東籬種菜小農家匠人情懷伴長大
——校園景觀化有機蔬菜種植的實踐和研究

昆明市第三中學張海渝老師創新實驗室團隊

張海渝 康實 張明宇

一、活動背景

習近平總書記對生態文明建設曾做出重要指示強調，生態文明建設是“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局的重要內容。各地區各部門要切實貫徹新發展理念，樹立“綠水青山就是金山銀山”的強烈意識，努力走向社會主義生態文明新時代。習總書記強調，要加快推動綠色、循環、低碳發展，形成節約資源、保護環境的生產生活方式，著力解決生態環境方面突出問題，讓人民群眾不斷感受到生態環境的改善。各級黨委、政府及各有關方面要把生態文明建設作為一項重要任務，扎實工作、合力攻堅，堅持不懈、務求實效，切實把黨中央關于生態文明建設的決策部署落到實處，為建設美麗中國、維護全球生態安全做出更大貢獻。

“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”昆明市第三中學自建校以來，一直以科技創新活動作為學校教育的特色，從最初的學生課外科技興趣小組活動，到現在全面實施的科技教育辦學特色，到構建學校科技教育特色文化，我們的追尋之路艱辛而執著。在科技教育的傳承與積累中，學校大力倡導學生熱愛創新，獲得通過創新實現自我人生價值的體驗。教科室多年來強調科技教育從課外滲透到課內，逐漸實現常規化、周期化、模式化，建立了一支業務過硬科技教師隊伍，使科技教育做到了有定期課表、有專職老師、有固定教材、有固定場地、有一定影響；科技活動與科技教育不再局限于部分學生和課外活動，而成為整個學校與每位教師、每位學生都息息相關的命題。我們與各教研組一起研究，利用學科特點開展科技活動，在眾多學科老師們的辛勤耕耘下，更多的孩子們尋找到了挖掘自己潛力、發展創新技能的空間和舞臺，學生朝著更富個性、更有實踐性、更富創造性的方向發展。

《高中生物新課程標準》設計面向全體學生，著眼于學生全面發展和終身發展的需要，促進學生有個性地發展。在多年的實踐研究中，我們領會到，科技特色成為學校特色應該是全體師生參與科技教育活動，達到科技教育普及化。由此，針對學生不同的年齡特點，提出不同要求，開設不同的教學內容。這樣，使各年級既相互并列又各有自己的側重點，既體現連續性又相互獨立，體現了不同年級段不同的學習特征，加強了科技教育的針對性、科學性和普及性。搬遷呈貢后，作為生物老師，我們一直設想：利用池塘邊坡，結合校園綠化格局，建立學生參與管理，獨具特色的園藝化生物種植園，既能美化校園，營造學校優美的環境，又能成為生物教學和為實驗提供原材料的基地，讓學生掌握一門實踐技術，體現中央號召的匠人情懷，同時實現愛校教育。于是，為了得到學校領導的支持申請到經費，我們開始了各種工作室的申請和打造，得到學校同意和認可。

（一）建設生物種植園地的主旨

1.新課程標準要求生物學科要注重與現實生活的聯系和進行探究性學習。

《高中生物新課程標準》設計面向全體學生，著眼于學生全面發展和終身發展的需要，促進學生有個性地發展。《標準》特別強調生物學科要注重與現實生活的聯系，注重使學生在現實生活的背景中學習生物學，倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念，并能運用生物學的原理和方法參與公眾事務的討論或做出相關的個人決策。生物種植園地的建設與實踐就是試圖通過讓學生主動參與解決實際生活中的具體種植問題，學會一門技術，同時深入理解生物學的一些核心概念，比如光合作用原理、呼吸作用原理、滲透吸水和蒸騰作用的原理，不同礦質元素對植物生長的影響等。《標準》倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養創新精神和實踐能力。種植園地能為一些生物探究活動，比如向光性實驗、雜交實驗、光合作用和呼吸作用實驗、植物生長受外界因素影響等提供素材和可操作的空間。

