方案标题：种植园“大变身”
参赛学校：扬中市兴隆中心小学
学生代表：郭婉奕、苏珂冉
辅导老师：徐雨、相红珍
参与学生总数：30
一、方案实施目的、意义：
1.学习花卉养护等园艺技能，在改善校园环境的同时，增强我们的动手能力和社会实践能力。
2.将工程思想和实践引入种植园的日常护理，在 STEM 理念下进行课程学习，使自己大变身，让校园大变身。
二、方案实施过程：
“中国河豚岛，江中太平洲”，扬中是一所生态宜居的江中花园城。我们的学校——扬中市兴隆中心小学长期致力于以种植园为平台，实施新生态教育理念的实践和探究。
（一）主题产生——从问题中来
通过实地观察，我发现种植园的80%的植物总是生长不良，叶片发黄。经过现场挖掘，发现种植园的土壤里混有大量的水泥块、石子，它既不保水也不肥沃，不利于植物的生长。
夏天天气炎热，我们每天用水壶、水桶浇水，种植园浇一次水需要花费近两个小时的时间，孩子一天两次4小时，繁重的浇水任务阻碍了我们研究探索的进程。这样的浇水方式既费时又费力，遇到学校长期放假几天，缺水的花草该怎么办呢？植物的浇水灌溉又成了难题。
暑假过后，种植园里的花草死的死，枯的枯，我们通过调查研究后发现，种植园内的花卉虽然有三十多种，但其中大部分都是春夏季节的植物，秋冬两季的花卉只有七、八种，品种过于单一。夏天一过，种植园内很快呈现出衰败萧瑟的景象，这也为后续研究带来了困难。
从上述问题中，我们提炼出三个学习主题，分别是种植园“大变身”--改良土壤、 种植园“小创新”--科学灌溉、种植园“添新绿”--合理选择。
（二）案例设计——到现实中去
在学校的统筹领导下，老师带领我们将传统种植与数字化种植相融合。我们在传统“小园丁”式种植中发现了土壤沙化贫瘠、灌溉费时费力、种植品种单一问题。基于这些实际问题，我们以“园艺家”的身份走进种植园，发现问题、分析问题、解决问题。
（三）案例实施
1.种植园“大变身”---改良土壤。
土壤，你怎样才能好起来呢？通过考察，我们发现植物园的土壤里混有大量的水泥、石子，植物当然不能正常生长，尽管我们亲手清理出大量建筑垃圾，植物仍然是一副“营养不良”的样子。通过交流讨论，我们提出了可能解决问题的方案。
我们在分小组交流讨论改良土壤的过程中，上网查阅资料发现：土壤是植物的“家”。
针对“改良土壤”这个学习主题，我们展开以下了研究：(1)小实验：了解土壤的构成和分类；(2) 小调查：土壤对植物生长的作用；(3)小研究： 改良土壤的方法。
课外，我们又向有经验的老农、校外专业人士请教，形成了研究方案，着手实践操作，为植物的生长创造基础条件：（1）清理石块，精耕细作；（2）掺营养土，防止土壤板结；（3）施有机肥，提升土壤肥力；（4）养殖蚯蚓，改良土壤。
在改良土壤的过程中，我们还发现小小的蚯蚓对人类的益处很多，是改良土壤的“大功臣”！我们参加《蚯蚓的日记》读书交流会，上网查阅资料，知道了利用蚯蚓可以建立一个小的生态系统，从而改良土壤，提升肥力。我们在地里养蚯蚓，用腐烂的菜叶、果皮喂食，每周浇两次水，保持潮湿。几个月过去，蚯蚓在土壤里活动，就使土壤疏松，空气和水分可以更多地深入土中。而蚯蚓吃进的腐烂果皮、菜叶和大量泥土，经过消化形成粪便排出体外，更提高土壤的肥力，利于植物生长！
我们在解决土壤问题的过程中，发现了随处可见的泥土竟有这么多的奥秘，真是太有意思了，看到原先贫瘠的土地上萌发出的新绿，对科学种植的兴趣油然而生，同时，我们也认识到要做一个合格的园艺家，不仅要有吃苦精神，更要有研究精神。
2. 种植园“小创新”---科学灌溉
我们的传统种植只是凭经验浇水，有的植物没喝饱，枯萎了；有的植物水浇多了，根都烂了。种植园里，我们一开始利用水车将水池的水引进下水道，就地浇水，或者接进长水管，增大浇水量。但是这两种方法都费时费力，无法从根本上解决放假时种植园的灌溉问题。
如何避免这些情况的发生，做到科学灌溉，我们需要了解不同植物对水的需要，来控制浇水的数量和频次。通过农业专家的介绍和引领，感知生长APP就为我们提供了温度、湿度、日照度的精确数据，帮助我们更加客观地认识到植物生长所需的条件。
传统种植，仅凭师长经验传授，单纯模仿，但有了物联网技术的支持，我们就能科学地呈现植物生长的精确数据，会针对实际环境，科学灌溉、采光、施肥……
