李舉梅

研究背景

為了能更好地落實(shí)勞動(dòng)技術(shù)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的開展，學(xué)校建設(shè)了彭鎮(zhèn)種植基地。自種植基地成立以來，共有5屆學(xué)生參與了種植、體驗(yàn)、探究。這個(gè)過程中涌現(xiàn)了大量有價(jià)值的活動(dòng)，其中“探究色光對蔬菜生長的影響”活動(dòng)歷經(jīng)多屆學(xué)生的開展逐漸脫穎而出，經(jīng)歷了從基地探究到成立研究性小組深入探究的過程，活動(dòng)內(nèi)容逐漸充實(shí)，活動(dòng)成果日漸豐富。

活動(dòng)內(nèi)容及實(shí)施過程

活動(dòng)內(nèi)容分為往屆活動(dòng)成果展示和后續(xù)活動(dòng)計(jì)劃。

往屆活動(dòng)成果展示

探究色光對蔬菜生長影響活動(dòng)已經(jīng)開展2年，經(jīng)歷了以下4個(gè)階段。

階段一、基地種植提出活動(dòng)主題

學(xué)習(xí)相關(guān)種植知識，全班同學(xué)集體種植，學(xué)生認(rèn)真觀察后，發(fā)現(xiàn)基地附近有片藍(lán)色的種植膜，一般的種植膜不是無色透明的嗎？藍(lán)色的種植膜有什么好處呢？于是提出活動(dòng)主題“探究色光對蔬菜的影響”。

階段二、基地和實(shí)驗(yàn)室開展探究活動(dòng)

分析探究活動(dòng)原理 ①學(xué)生根據(jù)初中知識分析出：用彩色透明物體覆蓋蔬菜表面，彩色透明物體反射與透明物體不同的顏色，吸收與透明物體相同的顏色。②用不同彩色透明膜覆蓋后，為了適應(yīng)環(huán)境的變化，蔬菜通過光敏色素、藍(lán)光受體和紫外光受體等光受體接受光質(zhì)的變化，通過光合作用間接或直接調(diào)控蔬菜的生長發(fā)育。

制訂探究方案 2016屆4班學(xué)生在種植基地將彩色塑料膜用支架固定在蔬菜的表面觀察生長情況。1周后彩色膜被大風(fēng)吹走，于是學(xué)生改進(jìn)了方案，將彩色塑料袋直接套在蓮花白上，這樣既不易被風(fēng)吹走，還解決了太陽光從側(cè)面照射到蔬菜的問題。

開展對比實(shí)驗(yàn) 2018屆17班學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)了2016屆4班開展的活動(dòng)后改進(jìn)了探究方案。將蔬菜移栽回學(xué)校探究，解決了場地、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等方面的限制。為了得到高純度的單色光，學(xué)生在網(wǎng)上購買了彩色膜替換了彩色塑料袋。

研究結(jié)論 不同顏色膜下的蓮花白對照組出現(xiàn)了明顯的差異；黃色膜下蓮花白生長情況最好，其次是紫色，最差是綠色；黑色膜下的蓮花白大約2周后死亡。

評估交流 實(shí)驗(yàn)室的光照不強(qiáng)，加速了蔬菜死亡；色光對照組只有4組，其他顏色的光沒有探究；每個(gè)對照組只種植了1株，缺乏科學(xué)性；結(jié)論不明確，死亡時(shí)間先后不能完整反映色光對蔬菜的影響是促進(jìn)還是抑制作用。

學(xué)生匯報(bào) 2017年12月，指導(dǎo)教師和17班學(xué)生一起整理活動(dòng)資料并制作ppt，各小組推選代表進(jìn)行了色光探究活動(dòng)匯報(bào)。

階段三、成立色光小組進(jìn)行探究活動(dòng)

成立色光小組 在2018屆招募對色光活動(dòng)興趣濃厚的學(xué)生成立色光研究小組。

改進(jìn)措施 ①學(xué)生通過查詢資料了解當(dāng)季蔬菜的生長習(xí)性及生長周期等，并實(shí)地考察了種植基地的光照、水源等條件，最終選定3個(gè)品種：番茄、茄子、辣椒。②設(shè)置紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7種色光及黑色膜、無色膜、無對照，共10組，番茄、茄子、辣椒3個(gè)品種，每品種栽種3株。③通過測量高度、冠幅直徑、花期長短、果實(shí)數(shù)量、消苗時(shí)間等數(shù)據(jù)反映生長情況。④在校園內(nèi)找到一塊空地種植，既光照充分、土壤肥沃，還方便每天澆水、觀察、記錄。

開展對比探究實(shí)驗(yàn) 將每周四下午5：30—6：20定為活動(dòng)例會(huì)時(shí)間，開展探究活動(dòng)。

分析得出結(jié)論 黃色光對辣椒生長起促進(jìn)作用，青色、綠色光對蔬菜起抑制作用。紅色光對辣椒花期有明顯推遲，紅色膜下辣椒的生長期變長。

階段四、色光小組改進(jìn)探究活動(dòng)

探究活動(dòng)主題 2019屆、2020屆學(xué)生繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探究了黃色光對蓮花白、花菜、紅油菜的促進(jìn)作用；紅色光推遲花期與產(chǎn)量的關(guān)系；綠色光對蓮花白、花菜、紅油菜生長的抑制作用等。

