知識可視化及其在初中化學教學中應用的研究

摘 要：隨著信息技術手段和教育方式的不斷改善和提高，知識可視化在教學中的應用越來越受到重視，針對不同學科的學科特點，對知識可視化進行合理應用從而實現效果最大化是十分重要的，知識可視化具有多種不同的形式，初中化學這一學科具有其獨特的階段特點和學科特色，要以此為切入點和著力點，選取合適的方式進行知識可視化應用，通過革新教育觀念、提升師資力量、加大教育投資來有效實現知識可視化與初中化學教學的有機結合。

關鍵詞：知識可視化；初中化學；教學應用；應用策略

一、 引言

“可視化”這一詞匯起源于英文，原意為“可看得見的、清楚的呈現”，而“知識可視化”指的是通過圖形圖像手段來展現知識，使知識具體化和直觀化，從而實現幫助知識的接受者更好的學習和掌握知識的目的。隨著我國教育的不斷發展和信息技術水平的不斷提高，通過信息技術手段來改善傳統的教學模式、提高學生對知識的接納度日益受到教育工作者的重視，將知識可視化應用于初中化學教學中，對于提升初中化學課堂教學的生動性有著重要意義。

二、 “知識可視化”概述

（一） “知識可視化”的技術原理與實現形式

知識可視化的提出與應用旨在促進知識的傳播與創新，而這一目標主要是通過視覺表征形式來實現的。對于知識可視化來說，無論是他的設計還是應用，都離不開視覺表征這一關鍵部分。簡言之，知識可視化的價值實現，主要依賴于它的視覺表征形式。

知識可視化的實現形式主要以圖形設計、認知科學等為基礎，這些都與視覺表征有著密切聯系。常見的知識可視化的實現形式有如下三種：第一，概念圖，是建立在有意義學習理論基礎上的，將知識圖形化，從而實現知識的具體可視化；第二，知識語義圖，是將文字概念及概念之間的關系通過圖形的方式表現出來，形成層次結構，使更容易接受和理解；第三，因果圖，也是一種重要的圖形化知識表征技術，它是以個體建構理論為基礎而提出的。

（二） “知識可視化”應用對教學效果的影響

多項研究表明，知識可視化的應用對教學效果有著多層次的積極影響。第一，知識可視化的應用對學生的學習成績可以產生正面影響，相比以文本教學為主的傳統教學方式，知識可視化能夠將知識點直觀化、立體化，使處于初中時期的學生更加易于接受并產生較為濃厚的學習興趣，因此，對于初中教學，知識可視化可以作為有效的教學工具投入使用。第二，知識可視化的應用有助于提高學生的邏輯思維和思考能力。知識可視化大多將枯燥的文本知識以富有層次的表格、圖表、導圖的形式表現出來，對于開發青春期學生的大腦思維有著重要的幫助作用，能夠激發學生在學習中的創新性和主觀能動性。第三，知識可視化的應用能夠大大提高學生在學習過程中的滿意度，學生對學習的滿意度是受到多種因素影響的，其中對學習的興趣和學習的最終效果占了很大比重，通過知識可視化的前兩種積極影響，學生對學習興趣的增加，學習動力的提高與最終學習效果的優化起到了互相促進的作用，因此，學習滿意度的提升是必然結果。

三、 初中化學教學的特點

（一） 階段特點

第一，初中化學這一學科具有啟蒙性，在我國，初中三年級是學生接觸化學這一學科的第一階段，相比高中三年，這一化學學習的主要時期，初三階段對于化學的學習更多的帶有啟蒙色彩，因此，是否能在這一階段對學生化學學習的興趣給予充分啟發，這對學生以后的成長和發展是至關重要的。第二，在初三階段的化學學習帶有基礎性，其化學知識多為入門級的，較為寬泛淺顯，但是內容的寬泛性則強化了學生的記憶難度，大量的基礎概念型知識的記憶，很容易令學生產生枯燥的感覺。第三，初三學生因為年齡影響，在這一階段大多處于由感性向理性上升的階段，但是理性思維還沒有完全發展成熟，因此對于一些知識點的理解仍然有不足之處。

