育人之声 | 沈洋：我在校园建温室

Original 沈洋北师大附校 2022-08-18

做扎根的教育

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温室大棚是一所学校生物创新实验室的必备附属设施，植物组织培养的炼苗和育苗栽培都要依靠大棚。

然而，北师大附属嘉兴南湖高级中学却遇到了问题：老校区原有的温室大棚破败，所在地块征迁等。既然现状无法满足生物实验教学需要，那么，如何在校内重建温室大棚，如何在一个相对小的空间建造一个足够大的温室？

本期“育人之声”栏目，嘉兴附中的生物老师沈洋为我们分享了学校师生共建温室大棚的故事。

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缘起：真实需求与共同热情

一次课间，我与学生聊起大棚的状况，破败的温室、刚性的需求，激起我们重建温室大棚的想法。记得在参加平台“数字科学家”项目的培训时，专家曾介绍过PBL项目学习的理念、演变、操作及案例，其中国外某学校学生自己动手改造旧操场，给我留下了深刻印象。

师生具有共同的真实需求是项目式学习得以落地的关键。既然有问题、有需求，我们打算自己动手，开展基于温室设计与建造这一项目的学习。第二天，一个学生就拿出了初步设计图和模型，这让我们进一步坚定了要建好温室的决心。

过程：困境中孕育苦乐与惊喜

起初，同学们设计出了一个温室的展开图，将阴影部分剪掉后可折成一个纸温室（图1）。紧接着，同学们又利用一次性筷子和透明胶带，建立了温室模型。在此过程中，学生通过计算，明确材料的具体规格，以及各材料之间的连接角度等。

图1 温室的设计与模型建构

为降低建造成本，同学们首先拆除原有大棚，以此来获得建造温室的主要材料——镀锌钢管。在拆除过程中，同学们对原大棚的材料连接的方式有了一定认识（图2），为后续温室建造时的连接架构提供了帮助。

图2 回收物料

接下来是切割镀锌管和连接。镀锌管的切割，操作起来并不容易。同学们原先想使用角磨机，但考虑到安全问题，最终采用了更安全的切管器（图3）。

图3 剪裁钢管

关于材料的连接方式，焊接肯定是最稳固的办法。但存在两处难点，一来焊接需要相应的技术与资质，二来考虑到后续拆卸和继续使用等问题，我们打算采用螺栓进行连接（图4）。而这带来了更大的劳动强度和许多意想不到的困难。例如，钢管连接的角度不好控制，温室站立都有困难，承重能力、安全性更是无从说起（图5）。

图4 钢管敲扁钻孔连接

图5 首次搭建温室不稳定

原有方案受挫后，参与项目的同学自学了SketchUp软件，重新设计了整个温室框架，通过增加10根支撑杆及支架连杆增强温室的稳定性、承重能力和实用性（图6、7）。

图6 利用SketchUp软件设计的框架

图7 重新调整后的温室框架

最后，我们在框架稳定的基础上，对温室进行覆膜操作。盖膜的灵感来自于前期大棚的拆除过程。考虑到温室造型的特殊性和后期维护的便利性，我们采用压膜槽进行覆膜，分片覆盖。同学们还考虑到夏天通风降温问题，为温室设计了两个通风窗（图8）。

图8 温室的覆膜

在植物喷淋问题上，经过再三考量，同学们决定采用现有的简易自动喷淋等系统。目前，同学们自主建造的温室，已经在育种和生态展示方面发挥作用（图9）。

图9 温室的外观与喷淋系统

图2 回收物料

成长：助力学生全面提升

通过温室大棚的设计与建造，学生的学科核心素养有了显著进步。学生能根据方案设计要求，进行材料选择、测试与规划、工具选择与使用、工艺设计与产品制作等，形成了严谨细致、精益求精、追求卓越的工作态度。

同时，学生除了脑力投入、体力支撑，彼此之间也有更多配合。由于要合理安排各项建设工作的进度，需要在材料、人员、时间等方面综合规划统筹，学生的统筹能力能够得到进一步提升。

项目学习还提升了学生的探索欲。例如在钢管上钻孔时，手枪钻的高转速带来的结果是钻头无法切削到钢管，而低转速反而可以成功钻孔。对此，学生对转速与扭矩的关系又进一步进行研究，不仅延伸到汽车等交通工具的相关转速问题上，还联系到齿轮传动等结构方面的知识。学生在活动中成长，学习积极性也愈发高涨。

“温室的设计与建造”综合了多学科的知识与方法，其中贯穿STEAM教育理念，PBL是其最佳的学习策略。随着学校搬迁到新校区，一届一届的学生不可能一直新建温室，也没有这样的场地和必要建立多个温室。而作为一门课程，“温室的设计与建造”也将进行内容的调整，重点在优化原有温室的结构、控制、维护、运行等方面，这也体现了课程在实施中的动态变化过程。

文/北师大嘉兴附中沈洋

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