方案标题：蚯蚓吞吃垃圾生物链养殖探究
参赛学校：如东县马塘镇邱陞中学
学生代表：薛雨欣、孙沐淅
辅导老师：季爱云
参与学生总数：108
一、方案实施目的、意义：
我国现阶段义务教育把生态文明建设已明确写入了课标，新时期加强生态文明建设是国家的一项战略决策，也是推进素质教育的重要环节。近期，习近平总书记对垃圾分类工作作出重要指示，他强调推行垃圾分类，关键是要加强科学管理、形成长效机制、推动习惯养成。在习总书记关于垃圾分类是“新时尚”重要指示大背景下，有效开展垃圾无害化处置备受学生们高度重视。
我们学校及周边的居住小区和村庄都是一个生活的大家园，首先，加强垃圾分类与无害化处理已摆到政府和民众的重要义事日程。如何持之以恒地开展垃圾无害化处理，用蚯蚓生物技术处置废弃垃圾，有效提高畜禽养殖的集约化程度，这是同学们寻找垃圾无害化处理一个创新点。
日前，垃圾处理一般釆用填埋、焚烧、堆肥三种处理方法。我依据学生前期调研建议，在关注社会生态文明建设中，决定辅导学生对校园生活垃圾进行分类处置与深度开发，探究蚯蚓处置垃圾的繁殖成效。因此，同学们决定将学校食堂的有机物生活垃圾制作成堆肥，采用蚯蚓养殖来处理垃圾，再利用蚯蚓养殖家禽，探索先进生态链处置技术，以降低垃圾对环境的危害，提高家禽产品质量和经济价值。
本实验探究的目的，旨在通过利用蚯蚓吞食垃圾的特性来繁殖蚯蚓，开展垃圾无害化处理和家禽生态养殖，用蛋白质较高的蚯蚓喂养家禽，形成垃圾处置先进的生态链处置技术。加强校园生活垃圾的深度开发，营造垃圾分类处置的校园氛围，同时利用蚯蚓处置垃圾和生态养殖家禽所取得成功经验，吸引更多的师生和村民自觉投入到垃圾分类处置的实践中来，有效引导村民科学致富，促进我镇生态环境和社会经济的协调发展。
二、方案实施过程：
【准备阶段】
1.初步拟定探究方案，大致明确探究地点、所需设备等，收集相关资料，准备相关展览，并与相关专家取得联系，安排知识讲座。
2.垃圾分类和蚯蚓吞食垃圾资料的收集：“磨刀不误砍柴工”，在实践探究开展之前，先带领学生到图书馆或者到网络上搜集相关资料，了解垃圾的来源、种类，认识垃圾人类生产生活的危害，蚯蚓的作用。其目的是让学生对垃圾 有一个整体的认识，同时激起学生们探究本地环境污染的兴趣。
3.垃圾分类和蚯蚓吞食垃圾科普讲座、展览进校园，根据探究内容设计并制作科普展板、手抄报，力求可读性强、形式生动活泼，从少年儿童的角度介绍颗粒物的来龙去脉和相关知识，在学校进行为期两周的展览。同时，邀请相关领域专家走进校园进行《垃圾污染与蚯蚓》科普讲座，充分调动学生的兴趣，并使学生对本次探究内容有整体把握和初步了解。
首先，釆用查资料、访问专家等方式，了解蚯蚓养殖习性及饲养蚯蚓的一些要点。
其次，准备蚯蚓养殖材料和探究房间，到蚯蚓养殖场购买蚯蚓种苗，开展蚯蚓养殖基料配置，对盛养容器、垃圾成份、养殖环境等试验准备。
第三，利用蚯蚓处理垃圾废弃物，将传统的堆肥法与生物处理法相结合，进一步掌握蚯蚓喂养习性和技巧, 以蚯蚓处置垃圾的养殖方法和蚯蚓生态喂养畜禽的技术成效，为引导村民大批养殖提供经验做准备。
