在信息量爆炸的知识社会形态下,以“图形化”“图像化”等为主要特征的知识可视化逐渐显示出在知识获取、传递与创造过程中的优势。近年来的研究从多个方面验证了知识可视化在降低认知负荷、提高知识传递效率、促进复杂知识内化等方面的有效性,因此在教育领域中,知识可视化也颇具价值。但就目前的研究来看,教育领域对于知识可视化的应用存在目标不够明确、与理论结合不够紧密等问题,因此本研究将知识可视化相关理论与高中生物学学科知识特点相联系,提出以突破教学难点为目标的知识可视化教学应用的思路。本文首先概览国内外有关知识可视化的相关文献,总结分析研究现状,厘清知识可视化的应用框架,并以应用框架为指导,以教学设计的ADDIE（Analysis、Design、Develop、Implement、Evaluate）模型作为设计思路构建知识可视化教学应用模型。该模型包括五个环节:知识需求收集、教学分析、教学设计建构、教学实施以及教学效果评价。接着以沪科版高中生命科学第一册“光合作用”一节内容为例,依照构建的应用模型进行了具体实践。实践内容分为三步:首先,通过师生问卷调查收集“光合作用”一节内容中的教学难点,对应模型中的“知识需求收集”环节;接下来,在知识分类理论与应用框架以及视觉表征相关策略的指导下,对调查出的难点进行分析并选择合适策略与知识可视化工具进行可视化设计,结合对教学内容与学情的分析构建完整的教学设计,这一部分对应模型中的“教学分析”与“教学设计建构”环节;最后,以上海市某中学高一年级两个平行班为研究对象进行准实验研究,实验组进行“以知识可视化突破‘光合作用’教学难点”的教学,另一个班作为对照组,沿用传统教学,两个班均进行了前后测,并分析了两班同学在对“光合作用”难点认识、难点解决方面是否存在差异,这一部分对应模型中的“教学实施”以及“教学效果评价”环节。研究发现,采用“以知识可视化突破‘光合作用’教学难点”方式进行授课的实验组相比采用传统方式授课的对照组的后测整体成绩更高,且在“CO2对光合作用影响”这一难点的解决上表现更好,说明知识可视化策略在突破高中生物学教学难点的应用中是有效的。本文构建了指向教学难点突破的知识可视化教学应用模型,围绕该模型进行具体教学实践,并针对可能存在的问题提出建议,为知识可视化在教学中的应用提供一定参考;此外,将难点突破的策略聚焦于概念中的具体知识点,并进行教学效果检验,为实际教学中难点的突破提供思路。