我们通过现场学习物联网技术，利用感知生长APP了解温度、湿度、日照度对植物生长的影响；通过查阅资料，了解各种植物的生长习性，选择合适的灌溉方式、时机；再交流讨论如何调整浇灌方式，发现我们迫切地需要有一个智能灌溉装置，能根据土壤的湿度，实现自动浇水。我们以小组为单位开展头脑风暴，想出了解决问题的办法。于是我们开始绘制图纸，为种植园设计了一个自动灌溉系统。去向信息技术和科学老师请教，弄清自动灌溉的原理和制作流程，亲自实践操作，制作出微型自动灌溉器。在实际安装过程中，我们开始协商将每个人的设计综合起来，交换意见、改进设计，以根据他们认为可能最有效的方案生成了最优化的设计：根据植物水的需求量，设计了不同区域的浇水方式，有的滴灌，有的喷灌，完美地解决了灌溉问题。STEM的理念也很好地融入其中。即使学校放长假，我们也能远程控制，再也不要担心种植园的植物没水喝了！
从实践中学习，种植园自动灌溉工程设计活动也取得了双赢的效果。不仅种植园的植物在水的滋润下能够更好地生长，而且我们主动参与思考、讨论、设计、实践，在实践中获得了解决问题的思路、方法和相关知识，体会到了科学与技术之间的联系，我们乐在其中。
3.种植园“添新绿”---合理选择
我们期望打造一个“春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿”的生态花园。
为了实现这样的目标，我们对种植园的花卉品种进行升级改造。首先发放问卷调查了解所有同学的喜好，发现同学们喜欢的都是比较常见的颜色鲜艳的品种（绣球花、月季花、向日葵、铜钱草、绿萝……），在给他们进行分类整理后，我们利用形色软件，给学校现有的每株植物建立档案。再上网调查、走访专业养花人，了解适宜本地气候，可以栽种的四季花木有哪些。为了解决这些问题，我们走出种植园，带着“园博园的园艺家是怎么设计的？为什么要这样设计？如果你是园艺家，你会怎么设计？”这样的问题参观园博园。参观学习后，思考设计出种植园的景观实际图。经过专业人士指导，对学校种植园的整体布局进行设计美化：形成了水生植物景观、爬藤植物景观、草类植物景观、平台植物景观、观赏植物景观……
STEM理念下科学种植冲破小小的种植园的限制，把平台延展到家前屋后、园博园、农场基地，把种植研究从校内延展到校外，我们“变身”为园艺家，更加积极地精心养护，科学种植啦！
（四）案例研究——做个小小研究员
在种植、养护过程中，同学们又发现了许多有趣的问题。比如说：学校中庭低洼处草坪总被淹死，换上耐寒、耐涝的花叶蔓长春，却生机勃勃！拱形门两侧的爬藤月季一边枝繁叶茂，一边却疏疏落落。最有趣的是，原来春天蓝色的绣球花，到了秋天却变成了粉红色！
我们在老师的引导下探究酸碱变色的科学知识，设计酸碱变色实验。通过亲身实验，掌握了使用pH试纸测试溶液的酸碱度，发现了绣球花变色的科学原理：花色与温度、土壤的酸碱度直接有关。当pH值>7.5时呈红色,pH值为4-6时呈蓝色。知道了这一点，就容易控制绣球花的颜色了，是不是很神奇呢？书本上的科学“知识”转化为五彩缤纷的“魔力”了。我们制定了一个绣球变色方案：调节碱性土壤采用石灰粉，调节酸性土壤采用硫磺粉和钾明矾，根据植株大小，1株15克，均匀撒于土壤中，并及时浇水。4月份，我们按方案实施，结果5月份真的开出了蓝色的绣球花。在这一过程中，我们又产生了新的疑惑：自然界中还有哪些神奇的变色花呢？它们变色的原因是什么？为什么会变色呢……就这样，我们边学习边成长，边劳动边收获，我们进步着，我们快乐着！
对了，通过一年左右的观察，我们选取了生长期一般在4-6月的向日葵和凤仙花，而在扬中特有的自然环境下8-10月它们还会有另一个生长周期，这给我们在一年中发现问题、分析问题和解决问题带来了便利。由于生长期短，自然环境要求不高的特点，我们甚至惊奇地发现，在2018年暖冬期间（12月），在室外温度15℃，种植园的阳光房温度达到23℃时，我们种植的向日葵居然开放了。
最终，我们选择了向日葵，开展了一系列的“向阳花开”的主题研究。
我们亲手种下了向日葵幼苗、精心养护，并进行了各阶段的工作汇报以及成果的展示交流。
我们还在学校开辟了葵园，亲手种下一片生机勃勃的向日葵，开展了一系列的“向阳花开”的主题研究。
我们在STEM的理念下分享、合作、探索、发现，科学地种植，快乐地成长，个个都是幸福的“园艺家”!
