从探究琼花物候变化体现小院士的研究价值

昆山市实验小学 朱奕达
        昆山高新区西塘实验小学 刘璟瑄
指导老师 金玉燕 王建萍

    导语：走进昆山高新区西塘实验小学，我都被学生的课题研究氛围所感动，我激动的心都为同学们所跳动。他们热情奔放；动如脱兔，静如处子；我能与这样一群朝气蓬勃、勇于探究的同学一起研究气候环境变化与物候变化之间联系而的激情澎湃。我想把我所见的都告诉我身边的朋友们。但我最想告诉大家的，是我跟随学校晓荷少年科学院的小研究院的小院士探究琼花物候变化的一段重要经历，因为这段经历让我越来越深刻地体会到：到底什么样的学生才能体现自身的科学价值，成为我们新时代的阳光好少年！也许有人会不屑一顾地说：你说的不就是那些孩子吗？他们不就是连个书包都要让家长背的孩子吗？他们不就是一群被爷爷奶奶宠坏的孙辈吗？但我要说的是，这就是你跟我们的同学接触太少，还没有真正了解他们。在我心里，他们却却是品德纯洁高尚，意志坚韧刚强，气质淳朴谦逊，胸怀美丽宽广的学生！如果你对我说的还心存质疑，那就跟随我一起去看看他们是如何在课堂学习与实践探究中研究琼花物候期现象随着气候环境的变化布改变的经历，体现小院士的科学研究价值的吧。
    一、他们勇于直面困难
    昆山每年的“琼花艺术节”，吸引成千上万的国内外游客前来观赏琼花。可艺术节期间，游客拥挤，有人还不能观赏到盛开的琼花，只能“望琼兴叹”，失望而归。为此，昆山的相关领导也想尽办法，但还是不能从根本上解决问题。西塘实验小学晓荷少年科学院的小院士们了解情况后，不怕困难，勇于面对，以这个难题为契机，从观察校园琼花物候期为切入点，观察琼花物候现象，了解琼花物候期是否会随着气候环境的变化而变化而改变，开始了富于挑战性的研究。

（小研究院走访相关领导与植物专家）

    二、他们敢于实践探究
    在探究前，他们以文献调查法、观察记录法进为研究方法，先在网上查找琼花物候期的相关知识。从查阅的汪婷[1]的《可靠赌博在线网站》中了解到琼花的物候期包括：休眠期、萌芽期、展叶期、开花期、果实成熟期。他们以此来制订研究思路是：先选择好观察对象，作好观察探究准备；再观察琼花物候变化规律，分析琼花物候期变化与气候环境变化之间的联系；最后分析观察琼花的各个物候期的现象，探究琼花的物候期是否会随着环境的变化而改变。

（师生查阅资料学习相关知识）

    三、他们的探究科学且详实
    1.精心确立研究方向
    探究前，小院士们在校园里选择了14棵10 年以上树龄的琼花树为观察对象，用以观察探究琼花物候期现象。然后他们查阅资料，寻找研究的切入点与研究方向。他们学习了吴炫柯等[2]研究的9 月份气象因子与桂花盛花期的相关情况，了解桂花的开花与前期的气象因素变化有比较密切的关系；杨国栋等人[3]对树木花期的预报方法进行了研究，陈正洪等[4]对樱花花期的预报研究；张秀英等[5]对桃花的花期预报进行了探讨。他们从专家的温度和日照对植物花期影响较大的文献中得到启发，于是选择了气温变化与是否对琼花的花期产生影响为切入点，带着疑惑开始了观察探究。

（师生在查阅资料便于确立研究方向）

    2.坚持不懈观察琼花物候期现象
    他们的观察探究活动从2019年的12月份开始到2020年的10月底结束。观察前，他们设计观察记录表，准备好相机等观察需要的材料，每两天观察一次，每次观察都在早上7：00分开始。整个观察过程经历了琼花长出新叶、花蕾到渐渐开放、到盛开怒放、再到结出果子，为寻找琼花物候期变化与气候环境变化之间的关系收集第一手资料。
    3.仔细观察琼花物候期现象
    ⑴.琼花休眠期:
    琼花的休眠期一般从从叶片开始脱落一直持续到2月底。校园琼花的休眠期树叶脱落从1月28日开始，到3月1日结束。1月28日到3月1日树叶脱落期间的平均气温在9.49℃。1号树首先开始，1月28日 树叶开始脱落，2月20日树叶脱落结束。13号树最晚，2月5日树叶开始脱落，3月1日脱落结束。叶片脱落结束后的琼花，树枝上叶片很少，越冬芽凸起明显，表面呈暗红色，高出树枝0.3—0.5 CM不等，还未开始生长。但随着气温的升高，越冬芽开始生长，琼花慢慢进入萌芽期。

