高中“種植十探究”類社團實踐探索

張純

關鍵詞：社團實踐；矮腳黃；種植；探究

文章編號：1003-7586（2024） 01-0036-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1引言

2022年，《義務教育勞動課程標準（2022年版）》正式發布，種植類勞動教育因其趣味性和實踐性在幼兒園、小學和中學廣泛開展。從2021年開始，筆者就在高一開設了一個種植類社團，在網絡選課時，30個名額一分鐘內搶完，也充分說明了學生對該社團的青睞。然而，種什么、怎么種成了指導老師最大的困惑。社團活動如何組織才能讓學生不僅能賞生命成長之美，享成果分享之樂，還能悟科研探索之道呢？下面筆者就以“矮腳黃”的種植為例分享高中“種植十探究”類社團活動的開展的一些實踐探索。

2選擇“矮腳黃”的緣由

2.1“矮腳黃”和南京的不解之緣

“矮腳黃”與南京的第一個不解之緣在于，它是由南京農業大學培育而成。南京當地普遍栽培此青菜品種，是因為其株高28～30 cm，不僅梗白、頭大，并且口味好，食后無渣，深受消費者喜愛。

“矮腳黃”與南京的第二個不解之緣在于，除了平時餐桌上使用清炒這種常規做法之外，在小寒節氣，南京地區的人們都會食用“菜飯”，做法也很簡單，用“矮腳黃”青菜與咸肉片、香腸片，加之生姜粒與糯米一起煮，味道鮮美可口。

2.2“矮腳黃”最佳播種時期和社團開課時間的高度吻合

“矮腳黃”以作秋冬青菜栽培為最宜。秋播于9月中旬，平均溫度降到24℃時播種育苗，高一社團課一般是第一周選課，第二周開課，開課之后第一周進行育苗、除草和整地，一般會在第三周也就是9月底開始播種，而“矮腳黃”在9月底至10月底均可播種，11月至翌年2月收獲，與社團第一學期活動時間高度吻合。

2.3“矮腳黃”作為研究材料的優勢

2.3.1生長周期短

“矮腳黃”一般采用育苗移栽、采收大棵菜為主，從育苗到采收歷時45～60天，學生一學期社團活動中能夠完整經歷育苗、定植、田間管理等階段，在參與田間勞動的同時，親歷種子萌發、植株生長等過程，感受勞動的艱辛，享受勞動的喜悅與成就。

2.3.2性狀改善明顯

“矮腳黃”是四倍體，與普通二倍體青菜相比，性狀改善明顯，主要體現在：①生長迅速、產量高，且營養成分高，例如氨基酸含量、維生素含量增加。②抗熱、抗寒及抗病性增強，例如“矮將軍2號”品種可以耐寒越冬，“矮將軍701”耐熱耐濕。

2.3.3種植時間長

“矮腳黃”基本上一年四季均可種植：①作麥黃菜栽培，3月4月播種。②作伏菜秧栽培，7月8月播種。③作秋冬青菜栽培，9月播種。④作越冬青菜栽培，10月播種。

3社團活動課程設計

3.1動手動腦明流程——探究影響種子萌發因素

購買不同品種的“矮腳黃”種子，指導學生查閱相關資料了解育種的方法和注意事項。

通過閱讀說明書，學生們了解到用30～40℃溫水浸種3～4小時后，放在20℃左右處催芽，1～2天就能發芽。教師用問題串的形式引導學生思考：為什么要用溫水浸種？什么溫度浸泡更合適？浸泡多長時間發芽率更高？提出問題并尋求答案是自然科學產生和發展的動因，引導學生通過查找資料得知，溫水浸種可以解除種子休眠，提高代謝水平，從而提高發芽率。至于什么溫度、浸泡多長時間需要設計實驗并實踐來探究。介紹生物實驗設計的原則——單一變量和對照實驗，啟發學生設計實驗解決生產實踐中的真實問題，并引導學生確定該實驗的變量、設計實驗方案、觀察方案、收集數據方案。該實驗中，自變量是浸泡溫度和時間，因變量是發芽率，學生設計表格如表1所示。

3.2親歷農事知辛苦——生長期的田間管理

種子經催芽發芽后，將發芽后的種子移至大田中種植，也可不用催芽直接撒播。生長期的田間管理主要包括以下幾個方面：①刨地曬田施底肥。深耕后曬田，保證土壤疏松，增加其保水保肥能力，并在15～20 cm土層內施加有機肥作為底肥。②間苗定植拔雜草。在第2片真葉時進行第一次間苗，保持苗距2 cm；在3～4片真葉時進行第二次間苗，保持苗距4 cm；在4～5片真葉時進行定植，苗距20 cm。③澆水追肥觀生長。出苗前要保持土壤的濕潤，出苗后澆水要輕和勻。“矮腳黃”根系小，吸收能力弱，所以在生長期要勤照看。

