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1 研究背景
重庆南山植物园的樱花最出名,每年春天,正当樱花烂漫时节人们总要挤出时间去观赏。年复一年,在观看中发现最近两年的樱花花朵少了,花色淡了,花期短了,还有病虫害。因此产生思考:原因何在?如何养护?改进措施怎样?病虫害如何防治?于是我们在学校生物老师秦老师的指导下,开展了对影响南山樱花因素的调查与研究。
2 准备阶段
2.1 成立课题学习小组
秦老师在自愿报名的同学中进行了筛选,确定了我们六名同学担任樱花研究性学习小组的组长——分别是姚君一、唐弓弋、尹霄、余星碉、刘洁和戴鹏宇,并进行了分工,于2007年9月,我们展开了樱花课题的调查与研究。
2.2 制定调查问卷表
在2007年9月期间,我们先后制定了几份调查问卷,在我校学生中展开调查。
第一次是表格设计太繁琐,宣告调查问卷失败,第二次是表格问题设计太难,宣告调查问卷失败,后来,经过师生商讨,才形成了第三次的三个调查问卷表。
第三次我们将调查问卷发放到了珊瑚中学学生、南山游客、公园员工手中,收回后进行了数据统计,了解到不同人群对南山樱花的喜爱程度,以及相关因素对樱花是有影响的(表1~表2)。
2.3制定课程学习方案 我们积极讨论,分工合作,达成共识后,决定借用植物学科的研究方法,运用课本知识,以南山植物园为试验基地,以南山樱花为研究学习对象,以开发当地自然资源形成校本课程。
2.4制定研究性学习计划(表3)
3 实施阶段
3.1 调查采访纽
结果如表1,表2。
3.2 形态习性组
2007年9月上旬,我们通过上网查找和翻阅图书,对樱花有了初步的认识和了解。《樱大鉴》里有记载:樱花原产北半球温带喜马拉雅山地区,包括印度北部、中国长江流域、中国台湾省、朝鲜、日本。以中国西南山区各类最为丰富,中国华北各地均有栽培。在世界各地都有栽培,共有800多种樱花,以日本樱花最为著名,共有200多个品种。因此,日本被誉称“樱花之国”。
樱花拉丁文名:Prunus subhirtella(Miq.)Sok,属植物界、被子植物门、双子叶植物纲、蔷薇科、樱桃属。南山樱花树冠呈卵圆形,树高5~25 m,树皮呈灰褐色,有横纹,单叶互生,每年3~4月开花,盛花期二周,南山樱花的颜色有白色、粉红色、淡紫红色、淡绿色四种。
3.3 考察统计组
我们应用地理学科知识,对南山植物园的经纬度进行了测定,它位于东经106°37′33.70″E北纬29°33′31.58°N,知道了南山植物园的海拔高度为420~680.5 m,总面积580 ha,为国家AAAA级旅游区,并确认植物园是樱花生长的最佳环境。
我们还统计出了南山植物园的樱花共有五个品种,共556株,分别是早樱花30株、山樱花315株、武汉染井吉樱花31株、垂枝樱花27株、福建冬樱花153株。
3.4 非生物因素研究组
生物离不开环境,环境要影响生物,生物必然受到阳光、温度、空气、水分、土壤及pH值、二氧化碳浓度、矿质因素的影响。我们采集了樱花的土壤,运用化学知识,测定了pH值,认为pH值在5.5~6.5的土壤最适合樱花生长。结论是:南山的土质最适合栽种早山樱、山樱花、垂枝樱花、福建冬樱花。
