。例如，在教學(xué)原子結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)成等內(nèi)容時，教師可以通過繪制結(jié)構(gòu)圖、流程圖等方式，將復(fù)雜的內(nèi)容簡單化，使學(xué)生更容易掌握這些知識點，讓學(xué)生能夠在對物象的感性與直觀了解中找到突破口，提高學(xué)習(xí)和解題效率[4]。

（三）使學(xué)習(xí)思路清晰化

化學(xué)學(xué)習(xí)需要具備一定的邏輯思維和問題解決能力。但在實際學(xué)習(xí)中，許多學(xué)生往往缺乏邏輯思維，不知道如何思考問題和學(xué)習(xí)化學(xué)知識。教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助思維導(dǎo)圖、流程圖等思維可視化工具，幫助他們厘清學(xué)習(xí)思路，明確解題步驟。這樣不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力，還能使他們在面對復(fù)雜問題時迅速找到切入點并有序地進行解決。通過不斷的練習(xí)和實踐，學(xué)生就能夠逐漸掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的規(guī)律和方法，真正做到學(xué)以致用。

二、思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用困境

（一）學(xué)生知識理解不夠透徹

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要掌握大量的化學(xué)概念和原理，并具備較高的抽象思維能力、邏輯推理能力以及實證觀察能力等。然而，由于化學(xué)知識的抽象性和復(fù)雜性，如原子、分子、離子等概念，學(xué)生往往難以深入理解這些知識點。思維可視化雖然可以通過圖表、圖像等方式將知識以直觀的形式呈現(xiàn)出來，但如果學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握不牢固，仍然難以全面理解思維可視化所呈現(xiàn)的內(nèi)容。例如，在學(xué)習(xí)“酸和堿”時，學(xué)生需要理解酸和堿的定義、性質(zhì)以及它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。如果學(xué)生對這些基礎(chǔ)知識理解不夠透徹，即使教師利用思維可視化工具進行詳細的講解和演示，也難以使學(xué)生真正理解其中的化學(xué)原理。久而久之，學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心就會下降，學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)效果也會受到影響。

（二）學(xué)生解題思維不夠全面

化學(xué)題往往涉及多個知識點和概念的綜合運用。在解題過程中，學(xué)生需要具備全面的解題思維，同時能夠靈活運用所學(xué)知識來分析和解決問題。然而，由于學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中缺乏系統(tǒng)的思維訓(xùn)練和有效的解題方法指導(dǎo)，往往難以形成全面的解題思維。這種思維的不全面性會導(dǎo)致學(xué)生在理解和掌握化學(xué)基本概念和原理時存在困難，并在解決相關(guān)問題時感到困惑無力，難以制訂科學(xué)合理的解題策略。雖然思維可視化可以通過展示解題思路和步驟來幫助學(xué)生理解解題過程，但如果學(xué)生本身缺乏全面的解題思維，即使看到了直觀呈現(xiàn)的解題過程，也難以真正掌握其中的解題方法和技巧。這將導(dǎo)致學(xué)生在遇到類似問題時仍然無法獨立解決，甚至可能產(chǎn)生畏難情緒，阻礙思維可視化在化學(xué)解題中的有效應(yīng)用。

三、思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用原則

（一）主體性原則

主體性原則要求教師在教學(xué)過程中注重學(xué)生的課堂主體性。在思維可視化的應(yīng)用中，教師需引導(dǎo)學(xué)生積極參與思維構(gòu)建過程，鼓勵學(xué)生自主思考、提出問題、探究答案，并主動構(gòu)建化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)，以增強他們的自主學(xué)習(xí)能力和問題解決能力。

（二）開放性原則

開放性原則要求教師在教學(xué)過程中保持開放的心態(tài)，允許學(xué)生暢所欲言，鼓勵學(xué)生提出不同的見解和想法。在思維可視化的應(yīng)用中，教師應(yīng)為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑，通過設(shè)計一系列的實驗活動，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和認(rèn)知水平選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式。在這些活動中，學(xué)生將親手操作、觀察實驗現(xiàn)象，并通過思維可視化工具記錄和分析實驗結(jié)果，進而豐富課堂內(nèi)容，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和批判性思維。

