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1、光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機物,同時釋放氧氣的過程。其主要包括光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個階段,涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應(yīng)步驟,對實現(xiàn)自然界的能量轉(zhuǎn)換、維持大氣的碳-氧平衡具有重要意義。
2、植物在同化無機碳化物的同時,把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,儲存在所形成的有機化合物中。每年光合作用所同化的太陽能約為人類所需能量的10倍。有機物中所存儲的化學(xué)能,除了供植物本身和全部異養(yǎng)生物之用外,更重要的是可供人類營養(yǎng)和活動的能量來源。因此可以說,光合作用提供今天的主要能源。綠色植物是一個巨型的能量轉(zhuǎn)換站。
3、大氣之所以能經(jīng)常保持21%的氧含量,主要依賴于光合作用(光合作用過程中放氧量約)。光合作用一方面為有氧呼吸提供了條件,另一方面,的積累,逐漸形成了大氣表層的臭氧(O3)層。臭氧層能吸收太陽光中對生物體有害的強烈的紫外輻射。植物的光合作用雖然能清除大氣中大量的CO2,但大氣中CO2的濃度仍然在增加,這主要是由于城市化及工業(yè)化所致。
(來源:文章屋網(wǎng) )
本節(jié)的內(nèi)容是第四章《綠色植物是生物圈子中有機物的制造者》的第二節(jié)。前面一節(jié)已經(jīng)介紹了有機物是光合作用制造的,那么光合作用制造的有機物又是如何被利用的呢?就是本節(jié)課的主要內(nèi)容。在這節(jié)課中教材闡明了綠色植物的呼吸作用,它符合課標(biāo)第四個主題中綠色植物的呼吸作用,屬于理解層次。本節(jié)課安排了三個演示實驗貫穿始終,有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。從知識結(jié)構(gòu)的安排來看,它包括三個方面:1.有機物對生物體的作用2.呼吸作用的概念及反應(yīng)式3.呼吸作用是生物的共同特征。
根據(jù)以上分析,本節(jié)課的重點與難點是:
重點:有機物對植物體的作用;植物體呼吸作用的演示實驗。
難點:植物呼吸作用的過程以及呼吸作用實驗的分析。
二、學(xué)生分析:
七年級的學(xué)生通過對植物的光合作用的學(xué)習(xí),對于植物的光合作用已經(jīng)有了一定的認(rèn)識,但往往意識不到植物的呼吸作用,甚至將植物的光合作用與呼吸作用相混淆。所以就需要教師在課堂中組織一系列的驗證性實驗和探究性實驗,使學(xué)生在自主探究的學(xué)習(xí)活動中,獲得有關(guān)呼吸作用的知識。在此過程中,學(xué)生也發(fā)展了創(chuàng)新思維能力,培養(yǎng)了科學(xué)精神。
三、教學(xué)目標(biāo):
(一)知識目標(biāo)
1.描述綠色植物呼吸作用的過程;
2.闡明有機物對于生物體的重要作用;
3.認(rèn)同綠色植物在制造有機物方面對于生物圈的重要意義。
(二)能力目標(biāo)
提高學(xué)生觀察、分析、合作討論、歸納總結(jié)實驗等自主學(xué)習(xí)的能力。
(三)情感目標(biāo)
通過探究實驗培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察、勤于思考、實事求是的科學(xué)態(tài)度。
四、教學(xué)準(zhǔn)備:
1.學(xué)生課前準(zhǔn)備:學(xué)生分為八個小組,以小組為單位,探究有機物分解時需要氧氣、產(chǎn)生二氧化碳、釋放能量。
2.實驗材料的準(zhǔn)備:溫度計、薄膜袋、試管、廣口瓶、澄清石灰水、蠟燭、導(dǎo)管、燃燒匙、止水夾、火柴;綠色蔬菜、萌發(fā)的黃豆芽種子各若干。
3.制作相關(guān)的課件。
