物聯網：走進校園里的“開心農場”

徐新中

在以科學巨匠周培源先生名字命名的江蘇省宜興市培源實驗小學，建立了一個神奇的校園版“開心農場”。為什么說它神奇呢？原來，這個農場運用了當前迅猛發展的物聯網技術，實現了日常管理的自動化、科學化、高效化，使學生們進入了一個神奇的物聯網世界。培源實驗小學是一所有著20多年青少年科技教育史的蘇南農村小學，早在2010年，適逢江蘇省無錫市在全國率先提出在中小學生中開展“感知中國”和“感知生長”主題教育活動之機，培源實驗小學就積極開展了首批物聯網應用平臺的建設工作，高標準建成了“周培源數字農植園”。從此，以“樂在探求”為校訓的培源實驗小學的學生們不僅了解了物聯網知識，而且走進了運用物聯網技術進行科學種植的神奇的“開心農場”，開展了多項富有趣味的研究性學習活動。回顧起來，學生們在開展“感知生長”主題活動時主要借鑒并采用了種植管理的一般性步驟，那就是“播種—耕耘—收獲”。

● 播種——萌發科學探究的幼苗

雖然培源實驗小學的學生都是土生土長的農村孩子，但受到蘇南地區高度的工業化和獨生子女家庭的影響，如今的孩子們對于植物生長的了解是非常欠缺的。在曾經進行的“現在農田里種植的是水稻還是小麥”、“你能準確辨認出韭菜和麥苗嗎”等常識調查中，學生的正確率低于40%。在“感知生長”數字農植園建設之初，學校就把它定位在要讓學生們樂于認識常見植物，樂于去觀測研究它們，并為此做了兩項準備工作。

1.洋溢“農”味的園地

在數字農植園主體建設完成、各種物聯網設備安裝到位之后，為了激起學生們與生俱來的好奇心、探究欲，在征詢他們意見的基礎上，學校對數字農植園進行了富有創意的、個性化的布置。鋪著青磚的林陰小道、古色古香的木質門面、布滿爬山虎的墻壁、彰顯活力的老水車等共同打造出既彰顯現代氣息又不乏傳統文化的一個全新的科普實踐基地。學校有10多個實踐活動場地，但學生們如今最想去看的還是數字農植園，用他們的話說就是“那兒既像景點又充滿神奇”！

2.普及物聯網知識

“物聯網”這個名詞對大多數人而言是陌生的，如何讓學生們記住這個詞，并能產生了解、參與的愿望且保持好興趣呢？我們從生活入手，用ETC專用車道、智能家居等各類應用實例增長學生們的見識，讓他們看到物聯網已給現代生活帶來的便利。為了增強感性認識，我們還組織學生參觀了應用物聯網技術開展養殖的中國農業大學宜興實驗室，他們在監控大廳內，看到工作人員通過輕點鼠標，實時監控著一個個水產養殖場，進行遠程增氧、智能投喂、預警資訊等操作，大家無不感到科技的神奇力量，也自然地萌發了學習、探究的欲望。

● 耕耘——洋溢生命活力的體驗

在學生對物聯網有了濃厚興趣的基礎上，我們及時把信息技術、科學、綜合實踐等學科的教學與數字農植園活動有機整合起來，讓學生們走進它、觸摸它、感知它、研究它。例如，在小學信息技術《感知生長——數字農植園》一課的教學中，學生們認識到了數字農植園是利用溫度、濕度傳感器，遠紅外攝像頭等先進設備實時監測、記錄植物生長的各項數據，并通過網絡發送到管理平臺，供世界各地的朋友共享使用，分享活動過程，實現“一人種植，眾人觀察，集體研究”的喜人效果。在科學教學中，我們把大量關于認識植物的課程安排到數字農植園中教學，這一學習方式有效地彌補了科學教學資源的不足，能讓學生們在既現代化又充滿生命活力的學習情境中盡情體驗學習的樂趣。與此同時，我們還開展了多項專題性研究活動。