第四，将我们探究情况进行综合分析、汇总整理，并结合在书籍、网络上所查阅相关信息，在老师指导下认真撰写调研成果报告，并将成果建言呈上级有关部门，从而促使家乡生态环境发生根本转变，让镇域绿色环保与经济发展获得了双赢。
通过探究探究，用蚯蚓生物技术处置废弃垃圾，可解决环境污染问题，优化生态环境，提高产品质量和经济价值。让学生了解垃圾处理，懂得保护环境的重要性。能为垃圾处理工作和家禽生态养殖提出建议，并出谋划策，能让蚯蚓对垃圾发挥有效的转化程度，利用蚯蚓蛋白在畜禽饲料中的功能作用，增加家禽副产品养殖的综合利用率，使蚯蚓在生态产业链家禽养殖中发挥重要的作用。
◇ 建立探究领导小组，统筹安排，切实保障探究有序、高效开展。
◇ 以探究负责制和科技竞赛积分制为抓手，激发全体教师的积极性，提升教育探究效能。
在纵向上，学校专门从科技教育发展基金中划拨一万元，作为探究启动资金，公开招聘十四个子探究的负责人，由他们自己组织团队，利用业余时间辅导学生参加各子探究的探究。在横向上，通过以班级为单位的科技竞赛积分制，极大地促动了各个班主任和班级学生参与探究的积极性（详细安排，参见探究过程）。
【实施阶段】
本探究利用我校食堂有机垃圾养殖蚯蚓，再用蚯蚓喂养家禽形成繁殖生态链，符合当前低碳环保发展理念。我们辅导学生利用蚯蚓食食量大的特点，探索蚯蚓养殖方法、繁殖成效、家禽产量、效益总结等探究过程，真正使垃圾变废为宝，做到科学高效地养殖, 形成可推广、可总结的经验，来引导村户科学养殖和发家致富。
1．开展蚯蚓处理垃圾养殖方法实践
蚯蚓在改良土壤，提高家禽养殖产量和增加经济效益上的作用不可小视。蚯蚓喜食家禽粪便和有机物生活垃圾，它体内含有高蛋白质和脂肪，是喂养家禽的优质饲料，蚯蚓粪也可直接饲喂鸡鸭， 产蛋量与销售价格高。经调查，目前我镇利用利用蚯蚓养殖技术，串起生态农业增收链的案例还很少，制约了蚯蚓的产品开发和利用价值。对此，为让蚯蚓养殖形成生态产业链，发挥蚯蚓“环保卫士”的作用，使其在生态环保与家禽养殖中提高经济效益，我辅导学生开展了以下几个方面的探究实践探究。
（1）筛选适合养殖吞吃垃圾的蚓种
蚯蚓食性杂、昼伏夜出、味觉灵敏，喜欢热化细软饲料，对腐植质、动物粪便、土壤细菌等物质都吃。我国蚯蚓品种有160多种，在引种问题上学生们在确定主题、制定计划、收集资料基础上，根据蚯蚓不同用途，选择处置垃圾食量大的威廉环毛蚓和大平二号水产饵料蚓种，学生们到南通瀚丰生物医药科技有限公司进行学习调研，并从养殖公司购买了5公斤蚓种，这些土蚯蚓和水产蚓吞食土量大，喜欢吞食肥沃的土壤，个体大，野性强，适合人工养殖，预期养殖效益好。
（2）处理垃圾养殖方法探究
探究1：实施室内箱养法。探究小组选择室内小规模养殖，对刚孵化出的幼蚓进行内箱养殖，同学们利用废弃的木板包装箱，制作成25～30cm高度的养殖箱，在箱体底部与侧面钻孔，布有直径0.5～1.0cm的排水通气孔，钻孔占箱壁总面积的15％～40％，两侧安装拉手便于搬运。为节约养殖房空间，釆用在床架上多层叠养方式，在箱内铺设15cm左右垃圾养殖料，每箱投放80～120条蚓种，含水率保持在40～65％湿度，为防止水分蒸发，在养殖床表面覆盖草帘或一层塑料薄膜，保证室内通气，防止蚯蚓外逃，夜间采用灯光照明，养殖效果管理方便，节省人力物力。