2.種植園地的建設能為生物教師的專業成長提供一個平臺。

生物教師雖然掌握有較多的理論知識，但是往往缺乏實踐操作的經驗和機會。如果能有豐富的實踐操作經驗，在講解很多生物學知識時將更加游刃有余，具有說服力。通過種植園地的建設，教師可以具體熟悉選種、育苗、移栽和養護等種植技術，可以充分地將理論和實踐相結合，提升教師的專業知識，幫助教師的專業成長。

3.為生物教學和實驗提供原材料的基地和可操作的空間。

生物教學中常常用到一些材料，比如天竺葵、豌豆、玉米等植物，露天生長的植物體更能滿足教學的要求，校園中的種植園可以直接為教學提供觀察的原材料。此外種植園地還能為一些探究活動，比如向光性實驗、雜交實驗、光合作用和呼吸作用實驗、植物生長受外界因素影響等提供素材和可操作的空間。過去，由于受場地限制以及現代教育技術的發展，很多實踐操作都直接由電腦模擬完成，使得生物學習中學生嚴重缺乏進行實踐操作和實體觀察的機會。通過種植園地的建設可以成為生物教學和實驗提供原材料的基地和可操作的空間。

4.傳授學生基礎種植技術，獲得一門生活技能。

通過實踐操作，工作室的成員研究植物種植的基礎技術，同時為學生提供操作的機會，傳授給學生種植的基礎技術，如選種、育苗、移栽和養護等技術，實現和課本顯著差異化的教學，讓學生掌握一門技術，解決生活中的一些實際問題，也培養學生熱愛生活的情懷。

5.學生參與學習和管理的獨具特色的生物園地。

省內外很多中學均有生物種植園地，但是這些學校的生物園地主要是通過后勤的園藝師傅來進行管理和維護的，昆三中呈貢校區生物種植園地的建設中前期主要想通過園藝專家指導和我校教師配合，學生參與學習種植技術，調動學生的積極性，讓學生有計劃、分步驟地進行種植、管理和維護，后期將交給學生，以社團為背景全程進行管理，同時完成一些探究活動，比如向光性實驗、雜交實驗、光合作用和呼吸作用實驗、植物生長受外界因素影響等。

6.美化校園進行環境教育和愛校教育的重要途徑。

通過學生積極參與種植園地的建設，在其中體會熱愛環境、保護生態系統的重要性。由于學生能有效地參與實踐，也就激發了他們學習的熱情，對母校的熱愛油然而生，所以說種植園地的建設是環境教育和愛校教育的重要途徑。

（二）活動的對象、人數和需求分析

面向全校師生6 0 0 0 余人。景觀在校園正門一側圍園而建，市民和家長在校園外也可以欣賞和關注；校內師生可以將其作為休閑娛樂、攝影觀測的好去處。配套的多肉植物園區、觀賞植物園區尤其可能成為校園地標性風景，利于緩解學習壓力、解壓放松。

（三）活動的材料準備

學校規劃用地、結合池塘邊坡地形，將整個種植園地先分割成3 2 小塊種植地，每一塊種植地分別種植不同顏色和形狀的蔬菜、花卉等農作物，按照園藝設計成具有一定的景觀性，和校園的綠化相適宜。分割好的每一塊小塊種植地都相對獨立，既方便管理，能有效控制水肥和蟲害，又能種植不同的植物，滿足景觀上的層次感和色彩化。每一小塊種植地面積為2.0m×1.2m=2.4m2，用25cm高的紅色防腐木圍擋起來，便于土壤管理、水肥保持和防止病蟲害蔓延，32小塊種植地合計總面積為76.8m2。

購買工具、肥料和種子，在實驗場地和室內環境進行試種。

（四）活動的重難點分析

活動核心重點內容是著眼培養核心素養，打造學生實踐活動基地。

難點一方面是生物基地日常管護和人力勞力保障投入；另一方面在于學生探究方案的開發，比如本項目除了能形成一定的景觀，還能通過學生社團自主管理和參與，完成以下幾個方面的探究課題。

1.探究利用校園資源制作有機肥改良實驗場地土壤。

不同于市場化的有機蔬菜種植，實驗室研究種植的有機蔬菜可以更加嚴格按照有機種植規程，在不使用任何化學合成的農藥、化肥的情況下，遵循自然物質循環和能量流動的規律和生態學原理，采取一系列可持續發展的農業技術，協調種植平衡，進行病蟲害防治，維持一個小型生態系統持續穩定。

