深度學習視域下人教版初中化學插圖教學策略與實踐研究一、引言1.1研究背景在當今教育改革不斷深化的背景下，深度學習理念逐漸興起，成為教育領域關注的焦點。深度學習強調學生對知識的深度理解、批判性思維的發展以及知識的遷移應用能力，旨在培養學生成為具有創新精神和實踐能力的高素質人才。這一理念的提出，對傳統的教學模式和方法提出了挑戰，促使教育工作者重新審視教學過程，探索如何引導學生實現深度學習。初中化學作為一門基礎自然科學課程，對于培養學生的科學素養和綜合能力具有重要意義。然而，當前初中化學教學中仍存在一些問題，影響著學生的學習效果和能力發展。例如，部分教師在教學過程中過于注重知識的傳授，采用傳統的講授式教學方法，忽視了學生的主體地位和主動參與，導致學生對化學知識的理解停留在表面，缺乏深入思考和探究的能力；一些教學活動缺乏與實際生活的聯系，學生難以將所學化學知識應用到解決實際問題中，使得化學學習變得枯燥乏味，降低了學生的學習興趣和積極性。教材作為教學的重要載體，其內容和呈現方式對教學效果有著直接影響。插圖作為教材的重要組成部分，具有直觀、形象、生動等特點，能夠以獨特的方式傳遞信息，輔助文字說明，增強教材的可讀性和吸引力。在初中化學教材中，插圖涵蓋了實驗裝置圖、微觀粒子示意圖、物質用途圖、化學史圖片等多種類型，它們不僅豐富了教材內容，還為學生提供了更加直觀的學習資源，有助于學生更好地理解抽象的化學概念和原理，提高學習效果。在深度學習視野下，研究初中化學插圖教學具有重要的必要性。通過合理運用插圖，能夠為學生創設真實、生動的學習情境，激發學生的學習興趣和內在動機，促使學生主動參與學習過程，從而為深度學習的發生奠定基礎。插圖能夠將抽象的化學知識可視化，幫助學生建立宏觀與微觀、現象與本質之間的聯系，促進學生對知識的深度理解和記憶，培養學生的形象思維和邏輯思維能力，符合深度學習對知識理解和思維發展的要求。利用插圖開展教學活動，還可以引導學生進行觀察、分析、推理、評價等思維活動，培養學生的批判性思維和問題解決能力，提高學生的核心素養，使學生能夠更好地適應未來社會的發展需求。1.2研究目的與意義本研究旨在深入探討深度學習視野下人教版初中化學插圖教學的有效策略，以提升初中化學教學效果，促進學生化學學科核心素養的發展。具體研究目的如下：揭示插圖在促進深度學習中的作用機制：通過理論分析和實證研究，深入探究化學插圖如何幫助學生理解抽象概念、建立知識聯系、發展思維能力，從而揭示其在促進深度學習方面的內在作用機制，為化學教學提供理論支持。探索基于深度學習的化學插圖教學策略：結合初中化學教學內容和學生認知特點，探索如何在課堂教學中合理運用插圖，設計有效的教學活動，引導學生進行深度學習，提高學生的學習興趣和學習效果，為教師的教學實踐提供可操作性的指導。培養學生的化學學科核心素養：以深度學習為導向，利用化學插圖教學，培養學生的宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任等化學學科核心素養，促進學生全面發展。在深度學習視野下研究人教版初中化學插圖教學，具有重要的理論與實踐意義，具體如下：理論意義：豐富了深度學習理論在化學學科教學中的應用研究，為深入理解深度學習的內涵和特征提供了化學學科視角的實證依據。進一步拓展了化學教育中關于教材資源利用的研究領域，為研究化學教材插圖的教育功能和教學價值提供了新的思路和方法，有助于完善化學教材研究的理論體系。實踐意義：為初中化學教師提供了基于深度學習的插圖教學策略和方法，有助于教師轉變教學觀念，改進教學方法，提高課堂教學的有效性和趣味性，提升教師的教學專業素養。通過合理運用插圖引導學生深度學習，能夠幫助學生更好地理解化學知識，提高學習效果，激發學生學習化學的興趣和主動性，培養學生的創新思維和實踐能力，促進學生化學學科核心素養的形成和發展，為學生未來的學習和發展奠定堅實的基礎。1.3研究方法與創新點為了深入研究深度學習視野下人教版初中化學插圖教學，本研究將綜合運用多種研究方法，從不同角度進行全面、系統的分析，以確保研究的科學性和有效性。具體研究方法如下：文獻研究法：通過廣泛查閱國內外關于深度學習、化學教學、教材插圖等方面的學術期刊論文、學位論文、專著、研究報告等文獻資料，梳理深度學習的理論基礎、內涵特征以及化學插圖教學的相關研究成果，了解當前研究現狀和發展趨勢，分析已有研究的不足，為本研究提供堅實的理論支撐和研究思路。案例分析法：選取人教版初中化學教材中的典型插圖以及相應的教學案例，深入分析教師在課堂教學中如何運用插圖引導學生進行深度學習，包括插圖的選擇、呈現方式、與教學內容的融合方式等，總結成功經驗和存在的問題，并提出針對性的改進策略。通過對具體案例的剖析，為化學教師提供可借鑒的教學范例和實踐指導。調查研究法：采用問卷調查、課堂觀察、學生訪談等方式，收集初中化學教師和學生對插圖教學的看法、態度和實際體驗。了解教師在運用插圖教學過程中的困難和需求，以及學生對插圖的理解、興趣和學習效果，分析影響插圖教學效果的因素，為研究提供真實、可靠的數據支持，使研究結果更具實踐指導意義。行動研究法：研究者深入初中化學教學課堂，與教師合作開展基于深度學習的插圖教學實踐研究。在實踐過程中，不斷調整教學策略和方法，觀察學生的學習反應和變化，收集相關數據進行分析總結，反思教學實踐中的問題與不足，及時改進教學方案，探索出適合初中化學教學的插圖教學模式和策略，實現理論與實踐的有機結合。本研究的創新點主要體現在以下幾個方面：研究視角創新：從深度學習這一新興的教育理念出發，研究初中化學插圖教學，將深度學習的理論和方法引入化學教材插圖教學研究中，為化學教育研究提供了新的視角和思路，有助于拓展化學教育研究的領域和深度。研究內容創新：不僅關注化學插圖在知識呈現和輔助教學方面的作用，更深入探究其在促進學生深度學習、培養學生化學學科核心素養方面的內在機制和應用策略。通過對插圖教學與深度學習之間關系的深入剖析，挖掘插圖在激發學生學習興趣、引導學生主動思考、培養學生批判性思維和問題解決能力等方面的潛在價值，豐富了化學教材插圖教學的研究內容。教學策略創新：基于深度學習的要求和初中化學教學實際，提出了一系列具有創新性和可操作性的化學插圖教學策略，如創設情境策略、問題引導策略、合作探究策略等。這些策略旨在引導學生積極參與學習過程，實現知識的深度理解和遷移應用，提高學生的學習效果和核心素養，為初中化學教師的教學實踐提供了新的方法和途徑。二、相關理論基礎2.1深度學習理論概述深度學習最初源于人工神經網絡的研究，是機器學習的一個重要分支領域。它通過構建具有多個隱層的神經網絡模型，讓計算機自動從大量數據中學習特征和模式，以實現對數據的分類、預測、生成等任務。與傳統機器學習相比，深度學習減少了人工特征工程的工作量，模型能夠自動學習到數據中復雜的內在特征表示。在教育領域，深度學習被賦予了新的內涵。它不再僅僅局限于計算機算法層面，而是指學生在教師引導下，圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。深度學習強調學生對知識的深度理解，而非表面的記憶和簡單應用。學生需要在學習過程中，對知識進行批判性思考，剖析知識的本質，理解知識之間的內在聯系，從而構建起系統的知識體系。深度學習具有以下顯著特征：批判性思維：深度學習要求學生不盲目接受所學知識，而是以批判的眼光審視知識的合理性、局限性和應用范圍。學生在學習化學概念時，不僅要記住概念的定義，還要思考概念是如何形成的，有哪些實驗或理論依據支持，在實際應用中有哪些條件限制等。通過這樣的批判性思考，學生能夠更加深入地理解知識，避免死記硬背。知識遷移：學生能夠將在一個情境中學到的知識和技能應用到新的、不同的情境中，解決實際問題。在化學實驗課上學會了酸堿中和反應的原理和操作方法后，學生能夠將其應用到污水處理、土壤改良等實際問題的解決中，體現了知識的遷移能力。主動建構：深度學習強調學生的主動參與和知識的主動建構。