謝建全

摘 要：在實(shí)施核心素養(yǎng)教育的同時(shí)，中學(xué)化學(xué)教學(xué)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，即以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)為目標(biāo)。為了適應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)下的人才培養(yǎng)要求，很多教師試圖從傳統(tǒng)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)向以教促學(xué)，從獲取知識(shí)到掌握技能，發(fā)展思維，提高學(xué)科素養(yǎng)。基于此，本文首先闡述思維可視化的相關(guān)概念，其次，分析促進(jìn)化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的思維可視化教學(xué)設(shè)計(jì)原則，最后從實(shí)驗(yàn)與模型相結(jié)合、升級(jí)教學(xué)方法、創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、建構(gòu)思維圖示四個(gè)方面提出運(yùn)用思維可視化策略提升中學(xué)化學(xué)教學(xué)效能的對(duì)策，希望能對(duì)教師的教育教學(xué)有所幫助，使學(xué)生能夠養(yǎng)成一定的學(xué)習(xí)方式，從而促進(jìn)他們的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：思維可視化；中學(xué)化學(xué)；教學(xué)效能

隨著新課程改革的不斷深入，作為一名化學(xué)教師，應(yīng)該努力使學(xué)生掌握有效的記憶方式，有條理地、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，而不是單純地鋪陳、機(jī)械地灌輸；在遇到問(wèn)題時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生深入思考，并制訂相應(yīng)的解題策略，而不要只是點(diǎn)到為止，含糊其辭。但是，目前的化學(xué)教學(xué)依然是以知識(shí)與技能為主，很少注意到學(xué)科知識(shí)背后的學(xué)科思考，對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)依然停留在死記硬背的狀態(tài)。因此，必須要轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，運(yùn)用思維可視化策略逐步提升中學(xué)化學(xué)的教學(xué)效能。

一、思維可視化概述

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)還處于初級(jí)階段，還沒(méi)有形成一定的學(xué)科思考能力。對(duì)一些抽象的、復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程、概念，很難理解，也很難運(yùn)用，很多時(shí)候，他們都已經(jīng)掌握了這些知識(shí)，卻沒(méi)有辦法將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，這就是他們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中最大的障礙，無(wú)法實(shí)現(xiàn)從“我知道”變成“我會(huì)用”。因此，這就要求教師要培養(yǎng)學(xué)生的解題思維，讓他們學(xué)會(huì)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題，這就要求學(xué)生通過(guò)思考能力，將自己的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去[1]。思維是人類大腦對(duì)客觀世界的抽象、間接的反應(yīng)，它體現(xiàn)了事物的性質(zhì)和規(guī)律。人類大腦形成的思維是無(wú)形的，但通過(guò)一些輔助的手段，可以讓自己的思維變得清晰起來(lái)。

二、促進(jìn)化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的思維可視化教學(xué)設(shè)計(jì)原則

（一）主體性原則

新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的“以人為本”思維，體現(xiàn)了以人為本的重要內(nèi)涵。培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的思維可視化課堂應(yīng)該是以學(xué)生獲取知識(shí)、發(fā)展能力和發(fā)展素養(yǎng)為目的，以學(xué)生為中心，努力提高學(xué)生的課堂參與度，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)思考，在思考中采取行動(dòng)，在行為中提高能力，培養(yǎng)思維能力和核心素養(yǎng)。比如：在實(shí)驗(yàn)探究中，教師將以往的“教師說(shuō)實(shí)驗(yàn)”改為“學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、操作”的自主探索，使學(xué)生學(xué)會(huì)思考、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，形成清晰完整的思維，使學(xué)生在活動(dòng)中體會(huì)到思維的樂(lè)趣，從而達(dá)到“提高能力、發(fā)展思維、提升素質(zhì)”的目的[2]。

（二）適用性原則

思維的可視化可以通過(guò)多種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)語(yǔ)言文字表達(dá)、符號(hào)表達(dá)、圖示表達(dá)、模型展示等。這些不同的方法在運(yùn)用中都有其不同之處，比如：通過(guò)符號(hào)表現(xiàn)和模型演示，可以從微觀層面上反映宏觀現(xiàn)象，從而達(dá)到宏觀識(shí)別與微觀分析、模型認(rèn)知與證據(jù)推理等學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。圖示表征有助于學(xué)生形成一個(gè)完整的知識(shí)系統(tǒng)，并促進(jìn)學(xué)生模型認(rèn)知能力的發(fā)展；符號(hào)表征表示事物間的變化關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)思維的轉(zhuǎn)變和思維的平衡[3]。在教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，采用適當(dāng)?shù)目梢暬季S方式，進(jìn)而使思維可視化教學(xué)的效果達(dá)到最大化。

