初中化學微觀世界可視化的教學設計策略

房靖

摘? 要：初中化學學科的教育核心是以學生認識化學、感知化學魅力為主。微觀世界是初中化學的主要內容，也是難點所在?；诖耍恼绿岢隽顺踔谢瘜W微觀世界可視化的教學設計策略，就當前初中化學微觀世界的教學現狀調查，發現問題。并剖析了初中化學微觀世界可視化的教學設計意義，提出達成微觀世界可視化的教學目標，做好教學全過程的優化設計，為初中生帶來良好的學習體驗。

關鍵詞：初中化學;微觀世界可視化;教學設計;實踐策略

在初中化學的知識體系中，微觀知識是主要的構成部分。為了凸顯微觀知識教學的有效性，微觀世界的可視化教學實踐顯得至關重要。追溯可視化一詞的來源，可視化最早來自西方詞匯“Visualization”，直譯為圖像化、圖形化，本次的可視化實踐目的是讓知識點以清晰的方式呈現。初中化學微觀世界的知識點眾多，這一類知識較為抽象，學生理解起來十分困難，是初中化學課堂上的教學難點。為解決該問題，探索微觀世界可視化的教學實踐至關重要。

一、初中化學微觀世界教學現狀

對初中化學微觀世界的教學現狀調查，目前還存在一定的難點。表現為在初中化學的教學實踐中內容的呈現不夠具體，存在“偽微觀”的教學特征，除此之外，還發現大部分化學教師在進行教學方法的教學時，存在教學方法單一、枯燥的情況。微觀知識的教學質量大打折扣，對初中化學教學革新產生消極影響。

（一）內容呈現不夠具體

在初中化學微觀知識教學時，部分教師在微觀知識的呈現過程僅僅是以教材為主，通過講解的方式來達成微觀知識的教學目標。但化學的微觀世界，僅通過課堂上的微觀教學知識點很難達成目標。在這種情況下，初中微觀世界的呈現被局限在固定的場景中，學生對教學內容的理解也勢必受到一定的局限和影響。結合現有的研究結果和教學實際，初中化學微觀世界的教學內容不夠具體，大部分初中生對微觀知識點的認知受限，無法主動參與圍繞微觀世界的深度探究中來。

（二）教學方法缺乏靈活

在初中化學微觀世界的教學實踐中，大部分教師采取的是傳統的教學模式，僅僅是圍繞微觀世界的知識點開展教學實踐，導致學生對微觀世界的感知不夠強烈。教學方法缺少靈活性，成為擺在初中化學微觀世界面前的一大難題。為妥善解決這一問題，需要針對性地提出解決方案，全面優化課堂教學方法，讓各項工作有序推進。

二、初中化學微觀世界可視化的教學設計意義

對初中化學微觀世界教學現狀的調查發現，在教學內容和教學方法上還存在一定的現實問題。嘗試針對微觀世界的可視化探索可行方案，明確教學設計方案和基本思路，肯定可視化教學的意義。對教學設計意義的解析，主要是針對后續的教學創新展開，指引教學設計策略的形成。

（一）方便學生認識化學微觀世界

對初中階段的學生而言，化學學科作為主要學科，接觸化學、認識化學并逐步培養起對化學感興趣的程度，微觀世界作為化學學科知識框架中的主要部分，既是重點也是難點，成為擺在化學教學眼前的一大難題。對微觀世界可視化教學設計，靈活運用多種方法達成微觀世界可視化的目標。例如充分利用信息技術來呈現微觀世界，以立體、生動的方式將微觀世界呈現在學生的眼前，更有助于學生認識微觀世界，感知微觀世界的獨特魅力。與傳統的教學模式相比，微觀世界的可視化教學設計與實踐，激活了初中生化學學習的積極性，讓初中生的成長環境和成長空間得到拓展，對微觀世界知識的學習產生濃厚的學習興趣。

