第一章 绪论
1.1 课题提出的背景
1.1.1 基础教育课程改革的需求
二十世纪中期，美国哈佛大学德裔艺术心理学家鲁道夫·阿恩海姆（RudolfArnheim ,1904-1994）提出了一种新的思维模式——视觉思维，认为“所谓视知觉，也就是视觉思维”［1］。视觉思维概念的建立虽然是以艺术心理学为背景，但阿恩海姆指出视觉思维适用于所有领域，并在他的著作《视觉思维》中专门论述了视觉思维对于教育的作用。创造性思维是借助意象运行的，而视觉思维源于直接感知，借助视觉意象在主体与客体之间进行交流，其本质是一种创造性思维。当前我国面临创新能力低、人文素质教育薄弱的困境，而视觉思维作为一种创造性思维，对我国的教育内都容和方式都具有一定的引导作用。基础教育课程改革提出在课堂教学实施中要体现新课程理念，组织多元化形式的课堂，培养学生的创造能力才是教育的关键。因此，加强对学生视觉思维能力的培养，也是基础教育课程改革的需要。
1.1.2 视觉文化下需要视觉
思维人类主要通过图像和文字两种不同的表达方式，表达自己对客观世界的理解。尼古拉斯·米尔佐夫（Nicholas Morozoff）在《视觉文化导论》中提出，是视觉而非文本正在日益成为我们了解当代世界的主要方式［2］。互联网迅速发展的时代，以及电子产品的应用与普及，对于信息传播的方式产生了很大影响，使得人类从外界获取信息的方式发生转变。当下人类的学习方式和阅读习惯，逐渐由单纯印刷文本转变为借助于视觉图像的阅读。心理学家特瑞奇尔研究证实，人们主要通过视觉系统获取信息，占整个感觉器官所获取信息量的 83%。文字语言的表达具有自身的局限性，在教学中利用有效的视觉信息向学生传达知识，能够突破文字表达的障碍与不足。在当前视觉文化潮流的大背景下，为适应这种表达方式的转变，我们需要一种整合视觉经验的视觉能力和思维方式［3］，以促进视觉思维学习、交流和思考。多媒体和互联网信息时代，批判地、直观地思考图像的能力以及运用图像进行交流能力，已经成为人们终身学习所必须具有的能力。因此，在学科教学中发展中学生的视觉思维能力是一项重要的培养任务。在视觉信息丰富多彩的现代社会中，视觉思维理论的传播具有时代性，运用视觉思维解决问题的能力成为个人社会竞争力的重要因素。因此，视觉思维即将成为教育领域研究的热点具有必然性。
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1.2 研究的目的及意义
1.2.1 研究目的
通过阐述视觉思维理论及其在高中化学教学中的应用，论述视觉思维对化学教育具有重要的意义和应用价值。具体研究目的如下：（1）转变理科教育以逻辑思维为核心的传统观念，使当下教师意识到培养学生视觉思维的重要性和潜在教育价值。（2）研究中提出的在化学教学培养学生视觉思维的策略和应用案例，为教师提供了可参考的实施范例。（3）教师利用视觉思维将化学知识深入浅出，降低学生理解科学概念的本质的难度，提高教师的教学效果和效率。另一方面，让学生掌握科学的、多样化的学习方法，提高他们的学习效率。
1.2.2 研究意义
（1）基于视觉思维的教学研究，能够促进教师职业发展。将视觉思维应用于课堂中，要求教师视觉化呈现学习资料，活动化组织课堂，在实施过程中逐渐转变教师的教学观和学生的学习观，改善化学教师对视觉思维产生的偏见，认识到视觉思维应用在化学学科基础教育中有助于消除学生的思维障的特殊价值。（2）基于视觉思维的教学，有利于提高教师的教学效率和学生的学习效率。将视觉思维应用于课堂教学中，能够使枯燥的理论知识显得丰富多彩而吸引学生注意力，降低理解抽象概念的难度，并掌握了学习科学知识所需要的视觉思维能力。（3）基于培养学生视觉思维能力的化学教学，对于学生创造性思维的发展具有不可或缺的作用，研究视觉思维即为研究创造性思维提供新的视角和思路。同时，丰富和发展视觉思维在教育领域的理论研究，拓展视觉思维在化学学科教育领域的应用，为其他学科教学提供切实参考和可借鉴的经验。