關(guān)鍵詞:生物教學(xué);以疑促思;新探究;聯(lián)系實際
新課程的基本理念之一是注重現(xiàn)實與生活之間的聯(lián)系,生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出要結(jié)合學(xué)生現(xiàn)實的生活背景學(xué)習(xí)生物,在生物的學(xué)習(xí)中探討生活中的問題,并深刻記憶生物知識,因此,在教學(xué)過程中,教師要深入地探究生活中的問題,把生活中的實際問題帶入生物教學(xué)當(dāng)中,讓生物課堂充滿生活化。本文則以實例分析中職生物的生活化教學(xué)策略。
一、以疑促思,激發(fā)興趣
對知識的渴望能夠有效地促進學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣,也是一個人對學(xué)習(xí)的優(yōu)秀的品質(zhì)。求知欲最初表現(xiàn)為對知識的渴望以及對現(xiàn)實現(xiàn)象的疑惑,之后演變?yōu)閷W(xué)習(xí)的興趣,在生物教學(xué)中我們應(yīng)當(dāng)堅持這種原則,在教學(xué)中設(shè)置生活化的問題,從學(xué)生的生活實際出發(fā),并與課堂教學(xué)的知識緊密相連,問題的設(shè)置既是學(xué)生感興趣的東西,又是學(xué)生關(guān)注和熟悉的東西。把這一類問題由課堂延伸到課外,進行知識的拓展和應(yīng)用。在“植物的光合作用”教學(xué)中應(yīng)當(dāng)從社會的環(huán)境問題入手,以學(xué)生關(guān)注的環(huán)境、人口等問題為切入點。在課堂上配合多媒體展示當(dāng)今世界的環(huán)境污染、資源匱乏等問題,并向?qū)W生提出如何解決人口及糧食的問題,對此讓學(xué)生發(fā)表自己的觀點和看法,引入袁隆平的雜交水稻可以有效地解決人口及糧食的問題,讓學(xué)生歸納解決的方法,如控制人口的增長、開發(fā)新的能源、提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。在解決的措施上與植物的光合作用都有相關(guān)的聯(lián)系,并能根據(jù)植物的光合作用來分析生活中的問題,讓學(xué)生對生物學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣,增加對知識的關(guān)注度,為更好地學(xué)習(xí)生物知識做鋪墊。
二、親歷探究,夯實基礎(chǔ)
探究學(xué)習(xí)的方式是新課程改革的一項重要內(nèi)容,探究學(xué)習(xí)的價值和意義在于它能通過讓學(xué)生親自參與到探究的過程中,科學(xué)地進行學(xué)習(xí),親自做自己喜歡的事情。
在教學(xué)中多組織學(xué)生進行實驗教學(xué),并在實驗中探究生物中的問題。在實驗中給學(xué)生制定嚴(yán)格的操作標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕凑詹僮鞑襟E,在實驗中運用科學(xué)的知識進行實驗。在學(xué)生的探究過程中,教師起到引導(dǎo)作用,學(xué)生出現(xiàn)的疑難問題,教師都可以有效地進行指導(dǎo)和回答,并為學(xué)生構(gòu)建解決問題的平臺,使問題進一步步驟化和具體化。
利用多媒體展示課件。在生物課堂教學(xué)中,運用多媒體手段播放植物光合作用的過程,植物的光合作用在實驗中用肉眼是觀察不出來的,因此借助多媒體課件可以讓學(xué)生觀察到細微的實驗效果,并讓學(xué)生在實驗中有計劃地進行實驗,對實驗中遇到的問題要及時地給予解答,并在實驗中給予引導(dǎo)。學(xué)生通過自己實驗對光合作用的有關(guān)知識進行探討,可以為接下來教師的深入講解做鋪墊。
在生活中,要讓學(xué)生多關(guān)注植物的生長以及變化,留心生活,讓課堂中的知識與生活中的經(jīng)驗相互融合,讓學(xué)生多多關(guān)注生活、關(guān)注社會,從而達到學(xué)以致用。
