项目报告-对残茶做居室花肥的实验探究-迟利敏

'封面：第32届北京青少年科技创新大赛科技辅导员科技创新成果竞赛科技教育教学类项目项目名称：对残茶做居室花肥的实验探究项日所属类别：科技教育活动类项日设计方案申报者：迟利敏作者职务：教师职称：中学高级教龄：19年单位：北京理工大学附中通讯地址：北京市海淀区车道沟东路邮编：100089联系电话：（单位）（个人）E-mail： 2.摘要：残茶是居室场所最普遍而且成分单纯、非常洁净的生活垃圾，茶叶屮含有丰富的矿质元素。养护绿植是城市居民改善室内坏境的普遍手段，居室养殖需耍洁净的花肥。本活动通过实验的方法來探究残茶是否适合做花吧，找到残茶资源再利用、低成本养护绿植的方法，达到资源再利用、美化环境的目的，启发学生将低碳生活理念与自身生活结合的智慧。3.背景材料3.1问题背景当前国家正在多层次、多角度倡导低碳生活的理念，倡导对资源的冋收再利用，就是其中的一个方而，特别是生活垃圾。残茶是家庭及工作场所最普遍而且成分单纯、非常洁净的生活垃圾。而现代化城市把人们主要固化在室内，使得室内的各种污染激增。人们主要通过在室内养殖一些绿植，來减轻这些污染的危害。那么花肥的成本、洁净度、便捷性又制约着人们养护花草的质量。茶叶中含有钙、磷、钾、钠、镁、铁、锌、硒、铜、镒、碘等元素,这些元索对不但有益于人体健康，而且对植物的生长也很有利，但是残茶小还含有很多碱性物质，这可能对植物的生长不利。那么残茶是否适合做花肥？是否能成为洁净、便捷的花肥？本方案试图引导通过实验的方法来探究这个问题，找到利用残茶、低成本养护绿植的方法,达到资源再利用、美化环境的目的，启发学生将低碳生活理念与自身生活结合的智慧。3.2知识背景3.2.1茶叶的成分据科学检测的分析表明，茶的主要成分如表1所示，除水分外，还含较多的蛋白质、茶多酚和糖类。表1茶叶的主耍成分物质类别水分干物质(占鲜叶重22%〜25%)无机化合物有机化合物名称占重~%){羊500虫77水溶性部分水不溶部分蛋白质氨基酸生物碱茶多酚糖类有机酸类脂类色素芳香物质维生素 干重(%)2〜41.5〜3.020301435203520253左右8左右1左右0.005〜0.030.61.0 茶叶中的维生素种类有Va、6种Vb、抗坏血酸（讥）、V。、Ve、Vk、Vi：、生物素、肌醇等重要营养成分。茶叶中含有几十种矿质元素。含量较多的有钾，人体细胞不能缺钾，夏天出汗过多，易引起缺钾，饮茶是补充钾的理想方法。茶叶里所含的生物碱主要是咖啡碱、茶叶碱、可可碱、腺卩票吟等，其屮咖啡碱含量较多。茶多酚是茶叶中酚类物质的总称，又称为茶单宁。茶叶中的氨基酸已发现的有28种之多，大部分为人体所必需。其中茶氨酸为茶特有的氨基酸，为检查茶叶真伪的化学指标。茶屮的糖类含量很高，其屮的单糖、二糖是茶汤屮甜味的主要呈味物质。茶叶屮的芳香物质含量很小，但是种类却多达500多种。茶汤对人体具有营养作用和调解作用。这种奇特的功效源于茶叶的营养和药效成分。经分离鉴定，茶叶中有机化合物已达450种以上，无机矿物营养元素已发现有几十种。这些成分绝大部分都有益于身心健康，甚至可以防治疾病，3.2.2无土栽培方法该种方法是在栽种作物时仅用化学肥料或化学试剂配成的营养液供给作物所需养分的特殊栽培方法。它既是室内进行作物栽培的方法，也是进行作物培养实验的一种研究手段。无机基广质培固体基质培砂培(SandCulture)珍珠君培(PerilteCulture)砾GravelCulture)岩棉培(RockwoolCulture)陶粒培等(HagditeCulture)熏炭培(RjcehuHCdture)-泥炭咼PeatmossCulture)有机基莖科海^培(foamCulture)无土基质培质培彳锯木屑培(SawdustCulture)洁杆基质培等(StrawSubstrateI营^液80^农NutrientFilmTechnique,NFI)<水塢J馮S流技术(DeepFlowTechnique,DFT)(Hydrop1浮板毛管技术(FloatingCapillaryHydroponics,omcs)IFCH)「喷雾培(申rayCulnxe)J「aeroponicsL半喷踽冷沁-soravCulture)Culture)图1无土栽培的种类图解 其种类如图1所示，最常用的是水培法。