學生可以收集校園中可以利用的有機肥制作資源，比如將之前種植蔬菜時留于土壤中的根莖葉、落葉、園藝修剪下的枝條、剪草等進行粉碎和發酵處理制成有機肥，實現小范圍內的物質循環和物質再利用，讓學生切身體會到環境保護和有機種植的現實意義。

2.探究露天有機蔬菜種植過程中病蟲害的防治。

由于不采用農藥，露天種植的蔬菜短時間內就很容易遭受病蟲害的侵襲，這也是農業生產中需要研究的重大課題。有機蔬菜種植過程中發現病蟲害，可以引導學生觀察、捕捉、鑒定害病蟲的種類，然后查閱資料搜尋解決的方法，嘗試針對不同的病害蟲，設計不同的探究實驗，采取不同的方法生態誘捕或消滅病蟲害，解決有機化種植過程中遇到的典型問題。

3.探究植物組織培養的試管苗實現露天種植的移栽技術。

我校建有高規格的植物組織培養生物技術實驗室，配備有無菌操作臺、高壓蒸汽滅菌鍋、磁力攪拌器、半自動蒸餾裝置、恒溫光照培養箱，數碼影像采集設備，前期自2015年開始、利用特色課程“植物組織培養”，開展了學生活動。但是培養的試管苗如何從培養室培養基移到室外土壤，能否適應環境而進行生長是學生一直想探究的問題。項目建立的實踐場所可以為學生探究如何采取合適的技術手段讓試管苗從無菌培養逐漸過渡到土壤有菌種植提供實踐平臺。

4.有機種植和常規種植對蔬菜產量和品質的不同影響。

目前我國食品安全和環境污染問題日益嚴重，有機蔬菜的種植越來越成為有機農業領域的熱點研究方向。有機種植由于不采用農藥和化肥，必然導致生長速度下降和產量下降。對于蔬菜產量有多大影響、品質有多少提高是人們關心的話題。種植區內選取樣地對馬鈴薯、生菜、辣椒等蔬菜進行有機種植和常規種植對照實驗。通過產量檢測、產品外在品質評價，產品使用評價綜合得到實驗結果。

5.探究有機蔬菜的保鮮儲存。

利用收獲后的有機蔬菜，嘗試在一般家庭條件下，探索各種蔬菜保鮮儲存方法的效果和成本，可以和同種非有機蔬菜進行對比，找出最適合特定品種有機蔬菜的保鮮儲存方法和條件，為部分有機蔬菜編制保鮮儲存的相關說明書。

（五）活動的時間周期估測

預計1年內完成初期規劃，后期再做多層次多元化設計規劃。

二、活動可行性分析

（一）完整的園藝資材和技術支持

昆三中地處呈貢區，距離學校僅5km的斗南為全國知名的花卉和蔬菜種植基地，有完整的農資供應鏈，能為種植實驗室的建設和維護提供全方位的保障。無論是園藝設施、還是種子、種苗、有機肥，均可以大量供給，并可以提供完整的技術服務。參與教師具有極大的熱情和豐富的教學經驗，還有校園中經驗豐富的園藝師傅和外聘專家做指導，能保證實驗室有效地開展工作。

（二）先期成功的探索實踐

教師和學生已通過半年實踐，利用我校校內的攀登工作室平臺，借助種植箱種植了多批蔬菜，同時在池塘邊坡用地上種植了太空南瓜和玉米等植物用于科學實驗，為下一步擴大規模和進行生態生理學方面的探究實驗，積累了一定的經驗。同時借助特色課程“植物組織培養獲取試管苗”，積累了一定的利用細胞全能性無性繁殖植物體的經驗，大大鼓舞了師生進一步探索創新的熱情。

（三）學校的大力支持

昆三中搬遷呈貢后，校園面積極大地擴大，為實驗室的建立提供了空間。經學校批準，規劃池塘邊坡約200m2的綠化帶作為蔬菜種植實驗室的建設基地，若有實際需要還可以向四周或者屋頂擴展。學校還為實驗室建立的先期論證和初步探索提供了人員和資金的支持。