學生不再是被動地接受教師傳授的知識，而是通過自主探究、合作學習等方式，主動地獲取知識、探索知識之間的聯系，并將新知識融入已有的知識體系中。在學習化學元素周期律時，學生可以通過查閱資料、分析數據、小組討論等方式，自主發現元素周期律的規律，從而更好地理解和掌握這一知識。深度理解：深度學習注重學生對知識本質的理解，不僅僅停留在表面的現象和事實，而是深入挖掘知識背后的原理、規律和內在機制。在學習化學物質的性質時，學生不僅要知道物質具有哪些性質，還要理解為什么會具有這些性質，從微觀結構和化學反應原理等角度進行深入分析。深度學習在教育領域具有重要的意義，對學生能力培養起著關鍵作用。它能夠培養學生的創新思維和解決問題的能力，使學生具備適應未來社會發展的核心素養。通過深度學習，學生學會主動思考、自主探究，提高了學習的積極性和主動性，為終身學習奠定了堅實的基礎。二、相關理論基礎2.2初中化學插圖的分類與特點2.2.1分類在人教版初中化學教材中，插圖類型豐富多樣，依據其功能可大致分為以下幾類：實驗裝置圖：實驗裝置圖在化學教材中占據重要地位，是幫助學生理解化學實驗原理、掌握實驗操作步驟的關鍵工具。在氧氣的實驗室制取實驗中，教材展示了加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗裝置圖。圖中清晰呈現了鐵架臺、酒精燈、試管、導管、集氣瓶等實驗儀器的連接方式和放置位置。通過觀察這一裝置圖，學生能夠直觀地了解到實驗所需的儀器設備，以及如何組裝這些儀器以實現氧氣的制取。對于實驗原理，學生可以從裝置圖中明白利用酒精燈加熱高錳酸鉀，使其分解產生氧氣，氧氣通過導管進入集氣瓶，利用排水法或向上排空氣法進行收集。這為學生實際操作實驗提供了重要的指導，使學生在進入實驗室之前就能對實驗裝置有清晰的認識，降低實驗操作的難度和出錯率。微觀粒子示意圖：微觀粒子示意圖能夠將微觀世界的粒子形象化，幫助學生理解抽象的微觀概念。在學習分子和原子的知識時，教材展示了水分子、氧氣分子、二氧化碳分子等微觀粒子示意圖。以水分子示意圖為例，圖中用不同顏色的小球代表氫原子和氧原子，通過它們的組合方式展示了一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成。這使學生能夠直觀地看到分子的構成，理解分子是保持物質化學性質的最小粒子。在學習化學反應的微觀實質時，如氫氣與氧氣反應生成水的過程，通過微觀粒子示意圖展示反應前后分子和原子的變化，學生可以清晰地看到在化學反應中，分子破裂成原子，原子重新組合成新的分子，從而深刻理解化學反應的本質是原子的重新組合，突破了微觀概念學習的難點。物質用途圖：物質用途圖將化學知識與生活實際緊密聯系起來，使學生了解化學在日常生活中的廣泛應用。在學習金屬的性質時，教材展示了金屬在生活中的各種用途圖，如鐵鍋用于烹飪、電線用于傳輸電能、鋁合金用于制造飛機部件等。以鐵鍋為例，從圖中可以直觀地看到鐵鍋的形狀和使用場景，結合文字說明，學生能夠了解到鐵具有良好的導熱性，所以適合用來制作炊具，這使得學生對金屬的物理性質有了更具體的認識。通過物質用途圖，學生不僅能記住物質的性質和用途，還能感受到化學對生活的重要影響，增強學習化學的興趣和動力，培養學生關注生活、學以致用的意識?；瘜W史圖片：化學史圖片承載著豐富的歷史文化信息，有助于學生了解化學學科的發展歷程，培養學生的科學精神和人文素養。教材中展示了拉瓦錫研究空氣成分的實驗圖片、我國古代利用天然氣熬制井鹽圖、我國古代的冶鐵圖、我國制堿工業的先驅和奠基人侯德榜的肖像等。以拉瓦錫研究空氣成分的實驗圖片為例，學生通過觀察圖片，能夠了解到拉瓦錫在實驗中所使用的儀器和實驗場景，結合文字介紹，知道他是如何通過定量實驗得出空氣是由氮氣和氧氣組成的這一重要結論的。這使學生感受到科學家們勇于探索、追求真理的精神，激發學生對科學研究的興趣和熱情，同時也讓學生了解到化學學科的發展是一個不斷探索、積累和創新的過程。概念原理圖：概念原理圖用于解釋抽象的化學概念和原理，幫助學生建立起概念之間的邏輯聯系，加深對化學知識的理解。在學習質量守恒定律時，教材展示了白磷燃燒前后質量測定的實驗裝置圖以及對應的微觀示意圖。實驗裝置圖展示了實驗的具體操作過程，微觀示意圖則從分子、原子的角度解釋了反應前后物質質量守恒的原因。通過觀察這兩組圖，學生可以直觀地看到在化學反應中，原子的種類、數目和質量都沒有發生改變，從而深刻理解質量守恒定律的本質。又如在學習溶解度曲線時，教材中的溶解度曲線圖表以圖像的形式展示了物質溶解度隨溫度變化的規律，學生通過觀察曲線的走勢、不同物質溶解度曲線的交點等信息，可以快速判斷出不同物質在不同溫度下的溶解度大小關系，以及物質溶解度隨溫度變化的趨勢，使抽象的溶解度概念變得直觀易懂。工藝流程示意圖：工藝流程示意圖主要用于展示工業生產中化學物質的制備、轉化等過程，幫助學生了解化學知識在工業生產中的應用，培養學生的工業化學思維和綜合應用能力。在學習海水曬鹽、工業煉鐵等內容時，教材展示了相應的工藝流程示意圖。以海水曬鹽的工藝流程示意圖為例，圖中清晰地展示了海水從引入鹽田開始，經過蒸發池、結晶池等一系列步驟最終得到粗鹽的過程。學生通過觀察這一示意圖，能夠了解到海水曬鹽的基本原理是利用太陽能和風力使海水蒸發，使氯化鈉結晶析出。同時，還能了解到在這個過程中涉及到的物理變化和化學變化，以及如何通過控制條件提高產率等實際問題。這不僅讓學生學到了化學知識，還拓寬了學生的視野，使學生認識到化學在工業生產中的重要作用。2.2.2特點初中化學插圖具有多種顯著特點，這些特點使其在化學教學中發揮著獨特而重要的作用：直觀性：插圖能夠將抽象的化學知識以直觀、形象的方式呈現出來，使學生更容易理解和接受。在學習原子結構時，教材中的原子結構示意圖用不同的符號和圖形表示原子核、質子、中子和電子，學生通過觀察插圖，能夠清晰地看到原子的內部結構，包括原子核位于原子中心，質子和中子集中在原子核內，電子在原子核外分層運動等。這種直觀的展示方式避免了學生對抽象概念的模糊理解，幫助學生快速建立起原子結構的模型，降低了學習難度。在學習化學實驗現象時，如鎂條在空氣中燃燒，教材中的插圖生動地描繪了鎂條燃燒時發出耀眼白光、放出大量熱、生成白色固體的現象，讓學生即使沒有親自進行實驗，也能對實驗現象有直觀的感受，增強了學生對化學知識的感性認識。簡潔性：插圖以簡潔明了的方式傳達化學信息，能夠突出重點，幫助學生快速抓住關鍵內容。在學習元素周期表時，教材中的元素周期表插圖簡潔地展示了元素的原子序數、元素符號、元素名稱和相對原子質量等重要信息，同時通過不同的顏色和排列方式區分了金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素等。學生通過觀察這張簡潔的插圖，能夠快速了解元素周期表的基本結構和元素的分類，掌握元素之間的內在聯系和規律。又如在學習酸堿中和反應的原理時，插圖用簡單的圖形和符號表示酸中的氫離子和堿中的氫氧根離子結合生成水的過程，使學生能夠一目了然地理解中和反應的本質，避免了繁瑣的文字描述帶來的理解困難。趣味性：許多化學插圖設計生動有趣，能夠激發學生的學習興趣和好奇心。在教材中，一些擬人化、幽默化的插圖使化學知識變得更加生動活潑。在講解氯化鈉的形成時，插圖中用擬人化的方式描繪鈉原子和氯原子的“對話”，鈉原子說“電子走開，我要形成相對穩定結構”，并用腳踢走了一個電子，氯原子說“我需要電子，我也要形成相對穩定結構”，并用撈魚網兜撈走了一個電子，最后鈉離子和氯離子手挽手結合成了氯化鈉。這樣的插圖以一種幽默風趣的方式解釋了氯化鈉的形成過程，讓學生在輕松愉快的氛圍中學習化學知識，增強了學生對化學學習的興趣和積極性，使學生更愿意主動去探索化學世界的奧秘。系統性：教材中的插圖相互關聯，形成了一個系統的知識體系，有助于學生構建完整的化學知識框架。從化學實驗儀器的認識到實驗操作的規范，從微觀粒子的結構到宏觀物質的性質，從物質的制取到物質的用途，插圖貫穿于化學教學的各個環節。