（三）簡約性原則

簡約性原則要求教師在思維可視化教學(xué)過程中盡量簡化復(fù)雜的知識點和概念，使其更加直觀易懂。為此，教師應(yīng)確保教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及思維訓(xùn)練能夠深入淺出、通俗易懂，形式簡潔而不失表現(xiàn)力。同時，通過提煉關(guān)鍵信息和核心概念，幫助學(xué)生快速掌握化學(xué)知識的精髓，提高學(xué)習(xí)效率。

（四）過程性原則

過程性原則注重思維可視化的動態(tài)性和生成性，強調(diào)教師在教學(xué)過程中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的思維過程，引導(dǎo)他們逐步構(gòu)建和完善化學(xué)知識體系。它要求教學(xué)應(yīng)以知識的發(fā)生發(fā)展和認(rèn)知形成的內(nèi)在聯(lián)系為線索，充分展現(xiàn)其中的思維活動，使學(xué)生能夠真正參與知識發(fā)現(xiàn)的過程。為此，教師應(yīng)深度思考教學(xué)方案的設(shè)計，確保其對學(xué)生的思維有所啟發(fā)和培養(yǎng)，進而提高學(xué)生的思考能力和思維水平。同時，通過過程性原則的實施，讓學(xué)生可以清晰地看到自己的思維過程，學(xué)會反思，從而更好地理解和掌握化學(xué)知識[5]。

四、思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）利用思維導(dǎo)圖發(fā)展整體性和建構(gòu)性思維

陶行知先生說過：“與其把學(xué)生當(dāng)天津鴨兒添入一些零碎知識，不如給他們幾把鎖匙，使他們可以自動去開發(fā)文化的金庫和宇宙之寶藏?！盵6]思維導(dǎo)圖是一種將思維過程以圖形化的方式呈現(xiàn)出來的工具，能夠幫助學(xué)生將零散的知識點串聯(lián)起來，形成完整的知識體系。例如，在教學(xué)“酸和堿”時，教師可以利用思維導(dǎo)圖來幫助學(xué)生發(fā)展整體性、建構(gòu)性思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)展。通過引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)知識，如元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式等，并以“酸、堿”為核心概念構(gòu)建思維導(dǎo)圖。在構(gòu)建思維導(dǎo)圖時，應(yīng)包括酸和堿的定義、性質(zhì)、分類、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系以及在實際生活中的應(yīng)用等內(nèi)容，確保學(xué)生能夠直觀地看到酸、堿之間的聯(lián)系和區(qū)別，從而更好地理解和掌握這些知識點。具體來說，在構(gòu)建關(guān)于酸的思維導(dǎo)圖時，教師可以先列出酸的定義和性質(zhì)，然后引導(dǎo)學(xué)生思考酸的分類（如強酸、弱酸）、酸的通性（如與鹽反應(yīng)、與堿反應(yīng)、與金屬氧化物反應(yīng)等）、濃硫酸的性質(zhì)（吸水性、脫水性、腐蝕性）、酸在實際生活中的應(yīng)用（如胃酸幫助消化、醋酸用于調(diào)味等）?！俺Ｒ姷乃帷彼季S導(dǎo)圖如圖1所示。

同時，教師還可以將酸與堿、鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系以分支的形式呈現(xiàn)在思維導(dǎo)圖中，幫助學(xué)生形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)。為了進一步增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高他們的參與度，教師可以利用多媒體技術(shù)將思維導(dǎo)圖以動態(tài)的形式呈現(xiàn)出來。此外，還可以鼓勵學(xué)生自己動手繪制思維導(dǎo)圖，通過動手操作來加深對知識點的理解和記憶。