（四）農村生源比例增加，選題符合學生的興趣

我校目前來自農村地區的生源近1/3，這些學生本身就對種植有一定的經驗。一些技術問題也可以較好地向父母咨詢和溝通。種植實驗室的建立，貼近他們的生活，有利于發揮農村學生的特長，還能帶動其他學生積極參與，學生有濃厚的興趣，選題符合學生的發展和心理需求。

三、活動規劃和設計

（一）項目指導教師組成情況

項目的教師團隊由9名教師組成，研究生學歷的占70%，1名特級教師，2名高級教師，均有指導學生參加科技創新活動的經歷，為本項目的科學開展，提供了良好的平臺。此外，借助這些教師，可以和高校以及科研機構搭建很好的溝通渠道，為項目的開展提供技術支持。

（二）項目場地和配套情況

經學校討論批準，將池塘邊坡上的池塘邊坡約200m2的綠化帶作為蔬菜種植實驗室的建設基地，若有實際需要還可以向四周擴展。

學校還為實驗室建立的先期論證和初步探索提供了資金支持。通過校內的攀登工作室平臺，先后向本項目提供了近8000元的費用，購買了近40套園藝耕作工具。若項目申報成功，學校將根據有關規定，根據預算，進行資金配套。

校園池塘實景

根據實景設計的種植園地手繪圖

預計的近景實景效果

每一小塊種植地結構示意手繪圖

（三）項目開展學生參與形式

社團是我校開展科技活動最重要的組織，蝶翼社、未宇社等社團具有多年開展科技活動的工作經驗，在學生中具有較大的影響力，能號召較多學生參與到項目實踐活動中來。昆三中采取住校制，學生在校園中有較多的課余時間可以參與實驗室的建設和管理。昆三中種植實驗室的建設中前期主要想通過園藝專家指導和我校教師配合，學生參與學習種植技術，調動學生的積極性，讓學生有計劃、分步驟地進行種植、管理和維護，后期將交給學生，以社團為背景全程參與管理，完成探究活動。

（四）立體設計：觀花觀葉觀果

立體種植就是指充分利用立體空間的一種種植（養殖）方式，簡單的例子就是“稻-萍-魚”種養結合。廣義來說立體種植也可以理解成充分利用時間、空間等多方面種植（養殖）條件來實現優質、高產、高效、節能、環保的農業種養模式。立體農業的模式是以立體農業定義為出發點，合理利用自然資源、生物資源和人類生產技能，實現由物種、層次、能量循環、物質轉化和技術等要素組成的立體模式的優化。構成立體農業模式的基本單元是物種結構（多物種組合）、空間結構（多層次配置）、時間結構（時序排列）、食物鏈結構（物質循環）和技術結構（配套技術）。我們的校園立體農業主要模式可以參考丘陵山地和庭院立體農業綜合利用模式。

四、活動設計內容

（一）工作計劃

第一階段（2016年7月-2016年9月）：參與教師統一思想、準備材料申報項目。查閱相關資料、聘請有關專家進行專業指導，同時利用現有條件完成育苗和種植的初步探索工作。