（二）提高初中化學教學質量

初中化學教學實踐，重點集中在學生的綜合素質的強化上。通過化學知識的教學與實踐，讓初中生對化學知識的學習更感興趣，產生濃厚的學習興趣?；瘜W知識本身較為抽象，傳統的教學模式的限制，導致化學知識的鮮明特征始終無法充分展現。為有效解決這一問題，需要嘗試探索新的教學方法和教學模式。以微觀世界的教學為例，探索微觀世界的可視化教學方案的形成，以此來激活學生化學微觀世界學習的主動性?；瘜W微觀世界的可視化教學實踐，強調以生動、直觀的方式呈現立體性的內容，讓化學微觀世界的格局被打開，學生通過參與微觀世界的學習實踐，提出具體、可行的方案，為初中化學教學質量的提升打好基礎。

（三）促進教師專業化成長

對初中階段的化學教師而言，這一群體正面臨新的發展環境，為了充分展現出課堂教學的有效性，微觀世界的可視化教學實踐提供了新的專業化發展思路。如初中化學教師在探索微觀世界可視化的實踐中，需要對現代信息化教學、實驗探究教學等多種教學模式有充分的了解，并能夠熟練地將教學方法運用到現代初中化學的教學實踐中，為化學微觀世界的呈現打好基礎。相比于傳統課堂上的講解、示范等教學模式，基于現代信息技術下的教學方法的革新，讓傳統的課堂空間被激活，充分調動學生的參與主動性和積極性，促進教師專業化成長，使得學生的成長環境得到全面改善，也為教師的專業發展提供必要支持，從而適應未來的化學教學的革新。

三、初中化學微觀世界可視化的教學設計策略

初中化學微觀世界可視化的教學要做好教學設計工作，構建化學微觀概念，以交互式的課堂和小組合作模式，為初中化學微觀世界的可視化目標達成奠定基礎，最終提高化學教學質量，為初中生接觸和感知化學教學質量奠定堅實基礎。

（一）做好教學設計，引入信息技術

初中化學微觀知識是主要的化學教學內容，為了提高教學質量，達成化學微觀世界可視化目標需要信息技術提供支持。目前，信息技術已經與教育領域走向融合，并逐步從淺層次融合向著深層次過渡，以深度融合達成教學創新目標。微觀世界的可視化實踐，重點在于引導初中生建立微觀意識，培養探究精神和探究能力。如微觀粒子的運動、間隔等微觀知識，都可以借助信息技術來達成模擬目標，使得知識的呈現方式更靈活，方便初中生對微觀知識的掌握。例如在“離子形成”的知識教學中，教師可以利用Flash動畫的方式，將鈉和氯氣的反應過程生動呈現，在反應過程中鈉原子失去一個電子，變成帶正價的鈉離子，而氯原子接收鈉的一個電子，變成帶負價的氯離子。如果單純是以講解的方式來呈現微觀世界，顯然很難發揮作用，借助信息技術下的動畫的生動呈現方式，能夠幫助學生充分參與到微觀世界的探究中來，發現和找出隱藏在背后的規律，從而激活學生對化學知識的了解和感知。

（二）構建微觀概念，實現概念可視化

微觀概念是微觀知識學習的主要內容，讓學生建立對微觀知識的概念，對學生了解微觀世界有重要作用。對初中化學的教學內容的解析，發現其中涉及的微觀概念眾多，對這種概念的可視化實踐，方便初中生建立微觀世界與宏觀世界的有機聯系。例如在針對元素周期表的學習過程中，可以嘗試利用希沃白板軟件庫中的動態元素周期表，能夠將不同元素原子的質子數、中子數、相對原子質量等概念形象直觀地表示出來，對初中生而言，這一類的知識表現方式更便于學生接受，方便學生理解和認知。又如在學習分子性質、原子結構、電子運動規律等相關知識點時，可以嘗試利用希沃電子白板的輔助教學功能，將分子的運動狀態輕松地模擬出來，以此來還原原子核外電子以及最外層電子的運動狀態。以水通電的化學實驗過程看，水分子分裂為氫原子和氧原子的過程，如何結合成為氫氣和氧氣分子的過程，都需要借助電子白板的輔助，以此來完成對內容的進一步放大，讓學生可以看到其中的更多細節要素，加深學生對微觀概念的認知。從這一點看，初中化學涉及的微觀概念較多，充分利用希沃白板來達成可視化的目標，讓初中化學概念知識點呈現在學生的眼前。微觀概念可視化目標的達成，讓學生對化學微觀概念的解讀更充分，為后續的初中化學的學習打好基礎。

