自2011年起，江苏省推出了省级课程基地的建设。我校“植物育种科技与实践”省级课程基地从2012年获得了立项并建设，该基地由主基地和辅基地两大部分组成。其中物联网支持的育种温室就是其中的辅基地之一。笔者在学生学习过必修1的光合作用和细胞呼吸后安排了学生的实习活动，受到了较好的效果。

一、了解温室的结构，为研究打下基础

（一）物联网支持的育种温室结构

我校建设的物联网支持下的育种温室（如图3-10）分为玻璃温室、栽培设施（无土栽培架、立体栽培架和树式栽培架等）和智能控制系统等部分组成。智能控制系统通过传感器进行环境感知，物联网数据平台服务软件进行分析，根据预先设定的阈值通过对空调机、循环风机、补光灯、遮阳设施、湿帘和滴灌系统等终端设备进行控制，从而实现物件到物件、人到物件、人到人之间的互联。

（二）讨论物与物之间的协作

向学生介绍了设施设备后，让学生进行讨论：影响植物光合作用的条件有哪些？本温室是如何实现的？学生们立即活跃起来，通过讨论得出了以下结论：

1．植物的光合作用需要适宜的光照条件。当光照不足时可以启动补光灯进行补光；当光照太强时可启动内外遮阳设施来调节光照强度。2．光合作用需要适宜的温度。当温度过低时，由空调机制热提高；当温度过高时，除空调机制冷外，还可通过湿帘喷水降温，风机开启也起到一定的作用。3．光合作用需要的水可由滴灌系统根据土壤的湿度适时进行滴灌。4．无机盐可根据植物的生长情况配制不同的培养液，随滴灌一起进行。5．co2浓度低时可通过风机的内吹，空调机的通风实现，co2浓度高时可通过风机的外吹降低。等等。

二、小组分工与合作，探究数据的设定

物联网支持下的育种温室（以下简称温室）是通过光照强度、co2浓度、空气和土壤的温度与湿度等环境参数的阈值设置来实现自动控制的，这些阈值的设置可以通过手机、电脑和ipad等终端进行设置。实习时笔者将预先设定的数值全部清空，交给学生们去分组讨论与合作进行重新设置，以植物的生长情况确定设置的合理性。由于条件的设置，短时间看不出效果，同学们查找了大量资料，有的组还设计了对照实验。当时温室中种植的是从泰州市旱地作物研究所移栽的航天辣椒、茄子等几个品种，他们还去走访了研究所里的相关专家。通过他们的“研究”，通过对数据的不断修正，事实证明，学生们的阈值设置要比我们一开始的设置合理得多。

另外，学生们还根据服务器中记录的数据和生成的曲线，分析一天中气体的变化，讨论光合作用与细胞呼吸的关系。

三、观察植物的生长，进行针对性研究

一有时间，学生们就会到温室中去观察植物的生长情况，由于物联网支持下的育种温室配有红外智能网络恒速球摄像机，即使放假他们也会通过手机或电脑来查看植物的生长情况。由于物联网还处于初级阶段，技术还不太成熟，再加上软件开发人员生物学知识不太专业，学生们通过长时间的观察，他们还找出了软件设计上不合理的地方，通过研究和讨论，他们向温室设计人员和软件开发人员提出了如下建议：

（一）阈值的设置要分时段。温室中的各项数据的控制，主要是根据预先设定的阈值范围进行调节的，如温度阈值范围设定为20～30℃时，低于20℃时空调机开机进行升温，高于30℃时空调机开机同时启动湿帘、风机等进行降温，不能根据时段设定几个温度阈值范围。如果将温度能够分白天和黑夜设置，那么，白天就可以设定较高的温度阈值，提高光合作用强度，晚上适当降低温度，降低细胞呼吸强度，提高栽培植物的产量。再如光照，目前的设置是低于这一光照强度即开启了补光灯，晚上补光灯是一直开着的，对植物也是有影响的，比如会造成短日照植物不开花，造成长日照植物提前开花等，如果分时段设置，就能解决这一问题。

（二）补光灯要能调节光照强度和颜色。温室中补光灯只能控制开和关，不能调节光照强度和颜色，建议能根据当时光照的情况，调节光照强度。对光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，温室中只有白光，可增加红光和蓝紫光的装置以及程序中的相应选项。

（三）增加o2浓度传感器。温室中对气体成分的测定只有co2浓度传感器测定空气中的co2浓度，没有o2浓度传感器，建议在无土栽培培养液中增加o2浓度传感器，这样就能根据培养液中的o2浓度调节培养液的循环次数。当培养液中o2浓度低时会影响根细胞的呼吸，从而影响根对矿质元素的吸收，通过自动开启培养液的循环来增加溶氧量。

（四）增加co2发生器的控制程序。当温室中co2浓度低时只能开启风机内吹来进行补充，不可能在空气中co2浓度的基础上再增加co2浓度。建议增加co2发生器，使植物进行光合作用时，co2浓度能略高于空气中的浓度，保证光合作用的充分进行，提高光合作用的产量。由于温室建在食堂西边，还可以将食堂中燃烧产生的co2通入温室中，既节约成本，又能使废气得到利用。

四、认真总结和反思，升华研究的成果

实习结束后，学生们进行了总结和反思，他们认为，这样的实习不仅巩固了书本知识，而且学到了许多课堂上学不到的知识，这样的实习会让他们终生难忘。一同学在她的总结中写到：“这次实习虽然比较辛苦，我们不仅要查找资料，请教老师，访问专家，用休息时间去温室查看植物，课间还要通过网络观察植物的生长情况，而且做了好多实验，同学们争论时的那种场面还历历在目，我们从中获得了研究的乐趣，知道了科学研究的艰辛，同时也知道了农民伯伯的辛劳，真是粒粒皆辛苦呀！希望这样的实习活动能更多一点。”

通过这次实习，笔者深深体会到，我们必须放手让学生去进行研究，学生的表现会超出我们的想像，本次实习学生能帮助我们进行温室的设计和开发，这是笔者当时没有想到的。课程基地的建设就是要改变学生学的方式，这次实习达到了这一效果。