知识可视化及其在初中化学教学中应用的研究

摘 要：随着信息技术手段和教育方式的不断改善和提高，知识可视化在教学中的应用越来越受到重视，针对不同学科的学科特点，对知识可视化进行合理应用从而实现效果最大化是十分重要的，知识可视化具有多种不同的形式，初中化学这一学科具有其独特的阶段特点和学科特色，要以此为切入点和着力点，选取合适的方式进行知识可视化应用，通过革新教育观念、提升师资力量、加大教育投资来有效实现知识可视化与初中化学教学的有机结合。

关键词：知识可视化；初中化学；教学应用；应用策略

一、 引言

“可视化”这一词汇起源于英文，原意为“可看得见的、清楚的呈现”，而“知识可视化”指的是通过图形图像手段来展现知识，使知识具体化和直观化，从而实现帮助知识的接受者更好的学习和掌握知识的目的。随着我国教育的不断发展和信息技术水平的不断提高，通过信息技术手段来改善传统的教学模式、提高学生对知识的接纳度日益受到教育工作者的重视，将知识可视化应用于初中化学教学中，对于提升初中化学课堂教学的生动性有着重要意义。

二、 “知识可视化”概述

（一） “知识可视化”的技术原理与实现形式

知识可视化的提出与应用旨在促进知识的传播与创新，而这一目标主要是通过视觉表征形式来实现的。对于知识可视化来说，无论是他的设计还是应用，都离不开视觉表征这一关键部分。简言之，知识可视化的价值实现，主要依赖于它的视觉表征形式。

知识可视化的实现形式主要以图形设计、认知科学等为基础，这些都与视觉表征有着密切联系。常见的知识可视化的实现形式有如下三种：第一，概念图，是建立在有意义学习理论基础上的，将知识图形化，从而实现知识的具体可视化；第二，知识语义图，是将文字概念及概念之间的关系通过图形的方式表现出来，形成层次结构，使更容易接受和理解；第三，因果图，也是一种重要的图形化知识表征技术，它是以个体建构理论为基础而提出的。

（二） “知识可视化”应用对教学效果的影响

多项研究表明，知识可视化的应用对教学效果有着多层次的积极影响。第一，知识可视化的应用对学生的学习成绩可以产生正面影响，相比以文本教学为主的传统教学方式，知识可视化能够将知识点直观化、立体化，使处于初中时期的学生更加易于接受并产生较为浓厚的学习兴趣，因此，对于初中教学，知识可视化可以作为有效的教学工具投入使用。第二，知识可视化的应用有助于提高学生的逻辑思维和思考能力。知识可视化大多将枯燥的文本知识以富有层次的表格、图表、导图的形式表现出来，对于开发青春期学生的大脑思维有着重要的帮助作用，能够激发学生在学习中的创新性和主观能动性。第三，知识可视化的应用能够大大提高学生在学习过程中的满意度，学生对学习的满意度是受到多种因素影响的，其中对学习的兴趣和学习的最终效果占了很大比重，通过知识可视化的前两种积极影响，学生对学习兴趣的增加，学习动力的提高与最终学习效果的优化起到了互相促进的作用，因此，学习满意度的提升是必然结果。

三、 初中化学教学的特点

（一） 阶段特点

第一，初中化学这一学科具有启蒙性，在我国，初中三年级是学生接触化学这一学科的第一阶段，相比高中三年，这一化学学习的主要时期，初三阶段对于化学的学习更多的带有启蒙色彩，因此，是否能在这一阶段对学生化学学习的兴趣给予充分启发，这对学生以后的成长和发展是至关重要的。第二，在初三阶段的化学学习带有基础性，其化学知识多为入门级的，较为宽泛浅显，但是内容的宽泛性则强化了学生的记忆难度，大量的基础概念型知识的记忆，很容易令学生产生枯燥的感觉。第三，初三学生因为年龄影响，在这一阶段大多处于由感性向理性上升的阶段，但是理性思维还没有完全发展成熟，因此对于一些知识点的理解仍然有不足之处。