（三）搭建交互課堂，強調內容可視化

在傳統的初中化學微觀世界的可視化教學實踐中，搭建交互課堂顯得至關重要。該過程實現了內容的可視化，讓初中生對化學微觀知識的理解更充分、更具體。模式一：定向計算實現微觀世界可視化。在學習“微粒很小”的概念時，為了讓學生更充分的了解微粒，教師利用多媒體設備呈現1滴水中，構成水的微粒約有1.7×1021個，20滴水的總體積大約為1mL，計算水分子的質量。在開放性的問題提出之后，進入活動實踐中，讓學生可以根據水分子的質量，以科學的方式表示水的質量。而后出示1顆黃豆、1粒大米以及1粒芝麻的質量，以此來對比和分析，完成對過程的計算。整個定量計算的過程，可以讓學生清楚地了解水分子的質量，并借助多媒體課件資源的直觀對比的方式，讓學生可以清晰地了解微粒的大小。模式二：利用希沃電子白板構建交互式課堂。在傳統的多媒體教學模式中，課件上的內容由于是固定的，導致在課堂資源上使用到的圖片和文本等資料不足。為解決這一問題，在初中化學微觀知識的教學過程中，借助希沃白板的資源庫的開放性，方便在課堂上隨時調出內容，以此來補充傳統課件內容的不足。利用希沃白板的資源豐富性，構建圍繞初中化學微觀知識的互動教學空間，教師引導學生參與學習過程，利用希沃白板補充內容，挖掘課堂的有效性，激活學生的學習體驗;模式三：讓學生參與微觀知識的教學實踐中，成為課堂主體。初中階段的學生對一些化學現象有初步了解，在課堂上教師則可以利用初中生的認知特點，讓這一群體參與到微觀知識的學習過程中，力求通過圖片、音頻、視頻等資源，讓微觀世界生動地呈現在學生的眼前。例如在原子核外電子和離子化合物的形成這一知識點的教學時，教師可以借助希沃白板提供的功能性，將動畫通過軟件程序完成事先的編輯處理，在課堂之上，指導學生點擊操作按鈕，通過電子運動狀態的畫面模擬，形象地表現出來，最終得出電子區域運動的基礎性結論。學生主動參與到微觀世界的可視化實踐中，共同完成微觀資源的挖掘，搭建互動學習空間。從初中化學微觀世界的教學全過程出發，探索交互課堂的搭建方案，達成內容可視化的目標，為初中生化學核心素養強化提供堅實保障。

（四）開展小組合作，強化內容理解

初中化學微觀世界的可視化教學實踐，開展小組合作能夠幫助學生加深對化學知識的理解。在傳統的初中化學課堂之上，學生之間的活動和交流缺失。在初中化學微觀世界的教學實踐中，教師可以嘗試設置小組合作式的教學空間，以此來達成互動探究目標。例如在針對初中化學分子質量和計算的相關知識時，為了推動和達成微觀教學的目標，小組合作討論實踐成為主要的教學手段。教師可以針對微觀知識點，讓不同小組通過滾動骰子和計時器的方式，對討論內容做出規定，利用希沃白板完成對內容的展示。在提出有關于微觀知識的討論和探究問題之后，讓學生進行探究實踐，并形成討論方案和具體結論。相較于傳統化學課堂之上的教師和學生的單向互動模式，顯然小組合作的內容探究更深刻，學習過程更有效。小組合作的實踐過程，本質上是對微觀知識的整合過程，讓微觀知識的可視化效果更理想。

四、結語

綜上所述，現階段初中化學的教學改革勢在必行。初中化學中微觀知識是難點也是重點。在初中化學微觀世界的可視化的教學設計中，教師要高度肯定微觀世界可視化的效果，有針對性地提出可行方案，讓初中化學教學創新方案可以形成。通過多渠道打造微觀世界，讓微觀直接的可視化目標得以達成，對教學全過程的設計，有利于初中生不斷成長，強化化學綜合素養。初中化學微觀世界的教學設計策略形成及實踐，對初中生的成長有重要意義。

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