從2001年起,每年5月的第三周被定為「全國科技活動周」,至今已經連續舉辦了17屆,惠及民眾達13億人以上。而為全面貫徹黨的十九大精神,突出創新在引領發展中的第一動力,從今年開始,「廣州科技活動周」更名為「廣州科技創新活動周」。
華南植物園於5月16日,通過廖景平研究員內容磅礴、歷史厚重的精彩講座《植物讓人類生活更美好》(詳情點這裡第14屆公眾科學日暨2018科技活動周科學體驗活動),開啟了「科技周」之旅。而這期間,華南植物園積極開展多項課程活動,為公眾送上精彩紛呈的科技大餐。
「科技周」系列課程活動之一:
物聯網時代將改變什麼?
——「物聯網+園藝體驗課」活動
5月26日的廣州,暑氣正盛,是許多人不願出門的日子。但在濃陰覆蓋的科普中心小樓裡,卻醞釀著一場場別開生面、生動有趣的科學實驗,這,足以吸引一群來自89中初二年級的孩子們。儘管一路走來,衣衫汗溼,臉蛋通紅,但他們一坐下便忘卻了炎熱,開始好奇地打量起眼前的實驗器具來。
▲開課前的小熱身,同學們領取不同的葉片塊,按葉片的類別來分組
本次課程由華南植物園與廣州富智信息科技有限公司聯合舉辦,是2018科普周系列活動之一:「體驗智能科技,築造未來生態」——物聯網+園藝體驗課。為了取得更好的教學效果,主講老師與志願者們在課前便集中備課,共同商討授課細節。
▲黃老師先為同學們講解物聯網科技概念
黃潔鵬老師以「緣-綠」為開場白,為大家開啟了解「物聯網」時代之門。原來,所謂物聯網,便是物物相連的網際網路。來自富智科技公司的王曉華老師,已預先給大家組裝了一組信息收集系統,該系統可以同時收集現場二氧化碳感應器、酸鹼度感應器、土壤溼度與溫度感應器、光照溫溼度三合一感應器、溶解氧感應器傳輸回來的數據,並通過網際網路傳輸,實時顯示在手機App(自然一號)界面上。這一技術應用在園藝管理上,可通過手機遠程遙控溫室環境,實時監測,智能控制,實現智能化管理,省心快捷,真正實現智慧園藝目標。
王老師現場操作了實際應用案例:在華南理工大學某實驗室裡有一棵被這一系統「關照」著的羅漢松。老師通過手機App,隨時了解植物生長現場溫溼度等各種數據,並能遠程遙控該實驗室內的光照、噴水等裝置,及時給植物相應的「特殊照顧」。王老師現場用手機遠程給羅漢松調光和噴水。智慧科技的便捷與實用,使同學們驚嘆不已。
▲王老師為大家講解物聯網儀器的原理和使用方法
掌握了基本的實驗方法之後,同學們便開始興致勃勃地分組開展各項實驗,使用各類感應器獲取實驗對象的相應數值。如不同種類水的PH值、人呼出二氧化碳的量、土壤的乾濕狀況及溫度、電筒的光照量、水中溶解氧量等。
▲小組一起來吹氣,認真記錄吹氣前後二氧化碳的數據變化
▲空氣溫溼度對比測試、土壤溫溼度檢測
一邊做,一邊發出疑問,一邊再思考,對於這些孩子來說,如此有趣的實驗,實在是令人大開眼界。
▲溶解氧實驗,通過手機App來實時記錄監測
▲檢測pH值,測一測就能知道哪瓶才是加了醋
觀察實驗結束後,黃老師開始布置任務:先隨植物園的科普老師到園區實地考察,了解常見的喬木、灌木、草本、水生植物。然後以小組為單位,選擇一種植物,發揮創意,結合實驗中相關的技術,構建與該植物生長相關的「智能生態藍圖」。同學們要親手繪製藍圖,並展示成果,宣講創意。
在科普中心樓下的園區,華南植物園的謝麗青老師向大家講解了「喜愛陽光的、高高在上的」喬木大王椰子、相對低矮的灌木灰莉與石碌含笑、喜陰的草本植物花葉豔山姜,以及水生植物中各具形態的挺水植物、浮水植物與沉水植物等。真是想不到,小小的一塊綠地裡面,竟有那麼多品種的植物,還都各有各的「脾性」呢。
▲謝老師為大家講解不同類型植物的區別
從園區回到課室,各組馬上開始動手構建心目中的「智能生態藍圖」。從選取植物,到根據植物的生長需求設計各類裝置,再最後形成方案藍圖,同學們必須緊密配合、群策群力、各展所長,才能在有限的時間裡做出合格的設計圖。
傳統的園藝種植:澆水、施肥、打藥,全憑經驗、靠感覺。如今,物聯網將種植引領到一個嶄新的年代。雲端監測、遠程操控,讓種植變得如此便利。同學們也大開腦洞,發揮奇思妙想,暢享科技,暢想未來。
▲以小組為單位,熱烈討論,積極設計方案
經過20分鐘的熱烈討論、緊張思考設計,第一小組為大家呈現的是為多肉植物設計的智能溫室,這裡面不僅有給植物提供光照的LED燈,還有定時灑水系統,以及檢測土壤酸鹼度及溼度的感應器(哈,剛學完便可致用)。相信這裡的「多肉」一定能茁壯成長。
▲自信滿滿的第一小組,最終獲得一等獎
第二組展示的是為沙漠植物構建的溫室。最吸引人的是,他們設置的光源是「帶有不同光效的」,這樣可以多方位地滿足植物生長的需求。
▲第二小組是純男生團,設計美工卻是槓槓的,該組獲得最佳美工獎
第三組則為常見的辣椒設計了一個獨特的溫室。她們顯然查閱了不少關於辣椒生長的資料,在豐富的資料的支撐下,她們獨具匠心地設計了「一個可以吸收陽光的東西」,它能滿足辣椒在白天、黑夜中對溫度的不同需求,創意滿滿。
▲第三小組方案內容翔實,獲得最佳科普獎
隨後,在老師們評議作品的間隙中,各組之間展開了生物知識競賽。看看大家踴躍搶答的鏡頭,您是不是也能感受到其中激烈的氣氛?