3.3變廢為寶建循環——廚余垃圾發酵肥的制作

學校食堂每天都會產生大量的廚余垃圾，包括丟棄不用的菜葉、果皮和蛋殼，以及剩菜、剩飯和骨頭（雞骨、魚刺）等，含有極高的水分與有機物，很容易腐壞，產生惡臭。但是，如果經過妥善的處理和加工，可以轉化為新的資源，例如可以作為植物生長的肥料。

目前的堆肥方式有很多種，社團學生通過查找資料并結合實際情況，選擇了波卡西堆肥。波卡西堆肥是通過EM菌發酵的一種堆肥方法，EM是Effective Microorganisms的英文縮寫，意思是有效微生物菌群，它是由功能各異的多種微生物組成的一種活菌制劑，一般包括光合菌、酵母菌、乳酸菌等多種微生物。學生們將EM菌混合到廚余垃圾中，一同放進密封的發酵容器，通過間歇性缺氧發酵，來分解發酵物質產生肥料。

3.4現象背后覓本質——揭示“霜打青菜”分外甜的奧秘

民間有“霜打青菜”分外甜的說法，這種說法正確嗎？首先，霜降是二十四節氣中的第十八個節氣，也是秋季的最后一個節氣，一般在10月底，霜降后氣溫驟降、晝夜溫差大。其次，霜降不是表示“降霜”，南京的初霜日，根據氣候統計，都要到11月中上旬。再次，“霜打青菜”真的會變甜嗎？為了解答這個問題，從初霜日開始，每周讓學生采收幾棵“矮腳黃”青菜回去，用清水煮熟，細細品嘗它的甜度。通過品嘗，學生們一致認為，“矮腳黃”青菜經歷了霜凍之后口感確實變好變甜了。

通過親自品嘗后，學生對“霜打青菜”變甜這個說法有了直觀的感受和認同。然后引導學生進一步思考，“霜打”和“變甜”之間的邏輯是什么呢？通過查找資料，學生得知，隨著氣溫變低，十字花科的植物為了防止細胞液結冰，將淀粉水解為蔗糖、葡萄糖等，提高了細胞液的濃度，從而達到抗凍的目的，這是植物適應環境的結果。

11月份正值高一年級第一學期期中，學生在課內已經學過物質的跨膜運輸、植物細胞質壁分離現象等知識，引導學生使用已學的知識設計實驗，解釋和驗證假說和觀點。以下是學生設計的兩個方案。

方案一：稱量法比較隨氣溫降低“矮腳黃”細胞液濃度變化

實驗原理：成熟植物組織相當于一個滲透系統，原生質層相當于半透膜，當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水，質量減少；當外界溶液濃度低于細胞液濃度時，細胞吸水，質量增加。通過稱量和比較“矮腳黃”葉片放在一系列梯度濃度蔗糖溶液中質量的變化，探究葉片細胞的細胞液濃度。

實驗思路：①設置蒸餾水對照組和不同濃度梯度的蔗糖溶液（0.2 g/mL、0.3 g/mL、0.4 g/mL、0.5 g/L、0.6 g/mL）實驗組。②每周取生理狀況相同的新鮮葉片，用瓶蓋自制圓形打孔器在白色葉柄處取相同大小的樣品30個，5個為一組，分為6組，用天平稱量并記錄每組葉片的原始質量。③將6組葉片分別放入6個裝有蒸餾水和不同濃度蔗糖溶液的燒杯中，放置一段時間。④擦干表面水分后稱量每組葉片質量（見表2）。

方案二：顯微鏡觀察法比較隨氣溫降低“矮腳黃”細胞液濃度變化

實驗原理：成熟植物組織相當于一個滲透系統，原生質層相當于半透膜，當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水，表現為質壁分離。“矮腳黃”葉肉細胞的細胞質中有葉綠體，通過葉綠體指示原生質層的位置間接顯示液泡的大小變化以及是否發生質壁分離。通過顯微鏡觀察“矮腳黃”葉片在0.3 g/mL蔗糖溶液中初始發生質壁分離的時間和相同時間內質壁分離占比，探究葉片細胞的細胞液濃度變化趨勢。

實驗思路：①每周取生理狀況相同的新鮮葉片，撕取下表皮葉肉細胞制備臨時裝片。②用低倍鏡觀察正常狀態的葉肉細胞并選擇合適的視野。③引流法將細胞浸潤在0.3 g/mL蔗糖溶液中。④用低倍鏡觀察細胞變化并記錄相關數據（見表3）。

4反思

高中教學是基礎教育的關鍵，社團課程是學校課堂的補充和延伸。在高中階段開設種植類社團，可以拓展學生學習空間，把勞動教育與學科學習深度關聯。科學探究是生物學學科核心素養的重要內容，所以，開設“種植+探究”類社團有非常重要的意義。參與該社團的學生是高一學生，他們能通過社團活動激發對生物學的興趣，并能了解科學探究的一般方法，在種植活動中，動手動腦相結合，通過問題解決促進科學思維的形成。但是，由于學生生物學知識積累得還不太多，所以有些實驗設計方案還不太完美，作為指導教師，及時的引導就顯得非常重要。