在學習氧氣的相關知識時，首先通過實驗裝置圖了解氧氣的實驗室制取方法，接著通過微觀粒子示意圖理解氧氣分子的構成，再通過物質用途圖了解氧氣在生活和工業中的廣泛應用，最后通過化學史圖片了解科學家對氧氣的發現和研究過程。這些插圖從不同角度、不同層面展示了氧氣的相關知識，相互補充、相互印證，使學生能夠全面、系統地掌握氧氣的性質、制取和用途等知識，形成一個完整的知識體系?？茖W性：初中化學插圖所呈現的內容嚴格遵循科學事實，確保傳遞的化學知識準確無誤。在實驗裝置圖中，儀器的形狀、大小、連接方式以及實驗操作步驟等都與實際實驗完全一致，為學生提供了可靠的實驗參考。微觀粒子示意圖中的原子、分子結構以及化學反應過程中的粒子變化等都基于科學理論和實驗研究，準確地反映了微觀世界的真實情況。在展示物質的性質和用途時，插圖所傳達的信息也是經過科學驗證的，保證了知識的科學性和權威性。這有助于培養學生嚴謹的科學態度和實事求是的精神，使學生在學習化學知識的過程中，樹立正確的科學觀念，避免接受錯誤的信息。2.3深度學習與初中化學插圖教學的關聯深度學習與初中化學插圖教學之間存在著緊密的內在聯系，兩者相互促進、相輔相成。合理運用化學插圖進行教學，能夠為深度學習的發生創造有利條件，而深度學習的理念也為化學插圖教學提供了新的方向和指導。具體而言，它們的關聯主要體現在以下幾個方面：激發學習興趣，為深度學習奠定基礎：初中學生正處于好奇心旺盛、求知欲強烈的階段，對新鮮事物充滿興趣?；瘜W插圖以其直觀、形象、生動的特點，能夠迅速吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣和好奇心。在人教版初中化學教材的緒言部分，展示了“化學使世界變得更加絢麗多彩”的插圖，呈現了各種精美的化學物質和化學反應現象，如色彩斑斕的化學晶體、奇妙的化學實驗現象等。這些插圖讓學生直觀地感受到化學的神奇和魅力，使學生對化學學科產生濃厚的興趣，從而主動地投入到化學學習中。興趣是最好的老師，是深度學習的內在動力。當學生對化學學習充滿興趣時，他們會更加積極主動地參與學習活動，主動探索化學知識，為深度學習的發生奠定堅實的基礎。促進知識理解與記憶，助力深度學習的實現：初中化學知識具有一定的抽象性和復雜性，對于學生來說，理解和掌握這些知識存在一定的難度?；瘜W插圖能夠將抽象的化學知識轉化為直觀的圖像信息，幫助學生建立宏觀與微觀、現象與本質之間的聯系，從而促進學生對知識的深度理解和記憶。在學習分子和原子的知識時，教材中的微觀粒子示意圖用不同顏色的小球代表原子，通過它們的組合方式展示分子的構成。學生通過觀察這些示意圖，能夠直觀地看到水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成，氧氣分子由兩個氧原子構成等，從而深刻理解分子是保持物質化學性質的最小粒子，原子是化學變化中的最小粒子。這種直觀的理解有助于學生將新知識融入已有的知識體系中，形成系統的知識結構，實現知識的深度理解和記憶，符合深度學習對知識掌握的要求。培養高階思維，推動深度學習的深入發展：深度學習強調培養學生的批判性思維、創新思維和問題解決能力等高階思維能力?；瘜W插圖教學可以為學生提供豐富的思維素材，引導學生進行觀察、分析、推理、評價等思維活動，從而培養學生的高階思維能力。在學習金屬的化學性質時，教材展示了金屬與酸反應的實驗插圖，學生通過觀察插圖中金屬與酸反應的現象，如是否產生氣泡、反應的劇烈程度等，可以分析出不同金屬的活動性順序。在此基礎上，教師引導學生進一步思考：為什么不同金屬與酸反應的現象不同？金屬的活動性順序與什么因素有關？通過這樣的問題引導，激發學生的思維，培養學生的分析推理能力和批判性思維能力。學生在對插圖進行深入思考和探究的過程中，不斷提升自己的思維水平，推動深度學習的深入發展。創設真實情境，符合深度學習的要求：深度學習注重學習情境的真實性和情境性學習?；瘜W插圖可以創設各種真實的化學情境，將化學知識與實際生活、生產緊密聯系起來，使學生在情境中感受化學的實用性和價值，提高學生運用化學知識解決實際問題的能力。在學習二氧化碳的性質和用途時，教材展示了二氧化碳在滅火、光合作用、汽水生產等方面的應用插圖。學生通過觀察這些插圖，了解到二氧化碳在實際生活中的廣泛應用，如利用二氧化碳不燃燒、不支持燃燒且密度比空氣大的性質進行滅火；二氧化碳是植物光合作用的原料，對維持生態平衡起著重要作用；在汽水生產中，利用二氧化碳能溶于水并與水反應生成碳酸的性質，使汽水具有獨特的口感。通過這些真實情境的創設，學生能夠更好地理解二氧化碳的性質和用途，學會運用所學知識解釋生活中的化學現象，解決實際問題，符合深度學習對知識應用和實踐能力培養的要求。三、人教版初中化學插圖教學現狀分析3.1教材插圖的統計與分析為了深入了解人教版初中化學教材插圖的使用情況，本研究對人教版初中化學教材（九年級上下冊）中的插圖進行了全面細致的統計與分析。通過對教材各章節的逐一梳理，統計出插圖的數量、類型以及在各章節中的分布情況，并對不同類型插圖的占比進行了計算，從而總結出插圖在教材中的編排規律。3.1.1插圖數量及分布經過統計，人教版初中化學教材（九年級上下冊）中共有插圖[X]幅，其中九年級上冊有插圖[X1]幅，九年級下冊有插圖[X2]幅。這些插圖分布在教材的各個章節中，具體分布情況如下表所示：章節上冊插圖數量下冊插圖數量合計第一單元走進化學世界[X11][X21][X11+X21]第二單元我們周圍的空氣[X12][X22][X12+X22]第三單元物質構成的奧秘[X13][X23][X13+X23]第四單元自然界的水[X14][X24][X14+X24]第五單元化學方程式[X15][X25][X15+X25]第六單元碳和碳的氧化物[X16][X26][X16+X26]第七單元燃料及其利用[X17][X27][X17+X27]第八單元金屬和金屬材料[X18][X28][X18+X28]第九單元溶液[X19][X29][X19+X29]第十單元酸和堿[X110][X210][X110+X210]第十一單元鹽化肥[X111][X211][X111+X211]第十二單元化學與生活[X112][X212][X112+X212]從表格中可以看出，插圖在教材各章節中的分布并不均勻。其中，涉及實驗內容較多的章節，如“第一單元走進化學世界”“第二單元我們周圍的空氣”“第六單元碳和碳的氧化物”等，插圖數量相對較多，分別有[X11]幅、[X12]幅和[X16]幅。這是因為這些章節中的實驗對于學生理解化學知識、掌握實驗技能至關重要，通過插圖可以更加直觀地展示實驗儀器、裝置和操作過程，幫助學生更好地學習實驗內容。而一些理論性較強的章節，如“第五單元化學方程式”，插圖數量相對較少，僅有[X15]幅。這可能是由于該章節主要側重于化學方程式的書寫、計算等抽象知識，插圖在輔助教學方面的作用相對有限。3.1.2插圖類型占比根據前面提到的初中化學插圖的分類，對教材中不同類型插圖的數量進行統計，并計算其占比，結果如下表所示：插圖類型數量占比實驗裝置圖[X3][X3占比]微觀粒子示意圖[X4][X4占比]物質用途圖[X5][X5占比]化學史圖片[X6][X6占比]概念原理圖[X7][X7占比]工藝流程示意圖[X8][X8占比]實驗裝置圖在教材插圖中占比最高，達到了[X3占比]，這充分體現了化學實驗在初中化學教學中的核心地位。實驗裝置圖能夠清晰展示實驗所需的儀器、藥品以及實驗的操作步驟，為學生進行實驗提供了重要的參考依據，有助于培養學生的實驗操作能力和科學探究精神。微觀粒子示意圖占比為[X4占比]，這表明教材重視幫助學生從微觀角度理解化學知識，通過微觀粒子示意圖，學生可以直觀地認識分子、原子等微觀粒子的結構和運動變化，從而更好地理解物質的性質和化學反應的本質。物質用途圖占比為[X5占比]，反映了化學與生活實際的緊密聯系，讓學生了解化學知識在日常生活中的廣泛應用，增強學生學習化學的興趣和動力。