1.校內科學實踐活動

根據學生們自己的興趣愛好，我們以班級為單位，采用申報立項的形式確立了“暖棚內外植物生長情況對比研究”、“玉樹繁殖方式的研究”等10多個小課題實驗項目。學生們平時通過網絡既可以對植物的生長情況進行觀測、記載和分析，又能根據數字農植園儀器探測到的空氣和土壤的溫度、濕度，科學地進行調控、灌溉等管理，讓植物們健康成長。學生們還會走進“開心農場”，與各種植物來一次親密接觸，量一量它們的生長高度，聞一聞花香，松一松土壤，除一除雜草，捉一捉害蟲……在這些體驗活動中，學生們充分了解了植物生長和環境的密切關系，享受到綠色給人們帶來的活力，同時也積累了大量第一手實驗資料。有個學生在觀測日記中記道：“我今天才知道原來有很多植物可以通過剪枝插入土壤這種便捷的方式進行繁殖，看來植物的本領之大超出我們的想象，‘無本之木真的存在啊！”

2.省際“攜手助學”活動

在全體學生走進數字農植園接觸物聯網的同時，我們組成了50多人的“周培源數字農植園”小院士隊伍，在輔導教師的帶領下開展遠程研究性、合作性學習活動，結合教育部—微軟（中國）“攜手助學”創新研究項目，聯合江蘇、河南、新疆等地的多所學校開展異地網絡觀測、對比性小實驗研究。在這一過程中，三地的小學生們既感受到物聯網技術的奇妙，又見識到自然界生物在不同環境下生長的差異，從而形成了濃厚的研究氛圍，萌發了可貴的探究意識，取得了很好的合作學習效果。當外地的學生第一次通過網絡看到我校數字農植園內各種植物隨風擺動、孩子們穿行其間的實時景象時，不由自主地發出了“這個世界真是太小了”的感嘆。更為可貴的是，學生們自發設立的跨區域植物種植研究項目極大地激發了大家探究的興趣，在看到兩地同時種植的長春花、一串紅、月季等植物大相徑庭的生長情況后，有學生在觀測心得中寫道：“各種植物對光照的要求不盡相同，而同一種植物在不同的生長地對光照的要求也會出現差異。一般來說，大多數植物在苗期對光照要求小，發芽階段甚至根本不需要光照，而在開花階段則對光照有較高要求。”

● 收獲——品味辛勤勞作的甜蜜

幾年來的“開心農場”實踐體驗，讓學生們既有了對高科技的認識，又對身邊的花花草草有了真切的感情。教育的出發點和歸宿點都應著眼學生的長遠發展，提高學生的科學人文綜合素養，而這，通過“感知生長”數字農植園這一載體已經初步實現。

1.科學素養明顯提高

我們對“感知生長”主題教育活動與學校常規的科技、德育類活動科學進行了整合，通過每周的校園電視、每月的科技信息發布、每學期的科技節等形式向學生們持續提供豐富的物聯網大餐，并用科技創新大賽、科學幻想畫競賽、科學小論文競賽等受到大家歡迎的形式理解鞏固知識，激發學科學、愛科學、用科學的熱情，學生可貴的自主、合作、探究意識得到充分發揮，研究學習的能力明顯增強。

2.提升了校園文化品位

4年來，學校獲得了“全國科技教育示范單位”等榮譽，無錫市鄉村學校少年宮建設等現場會也在培源實驗小學召開。學生結合“開心農場”實踐而撰寫的《綠豆的“壞脾氣”》、《花兒為什么這樣紅》等30余篇科技小論文獲得全國一等獎。《運用物聯網技術，感知動植物生長》、《物聯網來到孩子們身邊》等一批項目在全國獲獎。學校教師編寫的物聯網內容入選了江蘇中小學信息技術教材，為更多的學生踏進物聯網這一神奇的世界提供了機會。

科技進步永無止境，探索實踐永無終點，“樂在探求”的培源實驗小學全體師生將把今日的收獲化為明天的動力，勤勞地行走在“開心農場”之中，經歷著一次次的播種、耕耘和收獲，在應用物聯網的歲月里享受著更多的快樂！endprint