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第二章 视觉思维的相关理论
2.1 视觉思维概念界定
阿恩海姆提出人们的视知觉活动中，伴随有思维过程，视知觉便是视觉思维，然而他开始并没有明确提出视觉思维的概念。自此之后，国内外很多人开始展开对视觉思维的研究，对视觉思维的内涵进行多元论述。美国心理学家麦金对视觉思维做出了明确的概念界定，指出视觉思维是一种在观看、想象和构绘三种视觉能力相互作用中进行的思维活动。后来随着视觉思维理论的发展，视觉思维的内涵也逐渐有了新的涵义，但是建立在麦金的理论基础之上，仍然围绕观看、想象、构绘来论述。我国学者刘冬岩指出，视觉思维是指视觉感官在接收来自环境的刺激后产生反应，在大脑中形成视觉意象并以视觉意象为媒介，在观察、想象和构绘三者之间的相互作用下进行的创造性思维[13]。刘冬岩对于视觉思维内涵的表述虽然没有突破麦金的观点，但是他集大成者，使视觉思维的内涵更加完善。
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2.2 视觉和思维的关系
被观察对象反射过来的光线作用于观察主体的视觉器官，使视觉感受细胞兴奋，接受到的信息经视觉神经系统加工、处理后产生视觉，具有人类基本的生理与心理现象[22]。人类的视觉源于感官，但不受感官经验的限制，对于同一事物也可以产生不同的视觉意象，具有逻辑推演功能。视觉具有恒常性特点，观看者能够迅速感知远距离的事物，并采取与现实相一致的方式感知事物，是理性思维的一种基本表现；视觉具有选择性，观看者会有将注意力集中在自身感兴趣的事物上的趋势，而且很容易被外界环境发生变化的事物所吸引；视觉具有整体性，当观看者看到有缺陷的图像时，反馈到大脑中的仍然是一个完整的信息。视觉从环境或外界事物中获取信息，其实质是通过建构区别于原始材料的新视觉形象来实现的。思维是认识的最高级形式，人们通过语言的描述、观看表象或动作实现对客观事物理性认识[23]。通过对视觉的特点进一步分析，其特点强有力的论证了视觉活动的过程中含有理性维成分，视知觉的过程是一个从感性认识到理解的过程。人们利用视知觉积极主动地去探索世界时，并不是由视觉独立完成的，而是经过视知觉系统的综合分析后反馈到人脑中。通过视觉呈现在人眼中事物，并非像照相机一样是对事物简单机械的复制，而是对一个新世界积极地、主动地选择和重构后的产品，是一种对事物的抽象和概括。在这个过程中，大脑不断地产生和积累视觉意象，实际上进行的是一种积极的融合性思维活动。因此，我们不能把视知觉简单地看作一种低级的认识活动，视知觉活动伴随着思维，两者通过抽象和联想相关联。思维是知觉的一种基本构成成分，两者密不可分。
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第三章 化学教学中视觉思维能力的培养.....13
3.1 视觉观看能力的培养....13
3.2 视觉想象能力的培养....14
3.3 视觉构绘能力的培养....15
第四章 视觉思维在高中化学教学中的应用.........19
4.1 基于视觉思维的教材插图分析....19
4.2 基于视觉思维的教学设计案例....21
第五章 研究结论与思考.........33
5.1 研究结论........33
5.2 研究思考........33
第四章 视觉思维在高中化学教学中的应用