（观察还在休眠期琼花树）

    ⑵.琼花萌芽期:
    校园琼花的萌芽期从2月27日开始，到3月15日结束。此时气温升高加快，在2月27日到3月15日期间，平均气温从11℃升高到13.4℃，光照强度和长度增加，琼花越冬芽开始生长，变化明显。一是越冬明显变长，二是越冬芽从暗红色表皮顶端生长出嫩绿色幼芽， 0.3—0.5CM不等，经过3到4天后生长到0.9—1.1CM不等，4—5天后越冬芽从0.9—1.1CM不等生长变长到1.3--1.5CM不等，5—7天后越冬芽从1.3--1.5CM不等到生长到1.8—2.2CM不等，此时越冬芽已经半开，叶片嫩绿。校园最早进入萌芽期的是翰墨园6号树，2月27日越冬芽开始生长变长，3月4日越冬芽变长半开；最晚是荷韵园的14号树，3月7日越冬芽开始生长，3月14日越冬芽开始生长。琼花由休眠进入生长阶段是从2 月底越冬芽开始生长到3月初越冬芽大部分越冬芽逐渐半开结束。随着温度回升加快，在3月20日这一天，最高气温已经达到了20℃，因此琼花也很快从萌芽期进入展叶期。

（刚刚萌芽的琼花越冬芽）                                   （琼花越冬芽已开始生长）

（已经半开的琼花越冬芽）        （与老师一起观察琼花越冬芽已半开）

     ⑶.琼花展叶期:
    校园琼花的展叶期是从越冬芽半开后到叶片全部展开结束。随着日平均气温不断升高，琼花叶片半开，迅速进入展叶期。此时的日平均气温已达17.9℃，阳光充足，生长非常旺盛，3到5天后，琼花的新叶叶片从1.8—2.2CM不等生长到2.4—2.7CM不等，7到10天后，又从2.4—2.7CM不等2.7—3.1 CM不等，10到14天后又从2.7—3.1 CM不等长到3.2--3.4CM不等 此时新叶完全展开。新叶中脉有毛，背面被簇状短毛较多、密集。侧脉一对，中脉上面略凹陷，下面凸起。新叶经过一段时间的生长，到3月21日树上叶片全部展开，完全展开的新叶长3.2--3.4CM不等，宽2--2.2CM不等,满树一片翠绿,郁郁葱葱。校园琼花的展叶期最长的是13号树，从3月7越冬芽半开，到3月21日前后全部展叶，用时14天，比资料上描述的20多天缩短了一个星期左右。

（与老师一起观察琼花展叶期）     （琼花新叶已经全部展开）

    ⑷.琼花开花期:
    琼花盛开时形态为聚伞花序，外围多为８朵大型不孕花，中间密集着生125－190不等可孕花。小院士们从3月开始，对不同发育阶段琼花进行对比观察。琼花花期从3月29日14号树开出第一朵不孕花开始，到5月7日13号树不孕花脱落结束，时间长达一个多月。花期经历了始花期、盛花期（怒放期）和落花期三个阶段，花期区分标准明显，始花期、盛花期和落花期都有明显的特征。琼花始花期期间，气温回升加快，日平均气温达到17.2℃，花蕾从无法分辨可孕花、不孕花开始变化，再从外围的八朵不孕花开出第一朵开始到全部开放结束，此时的不孕花为淡绿色，中间的可孕花花蕾为白色。

（无法分辨出不孕花和可孕花）         （包片逐渐展开脱落）

（不孕花花蕾与伸出大于可孕花花蕾）    （可孕花与不孕花花蕾都呈现白色）

    琼花的盛花期，是从中间的可孕花开出第一朵开始，到第一朵可孕花脱落结束。琼花盛花期期间，可孕花和不孕花全部变成白色，中间的花蕊为淡黄色，非常美丽。每朵花上不孕花常8朵,可孕花125--190朵。当琼花中间的可孕花完全开放后,里面的可孕和外面的不孕花花色洁白，十分娇艳，琼花雄蕊伸出花冠，花药绽开呈淡黄色，所以琼花中间部变成淡黄色，非常美丽，盛花期可持续10多天，此后琼花逐渐转入落花期。