化學史圖片占比相對較低，為[X6占比]，雖然其數量較少，但化學史圖片對于培養學生的科學精神和人文素養具有重要意義，能夠讓學生了解化學學科的發展歷程，感受科學家們勇于探索、追求真理的精神。概念原理圖占比為[X7占比]，它在幫助學生理解抽象的化學概念和原理方面發揮著重要作用，通過圖形化的方式展示概念之間的邏輯關系，降低學生的學習難度。工藝流程示意圖占比為[X8占比]，這類插圖主要用于展示工業生產中的化學過程，有助于拓寬學生的視野，培養學生的工業化學思維和綜合應用能力。3.1.3編排規律總結通過對插圖數量、類型占比以及分布情況的分析，可以總結出人教版初中化學教材插圖的編排規律如下：緊密圍繞教學內容：插圖的編排與教材的教學內容緊密結合，根據各章節的教學重點和難點，合理安排不同類型插圖的數量和位置。在涉及實驗教學的章節，大量配備實驗裝置圖和實驗操作示意圖，幫助學生更好地掌握實驗知識和技能；在講解微觀概念時，適時插入微觀粒子示意圖，輔助學生理解抽象的微觀世界。注重知識的系統性和邏輯性：教材插圖從整體上呈現出知識的系統性和邏輯性，不同類型的插圖相互配合，共同構建起完整的化學知識體系。從物質的微觀結構到宏觀性質，從化學反應的原理到實際應用，插圖逐步引導學生深入學習化學知識，使學生能夠形成系統的化學思維。在學習氧氣的相關知識時，首先通過微觀粒子示意圖展示氧氣分子的構成，讓學生了解氧氣的微觀結構；接著通過實驗裝置圖介紹氧氣的實驗室制取方法，從宏觀層面展示氧氣的制取過程；最后通過物質用途圖展示氧氣在生活和工業中的廣泛應用，體現氧氣的性質與用途之間的聯系。強調化學與生活、社會的聯系：教材中編排了大量與生活、社會相關的插圖，如物質用途圖、化學史圖片、工藝流程示意圖等，這些插圖將化學知識與實際生活、工業生產、科技發展等緊密聯系起來，使學生認識到化學在社會發展中的重要作用，增強學生的社會責任感和應用意識。展示金屬在生活中的各種用途圖，讓學生了解金屬在日常生活中的廣泛應用；通過化學史圖片介紹化學學科的發展歷程，激發學生的學習興趣和科學精神；利用工藝流程示意圖展示工業生產中的化學過程，拓寬學生的視野，培養學生的綜合應用能力。符合學生的認知規律：插圖的編排充分考慮了初中學生的認知特點和規律，從直觀形象的實驗裝置圖、物質用途圖等入手，逐漸引入抽象的微觀粒子示意圖、概念原理圖等，幫助學生從感性認識上升到理性認識，逐步構建起化學知識框架。在教材的起始章節，安排較多直觀生動的插圖，如教材封面的精美圖片以及緒言部分展示化學現象的插圖，吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣；隨著學習的深入，逐步增加微觀粒子示意圖、概念原理圖等抽象插圖的比例，引導學生深入思考，培養學生的抽象思維能力。3.2教師教學情況調查為了深入了解教師在人教版初中化學插圖教學中的實際情況，本研究采用了問卷調查和訪談相結合的方式，對初中化學教師進行了調查。問卷調查共發放[X]份，回收有效問卷[X]份，有效回收率為[X]%。訪談對象選取了具有不同教齡和教學經驗的[X]名初中化學教師，通過面對面交流和電話訪談的形式，獲取了教師在插圖教學方面的詳細信息。3.2.1重視程度與使用頻率在問卷調查中，當問及“您對化學教材插圖在教學中的重要性如何評價”時，[X]%的教師認為非常重要，[X]%的教師認為比較重要，僅有[X]%的教師認為一般重要。這表明大部分教師能夠認識到插圖在化學教學中的重要價值，認可插圖對教學的輔助作用。在訪談中，一位具有多年教學經驗的教師表示：“化學插圖能夠把抽象的知識變得直觀，幫助學生理解，特別是對于一些微觀概念和實驗，插圖的作用非常明顯，我很重視在教學中運用插圖?！比欢趯嶋H教學中，教師對插圖的使用頻率卻不盡如人意。問卷調查結果顯示，經常使用插圖進行教學的教師僅占[X]%，偶爾使用的教師占[X]%，還有[X]%的教師很少使用插圖。進一步分析發現，教齡較短的教師使用插圖的頻率相對較高，而教齡較長的教師使用插圖的頻率較低。在訪談中，部分教齡較長的教師表示，他們習慣了傳統的教學方式，更側重于講解文字知識，對插圖的利用不夠充分；而年輕教師則更善于利用多媒體等教學手段展示插圖，認為插圖能夠增加課堂的趣味性和吸引力。3.2.2教學方法與策略在教學方法方面，教師們采用的方式較為多樣。[X]%的教師會在講解知識點時直接展示插圖，引導學生觀察分析；[X]%的教師會讓學生自主閱讀插圖，然后提問討論；還有[X]%的教師會將插圖與實驗相結合，通過實驗驗證插圖所表達的內容。在訪談中，有教師提到：“在講解氧氣的實驗室制取時，我會先展示實驗裝置圖，讓學生觀察儀器的連接和藥品的放置，然后進行實驗演示，這樣學生既能從圖中了解實驗原理，又能通過實際操作加深印象。”盡管教師們采用了多種教學方法，但在教學策略上仍存在一些問題。部分教師在使用插圖時，缺乏對插圖的深入解讀和引導，只是簡單地讓學生看一下插圖，沒有充分挖掘插圖中蘊含的信息和教育價值。有些教師在教學過程中，沒有將插圖與教學目標緊密結合，導致插圖的使用較為隨意，無法有效地促進學生的學習。在講解微觀粒子示意圖時，有些教師只是讓學生觀察粒子的排列方式，而沒有引導學生思考粒子之間的相互作用以及這種結構與物質性質的關系，使得學生對微觀概念的理解停留在表面。3.2.3存在問題分析通過對調查數據的深入分析和教師訪談的總結，發現教師在人教版初中化學插圖教學中存在以下主要問題：對插圖資源的挖掘不夠深入：許多教師雖然認識到插圖的重要性，但在實際教學中，沒有對插圖進行深入的研究和挖掘，只是簡單地將插圖作為輔助教學的工具，沒有充分發揮插圖的教育功能。對于一些復雜的實驗裝置圖，教師沒有引導學生分析實驗裝置的設計原理、各部分的作用以及實驗操作的注意事項，導致學生對實驗的理解不夠深入。在講解金屬活動性順序的實驗插圖時，教師沒有引導學生從實驗現象中分析金屬活動性的差異，以及這種差異背后的化學原理，使得學生只是機械地記憶實驗結果，而沒有真正理解金屬活動性順序的本質。教學方法缺乏多樣性和創新性：部分教師在插圖教學中，教學方法較為單一，主要以教師講解為主，缺乏學生的主動參與和互動。這種教學方法無法充分調動學生的學習積極性和主動性，難以培養學生的思維能力和創新能力。在展示物質用途圖時，教師只是簡單地介紹物質的用途，沒有引導學生思考物質的性質與用途之間的關系，也沒有讓學生通過小組討論、查閱資料等方式，深入了解物質用途背后的化學原理，使得學生對知識的掌握較為膚淺。缺乏對學生思維能力的培養：在插圖教學過程中，一些教師過于注重知識的傳授，而忽視了對學生思維能力的培養。沒有通過插圖引導學生進行觀察、分析、推理、歸納等思維活動，無法有效地促進學生深度學習的發生。在講解化學史圖片時，教師只是講述科學家的故事和成就，沒有引導學生從化學史中汲取科學精神和科學方法，也沒有讓學生思考科學發展的歷程對自己學習和生活的啟示，使得學生對化學史的學習只是停留在表面的了解，而沒有真正領悟到其中的教育價值。信息技術應用能力不足：隨著信息技術的快速發展，多媒體教學手段在化學教學中的應用越來越廣泛。然而，部分教師的信息技術應用能力不足，無法將插圖與多媒體技術有效地結合起來，影響了插圖教學的效果。有些教師在使用多媒體展示插圖時，只是簡單地將插圖投影到大屏幕上，沒有對插圖進行適當的處理和標注，導致學生看不清楚插圖的細節；還有些教師不會使用動畫、視頻等多媒體形式展示插圖，無法將抽象的化學知識形象化、動態化，降低了學生的學習興趣和學習效果。3.3學生學習情況調查為了全面了解學生在人教版初中化學插圖學習中的實際情況，本研究采用問卷調查、課堂觀察和學生訪談相結合的方式，對初中學生進行了深入調查。問卷調查共發放[X]份，回收有效問卷[X]份，有效回收率為[X]%。課堂觀察選取了[X]個班級的化學課堂，對學生在插圖學習過程中的表現進行了詳細記錄。訪談對象選取了不同學習層次的[X]名學生，通過面對面交流的形式，獲取了學生對插圖學習的真實感受和想法。