（三）深刻性原則

化學(xué)知識(shí)是一種比較抽象且非常復(fù)雜的學(xué)科，從微觀的角度看，我們的眼睛是無(wú)法看到的，這也是為什么很多學(xué)生認(rèn)為化學(xué)很難學(xué)習(xí)的原因。在培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)上，要按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)直觀的方式，使學(xué)生更好地了解和掌握化學(xué)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生愿意學(xué)、樂(lè)學(xué)、會(huì)學(xué)，進(jìn)一步達(dá)到全面發(fā)展的教育目的。例如：在“原子結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，教師可以通過(guò)多媒體等手段來(lái)展示原子結(jié)構(gòu)外部的電子排列情況，并通過(guò)視覺(jué)的力量激發(fā)學(xué)生的想象力，將抽象的思維具象化，從而加深對(duì)抽象知識(shí)的認(rèn)識(shí)與記憶。

（四）全面性原則

新課標(biāo)提出，要把“素養(yǎng)為本”的課堂作為培養(yǎng)“復(fù)合型人才”的重要內(nèi)容。因此，必須在教學(xué)中對(duì)五項(xiàng)基本素質(zhì)進(jìn)行全面的指導(dǎo)。在教學(xué)實(shí)踐中，教師還需要做到整體的設(shè)計(jì)和具體的工作，要做到統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展。比如：“離子反應(yīng)”的教學(xué)中，一方面要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電解質(zhì)和非電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，培養(yǎng)他們的宏觀識(shí)別能力。另一方面，還要用動(dòng)畫的形式，讓他們了解電解質(zhì)的動(dòng)力學(xué)，加深對(duì)電解質(zhì)的概念和內(nèi)涵的理解，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電解質(zhì)的認(rèn)知能力。

三、促進(jìn)化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的可視化教學(xué)策略

（一）實(shí)驗(yàn)與模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀可視化

視覺(jué)感覺(jué)總是能夠讓人產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的印象，利用視覺(jué)效果增強(qiáng)對(duì)抽象事物的認(rèn)識(shí)，可以幫助學(xué)生更好地了解微觀事物?；瘜W(xué)的學(xué)習(xí)主要是從微觀的分子和原子等微觀層面去探究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，而在微觀的視角中，化學(xué)的變化增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。在思維可視化的基礎(chǔ)上，教師可以首先建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)直觀的化學(xué)變化，然后利用動(dòng)畫、圖示、符號(hào)等手段向?qū)W生展示化學(xué)反應(yīng)的外在表象和內(nèi)在的變化，一方面，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的課堂參與；另一方面，通過(guò)對(duì)化學(xué)變化的微觀分析和解釋，能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)變化的宏觀和微觀相結(jié)合的認(rèn)識(shí)。通過(guò)運(yùn)用多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微觀變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程、微觀粒子結(jié)構(gòu)模型的制作和展示、危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)錄像的展示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)化學(xué)課堂的微觀化、動(dòng)態(tài)化和可視化[4]。

（二）升級(jí)教學(xué)方法，收獲正向?qū)W習(xí)體驗(yàn)