中期生長情況對比 蓮花白、花菜、紅油菜都是幼苗移栽。為了控制變量，選擇長勢基本相同的幼苗，待移栽成活后才覆蓋彩色膜進(jìn)行對照，所以早期對照組現(xiàn)象不明顯。堅(jiān)持每周拍照1次，測量相關(guān)數(shù)據(jù)并記錄生長變化情況。

晚期生長情況對比 從2018年10月10日移栽幼苗到2019年3月14日拔苗，經(jīng)歷了150多天的生長對照。將蔬菜拔出后，觀察根系的生長情況。

分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論 ①綠色膜下的3種蔬菜株高都很高，且莖最細(xì)，須根非常少，說明綠色光可以促進(jìn)蔬菜的株高，但對蔬菜莖和根系的生長均起到了抑制作用；綠色膜下的蓮花白、花菜葉、油菜葉，中期時(shí)顏色明顯更綠，晚期時(shí)綠色膜下蓮花白的老葉是黃色，其他顏色膜下的蓮花白老葉偏紫，說明綠色光對蔬菜的顏色有明顯影響；綠色膜下的蓮花白完全沒有卷心，說明綠色光不利于蓮花白的生長。②紅色膜下的花菜和紅油菜花期并沒有明顯推遲，說明紅色光對花期的推遲作用與蔬菜品種有關(guān)。③黃色膜和紅色膜下生長的3種蔬菜都比無色透明膜下的蔬菜長勢更好，說明黃色光和紅色光對蔬菜的生長都有促進(jìn)作用。

待解決的問題 由小組成員例會(huì)交流時(shí)提出待解決的問題，指導(dǎo)教師將問題轉(zhuǎn)化為小組活動(dòng)，讓小組成員分析、查找相關(guān)資料，在例會(huì)時(shí)師生共同進(jìn)行深入探討。

總結(jié)往屆探究活動(dòng)的關(guān)鍵結(jié)論 對往屆探究活動(dòng)的分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，在借鑒往屆探究色光對蔬菜生長影響活動(dòng)的基礎(chǔ)上，后續(xù)活動(dòng)準(zhǔn)備突破探究活動(dòng)的深度和廣度。

后續(xù)活動(dòng)計(jì)劃

活動(dòng)內(nèi)容

①解決之前探究活動(dòng)提出的問題，嘗試找到并學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識。②將對比探究的蔬菜種類減少，力求理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。③加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，盡量在初中學(xué)生思維層次構(gòu)建光質(zhì)對蔬菜光合作用的調(diào)控機(jī)制原理，并嘗試用相關(guān)理論知識解釋探究活動(dòng)中觀察到的現(xiàn)象。④后期研究中，將加入單色光LED燈對蔬菜葉進(jìn)行局部照射，觀察和檢測蔬菜中葉綠素類、胡蘿卜素類、澡膽素類的含量，將短期微觀探究和長期宏觀觀察相結(jié)合，讓探究更有層次和深度。⑤如果能明確得出單色光對蔬菜的促進(jìn)或抑制效果，將采用LED燈單色光照射的方式進(jìn)行干預(yù)選種或培育新品種。如果結(jié)論明確、促進(jìn)效果明顯，將制作單色光或單色光與太陽光混合的LED植物燈照射蔬菜達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

活動(dòng)步驟

①分析解決之前提出的問題。②在校內(nèi)修建七彩種植探究園，用種植槽栽種番茄，用于后期探究記錄。種植時(shí)間為2019年4月1日，每周觀察、記錄數(shù)據(jù)。③師生利用例會(huì)時(shí)間學(xué)習(xí)光對蔬菜生長影響方面的文獻(xiàn)。④計(jì)劃在專家指導(dǎo)下進(jìn)一步完善以下3方面的理論體系：探索不同波長對光合作用的影響機(jī)理；研究LED光質(zhì)、波長、光強(qiáng)、光溫度、光周期對蔬菜發(fā)育的影響規(guī)律；蔬菜的光譜效應(yīng)研究。

預(yù)期效果與呈現(xiàn)方式

師生共同體驗(yàn)種植和豐收的喜悅。

后期活動(dòng)將詳細(xì)記錄番茄在各種色光下，各階段的生長情況，并對相應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行理論解釋。期間，用LED燈照射番茄葉，檢測內(nèi)部微觀變化。

師生共同研究學(xué)習(xí)幾種撰寫科學(xué)研究論文的模板或撰寫活動(dòng)報(bào)告的模板，學(xué)生寫作時(shí)可參考使用。

學(xué)生的探究記錄和裝訂的書籍都將作為學(xué)生參與綜合實(shí)踐活動(dòng)的書面材料記相應(yīng)學(xué)分，并裝入學(xué)生檔案。

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方式

針對學(xué)生發(fā)展變化的生成性評價(jià)；針對學(xué)生獨(dú)創(chuàng)性的表現(xiàn)性評價(jià)；以寫實(shí)記錄為基礎(chǔ)的綜合性評價(jià)。師生活動(dòng)成果物化活動(dòng)完成后，及時(shí)進(jìn)行成果整理和申報(bào)。

該項(xiàng)目獲得第34屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果科技教育方案類一等獎(jiǎng)。

專家評語

方案以學(xué)生的種植活動(dòng)為載體，以研究性小組為主體，進(jìn)行了較為深入的色光對蔬菜影響的探究活動(dòng)。學(xué)生通過親身參與、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方式對有關(guān)色光影響蔬菜生長的具體表現(xiàn)、不同色光對不同蔬菜的影響效果等問題展開研究，體現(xiàn)了提出問題到解決問題的過程性體驗(yàn)。