三、聯(lián)系實際,解決問題
生物教學(xué)可以將課本中的理論性知識與生活知識相互聯(lián)系,為了解決生活中的問題,將科學(xué)、技術(shù)與社會三者之間緊密地聯(lián)系在一起,能夠用生物當(dāng)中的知識來解決生活中遇到的問題,讓學(xué)生更多地關(guān)注生活、關(guān)注社會,從而增強學(xué)生的社會責(zé)任感。因此在植物光合作用的學(xué)習(xí)中,應(yīng)當(dāng)真正地做到學(xué)以致用。在本節(jié)課的教學(xué)中,要圍繞兩個主題“物質(zhì)變化”和“能量變化”展開教學(xué)。在教課之前先給學(xué)生布置兩個探究任務(wù):一是到田地里找農(nóng)民,探究農(nóng)民田間作物管理的方法;二是咨詢農(nóng)民為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量做出了哪些管理。
1.物質(zhì)變化
圍繞這個方面向同學(xué)們展開提問:面對越來越多的人口,如何在有限的耕地里提高農(nóng)作物的產(chǎn)量?根據(jù)本節(jié)課中學(xué)習(xí)的光合作用,你覺得怎樣才能有效地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量?在學(xué)生思考這些問題的時候,聯(lián)系生活中農(nóng)民田間管理的方法,可以有效地進行施肥、除草、灌溉等方法,提高糧食的產(chǎn)量。嘗試著用光合作用的原理解釋生活中的現(xiàn)象,從而加深對光合作用原理的掌握,運用課堂學(xué)習(xí)的知識,為解決生活中的問題做鋪墊。
2.能量變化
在植物的光合作用中,實現(xiàn)了一系列的能量轉(zhuǎn)化。根據(jù)這一能量轉(zhuǎn)化過程,讓學(xué)生探討如何利用能量解決人類能源短缺的問題?如何提高植物的能量的利用率?通過光合作用的學(xué)習(xí),同學(xué)們知道了綠色植物通過光合作用可以儲存能量。并且轉(zhuǎn)化為有機物的形式進行能量的儲存,讓學(xué)生發(fā)表自己對農(nóng)民焚燒秸稈的看法,讓學(xué)生探討焚燒秸稈的害處,這樣不但造成了大氣的污染和土壤的破壞,還把植物中儲藏的能量浪費了,讓學(xué)生一起探討有效解決植物能量儲存的問題,可以把秸稈制造紙張、漚制農(nóng)家肥的方式進行能量的儲存,提高能量的利用效率。在課堂小結(jié)中,教師總結(jié)出光合作用的公式,再聯(lián)系實際生產(chǎn)生活中光合作用的應(yīng)用,加深學(xué)生的印象,讓學(xué)生在實際的生活中更好地利用植物的光合作用解決生活問題。
總而言之,生物新課標(biāo)已明確提出:生物教學(xué)應(yīng)重視與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系,提倡學(xué)生利用學(xué)習(xí)的生物知識解決生活實際問題。因此,實現(xiàn)中職生物的生活化教學(xué)則有著重要意義。本文提出了以疑促思,激發(fā)興趣;親歷探究,夯實基礎(chǔ);聯(lián)系實際,解決問題幾項教學(xué)策略,旨在提高中職生物教學(xué)水平。
關(guān)鍵詞:監(jiān)測系統(tǒng);傳感器;光照強度;光合作用
目前,信息技術(shù)及自動控制技術(shù)發(fā)展迅速,并應(yīng)用在了各個行業(yè)及部門。我國作為農(nóng)業(yè)大國,地域廣闊,溫室大棚保有量較大,其生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平直接關(guān)系到人民的生活質(zhì)量??v觀國內(nèi)各農(nóng)作物產(chǎn)區(qū),其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件不一,旱澇災(zāi)害常發(fā),使得農(nóng)作物產(chǎn)量不高,質(zhì)量不好,溫室大棚的作用更為突出。