學(xué)生產(chǎn)生畏學(xué)甚至是厭學(xué)心理的根源，主要是因?yàn)樗麄儾欢萌绾稳W(xué)，不能從中獲得積極的心理經(jīng)驗(yàn)。中學(xué)初級(jí)階段的知識(shí)從整體上要比小學(xué)的復(fù)雜得多，如果還像以前那樣死記硬背，那么學(xué)習(xí)就會(huì)變得非常困難。因此，中學(xué)化學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的學(xué)法更新，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理，逐步培養(yǎng)其高級(jí)思維，進(jìn)而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中得到積極的心理體驗(yàn)。因此可以從以下三個(gè)方面著手：第一，增強(qiáng)學(xué)科學(xué)習(xí)的勝任感。一些學(xué)生學(xué)習(xí)理科較為吃力，但通過(guò)課堂上的知識(shí)引導(dǎo)和思維示范，他們也可以將所學(xué)的東西整理歸納出來(lái)。通過(guò)制作學(xué)科思維導(dǎo)圖，可以加深對(duì)學(xué)科概念的認(rèn)識(shí)，并能在概念間形成有序的關(guān)系，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的自信，并逐步愛(ài)上化學(xué)課程，并收獲正向的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。第二，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的收獲感。如果學(xué)生能主動(dòng)思考，通過(guò)圖示不斷地審視和反思自己的思維，把知識(shí)的內(nèi)在思維結(jié)構(gòu)、解題的思維過(guò)程以思維的形式展示出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)上的、充滿思維的效果。第三，化解學(xué)科知識(shí)難點(diǎn)。例如：在《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》的章節(jié)中，學(xué)科思維導(dǎo)圖的作用非常大，這一章是中學(xué)的重點(diǎn)，它的核心價(jià)值在于通過(guò)圖示的方式，發(fā)掘出學(xué)科的本質(zhì)，建立概念之間的聯(lián)系，而不是單純的總結(jié)，而是建立在分子、原子、離子、元素之間的概念關(guān)系上。

（三）創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，促進(jìn)內(nèi)隱思維外顯化

學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)，內(nèi)心想法往往很難被別人察覺(jué)，教師也不能通過(guò)答案來(lái)判斷學(xué)生的認(rèn)知是對(duì)是錯(cuò)。運(yùn)用外在語(yǔ)言進(jìn)行思維活動(dòng)，將思維活動(dòng)的外在表現(xiàn)形式稱為出聲思維。出聲思維是評(píng)價(jià)學(xué)生自我監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要方法和手段，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行自我監(jiān)督的一個(gè)重要步驟。學(xué)生在分析和回答問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用發(fā)聲思考的方法，能夠清晰地表達(dá)出對(duì)客觀事物和現(xiàn)象的分析，從而達(dá)到認(rèn)知思維的外顯[5]。為了培養(yǎng)學(xué)生的核心能力，教師應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)上，在課堂上提出一些具有啟發(fā)性和開放性的問(wèn)題，以激發(fā)學(xué)生的思維方式，幫助學(xué)生構(gòu)建新的認(rèn)知系統(tǒng)，并梳理舊知識(shí)內(nèi)部的關(guān)系，使其更好地發(fā)展。例如：在探究電解質(zhì)電離性質(zhì)時(shí)，首先，介紹了各種材料的導(dǎo)電性，并依據(jù)燈泡的亮度來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：哪個(gè)燈泡的強(qiáng)度更大，亮度更高？物質(zhì)不同其導(dǎo)電率有什么區(qū)別？為什么物質(zhì)不同產(chǎn)生的電離反應(yīng)也會(huì)不同？教師通過(guò)讓學(xué)生自由陳述、表述，將知識(shí)灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈剿?，不僅可以提升教學(xué)效率，而且激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層關(guān)聯(lián)，使其結(jié)構(gòu)更加清楚，進(jìn)而推動(dòng)內(nèi)隱知識(shí)和思維的外顯。

（四）建構(gòu)思維圖示，厘清知識(shí)脈絡(luò)

雖然中學(xué)化學(xué)的知識(shí)是按板塊來(lái)劃分的，但是這些知識(shí)之間的聯(lián)系卻是錯(cuò)綜復(fù)雜的，造成了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解混亂，在獲取知識(shí)的時(shí)候，不能迅速抽取到有用的信息，久而久之，就會(huì)影響到后面的學(xué)習(xí)[6]。通過(guò)運(yùn)用思維導(dǎo)圖等思維手段，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)，不僅有助于提高知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大知識(shí)的深度，而且能夠?qū)W(xué)生的知識(shí)掌握狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋教學(xué)結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)教學(xué)。最常見的思維方式是：思維導(dǎo)圖，概念圖，樹形圖。

其中，思維導(dǎo)圖的作用是對(duì)知識(shí)的呈現(xiàn)、歸納、延伸，使得知識(shí)結(jié)構(gòu)更加完整，有利于知識(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建，便于記憶、延伸和遷移。概念圖的作用是擴(kuò)展和闡釋化學(xué)概念，使上位與下位概念的關(guān)系更加明確，從而使它們之間的關(guān)系更加清晰。因此，正確地運(yùn)用圖示方法進(jìn)行教學(xué)，能使學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，厘順概念之間的聯(lián)系，使知識(shí)和思維可視化。例如：在教學(xué)“酸和堿的反應(yīng)”一課時(shí)，教師可以通過(guò)繪制“溶液”概念圖，幫助學(xué)生對(duì)本章節(jié)酸堿知識(shí)進(jìn)行理解，讓學(xué)生形成一定的概念性思維，通過(guò)構(gòu)建思維圖示的方式，厘清相應(yīng)知識(shí)的脈絡(luò)，進(jìn)一步提升化學(xué)學(xué)習(xí)的效率。