（二）借助流程圖發(fā)展化學(xué)觀念和科學(xué)思維

流程圖也是一種圖形化的表示方法，用于展示流程中的活動、節(jié)點、步驟或信息傳遞過程。在實際教學(xué)過程中，教師可以圍繞學(xué)生的深度學(xué)習(xí)活動，巧妙地借助流程圖來幫助學(xué)生構(gòu)建和發(fā)展化學(xué)觀念及科學(xué)思維，使抽象的化學(xué)思維可視化。例如，在教學(xué)“酸和堿”時，教師可以利用流程圖來描述化學(xué)反應(yīng)的過程和機理。特別是在講述酸堿中和反應(yīng)這一難點時，教師可以通過繪制流程圖（如圖2）來清晰地展示反應(yīng)物、反應(yīng)條件、反應(yīng)過程以及生成物等關(guān)鍵信息。通過流程圖的引導(dǎo)，學(xué)生能夠更加直觀地理解酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)和過程。

教師同樣可以利用流程圖來幫助學(xué)生分析化學(xué)問題。如在解決關(guān)于酸、堿的計算問題時，可以通過繪制流程圖來展示解題步驟和思路。在流程圖的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠更加直觀地看到解題過程中的關(guān)鍵點和易錯點，從而提高解題能力和答題準(zhǔn)確率。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生自己設(shè)計流程圖來描述化學(xué)過程和解決具體問題。通過動手實踐，學(xué)生能夠更深入地理解和記憶化學(xué)概念和原理，顯著增強自己的科學(xué)思維和解決問題的能力。

（三）以問題為導(dǎo)向確定思維可視化目標(biāo)

教師想要在化學(xué)教學(xué)中充分發(fā)揮思維可視化的作用，還需以問題為導(dǎo)向來確定思維可視化的目標(biāo)，確保學(xué)生能夠清晰理解待解決的問題，并掌握所需的知識和技巧。以“酸和堿”為例，教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況設(shè)計一系列啟發(fā)性問題（如圖3），并利用思維可視化工具來幫助學(xué)生解決這些問題，引導(dǎo)學(xué)生思考酸、堿的通性及其在實際生活中的應(yīng)用。

同時，教師也可以利用思維導(dǎo)圖或流程圖等思維可視化工具來展示這些問題的答案和解答過程，使學(xué)生能夠更深入地理解相關(guān)知識點。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生自己提出問題，并嘗試?yán)盟季S可視化工具來解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和解決問題的能力，加深學(xué)生對化學(xué)知識點的理解和記憶。在此過程中，教師需要注意以下幾點：一是要精心設(shè)計具有針對性、啟發(fā)性和層次性，能夠引導(dǎo)學(xué)生深入思考和理解化學(xué)知識點的問題；二是要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況，選擇合適的思維可視化工具；三是要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并及時給予學(xué)生反饋和評價，幫助他們發(fā)現(xiàn)自身的不足并及時改進[7]。

（四）依托課堂實驗加強思維可視化練習(xí)

在化學(xué)教學(xué)中，實驗活動是不可或缺的一部分。實驗不僅能夠幫助學(xué)生直觀地觀察到化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，還能加深學(xué)生對知識點的理解。在思維可視化課堂教學(xué)中，教師應(yīng)以實驗為依托，加強思維可視化練習(xí)，為學(xué)生呈現(xiàn)直觀、具體、生動、形象的化學(xué)過程，從而給學(xué)生留下深刻的印象，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。以“酸和堿”為例，首先，在進行“常見酸、堿的化學(xué)性質(zhì)”實驗時，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)酸、堿的定義和性質(zhì)，再利用思維導(dǎo)圖或流程圖等思維可視化工具，將實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論以圖形的形式呈現(xiàn)出來。這樣，學(xué)生在實驗過程中就可以參照這些圖示進行操作和觀察，更加清晰地理解實驗的目的和原理?！叭芤旱乃釅A性”思維導(dǎo)圖如圖4所示。