水培法是指植物根系直接浸在营养液中，不用基质的栽培方法，英显著特征是能够稳定地供给植物根系充足的养分，并能很好地支持、固定根系。水培法装置见图2。木研究采用水培法C3.2.3实验材料一一七里香的生活习性七里香，是常见室内花卉，净化空气能力很强（如图3）。这种植物又名：八里香、月橘、十里香、四吋橘、石芬等。其分枝多，叶互生，花白，有强烈图2水培法实验装置图图3七里香幼株香气。相传距其七华里香味仍可闻,故名之为“七里香”。盆栽高0.5米至1.5米。叶革质，有光泽，顶生伞形花序，4月至6月开花，花白色或稍带绿色，芳香。性喜温暖、湿润环境，喜阳光，也耐半阴。生反季节宜常向叶面喷水，越冬温度应高于5°Co分枝力强，耐修剪，应从幼苗起进行整形修剪，对其打顶，促发侧枝，常将其树冠修成圆球形。它的木质质地致密坚硬，能制造拐杖、农具、刀柄、刻印章等。它是止痛、消肿、健胃、调带、理经的妇科良药。3.活动目标及重点、难点通过该活动帮助学生获得残茶是否适合做花肥的实验结果，总结出合理利用残茶这种常见生活垃圾的方式方法。把在课堂学习屮了解过科学探究的基木方法和相应的理论知识，通过科技创新活动进行实践和落实，为引导学生养成严谨求实的科学态度和团结协作的习惯,激发学生进行科技创新活动的积极性和主动性，培养创新精神，形成低碳牛活理念尽一份绵薄之力。这样既有利于学科实验的开展，又能够推动我校科技创新教育活动。活动重点是培养学生团队意识、协作精神，熟悉进行科学实验探究活动的一般过程。活动难点有无土栽培装置的制作、对实验数据的整理、实际工作各种非预期事件的处理。 3.活动的人力、物力需求5.1活动人员学习过高中生物必修1-3知识的高二学生，每组2-3人即可，组别可根据选报学生的人数确定。辅导教师为生物学教师或科技辅导教师1-2人。5.2实验材料和设备植物材料：七里香幼株可从花卉市场购买。水培营养液：可由花卉市场购买，用的时候做相应稀释。系列浓度梯度残茶汤：按照日常饮用习惯可以自行配置。茶汤是常见饮品，容易配置。其它实验用品：天平、祛码、刻度尺、量筒、大烧杯、培养皿、锻子、培养容器（用空的2L可乐或雪碧瓶做）、黑布、石子、带孔托盘、数码照相机。这些用品基本来自：学校仪器室、师生寻找的废弃物品等。5.3实验场所本实验对场所在室内即可，普通实验室、教室、办公室均可进行，所以可以根据学生情况，所需场所由试验小组自己选择确定，选取他们便于观察和记录实验数据的场所进行。7.活动过程和方法步骤7.1组织、宣传、发动在学校科技部门的组织下，科技辅导教师向创新班学员宣传《青少年科技创新大赛竞赛规则》、《金鹏科技论坛》、《低碳行动》、《美境行动》等相关赛事的文件，使学生充分认识到开展科技活动的重要性和必要性，在此基础上发动学生积极主动地参与科技活动。7.2成立项目活动小组根据学生兴趣，本着自觉、自愿、自主的原则，rti学生自愿报名，自由分组，成立科技活动团队。根据课题需要指导教师挑选具备一定知识背景和科研能力的小组成员进行活动。小组成员对科技辅导教师指定的题目进行分析，或者自行拟出题目。7.3选题论证辅导教师指导小组成员按照科学的方法，通过教材、书籍、网络等途径查阅相关文献, 收集“茶叶的主要化学成分”、“植物水培法的条件及用具”、“常见室内绿植的生长条件”等。通过科技团队会议分析比较教师指定题目和学生自行拟定题目的科学性和可行性。师生一致讨论同意后，确定题目，并写出选题论证报告，并通过答辩会议详细论述该题目的选题背景、科学性、可行性，聆听和接受他人的质疑和建议。