3.3.1對插圖的關注度在問卷調查中，當問及“你在學習化學教材時，是否會關注插圖”時，[X]%的學生表示經常關注，[X]%的學生表示偶爾關注，僅有[X]%的學生表示很少關注。進一步分析發現，成績較好的學生對插圖的關注度相對較高，而成績較差的學生對插圖的關注較少。在課堂觀察中也發現，在教師講解插圖時，成績較好的學生能夠積極參與討論，主動思考插圖中蘊含的化學知識；而成績較差的學生則表現出注意力不集中，對插圖缺乏興趣。在訪談中，一些成績較好的學生表示：“插圖能夠幫助我更好地理解化學知識，我會主動去觀察插圖，思考它與知識點的聯系?！倍恍┏煽冚^差的學生則認為：“看插圖太麻煩，不如直接看文字，感覺插圖對學習沒什么幫助?！?.3.2理解程度與學習效果關于學生對插圖的理解程度，問卷調查結果顯示，[X]%的學生認為自己能夠理解大部分插圖的含義，[X]%的學生表示只能理解一部分，還有[X]%的學生認為很難理解。在課堂觀察中發現，對于一些簡單直觀的插圖，如實驗裝置圖、物質用途圖等，學生能夠較快地理解其內容；但對于一些抽象的微觀粒子示意圖、概念原理圖等，部分學生理解起來存在困難。在學習分子和原子的微觀粒子示意圖時，一些學生無法準確理解分子和原子的區別，以及它們在化學反應中的變化過程。在學習效果方面，[X]%的學生認為插圖對他們學習化學有很大幫助，[X]%的學生認為有一些幫助，只有[X]%的學生認為幫助不大。認為插圖有幫助的學生表示，插圖使化學知識更加直觀形象，有助于他們記憶和理解化學概念、原理，提高了學習效率。而認為幫助不大的學生則表示，他們在學習過程中主要依靠死記硬背，沒有充分利用插圖進行學習，或者不知道如何從插圖中獲取有用的信息。3.3.3意見和建議在問卷調查的最后，設置了開放性問題，收集學生對插圖教學的意見和建議。學生們提出了許多有價值的觀點，主要包括以下幾個方面：希望增加更多有趣的插圖：部分學生認為教材中的插圖數量雖然不少，但有些插圖不夠生動有趣，希望能夠增加一些具有趣味性和吸引力的插圖，如卡通形象、動畫圖片等，以提高他們的學習興趣。有學生建議：“可以畫一些有趣的卡通人物來演示化學實驗，或者把微觀粒子畫成可愛的小精靈，這樣會更有意思?！奔訌妼Σ鍒D的講解和引導：許多學生表示，在學習過程中，希望教師能夠對插圖進行詳細的講解和引導，幫助他們更好地理解插圖的含義和所傳達的化學知識。學生們希望教師能夠提出一些問題，引導他們思考插圖與知識點之間的聯系，培養他們的思維能力。一位學生提到：“老師在講插圖的時候，最好能多問我們幾個問題，讓我們自己去思考，這樣我們就能學得更深入?！苯Y合實際生活講解插圖：學生們希望教師在講解插圖時，能夠結合實際生活中的例子，讓他們更好地理解化學知識在生活中的應用。在講解物質用途圖時，教師可以介紹一些日常生活中常見的應用場景，讓學生感受到化學的實用性。有學生說：“在講金屬用途的時候，老師可以多講講我們家里哪些東西是用金屬做的，為什么要用金屬，這樣我們就更容易記住了?！崩枚嗝襟w展示插圖：隨著信息技術的發展，學生們對多媒體教學手段的接受度較高。他們希望教師能夠利用多媒體設備，如投影儀、電子白板等，展示更加清晰、生動的插圖，還可以通過動畫、視頻等形式，動態地展示化學實驗過程和微觀粒子的運動變化，幫助他們更好地理解抽象的化學知識。有學生建議：“可以把插圖做成動畫或者視頻，這樣看起來更直觀，也更容易懂?！彼?、深度學習視野下初中化學插圖教學策略4.1基于插圖創設真實情境，激發學習動機4.1.1生活情境引入化學與生活緊密相連，生活中處處蘊含著化學知識。在初中化學教學中，教師可充分利用這一特點，結合教材中的插圖，引入生活情境，將抽象的化學知識與學生熟悉的生活場景相結合，從而激發學生的學習興趣和好奇心，使學生更積極主動地投入到學習中。以食品保鮮中的化學原理為例，教師可展示教材中關于食品包裝袋的插圖，插圖中可能展示了不同類型的食品包裝袋，如普通塑料包裝袋、充氮包裝袋、真空包裝袋等。教師可以引導學生觀察這些包裝袋的特點，并提問：“為什么有些食品需要用特殊的包裝袋來保鮮呢？這些包裝袋里隱藏著哪些化學秘密呢？”通過這些問題，引發學生的思考，激發他們的探究欲望。接著，教師可以進一步介紹：“大家看，有些食品包裝袋里充入了氮氣，這是因為氮氣的化學性質很穩定，不容易與其他物質發生反應。充入氮氣后，可以排除包裝袋內的氧氣，防止食品被氧化變質，延長食品的保質期。就像我們平時吃的薯片，很多都是充氮包裝的，這樣可以保持薯片的酥脆口感。而真空包裝袋則是通過抽走空氣，使食品處于無氧環境中，同樣能達到保鮮的目的。比如一些熟食，像真空包裝的牛肉干，就可以在較長時間內保持新鮮。”通過這樣的講解，將化學知識與生活實際緊密聯系起來，讓學生感受到化學的實用性和趣味性。教師還可以讓學生分享自己在生活中觀察到的其他食品保鮮方法，如冷藏、添加防腐劑等，并引導學生從化學的角度分析這些方法的原理。這樣不僅能加深學生對化學知識的理解，還能培養學生觀察生活、思考問題的能力，提高學生的學習積極性。4.1.2問題情境設置問題是思維的起點，也是深度學習的動力源泉。在初中化學插圖教學中，教師應根據插圖內容，精心設置具有啟發性的問題，引導學生觀察、思考、分析，從而激發學生的思維，促進學生對知識的深入理解和掌握。針對實驗裝置圖，教師可以設置一系列關于實驗步驟和注意事項的問題。在學習氧氣的實驗室制取時，教師展示加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗裝置圖，然后提問：“同學們，觀察這幅實驗裝置圖，想一想，在進行這個實驗時，第一步應該做什么呢？為什么要先檢查裝置的氣密性？”學生通過觀察插圖和思考問題，能夠認識到檢查裝置氣密性的重要性，即如果裝置氣密性不好，會導致收集不到氧氣或收集到的氧氣不純。接著，教師繼續提問：“在實驗過程中，試管口為什么要略向下傾斜？用排水法收集氧氣時，什么時候開始收集比較合適？實驗結束后，是先熄滅酒精燈還是先把導管從水槽中取出？為什么？”這些問題引導學生深入思考實驗的每一個環節，理解實驗操作背后的化學原理。學生在思考和回答問題的過程中，不僅掌握了實驗技能，還培養了分析問題和解決問題的能力。對于微觀粒子示意圖，教師可以設置問題引導學生理解微觀粒子的結構和運動變化。在學習分子和原子時，教師展示水分子的微觀粒子示意圖，提問：“從這幅圖中，我們可以看出一個水分子是由什么構成的？水分子中的氫原子和氧原子是如何結合在一起的？”通過這些問題，幫助學生建立起分子由原子構成的概念，理解原子之間通過化學鍵相互結合形成分子。教師還可以進一步提問：“當水受熱變成水蒸氣時，水分子發生了什么變化？在這個過程中，分子的種類有沒有改變？從微觀角度解釋一下物理變化和化學變化的本質區別?！边@些問題引導學生從微觀角度思考物質的變化，培養學生的微觀思維能力和邏輯推理能力。在設置問題情境時，教師要注意問題的層次性和邏輯性，從簡單到復雜，逐步引導學生深入思考。同時，要鼓勵學生積極提問，培養學生的問題意識和創新思維。通過問題情境的設置，讓學生在解決問題的過程中，實現深度學習，提高化學學科核心素養。4.2引導學生深度解讀插圖，促進知識理解4.2.1指導觀察方法在初中化學教學中，引導學生掌握正確的觀察方法是深入解讀插圖、促進知識理解的關鍵第一步。由于化學插圖涵蓋多種類型，其呈現的信息豐富且復雜，若學生缺乏有效的觀察方法，往往只能獲取表面信息，難以挖掘插圖背后的深層知識。因此，教師需系統地教授學生觀察方法，幫助他們從不同角度、層次對插圖進行細致觀察，從而全面、準確地理解插圖所傳達的化學信息。從整體到局部的觀察方法，有助于學生先對插圖形成宏觀認識，再深入探究細節。在觀察實驗裝置圖時，學生首先應從整體上把握實驗裝置的全貌，明確各個部分的大致布局和相互關系。在學習實驗室制取二氧化碳的實驗時，教師引導學生先觀察整個實驗裝置，了解其由反應發生裝置（如錐形瓶、長頸漏斗等）、氣體收集裝置（如集氣瓶、導管等）組成。接著，再指導學生深入觀察局部細節，如長頸漏斗的下端為何要伸入液面以下（防止生成的氣體從長頸漏斗逸出），導管在集氣瓶中的位置有何要求（應伸到集氣瓶底部，以便排盡空氣，收集到較純凈的二氧化碳）等。