▲競爭激烈的搶答環節
最後,老師們點評作品,並評出了一等獎、最佳美工獎與最佳科普獎。在鏡頭面前,捧著自己成果的同學們笑得多麼開心哪。
▲黃老師對大家的作品進行點評
▲同學們與課程老師及志願者們合影
STEM 是科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering),數學(Mathematics)的縮寫,是培養學生科學素養的有效手段。通過STEM的課程的有效設計,用物聯網技術感知植物園生態環境,融合多學科知識,通過科學實踐,解決實際問題,促進學生的思維發展和提高解決問題的能力。
將物聯網與園藝知識結合在一起,有效地提升了年輕一代對於生物、網際網路知識及技能的興趣與運用能力,如此做法,是嶄新的,無疑也是富有深刻科普意義的。
「科技周」系列課程之二:
「科學之夜——華南植物園奇妙夜」
夜色降臨,園內蟲鳴,喧鬧入耳。那是另一個世界的戲臺,黑夜是它的幕。5月26晚,30多名的「未來科學家們」在科普老師、志願者們的帶領下,走進自然劇場,啟開奇妙之旅。
▲天黑之前,大小朋友先來個留影
「夏夜的植物園可以遇見精靈」,此次活動讓家長孩子充滿期待。
「老師,精靈是什麼?」 科普輔導老師開始與孩子們互動起來,「就是黑夜粉墨登場的神奇動物們。」
▲夜晚是「歌唱家」螽斯大展身手的好機會,長長的觸鬚是它的辨別特徵之一
▲晚上才出來覓食的小螃蟹
為了讓孩子們在野外自然觀察實踐中,掌握正確的學習方法,科普老師康永強先為大家,介紹華南植物園常見的夜間活動昆蟲,以及這些昆蟲的形態結構特徵,各種器官的功能,讓孩子與家長了解這些昆蟲的變態發育過程與生殖行為,同時認識到生物與我們人類的密切聯繫。此外,康老師還介紹了常見的爬行動物、兩棲動物,並講解在夜間觀察生物的正確方法。
▲先聽康老師普及昆蟲的基本常識
探尋從乘坐電瓶車開始,在車上科普老師用雷射筆揮舞一圈,引導大家朝草地林間觀看,黑暗中,一群群自帶「LED燈」的螢火蟲忽閃忽閃,激蕩人心。這讓人驚嘆的短暫閃亮與美麗背後,原來來自十個月幼蟲期的辛苦積累,而只有生態環境美好的地方,才會有機會見到它們璀璨的「繁星點點」。所以,唯有珍惜愛護好身邊的自然環境,才能給這些迷人的小精靈們一個安身立命之處。
▲杜老師為大家解密蟲子背後的故事
在樹下,孩子與家長觀察前四後五的「腳趾」的斑腿泛樹蛙、抱卵撫育的高腳蜘蛛,與「跳高冠軍」廣翅蠟蟬幼蟲互動起來。在水邊,看到了無毒但性情兇猛的黃斑魚遊蛇,勝似閒庭信步的螃蟹……夜晚是另一個舞臺,各色小動物們在這裡盡情撒歡。
▲在老師的指導下,克服恐懼,孩子們第一次與無毒的毛毛蟲,來個親密接觸
▲打開五感,感受斑腿泛樹蛙光滑溼潤的皮膚,識別它的特徵
▲像果凍的黑蛞蝓
▲在積極繁殖後代的非洲大蝸牛(褐雲瑪瑙螺)
▲警惕性很高的樹蜥,睡覺時喜歡緊抓著枝條
與小動物們的親密觀察接觸的同時,科普老師引導孩子們一起探討生物多樣性、存在合理性與價值性。「隨風潛入夜,潤物細無聲」。孩子們在老師幽默有趣的講解中,就此與夜晚的小精靈們交上朋友。
▲除了小動物,還能見到水瓜慄等夜晚開花的植物
▲這個滿身豔麗小「圖釘」的傢伙,是錦斑蛾的幼蟲
▲「小強」的親戚,東方水蠊
「奇妙夜觀」的「奇妙」之處,在於引導孩子們親身觀察,打開五感,積極思考,在遊玩中埋下科學精神的種子,待他日生根發芽,長成大樹,這也是植物園開展科普教育活動的初衷。
依託自身豐富的生物資源優勢,在2018廣州科技創新活動周期間,華南植物園推出系列課程活動,開展各類特色教育,旨在提升公眾科學素養,尤其是針對中小學生宣傳普及植物學方面的科學知識。科技改變人類,而孩子是人類發展的未來,針對青少年開展的系列科學科普教育,更是別具意義。
文:黃博(志願者)、黃淑婷(志願者)
圖:紅塵外(志願者)、李博(志願者)
審校:黃瑞蘭、古旭奇
—END—