在新课标的背景下,以素养为本的教学是新课标的基本要求,其中就有注重思路的结构化和显性化,对于知识的学习以及知识的理解要求更系统全面。研究知识的辩证手段以及新的课堂教学模式,在一定意义上可以帮助学生形成概念性知识的逻辑梳理以及章节知识网络的架构,以及学生自主学习的培养。研究中选取高一化学必修一为研究内容,主要集中探讨知识可视化在必修一第二章物质的分类以及氧化还原反应、第三章几种重要的金属化合物应用情况。主要应用思维导图和概念图两种知识可视化表征手段,通过选取两个班级,一个实验班和一个对照班,在实验班采用知识可视化教学,主要是包括教师新授课的知识可视化教学和学生在课后自主应用知识可视化工具学习,而对照班采取常规教学。通过问卷调查、访谈便签以及学业成绩的分析,探究知识可视化工具在高中化学应用过程中,优化学生知识架构模式,帮助学生建立化学知识网络和知识可视化工具,提高学生的自主学习能力。研究结果表明,知识可视化在教学之中,确实对学生架构知识,提高自主学习能力有所帮助。