优化除草方案，守护家乡农田——基于STEM 理念的项目式实践活动的探索

◆甘肃省高台县第一中学 罗福海

图/图虫创意

学生对农业的认识多停留在书本知识，对农业科学技术和工程等领域知识的了解相对匮乏。随着人们生态环保意识的提高，为保护土壤和水源，杀虫剂和除草剂被限制使用，农作物的产量受到一定的影响。

玉米是本地的主要粮食作物，我设计了一个与农业相关的STEM课程，既能培养学生解决问题的能力，又能守护家乡农田。

一、情境导入

通过实地参观我县玉米种植示范基地，学生对玉米的种植情况有了一定的了解。农民为了保证收成，不得不使用除草剂去除杂草，然而，这些化学药品会破坏生态系统。学生在感受粮食来之不易的同时，也产生了浓厚的探究兴趣。

图1 学生参观玉米种植示范基地

我指导学生以小组合作的形式，寻求一个更优、更环保的除草方案。让学生分享自己对该项目的研究思路和方法，鼓励他们运用工程步骤来设计，并针对过程中的一些研究任务，寻求科学方法开展探究。

二、讨论除草方案

通过实地调查与走访发现，稗子、狗尾草、牛筋草等是玉米地常见的杂草。总结目前使用较多的除草剂类型及优缺点，得出异噁唑草酮·噻酮磺隆相比其他除草剂具有一定的优势。

三、设计除草实验

以覆膜颜色、堆肥量以及异噁唑草酮·噻酮磺隆这三种因素设计实验方案，并展开了探究。

如表1 所示，实验设计分为使用透明膜的实验一组和使用黑膜的实验二组，根据实验条件分为8 个实验处理组。每个处理组根据实验条件分别种植玉米种子15 颗，并浇等量的水，分别在第7 天、第10 天、第20 天观察玉米苗的生长情况，统计各处理组的玉米株数、植株长势与杂草数量。

表1 实验设计方案

四、实验结果与分析

参照对照组，在施加除草剂的第10 天和第20 天后观察杂草的生长情况，并统计施用除草剂对杂草的除治情况。各小组根据调查样方内的杂草株数，计算药剂对杂草株数的防效。防效计算公式如下：

各组实验结果如表2 所示。

表2 实验结果

图2 学生观察统计玉米苗及杂草的株数

实验结果表明，施用除草剂的处理组的杂草生长株数明显少于不施用组，与黑色覆膜以及堆肥配合使用时的防效达87.5%，这三种条件配合使用对防除杂草有较好效果。其次，施用除草剂组的玉米株数与其他实验处理组无显著差异，表明施用这种除草剂对玉米生长无影响。

通过观察，8 号处理组在相同时间在玉米幼苗的叶色、长势、株高上较其他处理组具备一定优势，表明异噁唑草酮·噻酮磺隆除草剂与黑色覆膜以及施用堆肥这三种条件组合，能除防杂草并促进玉米生长。

五、总结与反思

学生根据对日常使用除草剂优缺点的总结与对比，对除草方案的实验设计进行优化。在这个过程中，学生学习了科学实验的设计方法，掌握了探究方法，提升了实验技能。

本实验也存在一些不足：一是受实验处理组的空间限制，实验样本量较少，实验结果差异不大；二是未能继续探究异噁唑草酮·噻酮磺隆除草剂的最佳浓度和堆肥处理的最佳量。今后将继续改进。