（二） 考试特点

初中化学的考试具有如下特点，第一，化学试题更偏向与实际生产生活的结合，命题人往往会将生活中的现象和常识注入试题中，选题内容通常与时代背景、时事热点相结合，立足当下社会热门视角，旨在启发学生对知识的应用能力和理解能力。第二，注重对学生运用知识分析和解决实际问题能力的考查。学生在初中化学课堂上学习的事课本上的基础案例和基础知识，但是在考试中，仅仅靠对知识的死记硬背是不可以的，要求学生在记忆基础知识的落脚点上，能够与实际生活相结合，善于通过自己所学，解决生活中出现的一些小的问题，并能够在不同情境里灵活运用所学的知识。第三，初三化学试卷大多以卷面活泼的形式出现，难度适中，旨在保护学生的学习热情。试卷中的试题常以图形、表、信息等多种形式呈现，这样的呈现方式从某种程度上与知识可视化的教学理念是不谋而合的，呈现效果则为文字量控制适中，叙述清楚，便于学生阅读。

（三） 学科特色

化学学科具有自己独立的学科特色，第一，记忆性强，化学这一学科属于文科性质兼备，其中不仅需要对各种方程式的掌握，更有大量知识需要记忆，这些记忆性知识可以说是化学学科系统学习的前提和基本，例如化学物质的性质、元素周期表等，这些知识的背诵不仅关系到初中化学的学习效果，对以后的高中甚至大学的专业学习都起着深远作用。第二，手脑并用，对实验的要求也较高。可以说，化学是一门以“实验”为基础的学科，化学实验考查的主要是学生对化学元素、方程式的理解，也是提升学生对化學学习的直观认识的一种手段和方式，与知识可视化的技术有相当高的契合度。

四、 知识可视化在初中化学教学中的应用策略

（一） 改变传统教学观念，增强课堂创新意识

当今社会经济飞速发展，教育的革新也势在必行，初中化学的教学质量的大幅度提升是必然趋势。初三学生年纪尚小，对知识的学习和理解能力尚有许多不足之处，对文本的把握和记忆速度也较为缓慢，因此加强构建知识可视化教学模式，能够帮助学生在学习单纯的文本知识时有身临其境之感，实现教学一体化，激发学生学习兴趣，将学生吸引到学习中，提升学生们的专注度，达到趣味学习的目的。例如，在传统教学课堂中，加入多媒体技术，通过图标、视频等方式与课本内容进行有机结合，一改传统的照本宣科式的枯燥教学，为化学课堂增添丰富的色彩。

（二） 增强教师主体力量，提升师资素质

教师作为教学活动的主体之一，是教学方式的实践者、教学活动的发起者、课堂知识的传播者。我国教师经过严谨的考核制度，其知识硬件水平是毋庸置疑的，但是多数学校的老师都存在教育模式太传统单一化的硬伤，尤其是一些稍微落后的地方，和一些教学经验丰富但是较为年长的老教师，对新时代的信息技术的掌握较匮乏，做不到教学模式上的与时俱进，这需要教师们积极转变传统的教育理念，加强自身学习，提高自身素质，积极顺应教育的时代浪潮，教师所在的单位或机构也应该担负起对于教师队伍的培训责任和义务，投入一定的人力物力和时间，对教师团队进行规模性的训练，使他们实现教学手段上的与时俱进，能够灵活掌握现代科技，在对知识可视化的运用上游刃有余。

（三） 增加教育革新的投资，提供设备支持

知识可视化教学方式的运用，离不开多媒体设备等，当前科技设备在教学中起着不可获取的作用，为了对知识可视化的实现给予更多的硬件支持，各教育部门还需要加大投资，为学校提供足够的科技教学设备，尤其是针对教育比较落后的贫困地区，更应该成为教育投资的重中之重，加强对化学教学的投资，以此推进教育现代化的进程。

五、 结论

将知识可视化应用于初中化学教学中具有极高的重要性和必要性，这对于教师和学生的全面发展都具有长足的深远意义，同时也具备充足的可行性条件。只要从教学主体、教学单位、相关部门共同着力，知识可视化与初中化学教学必定会相得益彰，互相促进。

参考文献：

[1]伍国华，李克东.知识可视化教学应用的元分析研究[J].电化教育研究，2011，12：84-90.

[2]赵国庆.知识可视化教学应用的元分析研究[J].开放教育研究，2015，11：23-27.

作者简介：

陈兰，江苏省苏州市，江苏省苏州市吴江青云实验中学。endprint