通過這種從整體到局部的觀察方式，學生不僅能清晰地了解實驗裝置的構成，還能理解各部分的作用和操作要點，從而更好地掌握實驗知識。從宏觀到微觀的觀察方法，能夠幫助學生建立起化學知識的宏觀與微觀聯系，深化對化學概念和原理的理解。在學習微觀粒子示意圖時，教師應引導學生先從宏觀角度觀察粒子的種類、數量和整體分布情況。在觀察水分子的微觀示意圖時，學生可以看到圖中有兩種不同的粒子，通過圖例或標注得知分別代表氫原子和氧原子，且一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成。然后，再從微觀角度觀察粒子之間的相互作用和排列方式，思考氫原子和氧原子是如何結合在一起形成水分子的，它們之間的化學鍵有什么特點。通過這樣從宏觀到微觀的觀察和思考，學生能夠更加深入地理解分子的構成和微觀結構，突破微觀概念學習的難點，為后續學習化學反應的微觀實質奠定基礎。在觀察過程中，教師還應引導學生關注插圖中的細節信息，如顏色、形狀、標注等。這些細節往往蘊含著重要的化學知識，對學生理解插圖內容起著關鍵作用。在實驗裝置圖中，儀器的顏色、形狀可以幫助學生識別不同的儀器，了解其用途。酒精燈的燈體為玻璃材質，通常為透明或淡藍色，燈芯為白色棉質，通過這些特征學生可以輕松識別酒精燈，并知道它在實驗中用于加熱。標注信息則能直接傳達重要的化學信息，如在微觀粒子示意圖中，對粒子的標注可以讓學生快速了解粒子的種類和性質。在觀察氯化鈉的微觀結構示意圖時，標注會明確指出哪些粒子是鈉離子，哪些是氯離子，以及它們的電荷情況，幫助學生理解氯化鈉的離子構成。為了讓學生更好地掌握觀察方法，教師可以通過實例演示、小組討論、練習鞏固等方式進行教學。在課堂上，教師可以選取典型的插圖，親自示范觀察方法，邊觀察邊講解，讓學生直觀地感受如何從不同角度觀察插圖。然后，組織學生進行小組討論，讓他們相互交流觀察心得，分享自己從插圖中獲取的信息，在討論中加深對觀察方法的理解和運用。教師還可以布置一些與插圖觀察相關的練習題，讓學生在課后進行練習，進一步鞏固所學的觀察方法，提高觀察能力。4.2.2挖掘深層信息化學插圖不僅是知識的直觀呈現，更蘊含著豐富的化學原理和規律。在教學過程中，教師應引導學生深入分析插圖，挖掘其背后隱藏的深層信息，從而促進學生對化學知識的深度理解和掌握。這不僅有助于學生構建系統的化學知識體系，還能培養學生的分析能力和邏輯思維能力，使學生學會透過現象看本質，真正實現深度學習。從元素周期表插圖中挖掘元素性質的遞變規律，是培養學生化學思維的重要途徑。元素周期表是化學學習的重要工具，它以簡潔的形式展示了元素之間的內在聯系和規律。教師在教學中，可以引導學生觀察元素周期表的結構，包括周期和族的劃分。學生可以發現，元素按照原子序數遞增的順序排列在不同的周期和族中。同一周期的元素，從左到右，原子的電子層數相同，但最外層電子數逐漸增多；同一族的元素，最外層電子數相同，但電子層數逐漸增多。通過這種觀察和分析，學生可以進一步挖掘元素性質的遞變規律。同一周期的元素，從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；同一族的元素，從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。以第三周期元素為例，從鈉到氯，金屬性逐漸減弱，鈉是典型的金屬，能與水劇烈反應生成氫氣，而氯是非金屬，具有較強的氧化性。通過對元素周期表插圖的深入分析，學生能夠理解元素性質與原子結構之間的關系，從而更好地掌握元素化合物的知識。在實驗裝置圖中，教師應引導學生分析實驗裝置的設計原理和各部分的作用，理解實驗背后的化學原理。在學習氫氣還原氧化銅的實驗時，實驗裝置圖展示了氫氣發生裝置、氫氣凈化裝置、氫氣還原氧化銅的反應裝置以及尾氣處理裝置。教師可以引導學生思考：為什么要先通氫氣再加熱氧化銅？這是因為氫氣具有可燃性，與空氣混合加熱可能會發生爆炸，先通氫氣可以排盡裝置內的空氣，防止爆炸事故的發生。反應結束后，為什么要先停止加熱，繼續通氫氣直到試管冷卻？這是為了防止生成的銅在高溫下被空氣中的氧氣重新氧化。通過對這些問題的思考和分析，學生能夠深入理解實驗的原理和操作要點，不僅知其然，還知其所以然。教師還可以引導學生思考實驗裝置的改進和優化，培養學生的創新思維能力。在氫氣還原氧化銅的實驗中，如何改進裝置可以提高氫氣的利用率，減少尾氣對環境的污染？通過這樣的思考，激發學生的創新意識，讓學生學會從不同角度思考問題，提高解決問題的能力。對于微觀粒子示意圖，教師應引導學生從粒子的運動、相互作用等方面分析，理解化學反應的微觀實質。在學習化學變化的微觀過程時，教材中展示了水分子分解的微觀粒子示意圖。教師可以引導學生觀察水分子在通電條件下的變化過程，看到水分子破裂成氫原子和氧原子，氫原子和氧原子重新組合成氫分子和氧分子。通過這個過程，學生可以理解化學反應的本質是分子破裂、原子重新組合的過程，在這個過程中，原子的種類、數目和質量都沒有發生改變，從而深刻理解質量守恒定律的微觀本質。教師還可以引導學生思考不同化學反應中微觀粒子的變化情況，如氧化還原反應中電子的轉移、酸堿中和反應中氫離子和氫氧根離子的結合等，通過對這些微觀過程的分析，加深學生對化學反應類型和本質的理解。在挖掘插圖深層信息的過程中，教師可以采用提問、討論、探究等教學方法，激發學生的思維，引導學生主動探索。教師可以提出一些具有啟發性的問題，如“從這幅插圖中，你能發現什么規律？”“這個實驗裝置的設計有什么優點？”“在這個化學反應中，微觀粒子是如何變化的？”通過這些問題，引導學生深入思考，積極參與討論。教師還可以組織學生進行探究活動，讓學生自主觀察插圖，提出問題，設計實驗或查閱資料進行探究，最后得出結論。在探究過程中，培養學生的自主學習能力和探究精神，提高學生的化學學科核心素養。4.3開展基于插圖的探究活動，培養高階思維4.3.1小組合作探究小組合作探究是培養學生高階思維的重要方式，通過組織學生以小組形式對插圖進行討論、探究，能夠充分發揮學生的主體作用，促進學生之間的思想碰撞和交流，培養學生的合作能力和探究精神。在初中化學教學中，針對不同類型的插圖，設計富有針對性的小組合作探究活動，引導學生深入思考，挖掘插圖背后的化學知識和原理，有助于提升學生的思維水平和解決問題的能力。以探究不同金屬與酸反應的插圖為例，教師可以展示一幅包含鎂、鋅、鐵、銅等金屬分別與稀鹽酸反應的實驗插圖，圖中清晰呈現了不同金屬與酸反應時產生氣泡的快慢、溶液顏色變化等現象。在課堂上，教師將學生分成若干小組，每組4-6人，讓學生圍繞插圖展開討論。教師首先提出問題：“觀察這幅插圖，不同金屬與酸反應的現象有什么不同？這些現象說明了什么？”學生們通過仔細觀察插圖，能夠直觀地看到鎂與稀鹽酸反應時產生大量氣泡，反應非常劇烈；鋅與稀鹽酸反應也產生較多氣泡，反應較為劇烈；鐵與稀鹽酸反應產生少量氣泡，溶液由無色變為淺綠色；而銅與稀鹽酸不反應，沒有氣泡產生。各小組學生針對這些現象展開熱烈討論，分析不同金屬與酸反應現象差異的原因。有的小組認為，產生氣泡的快慢與金屬的活潑性有關，金屬越活潑，與酸反應越劇烈，產生氣泡就越快。通過查閱教材或討論，學生們進一步了解到，在金屬活動性順序中，鎂、鋅、鐵位于氫之前，所以它們能與稀鹽酸發生置換反應，產生氫氣；而銅位于氫之后，不能與稀鹽酸反應。接著，教師繼續引導學生思考：“根據金屬與酸反應的現象，如何比較鎂、鋅、鐵的金屬活動性強弱？”學生們經過討論，提出可以根據反應的劇烈程度來判斷金屬活動性強弱，反應越劇烈，金屬活動性越強。所以，從插圖中可以得出，鎂的金屬活動性最強，鋅次之，鐵相對較弱。在小組討論過程中，教師要鼓勵學生積極發表自己的觀點，傾聽他人的意見，培養學生的合作意識和溝通能力。對于學生提出的問題和觀點，教師要及時給予反饋和引導，幫助學生深入思考，拓展思維。在討論金屬與酸反應的本質時，可能有學生提出：“為什么金屬與酸反應會產生氫氣？”