視覺思維在高中化學教學中的應用研究

謝立剛

在高中化學教學過程中，通過運用視覺思維能夠讓抽象的化學概念與復雜的化學公式同形象的視覺聯系起來，以形象直觀的方式來刺激學生的視覺，調動學生的思維活躍度。基于此，本文將針對化學教學中存在的問題，研究視覺思維在高中化學教學中的具體應用，希望能夠進一步促進視覺思維在基礎學科中的應用。

一、利用教材插圖增強課堂趣味性

教材是課堂教學賴以展開的依據，能夠為教師的教學提供重要的導向，全面的教材能夠有效地提高教學的效率。在教材編寫之中就要注重視覺思維對于教學的重要意義，把握好視覺形象對于教學效率的影響。化學教材可以通過具象的插圖符號來增強學生的視覺體驗，合理地把握好圖像語言與文字語言的排版和比例，利用精辟的插畫對化學知識進行啟發或者總結，增強學生對于教材學習的興趣。

例如，在高中化學“化學反應原理”的教學之中，教材之中就包含了非常多種類的圖片，其圖片的種類和數量都是多樣化的，比如說課程章節思維導圖、相關實驗裝置操作示意圖、微觀原理擬圖，不僅如此，其中還包含了一些與生活息息相關的統計與報告圖以及有關的化學家的肖像圖等。通過圖片與文字的結合，學生就能夠通過具象的圖片與簡練的文字獲得相應的學習內容。通過這些形象的概念和插圖，學生們對于這些化學反應的原理就有了更加直觀的認識，同時對于相關理論知識的記憶也更加深刻。而要有效地增強課堂的趣味性，也需要教師根據授課的模式以及教學的主要內容來適當選擇符合教學功能的圖片，來實現教材插圖的教學功能。

二、利用教學設計強化視覺觀察力

在高中化學教學之中，教師對于學生的學習能力、創造性思維都非常重視，在教學之中一味地注重學生的創造思維拓展，而忽略了視覺思維對于學生的重要性。在高中階段學生的學習能力已經有了很大的提升，在思考問題方面也有了自己的想法。但是對于理論性強并且具有非常微觀和抽象的化學反應原理，依然具有非常大的學習難度。所以說在教學時，教師可以結合學生的學習方式和特點利用直觀的視覺思維來呈現教學內容，通過視覺形象的展示，增強學生的觀察能力和讀圖能力，通過可視化的方式來形象、直觀地呈現抽象、微觀的化學反應原理，讓學生深刻認識到化學現象背后的化學原理。

例如，在高中化學《電》的相關學習之中，教師就可以從學生現有的學習水平出發，設計可視化的教學案例來進行教學。比如說在引導學生學習“原電池”的相關原理過程中，教師就可以設計以下教學內容，引導學生探究化學原理的本質：首先，教師可以向學生展示已經準備好的原電池構造圖以及原電池的微課視頻，通過網絡平臺，引導學生在課前觀看，并且思考相關的設計原理。在課堂之中教師在進行簡單的引導之后，就可以以小組合作的方式，引導學生進行單瓣橘子電池的實驗，并且在實驗探究的過程中，提煉出原電池的裝置模擬圖。通過與原有的裝置圖作對比，在橘子電池的實驗過程中，鞏固學生對于原電池的原理以及形成條件的知識，并且通過抽象模型圖的繪制過程來強化學生的動手能力和交流合作能力。緊接著，通過同樣的方式，引導學生進行雙瓣的橘子電池的實驗。通過新模型的構建，讓學生提升從膜上升到鹽橋的理解認識，讓學生認識到在電流形成過程中“鹽橋”的作用。在這個過程中，學生既要動手操作也要動腦思考，而且整個過程非常的生動有趣，學生對于電池的原理也有了更加深刻的了解。

三、利用可視化教學搭建解題橋梁

從近年來的一些高考試題出發，我們不難發現考試材料之中以圖片為載體的題目類型大大增加，尤其是在化學這樣的理科學科之中，試題之中存在著許多的實驗裝置圖、工藝流程圖、數據圖以及曲線或者物質轉化關系圖。這些圖所考查的知識內容和學生的化學能力各不相同，這就要求教師在化學教學過程之中，增強學生的視覺思維能力，讓學生能夠通過觀看、想象和構繪，來將化學題目中的圖示信息概括為自己熟悉的化學模型，將這些陌生的情境圖片轉化為可視化的信息，來搭建解決化學問題的橋梁。