我们请教了市园林局、气象局专家、地理老师,我们收集推测到了近四年1~5月的平均温度,认为樱花开花期的最佳温度是16~19℃。樱花是强阳性、长日照树种,阳光对樱花的花色、花质、花期有着直接的影响,通过观测发现:东西朝向(受日照强)的福建冬樱花的花期长些,花色深些,花朵多些。
3.5 四季管理组
樱花的四季管理到位,会对樱花的花色、花质、花期有促进作用,管理过程的照片记录如下:2008年1月—12月,我们选定了樱花广场人行道两旁的30株樱花树和中心花园的30株樱花树进行四季管理对照试验。结果是:试验组樱花植株,春季3~4月樱花的花朵密集、颜色艳丽、花期稍长。对照组樱花植株花朵、花色、花期都要逊色。
3.6 病虫害防治组
2007年9月~2008年9月、2008年9月~2009年3月,我们对相同植株前后两年用不同的药物进行了试验,并一致认为:杀灭介壳虫最好用融蚧剂,杀灭蚜虫最好用辛硫磷,杀灭红蜘蛛最好用石硫合剂,消灭蛀干虫最好用内吸剂,这样既环保又高效。
3.7 樱花嫁接组
我们依据生物学科学到的嫁接成活原理,对校园小叶榕和南山山樱花进行了嫁接,结果惊喜地发现我们的全部嫁接成功了,弥补了现有樱花的残枝,美化了树干的形态,便于游客观赏到更灿烂的樱花。
3.8 天敌喂养及投放组
我们运用了生态系统中食物链、食物网的原理,利用食物链中吃与被吃的关系,想到了用天敌控制樱花病虫害的方法。
我们到人民公园买来地蜘蛛、大麦虫、面包虫喂养相思鸟、白头翁、画眉鸟、七姊妹鸟各5只,验证表明,完全可以用食虫鸟来捕食樱花病虫害(红蜘蛛、莉蛾、蛀干虫)的幼虫。
实验证明蟾蜍完全可以用来捕食樱花病虫害:红蜘蛛、莉蛾、蛀干虫的成虫。
实验证明完全可以用七星瓢虫捕食樱花病虫害:介壳虫、蚜虫的虫卵。我们在2008年的3月12号、7月12号分别向植物园投放了食虫鸟20只、30只蟾蜍,这样利用樱花病虫害的天敌来杀灭害虫,既环保又经济,效果非常好。
3.9 花芽测量及宣传组
我们选取了樱花大道、樱花广场、樱花林共16株长势良好的植株(垂枝樱花1~2号、日本早樱3~4号、大山樱5~6号、日本晚樱7~8号)进行编号,进行定人定株观测并记录,最终认为花芽长25~27 mm,宽17~19 mm,是樱花绽放和市民赏花的最佳时期。
我们及时、准确的在网上公布消息,作好广告宣传,这样不仅扩大南山植物园的知名度,也能给南山植物园带来经济效益。
3.10 板报宣传组
知识改变命运,科技创造未来,我们向同学们宣传科技、科普知识,让同学们了解我们的樱花研究方案、研究过程,展示我们的樱花研究成果。发动同学们积极参与。
3.11 发现新现象组:(有待于研究的现象)
2009年3月24号我们来到南山植物园,观察通过一年的试验后的樱花开放情况时,发现一奇怪的现象:只有本地山樱花树在掉叶子,按理说不应该是春天掉叶,特别是每天晚上都有很多叶子掉下来,而且都从嫩叶柄基部整齐断落,是什么原因?我们观察了很久,发现叶子上有一個硬壳昆虫,是不是硬壳昆虫吸食叶柄基部的汁液?有待于研究。
3.12 研究结果组 通过大量的实作对比试验显示:生态因素对南山植物园的樱花确实有影响,通过一系列人为因素的调控:2009年樱花比2008年开得更加灿烂些!
