思維可視化在初中化學教學中的應用分析

［摘 要］在初中化學教學中，思維可視化作為一種創(chuàng)新的教學方式，對提升初中化學教學質量具有重要意義。它以學生為主體，通過直觀的形式，將抽象的化學知識、思維過程或邏輯關系轉化為可見的視覺表征，能幫助學生更好地理解化學知識，提高學習效率和解題能力。基于此，文章以人教版化學九年級下冊第十單元“酸和堿”的教學為例，闡述思維可視化的應用意義與原則，分析其在初中化學教學中的應用困境，并提出有效的應用策略，旨在為初中化學教學提供新的思路與方法。

［關鍵詞］思維可視化；初中化學；酸和堿

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

隨著教育改革的推進，初中化學教學越來越注重培養(yǎng)學生的思維能力。化學思維模型是指學生從化學角度認識事物、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]。在初中化學教學中，教師運用思維可視化工具，構建可視化思維模型，可以提高思維的直觀化水平，激發(fā)學生學習化學知識的興趣與積極性，幫助學生更好地理解和掌握化學知識，形成科學的思維方式[2]。下面，本文以人教版化學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教學中的具體應用。

一、思維可視化在初中化學教學中的應用意義

（一）使抽象內容直觀化

化學是一門以實驗為基礎的學科，涉及許多抽象的概念和變化過程。對于初中階段的學生而言，化學學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。在實際的教學過程中，如果教師僅采用傳統(tǒng)的文字描述方式開展教學，往往難以讓學生全面、直觀地理解相關概念和過程，從而制約學生的思維發(fā)展。而思維可視化教學則通過將抽象的化學變化過程以圖像、圖表等形式直觀地展現(xiàn)出來，使學生能更直觀地看到反應物的轉化、化學鍵的形成與斷裂等過程。這種直觀化的教學方式不僅降低了學生學習化學知識和解決化學問題的難度，還有助于激發(fā)學生的學習興趣，幫助他們更好地理解化學反應的本質和規(guī)律[3]。

（二）使復雜內容簡單化

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

（三）使學習思路清晰化

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

二、思維可視化在初中化學教學中的應用困境

（一）學生知識理解不夠透徹

在化學學習中，學生需要掌握大量的化學概念和原理，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，由于化學知識的抽象性和復雜性，如原子、分子、離子等概念，學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，但如果學生對基礎知識掌握不牢固，仍然難以全面理解思維可視化所呈現(xiàn)的內容。例如，在學習“酸和堿”時，學生需要理解酸和堿的定義、性質以及它們之間的轉化關系。如果學生對這些基礎知識理解不夠透徹，即使教師利用思維可視化工具進行詳細的講解和演示，也難以使學生真正理解其中的化學原理。久而久之，學生的學習自信心就會下降，學習積極性與學習效果也會受到影響。

（二）學生解題思維不夠全面

化學題往往涉及多個知識點和概念的綜合運用。在解題過程中，學生需要具備全面的解題思維，同時能夠靈活運用所學知識來分析和解決問題。然而，由于學生在平時的學習中缺乏系統(tǒng)的思維訓練和有效的解題方法指導，往往難以形成全面的解題思維。這種思維的不全面性會導致學生在理解和掌握化學基本概念和原理時存在困難，并在解決相關問題時感到困惑無力，難以制訂科學合理的解題策略。雖然思維可視化可以通過展示解題思路和步驟來幫助學生理解解題過程，但如果學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。這將導致學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解題中的有效應用。

三、思維可視化在初中化學教學中的應用原則

（一）主體性原則

主體性原則要求教師在教學過程中注重學生的課堂主體性。在思維可視化的應用中，教師需引導學生積極參與思維構建過程，鼓勵學生自主思考、提出問題、探究答案，并主動構建化學知識網(wǎng)絡，以增強他們的自主學習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過程中保持開放的心態(tài)，允許學生暢所欲言，鼓勵學生提出不同的見解和想法。在思維可視化的應用中，教師應為學生提供多樣化的學習資源和學習路徑，通過設計一系列的實驗活動，讓學生根據(jù)自己的興趣和認知水平選擇適合自己的學習方式。在這些活動中，學生將親手操作、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果，進而豐富課堂內容，更好地培養(yǎng)學生的創(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過程中盡量簡化復雜的知識點和概念，使其更加直觀易懂。為此，教師應確保教學內容、教學方法以及思維訓練能夠深入淺出、通俗易懂，形式簡潔而不失表現(xiàn)力。同時，通過提煉關鍵信息和核心概念，幫助學生快速掌握化學知識的精髓，提高學習效率。

（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，強調教師在教學過程中應關注學生的思維過程，引導他們逐步構建和完善化學知識體系。它要求教學應以知識的發(fā)生發(fā)展和認知形成的內在聯(lián)系為線索，充分展現(xiàn)其中的思維活動，使學生能夠真正參與知識發(fā)現(xiàn)的過程。為此，教師應深度思考教學方案的設計，確保其對學生的思維有所啟發(fā)和培養(yǎng)，進而提高學生的思考能力和思維水平。同時，通過過程性原則的實施，讓學生可以清晰地看到自己的思維過程，學會反思，從而更好地理解和掌握化學知識[5]。

