智慧生态园创新实验室整体解决方案

建设《生态创新实验室》作为学生课外拓展、探究、创新实践的场所，主要目标是：

1. 是生态校园建设的重要组成部分；

2. 以校本课程建设为目标，以培养学生的探究意识和基本技能为出发点，提高学生的科学素养和综合能力；

3. 通过智慧生态园创新实验室的探究活动，打造学生自我管理、团队协同合作的能力，培养学生团队合作精神；

4. 通过课题项目方式进行实验探究，培养学生自主探究能力，并打造完整的、可追溯的学生创新实践评价体系；

5. 以绿色、低碳及循环利用为特点，以生态校园环境建设为特色，培养学生亲近自然，热爱自然，保护自然的良好行为。

一.    主要内容

智慧生态园创新实验室主要由室外生态阳光房及室外种植实践基地、植物生长探究实验室、创新探究实验平台和校园气象站组成。生态阳光房本身就是一个比较复杂的系统，有许多需要学生掌握的知识点。建设生态阳光房的目的，是为植物创造一个最佳生长环境，同时也为植物生长探究实验提供了物质基础，而要探究植物生长，又离不开气象物候。所以，把生态阳光房、植物生长探究实验室和校园气象站组合在一起，可以把有限的设施设备，运用于人文、自然、生命科学、工程技术和地理气象不同的教学科目，还可以培养学生扩散性思维。学校也可以在此基础上编制具有自己特色的校本课程。

智能控制示意图

二.    实验课程设置

智能生态园创新实验室开设课程通过基于网络连接的智能生态园创新实验室中通过系列学习和探究，让学生了解基于互联网平台的、现代化的生态植物种植的知识和技能，使学生在一系列的活动探究中逐步掌握基于互联网和物联网技术在生态种植上的相关工作流程以及具体应用，并学会及时运用植物生长观测互联网云平台进行数字化记录和对植物进行生长管理，同时基于项目探究开展研究性学习，在实践活动中，不断提升科学核心素养，并感受智慧网络技术和生命科学技术结合给未来的生产和生活带来的影响和便利。

三.    环境建设

智能生态园创新实验室分为植物生长探究专用教室和室外生态阳光房及室外种植实践基地+创新探究实验平台。

（1）.     植物生长探究专用教室

植物生长探究专用教室可以是一间专用教室（建议面积在45-60平左右），也可以利用现有的自然科学或劳技教室进行简单改造。植物生长专用教室主要用于学生种植活动的授课和室内种植示范活动的展开。整个探究实验室采用功能与环境融合的整体设计，功能区域设计有师生互动授课区，准备区，种子育苗培养区及种植展示区；每个空间具有独立的环境控制和检测实施。

在授课互动区域设计学生人数20人，并有教师操作台，学生专用操作台、多媒体教学设备。教室授课可以通过探究实验平台实现多媒体授课，也可通过实践示范操作与学生互动，授课的内容可以通过摄像机进行全程录制；

准备区主要为授课配套服务设计，内有操作台，工具柜、水池及配套实验设备等。

种子育苗区主要有种植培养架和育苗箱组成，可以对种子的发芽和育苗所需要的环境进行独立控制，主要用于植物种子发芽实验与幼苗培育。

种植展示区主要展示学生自主培育的不同植物，可以是水培的、土培的、无土栽培的等等。展示学生的种植体验的图片、文字和种植观察日记。

（2）.     室外种植实践基地

室外种植区主要有生态阳光房和室外种植实践基地二部分组成。生态阳光房按功能分为探究实践区、现代种植技术体验区，生态循环展示区、植物多样性展示区和植物生长监测控制系统等组成。室外主要有校园种植实践基地，绿色节能和雨水回收综合利用展示区、科普宣传长廊等。最终可把智能生态园创新实验室建设成为学生的一个探究基地，科普基地和生态校园建设的一个示范点。

（3）.     创新探究实验平台

创新探究实验平台是拓展课程通过在基于网络连接的校园智能自然教室中的系列学习和探究，让学生了解基于互联网平台的、现代化的生态植物种植的知识和技能，使学生在一系列的活动探究中逐步掌握基于互联网和物联网技术在生态种植上的相关工作流程以及具体应用，并学会及时运用植物生长观测互联网云平台进行数字化记录和对植物进行生长管理，同时基于项目探究开展研究性学习，在实践活动中，不断提升科学核心素养，并感受智能网络技术和生命科学技术结合给未来的生产和生活带来的影响和便利。

四.    主要特点：

1)   采用互联网+物联网技术，实现远程智能种植环境监测和控制管理（应用各类传感器对植物生长的土壤温湿度、PH值、光照度等进行监测），并可与自动浇灌系统联动。通过环境监测传感器监测阳光房内的温湿度、CO2浓度、光照度等，并可与通风降温装置联动。通过植物生长记录仪进行植物生长观察记录。

2)   展示和应用现代农业节水技术（滴管、喷灌技术）和现代农业种植方式（无土栽培、水栽培、管道栽培、鱼菜共生生态循环种植）等。

3)   实现以太阳能发电为代表的新能源综合利用（阳光房内的用电设施设备以太阳能供电为主，市电为辅）。

4)   实现以雨水回收利用的资源循环利用展示（雨水过滤后可用于植物浇水）。

5)   室外种植体验基地（用于学生种植实践活动和现代农业技术展示）。

6)   建有创新探究平台（平台提供结合教学实践的教学课程、学生成果展示、学校探究课题发布几大功能），支持多终端接入（PC、平板、手机）

7)   提供配套的智能种植设备（植物生长观察箱、生态自然角、便携式数据采集箱、智能移动种植箱、自动管道水培种植机等）。

8)   环境整体设计（提供个性化的整体环境设计，满足学校多层次的需求）。

植物生长探究实验室可以成为学生的探究基地、科普基地和生态校园建设的示范点。