其次，在進行“鹽酸與氫氧化鈉溶液的中和反應(yīng)”實驗時，教師可以繪制流程圖，展示反應(yīng)物的加入順序、反應(yīng)過程中的溫度變化、溶液的顏色變化以及最終產(chǎn)物的生成等。這樣，學(xué)生可以通過觀察流程圖，更加直觀地理解中和反應(yīng)的過程和實質(zhì)。

最后，在進行“碳酸鈉與澄清石灰水反應(yīng)”實驗時，教師可以采用圖示、動態(tài)畫面等思維可視化工具進行呈現(xiàn)，構(gòu)建直觀的化學(xué)反應(yīng)模型，讓學(xué)生通過直觀生動的畫面，加深對微粒交換的印象，深刻理解復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)，并能夠從微觀角度分析化學(xué)變化過程[8]。

（五）針對思維可視化教學(xué)創(chuàng)新評價方式

評價是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，對促進學(xué)生發(fā)展具有重要作用。教師在教學(xué)過程中需關(guān)注學(xué)生差異，開展多元評價，及時反饋學(xué)生存在的問題，并創(chuàng)新評價方式，以充分發(fā)揮過程性評價的育人功能，促進學(xué)生的全面發(fā)展。以“酸和堿”為例，教師可以結(jié)合思維可視化的應(yīng)用情況，設(shè)計科學(xué)合理的評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)。評價指標(biāo)包括學(xué)生對思維可視化工具的運用能力、對化學(xué)知識點的理解和掌握程度、實驗技能和科學(xué)探究精神等。同時，教師還應(yīng)對學(xué)生的實驗操作表現(xiàn)、實驗現(xiàn)象的觀察和記錄情況以及實驗報告的撰寫質(zhì)量等方面進行評價，并鼓勵學(xué)生之間互相評價，發(fā)現(xiàn)彼此的不足和優(yōu)點，激勵學(xué)生不斷追求發(fā)展和進步。

綜上所述，思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用前景。雖然當(dāng)前思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用存在學(xué)生知識理解不夠透徹、學(xué)生解題思維不夠全面等問題，但教師可通過利用思維導(dǎo)圖發(fā)展學(xué)生的整體性和建構(gòu)性思維，借助流程圖發(fā)展學(xué)生的化學(xué)觀念和科學(xué)思維，以問題為導(dǎo)向確定思維可視化目標(biāo)，依托課堂實驗加強思維可視化練習(xí)，創(chuàng)新評價方式等策略有效推進思維可視化教學(xué)，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識點，培養(yǎng)他們的實驗技能和科學(xué)探究精神，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，提高他們的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，從而為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

[1]" 萬丹蕾，湯希雁，劉志平，等.思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用：以“探究無明顯現(xiàn)象反應(yīng)”為例[J].中學(xué)理科園地，2023，19（4）：23-25，28.

[2]" 陶茂榮.運用思維可視化策略提升初中化學(xué)教學(xué)效能[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2020（7）：48.

[3]" 陳曉艷.初中化學(xué)解題教學(xué)中思維可視化的應(yīng)用策略分析[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2023（27）：72-75.

[4]" 祁逸梅.基于大概念的思維可視化在初中化學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東教育（綜合版），2023（12）：54-55.

[5]" 萬丹蕾.思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].南寧：南寧師范大學(xué)，2022.

[6]" 趙冬冬.核心素養(yǎng)視域下化學(xué)思維可視化在構(gòu)建“研學(xué)課堂”中的實踐研究[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2023（24）：67-70.

[7]" 袁銀紅.思維可視化在初中化學(xué)解題中的實踐探究[J].數(shù)理化解題研究，2024（17）：112-114.

[8]" 李克鐸.思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].文理導(dǎo)航（中旬），2024（4）：40-42.

（責(zé)任編輯" " 羅" " 艷）