目前,國外溫室的控制系統(tǒng)已實現(xiàn)或正在向完全自動化及無人化的方向發(fā)展,盡管我國已對溫室控制系統(tǒng)中的氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等因素進行了研究,但其實用效果并不理想,與國外還有很多差距,很多方面仍需要改進。因此,研發(fā)低成本、低功耗的經(jīng)濟型、實用型溫室智能控制系統(tǒng)前景廣闊。溫室環(huán)境控制技術(shù)是溫室智能控制技術(shù)的重要組成部分,其中主要包括溫濕度控制、二氧化碳濃度控制、土壤情況控制、光照強度控制等技術(shù),其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是光照強度控制。因光照是植物光合作用的首要因素,影響著植物的產(chǎn)量和質(zhì)量,所以通過研究光照強度的控制運用于農(nóng)業(yè)具有重要意義。
1光對作物的影響
植物的生長離不開光合作用,在這一過程中,光對植物的影響是最關(guān)鍵的因素之一。光照不足或過強,都會使光合作用減弱,植物生長緩慢,植物只有在適合的光照強度下才能良好生長,開花結(jié)果。實驗表明,植物的生長速度與光照強度在一定范圍內(nèi)成正相關(guān)的關(guān)系。傳統(tǒng)意義的光指陽光,在溫室中,采用人造光源也可以達到相同的光合作用效果??刂乒庹盏膹姸龋丈涞臅r間、分布情況等,都會影響作物的生長。
2光的控制
溫室光的控制主要有兩個方面,一個是光的種類,另外是光的強度或時間,光強度高,作用時間長,則相應(yīng)的光合作用產(chǎn)生的能量也高。不同的作物對光的波長有不同的需求,同一種作物在不同階段對的需求也不相同。因此,需要對不同作物,在不同階段進不同的光照控制,以達到促進作物生長、提高產(chǎn)量的目的。如使用黃色薄膜,可使黃瓜生長加速,使豆類更加茁壯等。當(dāng)光照強度不足時,需要對作物進行補光處理,如陰雨天、冬春季等時節(jié)。補光控制主要有兩種方法,一是人工光源進行補充,另外是控制溫室草苫的揭蓋時間,增加或減少光照。需要注意的是,補光要注意結(jié)合控制溫室內(nèi)的溫度高低。光照對于溫室而言,光合作用為蔬菜生長提供能量,同時光合作用釋放的能量也為溫室的環(huán)境提供了溫度保障。當(dāng)然,光照強度達到一定值時,作物光合作用與呼吸作用平衡,再增加光照,光合產(chǎn)物也不再增加。因此,光照的時間及強度并不是越大越好,必須合理控制。如在夏天,光照強度大,如中午以后,光照強度達到最大,高強度的光照會灼傷作物,同時作物氣孔關(guān)閉,光合作用停止。此時,必須進行遮光處理,才利于作物生長。一般溫室采用遮陽網(wǎng)對光照時間進行控制。系統(tǒng)控制時,主要是光敏元件接受信號,轉(zhuǎn)換后啟動遮光網(wǎng)控制器件。需要注意遮陽網(wǎng)的啟停也要考慮溫室溫度的高低,溫室內(nèi)溫度偏低時,也應(yīng)控制設(shè)備打開遮陽網(wǎng)以利于溫度上升。檢查光照強度低于光照下限時,遮陽網(wǎng)應(yīng)關(guān)閉。
3光照元件及電路
傳感器是控制系統(tǒng)不可缺少的元件,光電傳感器則是將測量的光照量轉(zhuǎn)換為電信號強弱的元件,主要由光源、光學(xué)通路光電元件組成。目前的各類光電傳感器中,首選價格低、推廣容易的光敏電阻傳感器。本研究選用PCF8591作為A/D轉(zhuǎn)換芯片,該芯片包括1個串行數(shù)據(jù)接口線,1路模擬輸出和4路模擬輸入。工作時,待機電能耗小,8位逐次逼近型,模擬電壓范圍為VSS(電路供電壓)到VDD(芯片工作電壓)。對于光強度的測量,使用美國TAOS公司的TSL2561芯片,具有速度快,能耗低,測量范圍寬、可編程靈活等優(yōu)點。
4控制系統(tǒng)的設(shè)計
