摘要：随着教育改革的持续深化，新课标对高中化学教学培养学生思维能力的要求日益提高。思维可视化作为一种创新的教学策略，在高中化学教学中的应用具有重要意义。鉴于此，文章以思维可视化策略在高中化学教学中的应用为主题展开研究，阐述了思维可视化的内涵与特征，深入分析了该策略在高中化学教学中的应用价值，然后结合实践案例提出了具体的应用策略，并从课前、课中、课后三个维度进行了详细阐述，以期通过思维可视化策略的应用将抽象的化学思维具象化，增强学生的化学学习效果，为提高高中化学教学质量提供支持，助力学生化学学科核心素养的发展。

　　关键词：高中化学；思维可视化；教学应用

　　高中化学学科内容具有较强的抽象性和逻辑性，微观世界的化学概念、化学反应原理等知识为学生的学习带来了诸多挑战。在传统教学模式下，学生在理解和掌握这些知识时往往存在困难，难以构建系统的化学知识体系。而思维可视化策略为高中化学教学带来了新的契机。该策略能够以直观的图示、图表等方式，呈现学生不可见的思维过程，降低学生的认知难度。因此，教育工作者在高中化学教学中引入思维可视化策略，能够更有效地帮助学生理解化学知识之间的内在联系，提高学生的学习效率，促进学生化学思维能力的发展，进而提升高中化学教学质量，使高中化学教学更好地适应新时代对人才培养的需求。

　　一、思维可视化的内涵及特征

　　（一）思维可视化的内涵

　　思维是人脑对客观事物间接、概括的反映，包括分析、综合、比较、抽象、概括等多种心理活动。可视化是指将抽象的信息通过图形、图像、图表等直观形式呈现出来，以使信息更易于理解和交流的过程。思维可视化是指将个体原本不可见的思维路径、结构、方法及策略，通过图示或图示组合的方式呈现出来，从而使思维清晰可见的过程[1]。在学习过程中，学生的思维往往复杂且难以把握，而思维可视化能够使学生在理解知识、解决问题时的思维过程外显。比如，在化学教学过程中，对于化学概念之间的逻辑关系、化学反应的动态过程，教师均可利用思维可视化工具进行呈现，从而帮助学生更好地把握知识的内在联系，降低学习难度，提高学习效率。

　　（二）思维可视化的特征

　　第一，直观性。思维可视化通过各种图形、图表等形式，将抽象的思维内容转化为直观的视觉形象。在高中化学教学中，针对化学物质的分类、化学反应的流程等知识，教师均可借助概念图、流程图等思维可视化工具呈现，从而让学生一目了然地理清各个知识点之间的关系。相较于单纯的文字描述，直观呈现的方式更契合学生的认知规律，有助于学生快速理解和记忆化学知识[2]。第二，结构性。思维可视化强调对知识的结构化组织，能将零散的化学知识按照一定的逻辑关系进行梳理，从而形成清晰的知识框架。例如，在构建化学元素化合物知识体系时，教师可以某元素为核心，将其单质及化合物的性质、相互转化的关系等通过思维导图呈现出来。层次分明、条理清晰的内容可以使学生更系统地掌握化学知识，避免知识的碎片化记忆，提高学习的整体性和系统性[3]。

　　二、思维可视化策略在高中化学教学中的应用价值

　　（一）帮助学生自主构建完整的学科概念体系

　　高中化学概念众多且较为抽象，导致学生在学习时常常难以精准把握概念的内涵，在运用概念时也容易出现错误。思维可视化策略能够辅助学生分析、比较化学事物的共性，引导学生辩证地剖析概念的构成要素[4]。例如，在学习“氧化还原反应”概念时，借助思维导图，学生可以将氧化反应和还原反应的特征、实质以及涉及的相关概念，如氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等清晰地呈现出来。通过对这些内容的梳理和分析，学生能够深入理解氧化还原反应的本质。在初步掌握概念后，学生还可以利用可视化工具明确概念的外延以及其适用条件和范围。通过不断地判断、推理，确定化学概念间的种属关系，学生能够构建完整的化学概念体系，为后续化学知识的学习奠定坚实的基础。