（五）培養(yǎng)學(xué)生探索精神，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在實(shí)際教學(xué)中，教師要注意培養(yǎng)學(xué)生的求知欲，讓他們保持積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的有效學(xué)習(xí)，逐步掌握知識(shí)的正確運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用”。教師要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生積極探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，循序漸進(jìn)地解決問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)的強(qiáng)化與激勵(lì)，讓學(xué)生能夠在探究過(guò)程中建立學(xué)習(xí)的自信心，并提升他們對(duì)化學(xué)知識(shí)的探究興趣，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。比如，教師可以給學(xué)生做正面的評(píng)價(jià)，可以用語(yǔ)言來(lái)激勵(lì)，教師要善于認(rèn)同學(xué)生的意見，激勵(lì)學(xué)生的探究精神，很多時(shí)候教師的肯定是最好的激勵(lì)，能有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)。比如：“鹽與某些金屬反應(yīng)”的教學(xué)，要做好課堂的準(zhǔn)備，合理安排教學(xué)內(nèi)容，檢驗(yàn)鹽溶液的特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的效果，還要有提高的作用。在實(shí)際的化學(xué)教學(xué)中，教師要盡可能耐心細(xì)致地講解，不能過(guò)分地壓抑課堂的氛圍，要盡可能地讓學(xué)生放松下來(lái)，專心地學(xué)習(xí)。課堂上，教師要對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行有效的回答，并用實(shí)例來(lái)回答，這樣可以幫助學(xué)生更好地了解和掌握相關(guān)的化學(xué)知識(shí)[7]。

（六）加強(qiáng)學(xué)生思維方式的訓(xùn)練，加強(qiáng)思維邏輯培養(yǎng)

新一輪全國(guó)新課改要求學(xué)生積極探索、創(chuàng)新，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。教師要不斷地優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，在講解完了知識(shí)之后，要強(qiáng)化學(xué)生的基本功，讓他們?cè)谡n堂上完成作業(yè)。思維邏輯的培養(yǎng)要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的培訓(xùn)，教師要有針對(duì)性地進(jìn)行，面對(duì)一道化學(xué)題，不僅要掌握問(wèn)題的答案，而且要能把解題方法和解題思路融會(huì)貫通。在解題過(guò)程中，教師要適時(shí)地給予提示，以確保他們思維能力的全面發(fā)展。同時(shí)，化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施效果也非常顯著，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，合理設(shè)計(jì)實(shí)踐主題、內(nèi)容和流程。中學(xué)生對(duì)教學(xué)活動(dòng)很感興趣，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得到充分發(fā)揮，但在實(shí)際教學(xué)中要做到有針對(duì)性，要做到既要有趣，又要有教育意義。在化學(xué)教學(xué)中，教師要重視化學(xué)的理論和實(shí)踐的結(jié)合，要對(duì)學(xué)生有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，要有一個(gè)完整的教學(xué)系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，思維形象化為提高教學(xué)效率提供了新的支撐點(diǎn)，以學(xué)科知識(shí)為載體，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，使學(xué)生在構(gòu)建知識(shí)體系和問(wèn)題解決戰(zhàn)略模式的過(guò)程中，訓(xùn)練學(xué)生的思維、歸納、推理、分析的能力，以及運(yùn)用一般的思維方法，如追問(wèn)、比較、整合等，最終實(shí)現(xiàn)中學(xué)化學(xué)課程的高效教學(xué)。此外，中學(xué)教師應(yīng)具有教師職業(yè)素養(yǎng)，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)有關(guān)教學(xué)要求的認(rèn)識(shí)，掌握教學(xué)內(nèi)容，并能根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，合理使用，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣，加強(qiáng)對(duì)化學(xué)知識(shí)的了解，進(jìn)而更好地促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展。

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本文系福建省泉州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃（第一批）課題“圖形組織器提升初中學(xué)生思維可視性的實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：QG451-162）研究成果之一。