运用思维可视化策略提升初中化学教学效能
黄鑫 王海静
我国化学家戴安邦先生指出：“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教学要求既传授化学知识和技能，又训练科学方法和思维。”作为化学教师，应力求引导学生找到高效的记忆方法，有条理、系统性地学习知识，提纲挈领地抓住要点，而不是简单铺陈，机械灌输;当学生遇到学科难点时，教师应引导学生对典型问题进行深度思考，形成解题策略，而不是仅仅点到为止、模糊解读。然而，当前的化学教学仍然是以传授知识和技术为主要教学目标，鲜少关注学科知识背后的学科思维，学生学习化学的主要方式仍然是机械记忆和盲目做题。这样的教学是低效能的教学，因为记住了不等于理解了，把题做对了也不等于真正懂了。没有深度思考参与的学习不会产生真正的理解，停留在知识表层的“浅教学”无法产生真正的效能。
如何提升化学教学效能？笔者在深入了解和系统学习思维可视化策略后，认为该策略是转变教学方式、调整教学焦点、发展学生思维、提升教学效能的有效杠杆。本文将结合教学实践谈谈如何运用思维可视化策略提升化学教学效能。
● 化零为整，实现知识入框
刘濯源老师曾强调，一堂课结束之后，这堂课所讲授的知识点在学生头脑中的存在方式不能是碎片化的、散点状的。教师必须要帮助学生将“知识入框”，也就是说要建立知识之间的有序联系，形成知识结构。笔者以学科思维导图为依托，运用追问策略，引领学生将混乱、无序的知识点进行系统梳理，形成知识网络。在知识建构的过程中，帮助学生形成理解性记忆。
在初中化学教学中，对概念知识的内涵和外延的体会是难点。以《溶液》一章为例，本章涉及的知识内容多，散乱无序，而溶解度的概念又不能简单记忆，需要内化理解才能应变自如。如何以溶液为中心织就“知识之网”呢？在教学中笔者尝试在课堂上和学生一起进行知识的提煉与构建，利用“提要素—抓本质—理关系—建结构”的结构化思考程序，实现知识入框，将原有的知识简单罗列的学习方式转变为构建知识体系、深化理解概念内涵的学习方式，使学生的整合能力、逻辑思维能力均得以提升，并且能够将这种结构化思考方式进行有效的迁移运用，从而实现了“上一节课不仅仅是为了这节课”的目标，真正提高了教学效能。
学科思维导图的示范性运用（如图1），使得本章知识体系既全面又细致，课堂教学既有广度又有深度，并及时引导学生在即将学习的酸碱盐等知识中化为己用，力图借助学科思维导图引领学生高效学习、系统学习。
● 化繁为简，指导教学策略生成
知识入框帮助学生告别“死记硬背”，运用结构化思考方式及图示化呈现手段深入理解知识，形成理解性记忆。解决了死记硬背的问题，教师还要将学生从“题海”中拉出来，这要求教师在化学教学过程中要指导学生生成理性的解题策略，而非积累感性的解题经验。
1.运用学科思维导图，探究推断题解题策略
推断题是初中化学学习的重点题型，如果学生无法建立清晰的知识体系和明确的推理方向，它就会变成难点题型。笔者尝试运用思维可视化策略，让学生探究特殊物质间的相互转化，构建物质相互转化的关系图，从而抓住核心突破口。在此基础上，引导学生通过对试题的分析和提炼，运用学科思维导图将此题型解题策略加以归纳和整理，生成解题策略导航图（如图2），学生能够“按图索骥”，快速找到解题方向，大大提升了解题的准确率。教学引导过程如下：
第一阶段，构建典型物质间的转化关系。例如，以几种钠盐、钙盐、钡盐、铁盐为基础，建立物质间的联系，找到特殊的转化关系或者相互转化关系，并分析每一种物质的特点，体会物质的性质。