例如，在高考題“三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理圖”到相關題目之中就考查了學生的讀圖能力，需要學生通過空間想象能力以及綜合分析信息的能力來分析這些微觀條件下不可考查的物質結構的移動過程。在講解相關題目時，教師就可以引導學生聯想已經學過的電解質工作的原理，根據電解質溶液中離子移動的方向來分析廢水池構造中不同離子的移動方向，來判斷陽離子交換膜與陰離子交換膜的位置。通過簡單的符號示意圖來描繪水池中離子移動的方向與電流移動的方向，可以將圖中隱藏的信息來轉化為比較直觀的現象。通過這樣的方式，學生能夠準確地判斷出選項的對與錯，能夠準確地提高學生做題的速度，降低學生做題的難度，幫助學生來解決相關的化學讀圖問題。可見，學生可以靈活地運用視覺思維來獲取有關的化學信息，增強學生的解題水平。

四、幫助學生大膽猜想

強調學生的大膽分析，讓學生具備一定的創新思維。基于核心素養培養觀念，在高中化學課堂上，要想培養學生的宏觀辨識與微觀探索思維，就必須強調學生大膽創新，要求學生借助創新去做出研究，并考慮好學生的學習狀況，對高中化學課堂作出打造，實現化學課堂內容的深化。

例如，在教學《鹽類的水解》這一課程時，針對于各種鹽的酸堿度判斷，教師并沒有急著針對理論知識進行講解，而是綜合學生自我的思維，強調對于鹽類水解知識的探索以及分析。例如NaHCO3和Na2CO3，兩者就存在著酸堿性之間的差別。按照生活經驗，純堿溶液可以用來洗滌油污。針對于必修二學生所學的知識，學生已經了解到了油脂成分以及其在堿性溶液下的水堿狀況。所以這時溶液呈現出堿性，為引導學生對于實驗反思內容作出假設分析，教師在課堂上可幫助學生做好大膽辨別。使學生形成良好的學習態度，也實現其在學習過程中規律化學習慣的形成。特別是基于實驗教學領域這樣一種教學方法，也大大拓展了學生后續的實驗學習機會，讓學生在猜想論證的過程中得以發展。

五、營造實踐學習機會

實踐教學內容的認識，對化學課堂而言，也具有其極為重要的意義。實踐課堂強調的是彼此之間的共同聯系，所以，實踐教學內容也應該遵循學生的學習狀態，進行一定的變化。化學學科不同于其他學科的一大特點之一就是化學學科具有很強的實踐性，所以，在實驗條件允許的情況之下，盡量幫助學生做好實踐操作，也具有其重要的價值，可引導學生在不斷的創新實踐過程中做好自我發展。在現在的化學試題之中，有許多類似的圖像問題都考查了學生的綜合學科能力。如果學生缺乏圖像視覺思維能力，缺乏圖像與文字之間的轉化與推理能力就無法從中獲取全面有效的信息，在面對圖像問題時只能束手無策。所以說，教師在教學過程中，應該滲透圖視覺思維的培養和練習，增強視覺思維能力的訓練，讓學生能夠掌握利用圖像來解決問題的方法，并且能夠靈活多運用視覺思維來解決化學難題。在高考圖像考查的題目之中，最常出現的幾種圖分別是：物質結構圖，它主要來呈現一些微觀下肉眼不可觀看的物質結構;流程圖則多以生產工業生產為背景，與人類的生產生活息息相關;而實驗裝置圖則主要考查學生對于實驗內容的掌握程度;抽象圖則多用于電化學部分。這些圖像的類型多樣，但是卻蘊含著一定的規律，展現了不同圖像的獨特評價功能，其應用范圍也相對穩定。教師在教學過程中，要好好把握不同類型的圖像的考查范圍，增強學生的圖像轉換能力。

例如，在教學選修三《分子與原子》知識時，對于選修三的主要知識主線，包括元素、核素和同位素含義，知道它們的原子序號，并認識這些元素的基本關系。了解到相關同位素的質子數、中子數、核外電子數狀況，認識元素周期表內的族以及其結構形式，這是幫助學生加強了解的核心。對于微觀辨識與宏觀探析這一理念的應用，教師在教學時可結合水原子結構進行講解，針對于水的組成來看，對于每一個水分子都是由兩個氫原子和一個氧原子構成的，這是從微觀方面去分析水構成狀況的一大理解內容。教師可結合多媒體展示相關的圖片，幫助學生作出理解。而從宏觀角度來看，聚集在一起形成的水流，這也與分子間的作用力和物質性質有著一定的關系。

在高中化學教學之中，在長篇幅、概念性的文字中插入視覺思維的教學，能夠激發學生的學習熱情。通過可視化的圖片教學，在直觀、形象的圖片之中，讓學生獲取相應的知識，并且提高學生的讀圖能力和思維能力。充分發揮學生的素質水平，讓學生通過文字與圖片的融合解讀來增強思維的靈活性。能夠有效地幫助學生學習化學知識，提高學生的學習質量，讓學生在實際的視覺思維之中獲取解決問題的能力。