为了解决在化学课堂上观察反应过程时现象不明显的问题,本研究从反应的热效应入手,让学生“看”反应热的变化,从反应热的角度明晰反应的变化过程。本研究中的热效应是借助红外热成像仪来观察的。在课堂中使用红外热成像仪能够突破肉眼的局限,扩大视觉观察的范围,拓宽认识反应变化的角度和视野,使更多的视觉信息进入学生的感觉系统。运用红外热成像仪将不清晰或不可见的反应热的变化过程以图像或视频等形式直观的呈现是过程可视化的表征方法之一。由此,本文在脑科学理论、信息加工理论、双重编码理论的基础上,提出了基于红外热成像技术的物质变化过程可视化的应用研究,利用红外热成像技术直观地观察物质变化过程中热效应的变化。论文研究分为四部分:首先界定了相关概念,并采用文献法对基于红外热成像技术的实验过程可视化进行了文献调研,由此确立了论文的主题与流程;其次,建构了研究的理论基础、实验开发与教学原则,形成研究的理论依据;随后,对课题组所做的红外热成像实验进行梳理,根据实验开发原则的指导和学生对实验的参与程度,将基于红外热成像的实验过程可视化实验划分为演示型实验的过程可视化和探究型实验的过程可视化两类。在总结案例开发的一般过程和方法基础上,分别对两种实验进行视觉表征和教学片段设计并开发成相应的教学案例。最后,实践研究基于红外热成像技术的实验过程可视化教学,并用观察法、调查法两种研究方法分析研究结果,认识基于红外热成像技术的实验过程可视化在教学中所发挥的作用。实验结果表明,基于红外热成像技术的实验过程可视化课程具有趣味性;红外热成像技术通过影响人对图像或视频的特别注意,从而有效地提高学生记忆的效率;学生积极参与到反应过程的探究中,学生的过程意识得到一定程度的提高。不容忽视的是实验中所用试剂微量化,能够降低危险系数,而安全性的提高也能增加学生科学探究的体验频率,对绿色化学理念的熏陶和“科学探究与创新意识”素养的发展都扮演着重要的作用。本研究为一线教师提供化学教学素材的同时,还在一定程度上丰富了红外热成像技术的教学理念。