信息化環(huán)境下初中化學(xué)重難點(diǎn)知識可視化圖譜的構(gòu)建研究

一、引言

枯燥抽象的文字學(xué)習(xí)與習(xí)題訓(xùn)練已經(jīng)不適用于初中化學(xué)教學(xué)的發(fā)展需求。知識圖譜作為一種高效、直觀的知識表示和組織方式，逐漸在教育領(lǐng)域嶄露頭角，為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了深刻的變革。在信息環(huán)境下，將初中化學(xué)知識重難點(diǎn)以可視化圖譜的方式呈現(xiàn)出來，避免了傳統(tǒng)教學(xué)模式下過于零散的文字知識給學(xué)生學(xué)習(xí)造成的困惑，能夠切實(shí)提高初中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力和綜合運(yùn)用能力。因此，本文聚焦初中化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)，嘗試探索可視化圖譜的構(gòu)建策略與實(shí)踐價(jià)值，旨在推動(dòng)教學(xué)理念更新與教學(xué)模式的深度融合，提升化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)的針對性與有效性。

二、信息化環(huán)境下初中化學(xué)教學(xué)困境

（一）信息化教學(xué)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

信息技術(shù)在初中化學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用使傳統(tǒng)課堂形態(tài)得以重構(gòu)，但其在應(yīng)用實(shí)踐中暴露出的矛盾也十分顯著。部分教師將多媒體、在線平臺等工具簡單等同于教學(xué)創(chuàng)新，僅將傳統(tǒng)板書內(nèi)容轉(zhuǎn)化為電子演示，未能從學(xué)科邏輯出發(fā)，挖掘技術(shù)與化學(xué)知識的深度融合，導(dǎo)致教學(xué)本質(zhì)仍停留在單向的知識傳遞層面。在教學(xué)資源設(shè)計(jì)方面，碎片化問題突出，許多資源只注重單個(gè)知識點(diǎn)的呈現(xiàn)，卻忽視了知識間的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生難以形成整體性認(rèn)知。此外，為追求視覺效果，部分課堂過度依賴動(dòng)畫特效、互動(dòng)游戲等表面形式，忽略了學(xué)生的理解過程，導(dǎo)致教學(xué)效率下降。這些信息技術(shù)與課堂教學(xué)“貌合神離”的現(xiàn)狀，充分體現(xiàn)了信息化發(fā)展給教學(xué)帶來的雙刃劍效應(yīng)。

（二）初中化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)困境

初中化學(xué)課程的知識內(nèi)容普遍抽象復(fù)雜且有一定的理解門檻，學(xué)生往往難以準(zhǔn)確把握核心概念與規(guī)律。受限于課堂時(shí)間和教學(xué)節(jié)奏，教師大多采用講授式教學(xué)，主要依賴語言闡述與板書演示，缺乏直觀、生動(dòng)的呈現(xiàn)方式，使學(xué)生在面對復(fù)雜知識時(shí)學(xué)習(xí)興趣不高，也難以形成清晰認(rèn)知。同時(shí)，當(dāng)前的課堂教學(xué)中缺乏對重難點(diǎn)知識的結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn)。當(dāng)教學(xué)內(nèi)容涉及多個(gè)概念或重點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，教師缺乏配套的可視化表達(dá)手段，導(dǎo)致學(xué)生只能依賴自身想象來建立認(rèn)知圖譜，極易產(chǎn)生誤解和混淆[2]。這種缺乏圖形化支持與信息統(tǒng)整的教學(xué)方式，難以滿足當(dāng)前學(xué)生對直觀性、結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)資源的實(shí)際需求。這些問題直接影響了學(xué)生對化學(xué)關(guān)鍵知識的掌握深度和遷移能力，進(jìn)而制約著教學(xué)質(zhì)量的提升。

三、可視化圖譜在初中化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值

（一）化抽象為直觀，提升理解效率

初中化學(xué)的重難點(diǎn)如原子結(jié)構(gòu)、微觀粒子變化、質(zhì)量守恒等內(nèi)容，具有明顯的抽象性，學(xué)生常因無法在腦中構(gòu)建具象模型而產(chǎn)生理解障礙。可視化圖譜通過圖形、流程圖、模型示意等方式，能夠?qū)⒊橄蟾拍钷D(zhuǎn)化為直觀圖像，幫助學(xué)生在視覺層面形成清晰認(rèn)知。例如，在講解如“化學(xué)反應(yīng)過程”或“離子反應(yīng)原理”等內(nèi)容時(shí)，教師可以用圖解手段同步展現(xiàn)物質(zhì)變化路徑與粒子轉(zhuǎn)化邏輯，有效降低學(xué)生的認(rèn)知難度，提升其學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，圖像的直觀性還有助于學(xué)生課后的自我復(fù)習(xí)和遷移運(yùn)用，能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)的持久性與靈活性。