整個溫室系統(tǒng)的設(shè)計可分為三個部分:第一是控制策略,對光照的補充、溫度的高低控制、通風(fēng)、灌溉等;其次是溫室內(nèi)部環(huán)境的控制,光照強度、溫濕度、土壤濕度、作物等;三是外部環(huán)境條件,太陽輻射、降水等。在此基礎(chǔ)上,對光照控制進行研究。其設(shè)計思路如下:對溫室的光照強弱進行實時采集,經(jīng)元件轉(zhuǎn)換為模擬值進行傳輸;傳輸來的量值進行指令控制,調(diào)整光照強度的量;對調(diào)節(jié)指令進行對應(yīng)控制器的控制,通過改變光源,達到光照調(diào)節(jié)的目的;完成初步調(diào)節(jié)后,再次進行光照強度的采集,對比系統(tǒng)設(shè)定值,以實現(xiàn)合理的光照。通過使用上述系統(tǒng),對某蔬菜溫室大棚進行光照控制實驗,作物生長良好,與人工控制相比,生長期縮短,產(chǎn)量提高,基本達到了控制目的。
5結(jié)語
溫室大棚光照系統(tǒng)的實施,是溫室自動控制的一部分,通過采用光敏元件對光照信號的接受,單片機進行模擬信號的轉(zhuǎn)換,通過電路設(shè)計,實施控制策略,對溫室光進行了有效的控制。對比系統(tǒng)使用前后,使自動控制系統(tǒng)的實施,是本文通過光敏傳感器接收光照信號,單片機轉(zhuǎn)換模擬信號,實施調(diào)節(jié)方案實現(xiàn)光照控制的補光控制和遮光控制。有效的控制光照,使溫室內(nèi)蔬菜產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高,達到了控制目的。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞: 概念圖 初中生物教學(xué) 教學(xué)感悟
生物學(xué)概念是生物科學(xué)最基本的語言表達單位,是生物學(xué)課程的基本組成。生物學(xué)重要概念處于學(xué)科核心位置,對學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科具有重要的支撐作用。因此,學(xué)好生物學(xué)概念是學(xué)好生物學(xué)科的基礎(chǔ)。進行概念教學(xué)的方式較多,如使用術(shù)語傳遞概念,如“光合作用”;用描述概念內(nèi)涵的方式傳遞概念。
根據(jù)諾瓦克博士的定義,概念圖是表示概念和概念之間相互關(guān)系的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,是用來組織和表征知識的工具。通過概念圖可以使人腦中的概念、思想、理論等隱形知識顯性化、網(wǎng)絡(luò)化、圖形化、可視化,便于人們思考、交流、表達。它通常將某一主題的有關(guān)概念置于圓圈或方框中,然后用連線將相關(guān)的概念和命題連接,聯(lián)線上標(biāo)明兩個概念之間的意義關(guān)系。從知識表示的能力看,概念圖能夠構(gòu)造一個清晰的知識網(wǎng)絡(luò),便于學(xué)習(xí)者掌握整個知識架構(gòu),有利于直覺思維的形成,促進知識的遷移。可以通過概念圖直觀快速地把握一個概念體系。
我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),使用概念圖教學(xué)對生物課堂教學(xué)產(chǎn)生了積極的促進作用。對此,我有如下兩點感悟。
一、應(yīng)用概念圖對小組合作模式起到積極促進作用
合作學(xué)習(xí)是新課程倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方式之一,山東即墨28中、杜郎口中學(xué)的師徒結(jié)對、小組合作模式為我們提供了借鑒。能夠營造民主和諧的課堂氣氛,促進學(xué)生在互幫互助中體驗成功的喜悅,增強自信。教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)科教材的優(yōu)勢,選擇恰當(dāng)?shù)暮献鹘涣髌鯔C,不斷豐富教學(xué)策略,有效推動合作學(xué)習(xí)的順利開展?!案拍顖D”在課堂中的應(yīng)用,既可以作為一種教學(xué)策略,又可以作為一種學(xué)習(xí)策略。