4 总结交流阶段
4.1 经南山植物园的建议
在早春对樱花树追加了一次基肥(豆饼、鸡粪和腐熟肥料等有机肥),pH值控制在5.5~6.5才有利于樱花生长、花的开放。
移栽樱花广场入口处的背光不通风的樱花树。
培养适量的食虫蜘蛛、瓢虫、食虫鸟、蟾蜍投放植物园,用天敌控制樱花病虫害。
应提前喷药预防樱花病虫害。
4.2 我们的研究收获是
在研究过程中,我们采用实地考察、调查采访、网上收集、拍照记录、实作了大量的对比试验,训练了我们对信息、资料的主动获取和处理能力。
我們利用周末及节假日进行课题研究;丰富了我们的课余生活,增强了我们的社会责任心和使命感。
研究课题是2007年提出的,持续时间长,牵涉的知识广,磨练了我们的耐心,培养了我们的科学考察探究意识,提升了我们的创新思维能力、动手实验能力。
这次研究课题的开展,极大地调动了我们学习生物学的积极性,培养了我们的群体合作、交往沟通能力。让我们真正感受到了课堂知识的迁移会对当地自然资源的开发与应用起到推动作用。
2009年4月、7月撰写形成科技创新论文,参加24届科技创新大赛分别获得重庆市市一等奖、全国二等奖。姚君一同学获得了2009年“区长奖”的光荣称号。
5 教师点评
在开展《对南山樱花花色、花质、花期影响因素的调查与研究》的过程中,学生能运用所学的生物知识呈现出三大亮点:①学会了樱花的嫁接技术。②懂得了喂养、投天敌,控制樱花病虫害的爆发。③运用了动物缺氧窒息死亡的原理,想到了用环保高效的药棉、药泥、水泥封堵蛀孔,达到彻底杀灭蛀干虫的目的。
他们在实践中敢想、敢干,能吃苦、能创新,善于表达、懂得交流,领悟到了人与人沟通的方法与技巧。
通过大量的实作试验,探究出了一系列提高樱花的花色、花质、延长樱花花期的影响因素科学调控方法。
最终让2009年的樱花比2008年的樱花更“灿烂”了,达到了扩大植物园知名度,吸引更多游客,提高经济效益和社会效益的目的。
实践表明:利用当地自然资源,进行生物学校本课程开发——实施对南山樱花生态因素的调查与研究既促进了教师专业发展,又提高了学生综合素质,效果较好。
重庆南山植物园的樱花最出名,每年春天,正当樱花烂漫时节人们总要挤出时间去观赏。年复一年,在观看中发现最近两年的樱花花朵少了,花色淡了,花期短了,还有病虫害。因此产生思考:原因何在?如何养护?改进措施怎样?病虫害如何防治?于是我们在学校生物老师秦老师的指导下,开展了对影响南山樱花因素的调查与研究。
2 准备阶段
2.1 成立课题学习小组
秦老师在自愿报名的同学中进行了筛选,确定了我们六名同学担任樱花研究性学习小组的组长——分别是姚君一、唐弓弋、尹霄、余星碉、刘洁和戴鹏宇,并进行了分工,于2007年9月,我们展开了樱花课题的调查与研究。
2.2 制定调查问卷表
在2007年9月期间,我们先后制定了几份调查问卷,在我校学生中展开调查。
第一次是表格设计太繁琐,宣告调查问卷失败,第二次是表格问题设计太难,宣告调查问卷失败,后来,经过师生商讨,才形成了第三次的三个调查问卷表。
第三次我们将调查问卷发放到了珊瑚中学学生、南山游客、公园员工手中,收回后进行了数据统计,了解到不同人群对南山樱花的喜爱程度,以及相关因素对樱花是有影响的(表1~表2)。
2.3制定课程学习方案 我们积极讨论,分工合作,达成共识后,决定借用植物学科的研究方法,运用课本知识,以南山植物园为试验基地,以南山樱花为研究学习对象,以开发当地自然资源形成校本课程。
2.4制定研究性学习计划(表3)
3 实施阶段