（二）強(qiáng)化知識關(guān)聯(lián)，助力體系構(gòu)建

初中化學(xué)知識體系具有顯著的關(guān)聯(lián)特征。盡管各知識點(diǎn)分散于不同章節(jié)，但彼此間存在緊密的內(nèi)在邏輯。可視化圖譜聚焦于挖掘化學(xué)重難點(diǎn)知識間的本質(zhì)聯(lián)系，借助樹狀層級圖、網(wǎng)狀關(guān)系圖等結(jié)構(gòu)化形式，清晰呈現(xiàn)知識的前后邏輯遞進(jìn)、橫向交叉融合。這種可視化呈現(xiàn)方式，一方面能夠助力學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)化整合;另一方面，當(dāng)面對新知識時(shí)，學(xué)生可依據(jù)圖譜中展現(xiàn)的邏輯關(guān)系，快速將其融入已有的認(rèn)知體系，實(shí)現(xiàn)知識“由點(diǎn)及面”的遷移[3]

（三）契合技術(shù)趨勢，滿足學(xué)習(xí)需求

在當(dāng)前的信息化教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和認(rèn)知偏好逐漸趨于可視化、互動(dòng)化。可視化圖譜作為一種融合信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新表達(dá)形式，既契合了學(xué)生對多模態(tài)學(xué)習(xí)資源的接受習(xí)慣，也順應(yīng)了教育技術(shù)發(fā)展的趨勢。通過數(shù)字平臺或教學(xué)軟件的圖譜展示，不僅能夠提升課堂的技術(shù)含量，還能拓展學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的路徑。尤其在當(dāng)前教學(xué)評一體化背景下，知識圖譜還能作為學(xué)習(xí)過程可視化的載體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與學(xué)習(xí)診斷，助力教學(xué)精準(zhǔn)化與個(gè)性化的有效落地。

四、初中化學(xué)重難點(diǎn)知識可視化圖譜的系統(tǒng)構(gòu)建策略

構(gòu)建科學(xué)有效的可視化圖譜，不僅是應(yīng)對化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)挑戰(zhàn)的創(chuàng)新嘗試，更是推動(dòng)信息技術(shù)深度融入教學(xué)過程的重要路徑。為了使知識圖譜真正服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)，提升學(xué)生對重難點(diǎn)內(nèi)容的掌握質(zhì)量，教師必須在內(nèi)容選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)支持與應(yīng)用反饋等方面形成系統(tǒng)化策略。接下來，筆者將從這四個(gè)層面具體闡述初中化學(xué)重難點(diǎn)知識可視化圖譜的構(gòu)建路徑[4]。

（一）精準(zhǔn)定位重難點(diǎn)，明確圖譜核心內(nèi)容

初中化學(xué)知識兼具邏輯性與層級結(jié)構(gòu)。部分核心概念與原理抽象復(fù)雜，對初學(xué)者而言理解難度較大。精準(zhǔn)篩選重難點(diǎn)知識是構(gòu)建高效可視化圖譜的首要前提。教師應(yīng)全面梳理教材內(nèi)容，緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)要求與學(xué)生認(rèn)知水平，從知識體系的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)中鎖定圖譜構(gòu)建的核心內(nèi)容。例如，在魯教版初中化學(xué)八年級教材中，“原子的構(gòu)成”“分子和原子的區(qū)別”“常見物質(zhì)的分類”等，都是學(xué)生普遍存在理解困難的重難點(diǎn)。這些教學(xué)內(nèi)容既包括對基礎(chǔ)理論的認(rèn)知，又涉及對物質(zhì)變化規(guī)律的探索，是學(xué)生構(gòu)建化學(xué)思維框架的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