　　（二）为学生搭建形象与逻辑思维间的桥梁

　　高中化学知识中包含大量复杂的化学表象，导致学生在学习过程中容易因表象缺失或受到表象干扰而产生逻辑思维障碍。思维可视化策略能够通过流程图、示意图等工具，对化学表象进行梳理。以“硫酸的工业制法”为例，这一过程涉及物质的转化、多步化工操作以及相关的化学原理。流程图可以将硫铁矿的燃烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收等反应步骤依次呈现，并结合每一步的操作条件和化学原理进行讲解，为学生理解这一复杂的化工生产过程提供清晰的思路[5]。学生借助这些可视化工具，从流程图入手，能够深入理解背后的逻辑原理，顺利实现从形象思维到逻辑思维的过渡，有效消除逻辑思维障碍，从而提升化学学习能力。

　　三、思维可视化策略在高中化学教学中的应用策略

　　（一）课前借助可视化工具，精准剖析化学概念内涵外延

　　在高中化学教学中，教师可在课前利用可视化工具，帮助学生自主梳理化学概念，为课堂学习做足准备，同时了解学生的预习情况，优化课堂教学策略，由此实现高效课堂的构建。具体而言，教师应根据教学进度提前告知学生需要预习的化学概念内容，并推荐合适的可视化工具，以指导学生完成前期预习。学生完成可视化预习作业后提交，教师需重点关注学生对概念的理解偏差，如概念表述不准确、概念关系构建错误等问题。然后，教师可对教学内容和方法进行调整，明确课堂上需要着重讲解和引导的部分，做到有的放矢，帮助学生精准把握化学概念的内涵与外延。

　　例如，在苏教版高中化学必修第一册专题5“微观结构与物质的多样性”的教学中，针对第一单元“元素周期律和元素周期表”这一内容，教师可在课前布置预习任务，要求学生运用思维导图梳理该单元的相关概念。学生以“元素周期律”和“元素周期表”为核心，分别列出相关概念。比如，在“元素周期律”分支下，学生列出原子序数、核外电子排布、原子半径、元素主要化合价等概念，并尝试用连接线表示它们之间的关系，如原子序数的递增与核外电子排布周期性变化有何关联、核外电子排布变化如何影响原子半径和元素主要化合价的周期性变化。然后，教师收集学生绘制的思维导图，分析学生的整体预习情况，发现部分学生对元素周期律中元素性质的周期性变化理解模糊，如将原子半径的变化趋势与元素金属性、非金属性的变化关系混淆。基于此，教师可以调整教学设计，在课堂上重点讲解元素性质周期性变化的本质原因，并利用图表详细分析原子结构变化对元素性质的影响，帮助学生精准把握元素周期律和元素周期表概念的内涵与外延。

　　（二）课中运用可视化图表，梳理化学表象突破思维障碍

　　在课堂教学过程中，针对重难点知识，教师可借助可视化图表，将复杂的化学表象清晰化，助力学生突破思维瓶颈，深入理解化学知识。教师可以先依据教学内容的特点，选择恰当的可视化图表：对于需要呈现化学过程的知识点，优先选用流程图；对于需要对比相似化学概念、性质的知识点，采用对比图表；对于需要展示化学物质结构及其相互关系的知识，则可运用概念图。例如，在教授元素化合物知识时，针对涉及物质转化流程的知识点，教师可选择流程图。在课堂教学中，教师需先展示可视化图表，引导学生观察图表的整体结构和组成要素，如流程图中的步骤顺序、关键节点，对比图表中的对比项目等。接着，教师要带领学生按照一定的逻辑顺序分析图表内容，逐步解读化学表象的本质，如从流程图中物质的变化推导化学反应原理，或从对比图表中概念的差异明确各自的特点，以帮助学生梳理化学表象，突破逻辑思维障碍。