第二階段（2016年10月-2016年12月）：組織學生完成。

①研究如何利用校園資源制作有機肥改良實驗場地土壤。

②選擇合適的植物，用植物組織培養試管苗，為露天移栽種植提供材料。

第三階段（2017年1月-4月）：組織學生完成。

①研究和指導學生栽培，擴大種植規模。

②完成病蟲害防治探究的初步實驗。

③完成植物組織培養試管苗的露天移栽實驗。

第四階段（2017年5月-7月）：組織學生。

①總結種植過程中病蟲害防治的探究活動。

②對收獲的蔬菜進行保鮮技術的探索。

③有機種植和常規種植對蔬菜產量和品質差異的影響。

④期間推薦優秀學生參加創新賽。

第五階段（2017年8月-9月）：總結匯報。

（二）預期目標及社會、經濟效益

學生的創新能力得到大幅提升，分析研究能力、科學研究能力進一步提升。通過項目，讓學生學會關注生活，獲得一門實用的專業技能。

本項目可以把課本知識與實踐活動相結合。對于提升教育教學質量有較大幫助。

1.預期目標

2016年12月：初步籌建昆三中景觀化有機蔬菜種植的實踐研究實驗室。

2017年12月：建成景觀化有機蔬菜種植創新實驗室，培養出一批對蔬菜種植有濃厚興趣、熟悉種植技術的學生，開展探究實驗，總結匯報。

2018年以后：持續發展，完善研究并推廣。

2.社會效益

帶動兄弟學校建立有機蔬菜種植實驗室/園地并進行校園有機生態蔬菜種植技術的普及，發揮科技創新實驗室的帶頭作用。

進一步提升昆三中優美的校園環境和科學教育的品質，為青少年科技創新樹立良好的形象。

3.經濟效益

為高、初中部開展生物學實驗，提供場地和材料，節約學校購買材料的經費。

五、科學探究設計的主要內容

（一）研究有機蔬菜種植中的育苗、移栽、養護等技術，同時通過學生參與，讓學生掌握這些技術。

（二）研究如何在自然條件下做到有機化種植，在不使用任何化學合成的農藥、化肥，以及基因工程生物及其產物的條件下，做到既要保證植物正常生長，又要防止病蟲害發生，在一個小生態系統中維持物質循環和能量流動。

（三）研究如何根據季節和植物的葉形、顏色、生長特點進行色彩與形狀的搭配，建立獨具特色的景觀化種植實驗室，和優美的學校綠化相協調。

（四）研究結合課本實驗和其他課外活動方案，開展植物向光性、外界條件對植物生長的影響、遺傳雜交等生態學和生理學實驗。

六、初期實踐體驗

（一）他山之石，可以攻玉。

2017年7月，在羅麗萍老師的建議和支持下，以“景觀化有機蔬菜種植的實踐和研究”為題申報昆明市青少年創新實驗室，同時聘請云南師范大學的桑林老師做專業指導，聽取意見和講座，并參觀了由桑老師主持的昆明市重點推廣并獲得世界農業和園藝金獎的“天空農場”，以獲得申報創想的思路，增加申報的成功率。

（二）觸類旁通，配套微觀組培。

（三）安裝防腐木框，對地塊進行分割。

（四）鋪墊材料、填入有機土，并進行堆沃發酵處理、覆蓋地膜。

（五）種植前的規劃。

七、整體預期：獨有的科技活動特色

（一）景觀化的實驗室

這個實驗室是露天的實驗室，不僅用于種植蔬菜，而且要將實驗室的園地形成一道風景，結合校園優美的綠化格局，根據季節和植物的葉形、顏色、生長特點進行色彩與形狀的搭配，建立獨具特色的景觀化種植實驗室，美化校園，提升學校的環境品質。

（二）有機化種植

不同于市場化的有機蔬菜種植，實驗室研究種植的有機蔬菜可以更加嚴格按照有機種植規程，禁止使用任何化學合成的農藥、化肥，以及基因工程生物及其產物，而是遵循自然物質循環和能量流動的規律和生態學原理，采取一系列可持續發展的農業技術，協調種植平衡，進行病蟲害防治，維持一個小型生態系統持續穩定，讓學生切身體會到環境保護和有機種植的現實意義。我們的亮點就是要區別于普通的開荒或勞技，能給學生帶來更有科技含量和知識運用的體驗感受。

（三）學生主體參與學習和管理的實驗室

省內外很多中學均有類似的種植實驗室或園地。但是這些學校的種植實驗室或園地主要是通過后勤的園藝師傅和生物實驗室老師來進行管理和維護的。昆三中采取住校制，學生在校園中有較多的課余時間可以參與實驗室的建設和管理。昆三中種植實驗室的建設中前期主要想通過園藝專家指導和我校教師配合，學生參與學習種植技術，調動學生的積極性，讓學生有計劃、分步驟地進行種植、管理和維護，后期將交給學生，以社團為背景全程進行管理，同時完成一些探究活動，比如向光性實驗、雜交實驗、光合作用和呼吸作用實驗、植物生長受外界因素影響等。

（四）提倡匠人情懷，進行與課本差異化的教學，傳授學生一門實用技術，獲得專業技能

雖然昆三中是重點高中，但是學生依然可以通過實踐操作，研究有機蔬菜的種植技術，如選種、育苗、移栽和養護等技術，實現和課本顯著差異化的教學，讓學生掌握一門實用技術，獲得專業技能，解決生活中的一些實際問題，也培養學生熱愛生活的情懷。

