信息时代科技迅速发展,获得知识的途径增多。传统的教育方式已经不能满足人们对知识的需求,不符合现代社会发展规律,因此知识可视化这种新型的教学方式应运而生。虽然知识可视化还是一个新兴领域,但同时也是一个研究热点领域,近年来知识可视化已经被应用于各个领域,特别是将知识可视化应用于教学中已是众多学者共识。本文以人教版普通高中化学选修3《物质结构与性质》为例,运用文献研究、问卷调查、访谈等研究方法,归纳出知识可视化的国内外研究现状,发现目前国内外对知识可视化在教学中的研究大部分是围绕“思维导图”和“概念图”这两种知识可视化的表现形式展开,对知识可视化的其他表征形式研究较少,在高中化学教学中研究也较少。接着阐述了双重编码理论、脑科学理论、图示理论等理论,作为本研究的理论基础,并在查阅文献的基础上对可视化和知识可视化等概念进行界定。随后分别从学校、教师、学生这三个角度分析了知识可视化应用于《物质结构与性质》教学设计的可行性,并设计出知识可视化下《物质结构与性质》的教学设计在教学中的应用模式,节选“原子结构”“共价键”“分子的立体构型”“离子晶体”这四个课题,开发出分别主要由视觉隐喻、知识动画、思维导图、模型构建这四种知识可视化表征形式呈现的教学设计,进而通过对所开发案例的应用进行访谈,分析其教学效果。研究结果显示知识可视化应用于教学中可以增强学生学习兴趣,提高学生学习效率。通过对知识可视化应用于《物质结构与性质》教学设计的研究,以期为高中一线化学教师提供参考。同时希望在广大学者的参与下,不断丰富和完善知识可视化应用于教学的案例,为一线教师提供新的教学手段,帮助学生改善传统认知方式。