　　例如，在苏教版高中化学必修第一册专题5“微观结构与物质的多样性”的教学中，针对第二单元“微粒之间的相互作用力”这一内容，教师可应用可视化图表，通过直观呈现化学表象帮助学生加深理解。第一步，在讲解“微粒之间的相互作用力”时，教师可根据教学内容选择对比图表来呈现离子键和共价键这两种不同的化学键。在图表中，教师可将离子键和共价键的概念、成键粒子、成键方式、存在物质类型等方面进行对比展示。第二步，教师引导学生观察对比图表。首先，教师引导学生关注离子键和共价键概念的差异，离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，而共价键是原子间通过共用电子对所形成的化学键。接着，教师引导学生分析成键粒子，离子键的成键粒子是阴、阳离子，共价键的成键粒子是原子。然后，教师组织学生探讨成键方式，离子键通过得失电子形成阴阳离子后相互吸引，共价键则是原子间共用电子对。最后，教师引导学生研究存在物质类型，如常见的离子化合物氯化钠中存在离子键，而共价化合物氯化氢中存在共价键。通过教师的逐步引导，学生可通过对图表的观察和分析，梳理出离子键和共价键的相关知识，从而突破对这两种化学键理解的思维障碍。

　　（三）课后依托可视化手段，实现化学知识深度迁移与拓展

　　课后是拓展学习的重要阶段，教师可利用可视化策略帮助学生巩固知识，实现知识的深度迁移，进而提升学生的知识运用能力。首先，教师可指导学生运用思维导图或概念地图，对课堂所学知识进行全面回顾与梳理总结。以单元知识为例，学生可以单元主题为核心，将各知识点作为分支，详细梳理知识点之间的逻辑关系，对重点概念、化学反应等进行详细标注，包括概念的定义、化学反应的条件与产物等内容，从而形成系统的知识体系框架。然后，教师可以引导学生在已构建的可视化知识体系的基础上思考知识的拓展应用，鼓励学生联想所学知识与其他化学知识、生活实际、科技前沿之间的联系，进而从不同角度进行知识迁移。比如，从化学反应原理联想到工业生产中的应用，从化学物质性质联想到日常生活中的现象，学生尝试把这些拓展内容添加到可视化知识体系中，能够进一步完善知识结构，实现对化学知识的深度迁移与拓展。

　　例如，在苏教版高中化学必修第一册专题5“微观结构与物质的多样性”的教学中，针对第三单元“从微观结构看物质的多样性”这一教学内容，可视化策略是促进知识迁移的有效方式。因此，教师可以先指导学生运用思维导图对本章内容进行总结。学生以“物质多样性”为核心展开分支，将同素异形体、同分异构体等概念分别列出。在同素异形体分支下，学生可详细标注出氧气和臭氧、金刚石和石墨等具体例子，并说明它们因原子排列方式不同而导致结构和性质存在差异；在同分异构体分支下，学生可写出正丁烷和异丁烷等例子，以及它们分子式相同但结构不同的特点。然后，教师可以引导学生拓展思维导图，重点思考同素异形体和同分异构体在实际生活和科技领域的应用，并在思维导图中添加拓展内容，如利用金刚石硬度大的特性制作切割工具。通过这种方式，学生可以实现从微观结构知识到实际应用的深度迁移与拓展，不断深化对知识的理解，提高对知识的运用能力。

　　四、结束语

　　综上，思维可视化策略在高中化学教学中具有显著价值与应用潜力，既可以帮助学生自主构建完整的学科概念体系，又能为学生搭建形象与逻辑思维间的桥梁，从而为化学教学注入新活力。在教学实践中，教师可从课前、课中、课后三方面着手，加强对思维可视化策略的应用，根据教学内容和学生特点灵活选择并优化可视化工具的应用方式，充分发挥其优势，帮助学生有效突破逻辑思维障碍，促进知识深度拓展与应用，培养学生的自主学习和创新思维能力，为学生化学学科核心素养的发展奠定坚实基础。

参考文献

　　[1]邓力克,迟少辉,王祖浩.可视化技术支持下的物质结构模型探究式教学研究:以高中化学“价层电子对互斥模型”为例[J].中小学课堂教学研究,2024(12):1-6.

　　[2]赵瑜.深度学习理论视域下利用思维可视化工具开展高中化学教学的实践:以“化学平衡”教学为例[J].广西教育,2024(35):56-60.

　　[3]韩丽丽.以实验为载体的微观思维可视化的探究:基于手持技术在高中化学实验教学中的应用[J].新课程,2024(12):121-123.

　　[4]郭金花.慢教育:让思维深度延展[J].化学教育(中英文),2023,44(23):1-5.

　　[5]朱秀丹,林肃浩.高中化学思维可视化课堂教学策略初探:以“氢键”为例[J].中学化学教学参考,2023(22):12-16.