四、思維可視化在初中化學教學中的應用策略

（一）利用思維導圖發(fā)展整體性和建構性思維

陶行知先生說過：“與其把學生當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。”[6]思維導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“酸和堿”時，教師可以利用思維導圖來幫助學生發(fā)展整體性、建構性思維，激發(fā)學生的學習興趣，促進學生化學思維的發(fā)展。通過引導學生回顧已學的化學基礎知識，如元素符號、化學式、化學方程式等，并以“酸、堿”為核心概念構建思維導圖。在構建思維導圖時，應包括酸和堿的定義、性質、分類、相互轉化關系以及在實際生活中的應用等內容，確保學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，在構建關于酸的思維導圖時，教師可以先列出酸的定義和性質，然后引導學生思考酸的分類（如強酸、弱酸）、酸的通性（如與鹽反應、與堿反應、與金屬氧化物反應等）、濃硫酸的性質（吸水性、脫水性、腐蝕性）、酸在實際生活中的應用（如胃酸幫助消化、醋酸用于調味等）。“常見的酸”思維導圖如圖1所示。

同時，教師還可以將酸與堿、鹽之間的轉化關系以分支的形式呈現(xiàn)在思維導圖中，幫助學生形成完整的知識網(wǎng)絡。為了進一步增強學生的學習興趣和提高他們的參與度，教師可以利用多媒體技術將思維導圖以動態(tài)的形式呈現(xiàn)出來。此外，還可以鼓勵學生自己動手繪制思維導圖，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)展化學觀念和科學思維

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。在實際教學過程中，教師可以圍繞學生的深度學習活動，巧妙地借助流程圖來幫助學生構建和發(fā)展化學觀念及科學思維，使抽象的化學思維可視化。例如，在教學“酸和堿”時，教師可以利用流程圖來描述化學反應的過程和機理。特別是在講述酸堿中和反應這一難點時，教師可以通過繪制流程圖（如圖2）來清晰地展示反應物、反應條件、反應過程以及生成物等關鍵信息。通過流程圖的引導，學生能夠更加直觀地理解酸堿中和反應的實質和過程。

教師同樣可以利用流程圖來幫助學生分析化學問題。如在解決關于酸、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。在流程圖的引導下，學生能夠更加直觀地看到解題過程中的關鍵點和易錯點，從而提高解題能力和答題準確率。此外，教師還可以鼓勵學生自己設計流程圖來描述化學過程和解決具體問題。通過動手實踐，學生能夠更深入地理解和記憶化學概念和原理，顯著增強自己的科學思維和解決問題的能力。

（三）以問題為導向確定思維可視化目標

教師想要在化學教學中充分發(fā)揮思維可視化的作用，還需以問題為導向來確定思維可視化的目標，確保學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，教師在教學過程中根據(jù)教學內容和學生的實際情況設計一系列啟發(fā)性問題（如圖3），并利用思維可視化工具來幫助學生解決這些問題，引導學生思考酸、堿的通性及其在實際生活中的應用。

同時，教師也可以利用思維導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，使學生能夠更深入地理解相關知識點。此外，教師還可以鼓勵學生自己提出問題，并嘗試利用思維可視化工具來解決問題，從而培養(yǎng)學生的問題意識和解決問題的能力，加深學生對化學知識點的理解和記憶。在此過程中，教師需要注意以下幾點：一是要精心設計具有針對性、啟發(fā)性和層次性，能夠引導學生深入思考和理解化學知識點的問題；二是要根據(jù)教學內容和學生的實際情況，選擇合適的思維可視化工具；三是要注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，并及時給予學生反饋和評價，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

在化學教學中，實驗活動是不可或缺的一部分。實驗不僅能夠幫助學生直觀地觀察到化學反應的現(xiàn)象，還能加深學生對知識點的理解。在思維可視化課堂教學中，教師應以實驗為依托，加強思維可視化練習，為學生呈現(xiàn)直觀、具體、生動、形象的化學過程，從而給學生留下深刻的印象，提高課堂教學質量。以“酸和堿”為例，首先，在進行“常見酸、堿的化學性質”實驗時，教師可以先引導學生復習酸、堿的定義和性質，再利用思維導圖或流程圖等思維可視化工具，將實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論以圖形的形式呈現(xiàn)出來。這樣，學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。“溶液的酸堿性”思維導圖如圖4所示。

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

最后，在進行“碳酸鈉與澄清石灰水反應”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)，構建直觀的化學反應模型，讓學生通過直觀生動的畫面，加深對微粒交換的印象，深刻理解復分解反應的實質，并能夠從微觀角度分析化學變化過程[8]。

（五）針對思維可視化教學創(chuàng)新評價方式

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

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

［" "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教學中的應用：以“探究無明顯現(xiàn)象反應”為例[J].中學理科園地，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教學效能[J].中學生數(shù)理化（教與學），2020（7）：48.

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

[4]" 祁逸梅.基于大概念的思維可視化在初中化學中的應用[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教學中的應用研究[D].南寧：南寧師范大學，2022.

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

[7]" 袁銀紅.思維可視化在初中化學解題中的實踐探究[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教學中的應用[J].文理導航（中旬），2024（4）：40-42.

（責任編輯" " 羅" " 艷）