例如,《植物的光合作用》一節(jié)。在初中生物教學(xué)中,光合作用的概念是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個復(fù)雜的概念,如何以概念和形成途徑使學(xué)生掌握光合作用概念,是本節(jié)教學(xué)重點。根據(jù)概念教學(xué)的設(shè)計原則,我嘗試對光合作用這一節(jié)流程進行了如下設(shè)計(概要):首先,教師出示兩個概念圖圖例,啟發(fā)學(xué)生通過概念圖進行嘗試;其次,出示課題“綠葉在光下制造有機物”并引導(dǎo)學(xué)生明確探究內(nèi)容,學(xué)生自主學(xué)習(xí)并嘗試通過概念圖闡明對概念的理解,將疑問提交小組進行討論。組內(nèi)學(xué)生通過對比設(shè)計的概念圖,進一步理順自己對概念關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,最終組內(nèi)形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。最后,學(xué)生緊扣“綠葉在光下制造有機物”總結(jié)出實驗結(jié)論,并投影展示本組繪制的光合作用概念圖。教師點撥對光合作用進行總結(jié)、歸納與提升。
在生物課堂上,教師引導(dǎo)學(xué)生用概念圖學(xué)習(xí),遇到問題時通過小組探究討論共同繪制概念圖。學(xué)生在思想碰撞過程中,知識得以積累,思想得以完善和成熟,概念圖成為學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生討論概念和概念之間關(guān)系的交流工具。通過團隊創(chuàng)建的概念圖,代表集體的智慧,是一種思想交流對話的產(chǎn)物,能使學(xué)生感受團隊合作的愉悅并獲得成就感和滿足感。
二、概念圖是實現(xiàn)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的良好工具
概念圖屬于知識可視化工具,繪制簡單,可以幫助學(xué)生理清思路、完善思維,提高記憶力和學(xué)習(xí)效率。人類80%以上的信息是通過視覺獲得的,“百聞不如一見”、“一圖勝過千言”就是這個意思。知識可視化理論告訴我們:同時以視覺形式和語言形式呈現(xiàn)信息能夠增強記憶和識別。知識以圖解的方式表示,為基于語言的理解提供了很好的輔助和補充,大大降低了語言通道的認(rèn)知負荷,加速了思維的發(fā)生。概念圖這種知識可視化方法最大的優(yōu)點在于將知識的體系結(jié)構(gòu)(概念及其概念之間的關(guān)系)一目了然地表達出來,突出知識體系的層次結(jié)構(gòu)。
概念圖是提高知識的網(wǎng)絡(luò)化水平、形成合理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的一種理想工具。一般來說,學(xué)生深入學(xué)習(xí)出現(xiàn)困難恰恰在于知識的網(wǎng)絡(luò)化水平較低。不能很好地掌握知識結(jié)構(gòu),就無法形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。由于學(xué)生頭腦中認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異會導(dǎo)致:同樣內(nèi)容的概念圖會有很大差異,概念間的連接是不同的。甚至,學(xué)生對概念間的聯(lián)系如果存在認(rèn)知上的問題,那么所構(gòu)建的概念圖就一定存在缺陷。教師或?qū)W生學(xué)習(xí)小組通過檢視個人的概念圖,即可發(fā)現(xiàn)學(xué)生掌握概念的情況。有問題的學(xué)生,通過重新修改或重繪概念圖,實現(xiàn)概念的連接和位置關(guān)系的改變,最終實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)變化。當(dāng)學(xué)生認(rèn)知水平提高后,所構(gòu)成的概念圖結(jié)構(gòu)會漸趨合理,層次分明。由此可以看到概念圖作為一種學(xué)習(xí)工具的重要意義。