3.1 调查采访纽
结果如表1,表2。
3.2 形态习性组
2007年9月上旬,我们通过上网查找和翻阅图书,对樱花有了初步的认识和了解。《樱大鉴》里有记载:樱花原产北半球温带喜马拉雅山地区,包括印度北部、中国长江流域、中国台湾省、朝鲜、日本。以中国西南山区各类最为丰富,中国华北各地均有栽培。在世界各地都有栽培,共有800多种樱花,以日本樱花最为著名,共有200多个品种。因此,日本被誉称“樱花之国”。
樱花拉丁文名:Prunus subhirtella(Miq.)Sok,属植物界、被子植物门、双子叶植物纲、蔷薇科、樱桃属。南山樱花树冠呈卵圆形,树高5~25 m,树皮呈灰褐色,有横纹,单叶互生,每年3~4月开花,盛花期二周,南山樱花的颜色有白色、粉红色、淡紫红色、淡绿色四种。
3.3 考察统计组
我们应用地理学科知识,对南山植物园的经纬度进行了测定,它位于东经106°37′33.70″E北纬29°33′31.58°N,知道了南山植物园的海拔高度为420~680.5 m,总面积580 ha,为国家AAAA级旅游区,并确认植物园是樱花生长的最佳环境。
我们还统计出了南山植物园的樱花共有五个品种,共556株,分别是早樱花30株、山樱花315株、武汉染井吉樱花31株、垂枝樱花27株、福建冬樱花153株。
3.4 非生物因素研究组
生物离不开环境,环境要影响生物,生物必然受到阳光、温度、空气、水分、土壤及pH值、二氧化碳浓度、矿质因素的影响。我们采集了樱花的土壤,运用化学知识,测定了pH值,认为pH值在5.5~6.5的土壤最适合樱花生长。结论是:南山的土质最适合栽种早山樱、山樱花、垂枝樱花、福建冬樱花。
我们请教了市园林局、气象局专家、地理老师,我们收集推测到了近四年1~5月的平均温度,认为樱花开花期的最佳温度是16~19℃。樱花是强阳性、长日照树种,阳光对樱花的花色、花质、花期有着直接的影响,通过观测发现:东西朝向(受日照强)的福建冬樱花的花期长些,花色深些,花朵多些。
3.5 四季管理组
樱花的四季管理到位,会对樱花的花色、花质、花期有促进作用,管理过程的照片记录如下:2008年1月—12月,我们选定了樱花广场人行道两旁的30株樱花树和中心花园的30株樱花树进行四季管理对照试验。结果是:试验组樱花植株,春季3~4月樱花的花朵密集、颜色艳丽、花期稍长。对照组樱花植株花朵、花色、花期都要逊色。
3.6 病虫害防治组
2007年9月~2008年9月、2008年9月~2009年3月,我们对相同植株前后两年用不同的药物进行了试验,并一致认为:杀灭介壳虫最好用融蚧剂,杀灭蚜虫最好用辛硫磷,杀灭红蜘蛛最好用石硫合剂,消灭蛀干虫最好用内吸剂,这样既环保又高效。
3.7 樱花嫁接组
我们依据生物学科学到的嫁接成活原理,对校园小叶榕和南山山樱花进行了嫁接,结果惊喜地发现我们的全部嫁接成功了,弥补了现有樱花的残枝,美化了树干的形态,便于游客观赏到更灿烂的樱花。
3.8 天敌喂养及投放组
我们运用了生态系统中食物链、食物网的原理,利用食物链中吃与被吃的关系,想到了用天敌控制樱花病虫害的方法。
我们到人民公园买来地蜘蛛、大麦虫、面包虫喂养相思鸟、白头翁、画眉鸟、七姊妹鸟各5只,验证表明,完全可以用食虫鸟来捕食樱花病虫害(红蜘蛛、莉蛾、蛀干虫)的幼虫。
实验证明蟾蜍完全可以用来捕食樱花病虫害:红蜘蛛、莉蛾、蛀干虫的成虫。