探究2：釆取室外堆肥养殖法。在校园选择荫凉的场地，周围地势高，无水患，先把有机垃圾和无机垃圾分开, 利用食堂有机垃圾经混合发酵处理后，堆切成高35厘米，宽1～1.5米，长度不限的饲养堆床，四周用砖块隔离。堆完后投放蚯蚓，经观察每平方米投入引种2000条比较合适，堆肥养殖蚯蚓最佳生长温度为15～25摄氏度，蚯蚓每天可吞吃相当它体重的食物，每周须投放一定的厨余。
探究3：农田移殖蚯蚓法。采用室內外结合殖移法，将成蚓养殖放在农田，探究小组选择校外农户探究基地，在田间开挖宽35厘米、深20厘米左右的行沟，填入畜禽粪、有机垃圾、秸秆等，然后覆盖土壤，每平方投放蚯蚓1000条左右为宜，经常浇水但持潮湿，但又不能积水，雨天盖好塑料薄膜。
（3）蚯蚓养殖对适宜条件的观察
观察1：蚯蚓养殖对日常管理要点观察
①采取间隔加料法。投料前进行试喂，为防止蚯蚓死亡和外逃，饲料须经发酵并及时投料，为防止蚯蚓外逃，同学们采用了石灰粉圈围控制隔离法。
②发现蚯蚓是杂食动食。蚯蚓不吃话的有机物，一般饲喂经发酵后的厨房垃圾、果皮菜叶、秸秆树叶、活性污泥、有机废料、各种微生菌都是蚯蚓的食料；当发现投料变成颗粒状，土壤被搅匀证明饲料已被蚯蚓吃完，需添加新料。
③适时分离蚓茧。每隔20天将蚓茧蚓粪分离出来，并将分离出蚓粪用于幼蚓孵化。注重提纯复壮，把分离的种蚓再与新种蚓搭配，加入新投料养殖，这样有利于繁殖种群。
观察2：蚯蚓对温度与湿度适应性观察
①蚯蚓最适宜生长温控。同学们经测试与观察，蚯蚓环境最适宜的生长温度为15℃～27℃之间，在0℃以下及32℃以上，蚯蚓探究会变得迟缓，甚至会停止吃食，温床在10℃以下及27℃以上，蚯蚓就难于孵化。
②蚯蚓最适宜生长湿度。蚯蚓最适宜生长的湿度为60%～70%，平时要注意浇水保湿，一旦发现料表面干燥应及时浇水。
观察3：蚯蚓对光照通气生长条件观察
在室内养殖期间，要常通风，注意保湿保温，发现蚯蚓习性怕光，环境要阴暗，避免光线直射，光照太强会不吃东西，钻入地面，注意冬季保温，夏季经常喷水保湿和降温，蚯蚓逐渐长大后，应减少养殖密度。
在室外养殖期间，当天气下雨时学生采用人工遮盖保护措施，室外堆肥养殖法被免夏热阳光直射时间过长，发现蚯蚓对光线敏感，当强光一照，它就不吃东西，钻入地面，所以同学们用草帘、麦秆进行了遮盖防护。
表1 观察蚯蚓养殖适宜条件的探究报告单
2.开展垃圾堆肥繁殖蚯蚓成效分析
（1）垃圾堆肥对蚯蚓繁殖特性管理
探究方法1：利用蚯蚓处理堆肥，将堆肥选址放在校内户外有荫区域，把蚯蚓和预处理过的分类垃圾倒入堆肥里，再将土覆盖在上面，浇水保持土壤湿润，以分块式对比探究方式，探究蚯蚓堆肥物料的参数变化，观察蚯蚓繁殖、新陈代谢、体重增大，以及将有机堆肥转化为蚓粪的养殖过程。探究步骤及观察分析现象如表2所示 。
表 2 垃圾堆肥对蚯蚓繁殖阶段性观察分析
（2）垃圾堆肥对蚯蚓繁殖探究结论