第二阶段，构建物质间相互转化关系。根据第一阶段的积累，将所有典型物质的相互转化关系汇总，建立不同类别物质间的联系。以一种物质为中心，向外发散找到物质间相关联的节点，大大提升了学生做题效率和联想能力。
第三阶段，汇总推断题的切入口。学生在做推断题时除了总结相互转化的突破口，又经过一定题量的积累，总结出解决推断题的一般思考方法，如顺推法、逆推法、分类讨论法等。同时，总结出典型突破口，如常见物质的性质、用途、特殊条件、特殊反应等。
上述知识的整理过程，是学生思维由点到面将典型题突破的过程，让思维方式得以优化。思维是一个漏斗，最后沉淀下来的想法是经过层层筛选的精华。
2.运用解题鱼骨图，建构实验探究题解题策略
实验探究题是每次考试中最难得分的题型，学生往往不能明确探究实验的目的，做题时没有章法。在学习完金属和溶液的探究题后，学生经过合作探究，运用解题鱼骨图分析滤渣和滤液，将推理过程最终呈现出来。
例如，图3为金属和盐溶液反应的探究解题鱼骨图，将大问题分解成几个小问题并进行追问，呈现了清晰的思考程序，形成有效解题策略，并使之可见。中间鱼骨为解题的关键节点，从试管1的物质成分分析，到试管2的物质成分分析，再到混合后的物质成分分析，层层深入进而发现实验探究的主体物质，针对关键节点制订实验策略。鱼骨上方是条件转化后的物质成分分析，鱼骨下方为此题策略分析过程，从而找到需要证明的物质。经过经常性的训练，发展学生的策略化、程序化思考能力，以免陷入题海，进而达到举一反三、触类旁通的效果。
● 学法升级，收获正向学习体验
学生之所以产生厌学、惧学甚至弃学的心理，根本原因在于没有学会学习，无法从学习过程中收获正向的心理体验。初中阶段的知识相对于小学要更加复杂及抽象，如果学生依然用死记硬背的方式去学习，则很难应对。所以，初中教师必须帮助学生完成学法升级，提升学生的知识构建水平，发展学生的高阶思维能力，让学生在学习中获得正向心理体验。笔者在运用思维可视化策略的实践过程中，发现学生的学习心态也随着思维的成长发生了转变。
1.增强学科学习的胜任感
有些学生学习理科感到吃力，但是经过课堂引领和思维示范，他们已经能够完成知识的整理和归纳。在绘制学科思维导图的过程中，加深了对学科概念的理解，能够建立概念之间的有序联系，这使得学生的学习信心倍增，认为自己可以学好化学，并逐渐喜欢上这门学科。
2.增强学生学习的收获感
若学生能够启动思考，借助图示不断检视和反思自己的思维，将知识的内在思维结构、解题的思考过程用思维图示呈现出来，那么这样的学习成果将是可视化的，是饱含思维含量的。
3.化解学科知识难点
在学习《走进微观世界》一章时，学科思维导图起到重要作用，本章是初中阶段的难点，其核心价值是通过图示化手段发现学科思维的本质，建立概念间的联系，而不是对学科知识的简单归纳，学生在建立了分子、原子、离子、元素间的概念联系后，便能更加深刻地理解知识的关联性。
● 结语
思维可视化为教学效能的系统性提升提供了新的支点，以学科知识为载体，系统性发展学科思维，师生在知识体系建构及问题解决策略模型建构的过程中，发展出较强的提炼、概括、推理、分析等思维能力，并学会运用追问、比较、整合等通用思考策略解决问题。
真正画好一张学科思维导图或者建构一个学科思维模型并不是一件容易的事，需要训练，需要坚持，需要主动思考。笔者的思维可视化教学项目刚刚走过第一个阶段，未来还将继续努力，当笔者看到学生专心阅读，用心思考，精心表达，一个个鲜活的生命在进步、在提升、在研究、在行动时，更愿意为此去坚持。希望以思维可视化为伴的学科教学能惠及更多师生，让学科学习变得容易、系统、高效。