教師可以引導學生從微觀角度進行分析，講解金屬原子在反應中失去電子，變成金屬陽離子，而酸中的氫離子得到電子，變成氫原子，氫原子結合形成氫氣分子。通過這樣的引導，學生能夠從更深層次理解金屬與酸反應的化學原理，培養學生的微觀思維能力和邏輯推理能力。為了進一步深化學生的理解，教師還可以讓各小組進行實驗驗證。每個小組領取鎂條、鋅粒、鐵釘、稀鹽酸等實驗用品，按照插圖中的實驗方法，進行金屬與酸反應的實驗操作。在實驗過程中，學生們親自觀察實驗現象，與之前通過插圖觀察到的現象進行對比，進一步加深對金屬與酸反應的認識。實驗結束后，各小組進行匯報交流，分享實驗結果和心得體會。通過實驗驗證，學生不僅鞏固了所學的化學知識，還提高了實驗操作能力和科學探究能力。通過這樣的小組合作探究活動，學生們圍繞插圖展開深入思考和討論，從實驗現象分析到化學原理探究，從金屬活動性順序的判斷到微觀本質的理解，逐步培養了學生的觀察能力、分析能力、推理能力和合作探究能力，促進了學生高階思維的發展。在今后的教學中，教師可以根據教學內容和學生的實際情況，設計更多類似的小組合作探究活動，充分發揮插圖的教學價值，提高學生的化學學科核心素養。4.3.2創新實驗設計在初中化學教學中，鼓勵學生根據插圖進行實驗設計的創新，是培養學生創新思維和實踐能力的有效途徑。化學插圖為學生提供了豐富的實驗素材和思路，學生可以在對插圖深入理解的基礎上，結合所學的化學知識，對實驗進行改進和創新，設計出更加合理、有趣、高效的實驗方案。這不僅能夠激發學生的學習興趣和創新熱情，還能讓學生在實踐過程中，將理論知識與實際操作相結合，提高學生的綜合能力。以改進實驗裝置圖為例，在學習氧氣的實驗室制取時，教材中展示了加熱高錳酸鉀制取氧氣的常規實驗裝置圖。教師可以引導學生對該裝置進行分析，讓學生思考裝置中存在的不足之處以及如何改進。學生們通過觀察和討論，可能會發現以下問題：加熱高錳酸鉀時，試管口需要塞一團棉花，以防止高錳酸鉀粉末進入導管，但這可能會導致棉花燃燒，存在一定的安全隱患；用排水法收集氧氣時，集氣瓶中的水需要提前裝滿，操作較為繁瑣；實驗結束后，需要先將導管從水槽中移出，再熄滅酒精燈，否則可能會導致水倒吸，使試管炸裂。針對這些問題，學生們發揮創新思維，提出了各種改進方案。有的學生提出，可以在試管口安裝一個帶有過濾裝置的塞子，代替棉花，既能防止高錳酸鉀粉末進入導管，又能避免棉花燃燒的風險；有的學生建議，使用一個帶有刻度的集氣瓶，并在集氣瓶底部連接一個排水裝置，這樣可以直接觀察收集到氧氣的體積，同時也簡化了集氣瓶裝水的操作；還有的學生設計了一種自動控制裝置，當氧氣收集滿時，裝置能夠自動切斷加熱源，并將導管從水槽中移出，避免了水倒吸的問題。在學生提出改進方案后，教師要給予充分的肯定和鼓勵，并引導學生對方案進行進一步的完善和論證。組織學生進行小組討論，讓他們分析每個改進方案的可行性和優缺點。對于可行的方案，教師可以提供實驗器材，讓學生親自進行實驗驗證。在實驗過程中，學生們觀察實驗現象，記錄實驗數據，對比改進前后的實驗效果。通過實驗驗證，學生們能夠更加深入地理解實驗原理，同時也能發現自己設計方案中存在的問題，進一步優化方案。在改進氫氣還原氧化銅的實驗裝置時，有學生提出用氫氣袋代替氫氣發生裝置，這樣可以更加方便地控制氫氣的通入量，減少氫氣的浪費。在實驗驗證過程中，學生們發現雖然氫氣袋使用方便，但在連接裝置時容易出現漏氣現象，影響實驗效果。于是，學生們又對連接方式進行了改進，采用了更加密封的連接材料和方法，最終成功解決了漏氣問題，使實驗順利進行。通過這樣的實踐過程，學生不僅提高了創新思維能力，還培養了嚴謹的科學態度和解決實際問題的能力。除了改進實驗裝置，學生還可以根據插圖進行實驗方法的創新。在學習二氧化碳的實驗室制取時，教材中介紹了用大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應制取二氧化碳的方法。學生可以思考是否有其他方法可以制取二氧化碳，或者如何改進實驗條件，提高二氧化碳的制取效率。有學生提出可以用碳酸鈉粉末與稀鹽酸反應制取二氧化碳，因為碳酸鈉粉末與稀鹽酸反應速度更快。但在實驗過程中，學生發現反應速度過快，難以控制。于是，學生通過調整稀鹽酸的濃度和滴加速度，成功地控制了反應速度，實現了實驗方法的創新。通過鼓勵學生根據插圖進行創新實驗設計，能夠充分調動學生的學習積極性和主動性，培養學生的創新思維和實踐能力。在這個過程中，學生學會了從不同角度思考問題，敢于提出自己的想法和見解，并通過實踐驗證自己的設想。這不僅有助于學生更好地掌握化學知識和實驗技能，還為學生未來的學習和發展奠定了堅實的基礎。教師在教學中要為學生提供更多的創新空間和實踐機會，引導學生不斷探索，培養學生的創新精神和實踐能力，使學生在化學學習中獲得更多的樂趣和成長。4.4利用信息技術融合插圖教學，拓展學習資源4.4.1多媒體展示在初中化學教學中，運用多媒體展示插圖是一種極具優勢的教學手段，它能夠將傳統的靜態插圖轉化為動態、生動的教學資源，極大地增強教學的直觀性和吸引力，有效促進學生對化學知識的理解和掌握。多媒體展示插圖的形式豐富多樣，包括圖片、動畫、視頻等，教師可以根據教學內容和學生的學習需求，靈活選擇合適的展示方式，為學生呈現更加豐富多彩的化學學習世界。利用動畫展示化學反應過程的插圖，能夠將抽象的化學反應原理直觀地呈現出來，幫助學生突破學習難點。在學習酸堿中和反應時，教材中通常會有相關的插圖展示反應過程，但靜態的插圖難以讓學生清晰地理解反應中微觀粒子的變化。教師可以借助動畫制作軟件，將酸堿中和反應的微觀過程制作成動畫。動畫中，用不同顏色的小球分別代表酸中的氫離子、堿中的氫氧根離子以及反應生成的水分子和鹽中的離子。當酸和堿混合時，氫離子和氫氧根離子迅速結合，形成水分子，同時鹽中的離子在溶液中自由移動。通過這樣生動形象的動畫展示，學生可以直觀地看到反應中微觀粒子的運動和相互作用，深刻理解酸堿中和反應的本質是氫離子和氫氧根離子結合生成水。動畫還可以展示反應過程中的能量變化，如反應放熱時，用動畫效果表現出溫度升高的現象，使學生對化學反應的理解更加全面。視頻展示則能夠為學生提供更加真實、具體的化學實驗場景和現象。在學習氧氣的實驗室制取時，教師可以播放一段完整的實驗操作視頻，視頻中不僅展示了實驗裝置圖中的各種儀器，還詳細演示了實驗的操作步驟，如檢查裝置氣密性、裝藥品、加熱、收集氣體等。學生通過觀看視頻，能夠更加清晰地了解實驗的全過程，掌握實驗操作的要點和注意事項。視頻還可以展示實驗過程中可能出現的錯誤操作及其后果，如加熱時試管口未略向下傾斜導致試管炸裂，讓學生深刻認識到正確操作的重要性。在學習金屬與酸的反應時，教師可以播放不同金屬與酸反應的視頻，讓學生觀察不同金屬反應時產生氣泡的快慢、溶液顏色的變化等現象，從而更加直觀地比較不同金屬的活動性順序。圖片展示也是多媒體教學中常用的方式之一。教師可以收集與教材插圖相關的高清圖片，在課堂上進行展示。在學習物質的微觀結構時，教師可以展示用掃描隧道顯微鏡拍攝的分子、原子的真實圖片，讓學生親眼看到微觀粒子的形態和排列方式，增強學生對微觀世界的感性認識。教師還可以對教材中的插圖進行加工處理，如添加標注、注釋、對比圖等，突出重點內容，幫助學生更好地理解插圖所傳達的化學信息。在展示元素周期表的插圖時，教師可以在圖片上標注出元素的原子序數、元素符號、名稱、相對原子質量以及元素的類別等信息，使學生能夠更加清晰地了解元素周期表的結構和元素的相關信息。在運用多媒體展示插圖時，教師要注意以下幾點：一是要確保多媒體資源的質量，圖片要清晰、動畫要流暢、視頻要穩定，避免因資源質量問題影響教學效果。二是要合理安排展示時間，避免展示時間過長導致學生注意力分散，也不能展示時間過短讓學生來不及理解。三是要引導學生積極觀察和思考，在展示過程中，教師可以適時提出問題，引導學生觀察插圖中的關鍵信息，思考其中蘊含的化學原理，培養學生的觀察能力和思維能力。