①堆肥选址放在户外有荫区域，铺上塑料防水布，堆肥高度约在50厘米左右，堆肥成锥形，堆肥过浅蚯蚓不易钻入堆肥中；
②堆肥里刚加入新鲜秸秆有机垃圾易发热，因超过35℃蚯蚓会死亡，所以鲜料暂放三天经发酵后再接入蚓种；
③堆肥中应需供较充足有机食物，因蚯蚓食量较大，每天耗饵量为自身重量生长不利0.7倍，排粪比为0.4，供给少则会四处乱爬；
④每次学生探究完毕，及时把蚯蚓放回堆肥中，当空气过于潮湿或刮强风时，蚯蚓会感知下雨前兆跑出来，如果怕蚯蚓乱爬，用电灯照明就可以防止；
⑤当蚯蚓达到性成熟、出现环带后，体重增加缓慢，饲料利用率降低，养殖密度不易过大，否则蚯蚓会变得瘦弱，此时就可采收喂养家禽；
⑥蚯蚓分解堆肥垃圾处理率高，在堆肥中生长快，改良堆肥物理性质，利用蚯蚓处理堆肥可操作性强，经济效益好。
3.开展蚯蚓喂养家禽提升产量探研
（1）蚯蚓投喂家禽食料采收方法
①在蚯蚓采收技术上，同学们采取光照法，将蚓床基料移到塑料薄膜上，通过光照刺激后让蚯蚓自动钻到基料底部，然后一层一层将上层基料扒掉，用筛子把混有少量蚓粪去掉，并对大部分体重已达450毫克左右的成蚓进行采收，留下适量的后备蚓种。
②在家禽喂养加工上，同学们联络校外村民养殖场，以徐庄村六组张国富家禽养殖场为探究基地，将鲜活成熟蚯蚓送至养殖场，进行家禽投喂养殖探究，指导该场将蚯蚓清洗干净，后再加热煮沸3～5分钟，捞出切碎，拌到饲料里让鸡鸭自由觅食，但蚯蚓投量不能超过每日喂饲家禽食粮的12%，使用蚯蚓喂养家禽降低了投喂成本，提高了养殖的产量。
③为防止体内中的寄生虫，鲜活蚯蚓不易直接喂鸡，但可直接喂鸭；对喂养中食不完的蚯蚓，釆取干制储存，配料时再合理搭配，可降低喂养成本。
（2）蚯蚓投喂家禽提产增效分析
①在喂养产量上，经实验分析显示，在喂鸡饲料中添加12%煮熟或晒干的蚯蚓，每组60只喂养60天，试验组与对照组相比增重提高38.6%；每只产蛋鸡在混合词料中加入10～15克蚯蚓，可使每只鸡产蛋量68%；节约饲料1.4克，且黄由淡色为金黄色，口感由松软变得柔韧。
②在饲养效果上，用蚯蚓制成混合饲料喂养家禽，生长快、产蛋多、肉味鲜美。探究结果表明，使用鲜蚓与蚓粪代替鱼粉组混合喂养蛋鸡，结果全期喂养每只肉鸡增重比鱼粉组高7.2%，比鱼粉组降低成本18.7%；产蛋量比鱼粉组高12%，平均每只蛋增重1.3%，每千克蛋成本下降36.6%。因此，用蚯蚓喂养肉鸡不仅减少了蚯蚓粪中营养物质的浪费，而且喂养成本低，代替鱼粉，缩短养殖周期，长得快，值得推广。
三、经费及耗材的使用情况：
1.活动准备阶段，支出505元；
2.组织举办主题班会、黑板报、手抄报，支出165元；
3.活动中期3500元；
4.蚯蚓取样对比分析实践活动费680元；
5.行动小组调查、走访活动12次，支出部分交通费、矿泉水466元；
6.调研方案、报告、汇总资料（含照片、彩纸、打印等材料）支出660元；
合计支出5876元。
四、实施方案自我评价（实施效果）：
开展垃圾生态处置产生效益总结
（1）讨论与分析