（二） 考試特點

初中化學的考試具有如下特點，第一，化學試題更偏向與實際生產生活的結合，命題人往往會將生活中的現象和常識注入試題中，選題內容通常與時代背景、時事熱點相結合，立足當下社會熱門視角，旨在啟發學生對知識的應用能力和理解能力。第二，注重對學生運用知識分析和解決實際問題能力的考查。學生在初中化學課堂上學習的事課本上的基礎案例和基礎知識，但是在考試中，僅僅靠對知識的死記硬背是不可以的，要求學生在記憶基礎知識的落腳點上，能夠與實際生活相結合，善于通過自己所學，解決生活中出現的一些小的問題，并能夠在不同情境里靈活運用所學的知識。第三，初三化學試卷大多以卷面活潑的形式出現，難度適中，旨在保護學生的學習熱情。試卷中的試題常以圖形、表、信息等多種形式呈現，這樣的呈現方式從某種程度上與知識可視化的教學理念是不謀而合的，呈現效果則為文字量控制適中，敘述清楚，便于學生閱讀。

（三） 學科特色

化學學科具有自己獨立的學科特色，第一，記憶性強，化學這一學科屬于文科性質兼備，其中不僅需要對各種方程式的掌握，更有大量知識需要記憶，這些記憶性知識可以說是化學學科系統學習的前提和基本，例如化學物質的性質、元素周期表等，這些知識的背誦不僅關系到初中化學的學習效果，對以后的高中甚至大學的專業學習都起著深遠作用。第二，手腦并用，對實驗的要求也較高?？梢哉f，化學是一門以“實驗”為基礎的學科，化學實驗考查的主要是學生對化學元素、方程式的理解，也是提升學生對化學學習的直觀認識的一種手段和方式，與知識可視化的技術有相當高的契合度。

四、 知識可視化在初中化學教學中的應用策略

（一） 改變傳統教學觀念，增強課堂創新意識

當今社會經濟飛速發展，教育的革新也勢在必行，初中化學的教學質量的大幅度提升是必然趨勢。初三學生年紀尚小，對知識的學習和理解能力尚有許多不足之處，對文本的把握和記憶速度也較為緩慢，因此加強構建知識可視化教學模式，能夠幫助學生在學習單純的文本知識時有身臨其境之感，實現教學一體化，激發學生學習興趣，將學生吸引到學習中，提升學生們的專注度，達到趣味學習的目的。例如，在傳統教學課堂中，加入多媒體技術，通過圖標、視頻等方式與課本內容進行有機結合，一改傳統的照本宣科式的枯燥教學，為化學課堂增添豐富的色彩。

（二） 增強教師主體力量，提升師資素質

教師作為教學活動的主體之一，是教學方式的實踐者、教學活動的發起者、課堂知識的傳播者。我國教師經過嚴謹的考核制度，其知識硬件水平是毋庸置疑的，但是多數學校的老師都存在教育模式太傳統單一化的硬傷，尤其是一些稍微落后的地方，和一些教學經驗豐富但是較為年長的老教師，對新時代的信息技術的掌握較匱乏，做不到教學模式上的與時俱進，這需要教師們積極轉變傳統的教育理念，加強自身學習，提高自身素質，積極順應教育的時代浪潮，教師所在的單位或機構也應該擔負起對于教師隊伍的培訓責任和義務，投入一定的人力物力和時間，對教師團隊進行規模性的訓練，使他們實現教學手段上的與時俱進，能夠靈活掌握現代科技，在對知識可視化的運用上游刃有余。

（三） 增加教育革新的投資，提供設備支持

知識可視化教學方式的運用，離不開多媒體設備等，當前科技設備在教學中起著不可獲取的作用，為了對知識可視化的實現給予更多的硬件支持，各教育部門還需要加大投資，為學校提供足夠的科技教學設備，尤其是針對教育比較落后的貧困地區，更應該成為教育投資的重中之重，加強對化學教學的投資，以此推進教育現代化的進程。

五、 結論

將知識可視化應用于初中化學教學中具有極高的重要性和必要性，這對于教師和學生的全面發展都具有長足的深遠意義，同時也具備充足的可行性條件。只要從教學主體、教學單位、相關部門共同著力，知識可視化與初中化學教學必定會相得益彰，互相促進。

參考文獻：

[1]伍國華，李克東.知識可視化教學應用的元分析研究[J].電化教育研究，2011，12：84-90.

[2]趙國慶.知識可視化教學應用的元分析研究[J].開放教育研究，2015，11：23-27.

作者簡介：

陳蘭，江蘇省蘇州市，江蘇省蘇州市吳江青云實驗中學。endprint