（五）总结反思
将植物生长数据与它的生长状态进行比较，通过调整数据偏差来改善植物的生长状态，是我们的初衷，但实际情况要复杂的多，往往会顾此失彼，需要综合分析各方面的因素，反复数次才能找到答案，即使这样还会有不少未解之谜。数字化植物园环境虽然可以培育出貌似旺盛的植物，但很脆弱，使我们改变了立足于数字化种植园研究的初衷，以自然植物园为研究起点，数字化种植园为参照体系，将研究结果再回馈到自然植物园。在此过程中，我们付出了许多，也认识到科学研究要自我完善的特点。
在自然植物园与数字化植物园同一植物生长状态比较的过程中我们发现，逐渐改变植物光照、温度等某一生长环境，久而久之它们也能适应，这给我们研究人工智能自适应学习的生物学特质提供了想象空间。
从最初的自然植物园中土壤改造，让我们感受到种植的辛苦和收获带来的快乐，到利用数字化学习，以物联网小发明改变和改善植物生长环境策略，直至营造学校生态园的设想，我们团结协作，不断创新。
迄今为止，主题活动经历仅仅两年，许多方面还很不成熟，在活动的广泛性、层次化等方面还需要不断改进，以促进项目的持续开展。
当前，温室效应带来的全球气候变化已成为世界各国关注的话题，据科学研究表明：无论气候如何异常变化，特定地区的平均温度、降水量、日照时数、相对湿度等指标却保持着总量平衡，我们将以扬中特定的地理和气候环境为研究对象，用数字化种植园记录在旱季、涝季、暖冬、凉夏等气候条件下的大数据，并向农业专家请教，为当地更加科学地选择和培育最适合的农作物，弥补因气候异常变化带来的损失。通过一系列STEM理念的种植研究，让我们的种植园完美“大变身”，也逐步树立我们美好的人生理想。
三、经费及耗材的使用情况：
微型自动灌溉器配件：60
向日葵种子：200
各类花卉种子和植株：800
四、实施方案自我评价（实施效果）：
我们期望打造一个“春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿”的生态花园。目前，这个愿望已经基本实现，接下来，我们将逐步努力，营造学校新生态。
迄今为止，“未来园艺家”主题活动经历仅仅两年，许多方面还很不成熟，我们还需要不断改进活动的广泛性和层次化，来促进项目的持续开展。
五、实施方案参与体会及校方点评（学生、老师、家长和校领导等）：
校领导：当“我是未来园艺家”主题实践活动进行到今天的时候，我惊喜地发现了孩子们的变化与成长。本次职业体验，通过种植园“大变身”---改良土壤、种植园“小创新”---科学灌溉、种植园“添新绿”---合理选择、案例研究---做个小小研究员等一系列项目学习，学生在实践中借助学科知识指导动手操作，达到“学中做、做中学”的有机统一。他们继承吃苦耐劳的传统劳动美德，在STEM理念引领下，利用物联网技术实现种植基地数据分析、科学管理，实现了现代的数字化种植。学生从中学会探究、合作、创新，主动参与的意识、责任担当不断增强，他们真正成为了兴小的未来园艺家。我们将这样课程继续开发，使学校“两园”（自然植物园和数字化种植园）成为所有孩子向往的地方和未来理想萌发的乐园。
郭婉奕家长：在“我是未来园艺家”职业体验过程中，孩子们通过寻找真正的问题点，融合了多门学科，比如有语文的调查问卷的设计、观察日记、研究报告的撰写，数学数据的收集整理、统计图的分析，还有科学课程里面的实验操作等等，打破了学科之间的壁垒，把相关的知识进行了融合链接，结合学生动手能力的培养，实现了学生综合素养的提升。
相红珍老师：尽管我们创设的情境是“我是未来园艺家”，但是目的不是让每一个孩子将来都去干这项工作，而是通过设计，使学生以一个新的视角对周围的世界产生全新的认识，培养学生的人际交往能力、逻辑推理能力以及综合解决问题的能力等。让所有孩子都能在活动中获得生活、学习的态度，燃起求知的欲望、生活的热情，这是我们眼睛虽不能看到，却能在学生心灵深处生根发芽、终身受益的一颗火种，这也是孩子成长最美好的状态。
学生代表苏珂冉：在解决土壤问题的过程中，我们发现了泥土的奥秘，看到原先贫瘠的土地上萌发出的新绿，对科学种植的兴趣油然而生，同时也认识到要做一个合格的园艺家，不仅要有吃苦精神，更要有研究精神。
|