化学学科中有的概念、规律比较抽象，中学生头脑中缺乏清晰、具体的相关认知事物的视觉意象。《化学反应原理》所涉及的理论知识比较多，如焓变、化学反应速率与化学平衡等理论性知识较难学习与理解，这要求教师通过更直观的形象向学生讲授，帮助学生建立相关意象库，完成对新知识的建构与理解，并能够借助建立的新的意象库来解决实际问题。下面以《化学反应原理》模块为例，来探讨视觉思维在化学教材编写中的体现，及在课堂中和解决化学问题中的应用。
4.1 基于视觉思维的教材插图分析
教材作为课程内容的重要组成部分,是教学内容的重要载体之一,同时也是教师教学和学生学习的基本依据。随着社会的发展，电视、电影、互联网的普及使视觉形式成为传递信息的重要形式,从而使学生的思维方式发生了改变,他们对于表象直觉性符号更加敏感。由于学生主要认知方式的转变，新课程改革中对教科书的设计提出了具有时代性的要求。教科书要体现“信息传递形式的多样化”，文字语言同图像语言协同呈现学习内容，增强教科书的趣味性， 留给学生更多的想象和思考空间。图片是人对视觉感知的物质再现,是一种视觉符号，是激发学生视觉思维的一种重要手段。化学教材中的插图作为储存和表达教育信息的基本方式,诸如反映化学物质的颜色、聚集状态等物理性质图像，向学生展示实验室常用的一些实验仪器的图示，重要化学实验装置示意图，实验室或化工生产工艺流程操作图，介绍化学发展过程中的重要发现或杰出化学家的化学史资料图等。插图同文字相结合的教科书，带给学生视觉上的直观感受，避免了纯文字信息表达的枯燥，吸引学生的注意力和激发学习兴趣。同接受单一的文字信息相比,对学过的知识记忆得更持久,而且能更好地应用概念去解决问题。为进一步阐述研究视觉思维在中学化学中应用的必要性，对人教版高中化学《化学反应原理》中的插图进行详细分析,具体见表 2、表 3。（本文研究的插图对象为正文中有编号的插图，即不包含教材绪论和习题中的插图）.
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结论
在完成本课题的过程中，查阅了很多关于视觉思维的文献资料，对于视觉思维的理解不断地深入，不断更新脑海中对视觉思维的看法。课题借鉴前人经验，把审美心理学中的视觉思维理论运用于学科教学实践中。研究的独特之处，在于通过具体的教学过程阐述视觉思维如何应用于化学课堂中，附以经典高考题分析如何在解决实际问题中发展学生视觉思维，提高他们解决化学问题的效率。根据研究，可以得出以下结论：
（1）化学学科具有独特的视觉化语言，化学教科书的内容呈现体现了视觉思维的思想，因此视觉思维可广泛应用于化学学科学习和教学中。根据主体部分分析，我们已经知道化学学科具有形象化符号、直观实验、微观的物质结构等特点，是视觉思维可应用于化学中的基础。
（2）视觉思维应用于化学学科中能够提高教师的教学效率。教师借助于多种感官方式来表征教学信息，避免语言文字表征信息的不足，使学生准确高效的接收信息。在这个过程中能够实现有效教学，使得学生在相对较短的时间里获得更多的间接经验，并掌握学习化学的技巧与方法，达到预期的教学目标。
（3）培养学生视觉思维，能够提高他们解决问题的能力。调动学生的视觉经验，将问题情境概括抽象为他们可理解的视觉意向，借助于新的意象进行思维，可弥补语言思维的局限性，提高获取信息,分析问题和解决问题的能力。总之，将视觉思维理论应用于指导学生的化学学习，可使学生积极参与，高效掌握化学核心知识，深入理解化学学科本质,有效提升化学素养。学生借助于视觉思维学习新知识的过程中，不仅仅提高了获取信息,分析问题和解决化学问题的能力, 视觉思维能力也得到有效发展，又能够激发他们的创造性思维。另一方面，为教师创造性地组织课堂提供新视角、新方法，有助于自身专业素质获得提升。
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参考文献（略）