探究证明，蚯蚓能吞吃掉大量的有机垃圾，具有保护生态环境的能力。蚯蚓作为家禽水与产品的饵料，具有较高的营养价值，首先，通过喂养探究降低了投喂饵料的生物生产成本，减少了蚯蚓粪中营养物质的浪费，使家禽长得快；其次，蚯蚓产出大量的动植物蛋白，变废为宝，提高了喂养家禽的产量；第三，蚯蚓通过厌氧分解有机质垃圾，对生活环境有机质进行降解、氧化和还原成为无机物，起到了分解、净化和降低生态环境被污染的重要作用。
（2）探究与总结
①探究总结：本次探究学生参与兴趣浓厚，整个探究充满热情，增强了垃圾分类与生态养殖意识，取得了丰富的探究成果。本次探究教师没有大包大揽，而是通过精心组织与适当指导，引导学生在探究学会了如何发现问题、面对问题、思考问题与解决问题，使他们在开放性探究中去实践，去体验，去感悟。
②探究成效：
该项目制作繁殖箱65只，培育堆肥123cm，繁殖蚯蚓156公斤，生态养殖取得良好的经济价值与社会口碑。实验证明，用蚯蚓处理生活垃圾是可行的，蚯蚓具有治污能力，蚯蚓处理生活垃圾比原始填埋垃圾方式更经济便宜，生活垃圾中有机质含量高达60%～70%，开展垃圾生态化处置、宣讲与引导产生了可观的社会生态效益链，建立蚯蚓处理垃圾生态喂养家禽养殖场，取得显著的环保效益和经济效益。
③探究创新点：该项目探索生态养殖科学发展价值，利用蚯蚓处置废弃垃圾生物技术，构筑家禽生态养殖链；创新性运用智能检测工具分析参数，在养殖箱与堆肥上栽培绿色植物，降低垃圾对环境的危害，有效提高畜禽养殖的集约化程度，并提出诸多实验建言，成果对村民办好生态养殖场和发家致富提供了成功经验。
④探究不足：一是如何培养学生长期坚持垃圾分类与生态养殖意识，并养成处理好的习惯是一项长期面对探究的课题；二是探究中观察蚯蚓还不够仔细，要进一步培养学生善于观察生物，分析取样记录的好习惯，防止探究过程出现主观猜测和臆断现象发生。
（3）推介与建言
①要加强蚯蚓养殖对农业应用的宣传。蚯蚓能吞吃垃圾，还能改变土壤物理性质，蚯蚓在土壤周围栖息，会对土壤增加磷、钾、钙、镁许多数倍的无机盐元素。推介农业有效应用不仅能够提高有机垃圾物中氮素、碳素的利用率，而且通过综合利用能够产生明显的经济效益。
②要鼓励农户通过蚯蚓繁殖串起家禽养殖生态链。建议充分利用营养丰富的蚯蚓喂养家禽与水产品，蚯蚓不仅可以用来喂养鸡鸭、泥鳅、鳗鱼、甲鱼、石蛙等，还可药用，市场需求量大，经济效益佳。
③要大力发展现代“立体生产”综合利用养殖业。建议利用农户现有生物垃圾养殖蚯蚓，通过厌氧加速有机质在环境中降解、氧化与还原，加速有机物质在生态循环中的自净能力，这对降低农村生态环境污染具有十分重要的作用。
④要加大垃圾分类方法和无害化处理工作。建议要对居民垃圾无害化处理和弃物污染控制提出更高要求，鼓励更多村民利用蚯蚓生物技术处置废弃垃圾，将其变废为宝，优化生态环境，切实解决农村环境污染问题。
⑤要让蚯蚓对垃圾发挥更加有效转化作用。建议要利用蚯蚓蛋白在畜禽饲料中的功能作用，增加家禽副产品养殖的综合利用率，使蚯蚓在连起家禽养殖生态链中发挥重要价值，切实提高产品质量与养殖经济价值。