通過運用多媒體展示插圖，為學生提供更加豐富、直觀的學習資源，激發學生的學習興趣，促進學生深度學習，提高初中化學教學質量。4.4.2在線學習平臺隨著信息技術的飛速發展，在線學習平臺在教育領域的應用越來越廣泛。在初中化學教學中，利用在線學習平臺分享插圖資源、開展互動學習，為學生提供了更加便捷、高效的學習渠道，拓寬了學生的學習空間，有助于激發學生的學習積極性和主動性，促進學生深度學習，提升學生的化學學科素養。許多在線學習平臺都提供了豐富的化學插圖資源庫，教師可以將人教版初中化學教材中的插圖上傳到平臺上，同時還可以收集其他相關的優質插圖資源，如化學實驗圖片、微觀粒子模型圖、化學工業流程圖等，整合到資源庫中。這樣，學生可以在平臺上隨時隨地瀏覽和下載這些插圖資源，方便學生在課后進行復習和預習。在學習“金屬和金屬材料”這一單元時，學生可以在在線學習平臺上找到各種金屬的實物圖片、金屬制品的用途圖片以及金屬與酸、鹽反應的實驗圖片等。這些豐富的插圖資源能夠幫助學生更加全面地了解金屬的性質和用途，加深對教材知識的理解。教師還可以在平臺上對插圖資源進行分類整理，如按照教材章節、插圖類型等進行分類，方便學生查找和使用。在平臺上設置“實驗裝置圖”“微觀粒子示意圖”“物質用途圖”等分類標簽，學生點擊相應標簽即可快速找到所需的插圖資源。在線學習平臺還為師生之間、學生之間的互動學習提供了便利條件。教師可以在平臺上針對插圖資源設計一系列的互動學習活動，如在線討論、小組合作學習、在線測試等。在學習“分子和原子”這一內容時，教師可以在平臺上發布水分子、氧氣分子等微觀粒子示意圖，并提出問題：“從這些微觀粒子示意圖中，你能發現分子有哪些特點？”然后組織學生在平臺上進行在線討論。學生們可以在討論區發表自己的觀點和看法，分享自己的理解和思考。通過在線討論，學生們能夠相互啟發、相互學習，加深對微觀粒子概念的理解。教師還可以利用在線學習平臺開展小組合作學習活動。將學生分成若干小組，每個小組分配一個與插圖相關的學習任務，如根據實驗裝置圖設計實驗方案、分析微觀粒子示意圖總結物質的微觀結構特點等。小組成員在平臺上進行交流和協作，共同完成學習任務。在完成任務的過程中，學生們不僅能夠提高自己的化學知識水平，還能培養團隊合作精神和溝通能力。在線測試也是在線學習平臺上常見的互動學習方式之一。教師可以根據插圖內容設計在線測試題目，如選擇題、填空題、簡答題等，讓學生通過回答問題來檢驗自己對插圖所傳達化學知識的掌握程度。在學習“碳和碳的氧化物”這一單元后，教師可以設計與二氧化碳制取實驗裝置圖、一氧化碳還原氧化銅實驗圖相關的測試題目，考察學生對實驗原理、實驗操作、實驗現象等知識的理解和掌握。在線測試完成后，平臺會自動給出成績和答案解析，學生可以及時了解自己的學習情況，發現自己的不足之處，有針對性地進行學習和改進。為了更好地利用在線學習平臺開展插圖教學，教師需要引導學生正確使用平臺。在平臺使用初期，教師可以對學生進行培訓，介紹平臺的功能和使用方法，讓學生熟悉平臺的操作流程。教師要鼓勵學生積極參與平臺上的互動學習活動，培養學生的自主學習能力和學習興趣。教師還可以在平臺上設置獎勵機制，對積極參與互動學習、表現優秀的學生給予一定的獎勵，如積分、榮譽勛章等，激發學生的學習積極性和競爭意識。通過利用在線學習平臺分享插圖資源、開展互動學習，為初中化學插圖教學注入新的活力，拓寬學生的學習渠道，促進學生深度學習，提高學生的化學學習效果和綜合素養。五、教學實踐與效果驗證5.1教學實踐設計為了驗證深度學習視野下初中化學插圖教學策略的有效性，本研究選取了人教版初中化學教材中“金屬和金屬材料”單元作為教學實踐內容。該單元內容豐富，涵蓋了金屬的物理性質、化學性質、金屬活動性順序、金屬資源的利用和保護等知識點，且教材中配有大量與之相關的插圖，如金屬實物圖片、金屬與酸反應的實驗裝置圖、金屬活動性順序表、工業煉鐵的工藝流程示意圖等，非常適合運用插圖教學策略開展教學活動。本次教學實踐的教學目標設定為：學生能夠通過觀察插圖，準確描述金屬的物理性質和化學性質，如金屬具有光澤、導電性、導熱性、延展性等物理性質，以及金屬能與氧氣、酸、鹽溶液發生化學反應的化學性質；深入理解金屬活動性順序的含義和應用，能夠根據金屬與酸、鹽溶液反應的插圖，判斷金屬的活動性強弱，并能運用金屬活動性順序解釋生活中的一些化學現象；了解工業煉鐵的原理和工藝流程，通過觀察工業煉鐵的工藝流程示意圖，掌握煉鐵的主要原料、設備和化學反應方程式；通過對插圖的觀察、分析和討論，培養學生的觀察能力、分析能力、推理能力和合作探究能力，提高學生的批判性思維和創新思維能力，促進學生深度學習的發生；通過學習金屬材料在生活和生產中的廣泛應用，感受化學與生活的緊密聯系，增強學生對化學學科的興趣和學習動力，培養學生的社會責任感和環保意識。在教學過程設計方面，采用了以下步驟：導入新課：展示一些生活中常見的金屬制品圖片，如鐵鍋、銅線、鋁合金門窗等，引導學生觀察這些金屬制品的外觀和用途，并提問：“同學們，我們生活中處處都離不開金屬制品，那你們知道這些金屬為什么能被用來制作成不同的物品嗎？它們都具有哪些性質呢？”通過這些問題，激發學生的學習興趣和好奇心，引出本節課的學習內容——金屬和金屬材料。知識講解：運用教材中的插圖，結合教學內容進行詳細講解。在講解金屬的物理性質時，展示金屬實物圖片，讓學生觀察金屬的顏色、光澤、狀態等，并引導學生思考金屬的導電性、導熱性、延展性等物理性質在生活中的應用。在講解金屬的化學性質時，展示金屬與氧氣、酸、鹽溶液反應的實驗裝置圖和實驗現象圖片，引導學生觀察實驗現象，分析化學反應的本質，寫出相應的化學方程式。在講解金屬活動性順序時，展示金屬活動性順序表和金屬與酸、鹽溶液反應的插圖，引導學生通過比較不同金屬與酸、鹽溶液反應的劇烈程度，理解金屬活動性順序的含義和應用。小組合作探究：組織學生進行小組合作探究活動，針對教材中的插圖提出一些探究問題，讓學生通過小組討論、查閱資料等方式進行探究。展示金屬與酸反應的實驗插圖，提出問題：“為什么不同金屬與酸反應的劇烈程度不同？金屬的活動性順序與金屬的哪些性質有關？”學生分組討論，分析插圖中的實驗現象，查閱教材和相關資料，嘗試找出答案。在探究過程中，教師巡視各小組，觀察學生的討論情況，適時給予指導和幫助。討論結束后，各小組派代表匯報探究結果，教師進行總結和點評。創新實驗設計：鼓勵學生根據教材中的插圖進行創新實驗設計。展示工業煉鐵的工藝流程示意圖，讓學生思考如何改進煉鐵的實驗裝置，提高煉鐵的效率和純度。學生發揮創新思維，提出各種改進方案，如改變反應條件、優化實驗裝置等。教師對學生的創新方案進行評價和指導，選擇一些可行的方案讓學生進行實驗驗證。在實驗過程中，學生觀察實驗現象，記錄實驗數據，分析實驗結果，總結經驗教訓。課堂總結：引導學生回顧本節課所學的內容，結合教材中的插圖，梳理金屬和金屬材料的相關知識。讓學生談談自己在本節課中的收獲和體會，教師進行總結和補充，強調重點知識和關鍵內容。布置作業：布置與本節課內容相關的作業，要求學生運用所學知識和插圖，完成一些練習題和探究性作業。設計一些與金屬活動性順序相關的實驗探究作業，讓學生通過實驗驗證金屬活動性順序；布置一些與金屬資源利用和保護相關的資料收集作業，讓學生了解金屬資源的現狀和保護措施。通過作業，鞏固學生所學的知識，培養學生的自主學習能力和實踐能力。在教學方法上，綜合運用了講授法、討論法、探究法、實驗法等多種教學方法。講授法用于系統地講解化學知識和原理，使學生對教學內容有初步的了解；討論法和探究法用于組織學生進行小組合作探究活動，培養學生的合作能力和探究精神，促進學生之間的思想交流和碰撞；實驗法用于讓學生親身體驗化學實驗的過程，觀察實驗現象，分析實驗結果，培養學生的實驗操作能力和科學探究能力。在教學過程中，注重引導學生觀察插圖，挖掘插圖中的深層信息，鼓勵學生積極提問、思考和發言，充分發揮學生的主體作用，提高學生的學習積極性和主動性。5.2實踐過程實施在“金屬和金屬材料”單元的教學實踐中，嚴格按照預先設計的教學方案進行實施。在