教師在圖譜構(gòu)建開始前，要從知識難度、學(xué)生易錯(cuò)點(diǎn)等維度進(jìn)行綜合分析，對每一章、每一節(jié)的核心知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理。以八年級全一冊中“化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒”課程教學(xué)為例，學(xué)生大多難以理解反應(yīng)前后質(zhì)量相等的微觀本質(zhì)，此時(shí)的知識圖譜應(yīng)聚焦反應(yīng)物與生成物的粒子數(shù)量關(guān)系、封閉系統(tǒng)的概念，以及質(zhì)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等關(guān)鍵內(nèi)容，突出邏輯主線，降低知識的抽象程度。再如，在“認(rèn)識物質(zhì)的構(gòu)成”課程教學(xué)中，針對元素、原子、分子、化合物等核心內(nèi)容，教師可以借助圖譜將定義、構(gòu)成特點(diǎn)與實(shí)例結(jié)合起來，幫助學(xué)生厘清關(guān)系、建立清晰認(rèn)知。通過對教材內(nèi)容的深人解讀和教學(xué)重點(diǎn)的精準(zhǔn)提取，教師不僅能提升圖譜的教學(xué)針對性與實(shí)用性，也可以為后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可視化呈現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[5]

（二）梳理知識脈絡(luò)，科學(xué)搭建圖譜結(jié)構(gòu)

在完成重難點(diǎn)的精準(zhǔn)定位后，教師需對所選知識內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)整理，梳理其內(nèi)在邏輯，科學(xué)搭建圖譜結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)圖譜的可讀性與教學(xué)功能。以魯教版初中化學(xué)八年級“我們周圍的空氣”課程教學(xué)為例，該單元知識點(diǎn)涵蓋空氣組成、氧氣的性質(zhì)與用途、制取與收集方法等多個(gè)模塊，內(nèi)容交叉度高且難度大，如果教學(xué)中缺乏清晰的結(jié)構(gòu)梳理，極易造成學(xué)生認(rèn)知碎片化、知識記憶不牢等問題。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)圍繞“氧氣”這一核心概念，依據(jù)知識間的因果關(guān)系與結(jié)構(gòu)脈絡(luò)，明確主線、分支與延伸內(nèi)容，構(gòu)建如圖1所示的重難點(diǎn)圖譜結(jié)構(gòu)。

綜上，教師借助信息工具輔助結(jié)構(gòu)搭建，能夠快速實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的層級整理與動(dòng)態(tài)組合，提升圖譜的交互性與可視化程度；學(xué)生則能夠在瀏覽與模仿圖譜的過程中，準(zhǔn)確地把握知識結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)知識關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)自身對知識整體性的感知與建構(gòu)能力，從而實(shí)現(xiàn)從零散記憶到系統(tǒng)認(rèn)知的學(xué)習(xí)進(jìn)階。

（三）整合信息工具，優(yōu)化圖譜呈現(xiàn)方式

在初中化學(xué)重難點(diǎn)知識可視化圖譜構(gòu)建過程中，信息工具的整合不僅能大幅優(yōu)化圖譜的呈現(xiàn)效果，還能增強(qiáng)課堂的交互性與教學(xué)的針對性。通過合理運(yùn)用易操作、低門檻的數(shù)字工具，教師可使原本靜態(tài)的知識圖譜“動(dòng)”起來、“活”起來，從而更有效地服務(wù)于化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)。

延續(xù)上一環(huán)節(jié)所構(gòu)建的“氧氣”重難點(diǎn)知識圖譜案例，教師可以借助常用演示工具如PowerPoint或WPS，將圖譜以模塊化形式呈現(xiàn)在課堂大屏中。在基礎(chǔ)圖譜的基礎(chǔ)上，教師可使用不同色彩標(biāo)記各知識板塊，如用藍(lán)色突出“空氣組成”、紅色表示“氧氣相關(guān)知識”，以提升學(xué)生對圖譜結(jié)構(gòu)的識別效率。在講解“氧氣的化學(xué)性質(zhì)”時(shí)，教師可通過強(qiáng)調(diào)動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)方程式的動(dòng)態(tài)突出。例如，講解到“氧氣支持燃燒”知識點(diǎn)時(shí)，教師可以點(diǎn)擊觸發(fā)反應(yīng)方程式，通過放大或變色操作，以強(qiáng)化學(xué)生的視覺聚焦和記憶痕跡。此外，針對氧氣制取實(shí)驗(yàn)，教師可將復(fù)雜的裝置圖轉(zhuǎn)化為簡潔、分步展開的動(dòng)態(tài)演示，隨著講解節(jié)奏依次呈現(xiàn)裝置部件與反應(yīng)過程，幫助學(xué)生逐層理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與反應(yīng)原理。