⑥要加强农村蚯蚓养殖业的科学发展。建议在我镇建立蚯蚓育种推广场，要发展蚯蚓综合利用的繁育体系，因地制宜科学养殖，避免单一经营和投机养殖心理；要充分开发和利用蚯蚓资源，提高单位面积和增殖效率，积极稳妥地发展农村蚯蚓繁殖业，从而有效形成农业生态的良性循环。
【探究汇报及展示阶段】
1.组织学生在课堂进行交流，谈谈这些天实践调查中的感受和经验，同时探讨和探究如何降低生活垃圾，培养学生从自身做起的意识。
2.编排“生活垃圾与蚯蚓”科普剧，展示小蚯蚓给我们学习生活带来的影响。
3.组织学生撰写保护环境倡议书，总结实践探究成果和体会，发布到校园网或者互联网上，号召更多的人来关注蚯蚓、保护环境。
4.利用学校的专题探究网站，对探究进行汇总，收集、整理资料。
5.对探究的得失进行分析并进行总结，写出专题探究总结。
五、实施方案参与体会及校方点评：
此次实践探究，引导学生了解科普实践知识，提升了学生的科学综合素养，激发学生对探索蚯蚓养殖的喜爱，教育学生在关注社会生态文明建设中，辅导学生对垃圾处理进行深度开发，从而发挥垃圾生态综合转化利用率，通过辅导学生利用蚯蚓生态，并利用蚯蚓喂养家禽所取得了成功经验，培养学生发现问题和解决问题的能力，有效引导村民科学致富，促进生了态环境和区域经济的协调发展，对改善我镇生态环境和提高经济效作出了有益的探索。
这次实践探究，充分运用现代科学技术，激发学生探索对蚯蚓处置垃圾养殖的兴趣，并运用生态链技术养殖家禽，从而降低垃圾对环境的危害，提高家禽产品质量和经济价值，实践探究充分体现可持续发展的先进理念，具有鲜明的时代感，扩大我校科普教育的影响面。
1.探究产生的积极影响
①新课改理念促进综合实践课程的有效形成；
②对参与学生不失时机实施生态环保情感态度与价值观教育；
③本探究探究采用“自主合作探究”理念促使高效课堂成果显著；
④积极参与和有效探究使高效课堂成果得以成功落地。
2.探究的教育意涵与特色
①探究促进了学生主动探究问题、发现问题和解决问题的能力；
②历练了学生主动学习、积极参与的发展意识，使学生在探究探究中情绪高涨；
③探究使学生对垃圾分类处理生态养殖认识到十分重要，理智地从源头去尽快地处置垃圾，认识到这是每个人应该尽到的义务；
④探究中学生探究探究参与面广，交往互动频繁，探究方法与手段得当。
3.对学生“益智养德”的作用
①本实践综合课程促使学生能够去主动学习与自主探究，个性化学习得到充分体现；有效学习与探究形成了“益智养德”的高效课堂，实现了学习方法的有效转变；
②注重了学生体验与参与的过程，不过分追求参与探究的结果；
③辅导中贴心有效地实施多元化评价方式，促进学生都能自觉去益智养德，历练自我人生的价值。
4.探究的感言
发展了学生的特长和兴趣，让学生体验实践探究的乐趣与艰辛，学习了探究养殖观察、采样与分析的方法，了解到很多关于蚯蚓的知识，唤醒了学生对垃圾分类与生态养殖的意识，培养了小组合作的团队精神，突破课本内容和形式的局限，锻炼了学生的社会实践能力。
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