实验证明完全可以用七星瓢虫捕食樱花病虫害:介壳虫、蚜虫的虫卵。我们在2008年的3月12号、7月12号分别向植物园投放了食虫鸟20只、30只蟾蜍,这样利用樱花病虫害的天敌来杀灭害虫,既环保又经济,效果非常好。
3.9 花芽测量及宣传组
我们选取了樱花大道、樱花广场、樱花林共16株长势良好的植株(垂枝樱花1~2号、日本早樱3~4号、大山樱5~6号、日本晚樱7~8号)进行编号,进行定人定株观测并记录,最终认为花芽长25~27 mm,宽17~19 mm,是樱花绽放和市民赏花的最佳时期。
我们及时、准确的在网上公布消息,作好广告宣传,这样不仅扩大南山植物园的知名度,也能给南山植物园带来经济效益。
3.10 板报宣传组
知识改变命运,科技创造未来,我们向同学们宣传科技、科普知识,让同学们了解我们的樱花研究方案、研究过程,展示我们的樱花研究成果。发动同学们积极参与。
3.11 发现新现象组:(有待于研究的现象)
2009年3月24号我们来到南山植物园,观察通过一年的试验后的樱花开放情况时,发现一奇怪的现象:只有本地山樱花树在掉叶子,按理说不应该是春天掉叶,特别是每天晚上都有很多叶子掉下来,而且都从嫩叶柄基部整齐断落,是什么原因?我们观察了很久,发现叶子上有一個硬壳昆虫,是不是硬壳昆虫吸食叶柄基部的汁液?有待于研究。
3.12 研究结果组 通过大量的实作对比试验显示:生态因素对南山植物园的樱花确实有影响,通过一系列人为因素的调控:2009年樱花比2008年开得更加灿烂些!
4 总结交流阶段
4.1 经南山植物园的建议
在早春对樱花树追加了一次基肥(豆饼、鸡粪和腐熟肥料等有机肥),pH值控制在5.5~6.5才有利于樱花生长、花的开放。
移栽樱花广场入口处的背光不通风的樱花树。
培养适量的食虫蜘蛛、瓢虫、食虫鸟、蟾蜍投放植物园,用天敌控制樱花病虫害。
应提前喷药预防樱花病虫害。
4.2 我们的研究收获是
在研究过程中,我们采用实地考察、调查采访、网上收集、拍照记录、实作了大量的对比试验,训练了我们对信息、资料的主动获取和处理能力。
我們利用周末及节假日进行课题研究;丰富了我们的课余生活,增强了我们的社会责任心和使命感。
研究课题是2007年提出的,持续时间长,牵涉的知识广,磨练了我们的耐心,培养了我们的科学考察探究意识,提升了我们的创新思维能力、动手实验能力。
这次研究课题的开展,极大地调动了我们学习生物学的积极性,培养了我们的群体合作、交往沟通能力。让我们真正感受到了课堂知识的迁移会对当地自然资源的开发与应用起到推动作用。
2009年4月、7月撰写形成科技创新论文,参加24届科技创新大赛分别获得重庆市市一等奖、全国二等奖。姚君一同学获得了2009年“区长奖”的光荣称号。
5 教师点评
在开展《对南山樱花花色、花质、花期影响因素的调查与研究》的过程中,学生能运用所学的生物知识呈现出三大亮点:①学会了樱花的嫁接技术。②懂得了喂养、投天敌,控制樱花病虫害的爆发。③运用了动物缺氧窒息死亡的原理,想到了用环保高效的药棉、药泥、水泥封堵蛀孔,达到彻底杀灭蛀干虫的目的。
他们在实践中敢想、敢干,能吃苦、能创新,善于表达、懂得交流,领悟到了人与人沟通的方法与技巧。
通过大量的实作试验,探究出了一系列提高樱花的花色、花质、延长樱花花期的影响因素科学调控方法。
最终让2009年的樱花比2008年的樱花更“灿烂”了,达到了扩大植物园知名度,吸引更多游客,提高经济效益和社会效益的目的。
实践表明:利用当地自然资源,进行生物学校本课程开发——实施对南山樱花生态因素的调查与研究既促进了教师专业发展,又提高了学生综合素质,效果较好。