更進(jìn)一步，教師還可以結(jié)合在線協(xié)作工具如石墨文檔、ProcessOn等，將知識圖譜發(fā)布為可編輯鏈接，引導(dǎo)學(xué)生參與共建。在課堂中，教師可設(shè)置如“在氧氣的用途模塊中添加生活中的實(shí)際應(yīng)用”的問題，讓學(xué)生在線填寫、修改圖譜內(nèi)容；在課后階段，學(xué)生也可以根據(jù)自身理解和學(xué)習(xí)節(jié)奏對圖譜進(jìn)行補(bǔ)充與優(yōu)化，促進(jìn)知識的個(gè)性化建構(gòu)。教師可以在平臺中實(shí)時(shí)查看學(xué)生編輯的內(nèi)容，并針對性地進(jìn)行批注與答疑，讓知識圖譜不再是單向傳遞知識的工具，而是成為師生共同建構(gòu)的知識互動(dòng)載體。通過簡潔高效的信息手段優(yōu)化圖譜呈現(xiàn)，能夠引導(dǎo)學(xué)生深度參與，有助于構(gòu)建重點(diǎn)突出、邏輯清晰、交互靈活的可視化教學(xué)新生態(tài)，切實(shí)提升初中化學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)的實(shí)效性[

（四）引入反饋機(jī)制，推動(dòng)圖譜持續(xù)完善

在完成可視化圖譜的內(nèi)容定位、結(jié)構(gòu)搭建與呈現(xiàn)優(yōu)化后，教師還需建立有效的反饋機(jī)制，讓圖譜在教學(xué)實(shí)踐中不斷優(yōu)化，從而更好地服務(wù)于學(xué)生學(xué)習(xí)。在具體實(shí)踐中，教師可以通過課堂觀察、學(xué)生作業(yè)，以及階段性測評等途徑，收集學(xué)生在知識理解和認(rèn)知銜接上的真實(shí)反饋。例如，若部分學(xué)生在圖譜的“核心化學(xué)概念”模塊頻繁出現(xiàn)理解偏差，或在“重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟”節(jié)點(diǎn)存在認(rèn)知斷層的情況，教師便要及時(shí)記錄這些共性問題，為知識圖譜的優(yōu)化改進(jìn)提供依據(jù)。同時(shí)，教師還應(yīng)借助課堂提問、小組討論等互動(dòng)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)反饋可視化知識圖譜的使用感受，收集學(xué)生對表現(xiàn)形式的建議，為圖譜更新提供真實(shí)且具體的改進(jìn)方向。

為了讓反饋機(jī)制更好地發(fā)揮作用，教師可以采取系統(tǒng)化的實(shí)施流程，一方面利用在線問卷、學(xué)習(xí)平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等工具，分析學(xué)生瀏覽圖譜的情況，精準(zhǔn)定位哪些部分需要改進(jìn)；另一方面，教師可以建立圖譜更新記錄，每次教學(xué)后都記錄下修改內(nèi)容，如調(diào)整知識節(jié)點(diǎn)順序、增加重點(diǎn)標(biāo)注、把靜態(tài)圖示換成動(dòng)態(tài)演示等。通過定期總結(jié)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，讓可視化圖譜能夠不斷貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從固定的知識圖表變成靈活的學(xué)習(xí)工具，從而在幫助學(xué)生攻克化學(xué)學(xué)習(xí)難點(diǎn)、構(gòu)建知識體系的過程中，持續(xù)發(fā)揮重要作用。

五、結(jié)束語

可視化知識圖譜憑借其結(jié)構(gòu)清晰、表達(dá)直觀的優(yōu)勢，為復(fù)雜抽象的化學(xué)知識搭建起易于理解和記憶的認(rèn)知支架，提升了學(xué)生的理解與記憶效率。教師應(yīng)進(jìn)一步深化信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的融合，探索更加智能、更具交互性、更加動(dòng)態(tài)化的圖譜構(gòu)建方式，使其在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮更大效能，真正助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)與知識建構(gòu)。

作者單位：張海嬌煙臺萊山實(shí)驗(yàn)中學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1]黃正國.結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的知識圖譜構(gòu)建及教學(xué)實(shí)踐[J].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2025，47（03）：8-13.

[2]趙倩.基于概念圖的初中化學(xué)解題思路優(yōu)化研究[J].數(shù)理化解題研究，2025，（11）：125-127.

[3]包琪琳.信息技術(shù)與初中化學(xué)課堂融合教學(xué)策略[J].中國新通信，2025，27（04）：215-217.

[4]劉繼斌.思維可視化在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析——以\"酸和堿”單元教學(xué)為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2025，（05）：62-65+69.

[5]李萍.教育信息化背景下初中化學(xué)教學(xué)優(yōu)化研究[J].啟迪與智慧（上），2025，（01）：47-49.

[6]胡立新.信息技術(shù)與初中化學(xué)教學(xué)的有效融合[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)，2024，（11）：96-98.