7.4制定活动计划选出科技项目活动小组组长，对实验材料、记录、拍照、实验操作等各项具体工作进行明确分工，撰写具体的实验计划。7.5设计实验方案根据论证报告，制定出科学可行的研究预案，撰写实验方案，安排实验进程。以全营养液和蒸懈水培养的植物为对照组，三种不同浓度的残茶汤培养的植物为实验组（分别是日常常用浓度，及其2倍、3倍浓度）。残茶的用量为自变量，用株高、鲜重、落叶率、萎蔦率、叶子变化率为衡量茶汤对七里香幼株生长影响的生理指标，及本实验的因变量。教师指导学生设计记录工具和记录表。方法步骤示例：取5个形状相同的2L可斥或雪碧瓶，将其剪成容积相近的容器，放上带孔泡沫板做托盘，制作成无土栽培容器，用于培养七里香幼苗。按照编号顺序向容器屮倒入等量的营养液：“浓度1”、“浓度2”、“浓度3”的茶水，蒸镭水，其中加入营养液和蒸馅水的0和4号为对照组。选择25株生长一致的七里香幼苗，平均分为五组，対每株花苗进行称重、测量株高、数叶子片数，并作相应的记录。将上述五组花苗分别放入制作好的培养容器中，连续观察数天，记录花苗的株高、鲜重的变化，记录变黄及萎薦的叶子数，观察其生长情况，并进行拍照。7.6准备实验材料辅导教师指导学生到花卉市场调查，找到合适的花卉实验材料，本着低成本的原则，计划购买七里香的幼苗，经济、易培养。用废弃的可乐雪碧瓶作为培养容器，无土栽培用带孔塑料托盘可用适合的泡沫板制作，其它实验仪器到实验室借用。7・7进行实验、收集记录实验数据辅导教师指导学生按照研究预案、及小组成员分工开始实验，实验过程中科技辅导教师给与知识和实验方法上的指导，但是具体操作过程主要由学生完成，充分发挥学生的主体地位。科技教师指导学生认真做好实验记录，对实验过程中突发事件提出合理化建议。 7.8整理分析实验结果，撰写实验报告统计实验数据以及调查结果。对掌握的资料进行筛选、整理，进一步研究交流。对数据进行分析，教师指导学生撰写实验报告或论文。对整个科技活动进行总结，得出研究结论。通过观察与分析试验数据需在如下角度要得出以下结论：残茶对七里香花苗的生长的影响、合理收集残茶的方法、利用残茶养护绿植的方法等等。学生还可以找到新角度。&活动可能出现的问题及解决设想&1活动时间与教学时间的矛盾、家长及班主任的配合高二学生的学习任务比较重，时间紧。因此在活动中，可能会出现一些不利因素。比如家长、班主任或部分任课教师怕影响学生的学习成绩。另外，个别学生参加个这次活动，后来由于种种原因想退出活动。一旦遇到这些情况，要及时找各方沟通，做耐心细致的说服工作，也可让学校协调解决，尽量把活动安排到课余时间，不影响学生的正常学习。&2实验过程中的技术问题科技辅导教师做基本实验技能的指导，如果实验过程中遇到具体问题，可以具体指导或讨论。另外，高中生还未掌握正确的试验记录方法，科技辅导教师应该督促学生及吋记录、观察、拍照，养成良好的试验习惯。&3科技论文的撰写问题学生第一次写科技性论文，因此写作过程中会遇到写作格式、结果分析、语言表述的科学性等各方面的问题，教师应先指导格式，学生写出初稿，然后由教师和学生反复修改。7.4突发事件实验过程屮的突发事件，教师应尽量指导解决，如果有困难可查阅相关资料或和其他老师讨论解决。8.活动的具体结果及呈现方式具体结果有残茶对七里香花苗的生长的影响、合理收集残茶的方法、利用残茶养护绿植的方法推广以及学生的科学探究素养、兴趣得以提高，实践能力、协作能力和创新能力得以加强。活动结束后，以科技活动或科技论文的形式呈现。&评价标准本着公平、公正、科学的原则，本次活动大致通过以下几个方面进行评价。 &1评价学生：参与活动的态度和操作效果，创新能力、科学研究能力、实验能力、协作能力等。8.2评价活动过程：整个过程是否具有科学性、创新性、可操作性和服务性，是否实现了预定的效果目标。&3学生的反馈。'