另外，我校倡導陪伴式成長，孩子們特別是高中學生大多數時間都和我們共度，很多工作繁忙的家長甚至租房使孩子成為留守對象。出于對生物天然的喜愛和對科學的興趣，很多學生自發地加入我們的生物學社、積極參與到動植物養殖中來，一定程度上緩解了思鄉、思親的情緒，并由此產生對養殖小寵物、小花小草的情感寄托，也有助于提升個人情趣、緩解學習壓力。

八、可能存在的難點問題

（一）實驗室的工作要有連續性

本實驗室要出成果，需要老師和參加活動的同學投入較多時間進行蔬菜的種植和管理，尤其是后期需要精心管理才能讓實驗室長久發展下去。這對組織工作和工作態度都提出了較高要求。

改進措施：

（1）完善相關管理措施，實行專人管理負責制。安排專人輔導學生，利用社團進行實驗室的管理和維護。

（2）學生以社團形式，分組完成實驗室中種植地塊的管理和維護任務，各小組之間有協作，更有競爭，激發學生的參與意識。

（3）有統一的目標和相對一致的種植、管理和維護操作規程。動。

（二）學生時間問題

現在的中學生學習任務非常繁重，制約著科技創新研究活動的參與。

改進措施：

（1）我校是住宿制學校，學生有較多的飯后課余時間，中午12:20-1:30和下午6:00-7:30這兩段時間可以充分利用起來，進行種植、管理和維護的操作。

（2）利用學校選修課、每周二團隊活動時間開展活

（3）鼓勵學生自發地利用休息時間組織活動，學校積極鼓勵老師參與指導。

（三）經費問題

實驗室的建立需要購買園藝工具、灌溉設施、生長監控設施等。為了有效防止蟲害侵襲種植的地塊，需要進行分隔，土壤需要有機化處理，景觀化需要園藝裝飾和美化，尤其是后期為了維持生態平衡，地塊上種植的蔬菜需要輪作，長期維護需要消耗不少種子、種苗和有機肥，有機蔬菜的指標檢測需要購買基礎檢測設備，探究實驗需要完善設備，這些都需要資金支持。

改進措施：

（1）學校自籌部分資金，申請企業贊助。

（2）申請科技局及青科中心等給予項目資金支持。

（3）合理高效使用資金，避免浪費。

（四）技術問題

在實驗室的建設和操作過程中，中學生的主要困難是不熟悉有機蔬菜種植技術、植物生長特點以及如何防止病蟲害。

改進措施：

通過師生互動，以及校外園藝專家和校內園藝師傅讓學生逐步掌握蔬菜等植物的種植技術，如何進行有機化處理和防止病蟲害的處理，在實踐中熟悉植物的生長特點，同時為進一步開展植物生理學和生態學實驗打下基礎。

九、技術的難點問題應對措施

（一）病蟲害的防治

1.購買正規廠家的消毒處理和抗病蟲害的雜交種子以及種苗。

2.合理地分割地塊，使用有機肥料，防治病蟲害蔓延。

3.在不同地塊中種植不同品種的作物蔬菜，實現合理搭配多種蔬菜，能夠有效降低病蟲害的侵襲風險。

4.使用地膜，隔斷地下病蟲害和自然的聯系，保持水肥，提高地溫，同時也可以殺死病蟲害。

5.學校所處區域是傳統果蔬種植區形成的天然屏障。

病蟲害防治制劑的使用：

使用香煙絲浸泡液處理蚜蟲。

花椒水或者辣椒水隔天交替使用防治粉蝶和蚜蟲。

符合有機要求的殺蟲劑的使用：比如硫酸鐵（鼻滴蟲）、硫酸銅、有機殺蟲劑（除蟲菊酯）

中藥木賊水防治。

（二）水肥管理

1.使用噴灌或滴灌，可實現自動化。

2.使用校園已有的2.5寸綠化澆灌接頭。

3.收集落葉枯草利用堆肥箱堆肥處理。

4.購買有機肥。