（ 还未进入盛花期的琼花）                 （ 盛花期的琼花怒放）

（学生在期间测量气温风速与湿度）   （师生观察盛花期琼花物候期变化现象）

    琼花的落花期从是从中间第一朵可孕花脱落开始到外面的不孕花脱落结束为止。此时的琼花是以中间的可孕花先开始脱落，到外面的不孕花全部脱落结束。校园里的琼花从4月27日可孕花开始脱落，到5月7日不孕花脱落结束，落花期持续8-10天不等，此时，琼花花期全部结束，琼花开始结果，进入果子成熟期。

（第一朵可孕花开始脱落进入落花期）  （可孕花全部脱落的琼花物候期现象）

（ 不孕花全部脱落开始结果）      （ 不孕花可孕花全部脱落落花期结束）

    ⑸.琼花果熟期:
    校园琼花最先结出果子的是书香园的1号树，从5月3日结出第一粒果子到5月25日全部结出果子，最晚结出果子的是荷韵园的14号树，从5月4日结出第一粒果子到5月25日结出全部果子。刚结出的果子呈嫩绿色，扁扁的，两头尖尖的，果实不饱满。约1个月的时间后，果子逐渐饱满由绿泛黄，最早发现成熟的两颗颗实是翰墨园的8号树，从9月10日果子两颗种子变黑，到10月27日果子全部变黑。果子真正进入成熟是在果子开始晕红到果子恋深红到黑色要经历四个阶段，第一阶段是结果阶段；第二阶段是果子生长饱满到全部泛黄；第三阶段是果子从晕红到全部变成深红；第四阶段是从果子从深红到变黑。

（ 琼花刚结的果子嫩绿）                  （  琼花果子开始泛黄）

（琼花果子开始变红）            （发现琼花种子成熟变黑）

    4.调查与分析
    将近一年的观察实验结束后，小院们把观察到的琼花物候期现象和昆山琼花发现者徐老师观察到昆山以往琼花斯现象进行对比。他们选取了1979年、1988年、1998年、2008年四个年份琼花的萌芽期、展叶期、开花期、果熟期现象作为样本，分别和2022年琼花的各物候期现象进行对比，发现昆山琼花的各个物候期明显发生了改变，除了琼花的休眠期以外，琼花其它的物候期在这四十年中间不断提前。如：琼花有萌芽期：1988年比1979年的琼花萌芽期提前了6天；1998年又比1988年提前了4天，2008年比1998年提前7天。琼花的盛花期更是提前很多，如：1988年比1979年提前了5天；1998年比1988年提前了6天，2008年比1998年提前了4天。他们发现，从1979年到2022年的四十多年中，琼花的萌芽期提前了28天；琼花的展叶期提前了25天；琼花的始花期提前了23天，琼花的盛花期提前了20天，琼花的落花期提前了18天，果子成熟期提前近2个月。因此验证了当初的研究方向，琼花的物候期是可以改变的。

表9.琼花萌芽期现象对比表


表10.琼花展叶期现象对比表

表11.   琼花始花期现象对比表

表12.   琼花盛花期期现象对比表

表13.   琼花落花期期现象对比表

    5.分析论证为解决问题提供科学证据
    通过分析，证实琼花物候期是可以改变的。但又一个问题出现摆在了小院士们的眼前：究竟什么原因让琼花的物候期发生改变的呢？他们又对2022年琼花各个物候期的气温进行分析统计，还从了昆山气象局获取1979年、1988年1998年、2008、2019年的琼花各个物候期的平均气温，并与2019年的琼花萌芽期、展叶期、开花期、果熟期的平均气温进行对比，他们从调取的各年份琼花物候期的平均气温中发现，昆山近四十年来的气温不断上升，如：琼花萌芽平均气温从1979年的7.3℃升到2019年的11.8℃ ，平均气温上升4.5℃；琼花展叶期的平均气温从1979至2019年从14，5℃提升到17.1℃，平均升高了3.4℃，5月平均气温从19.5℃升高到21.7℃，平均气温上升了2.2℃，琼花落花结果时期的平均气温从1979至2019年期间，从22.4℃提升到24.6℃，平均气温从上升2.2℃和2.2℃。因此，琼花在近四十年来其物候期不断改变，原因之一很可能是气温的不断上升造成的。但为了结论更加科学，他们又采访昆山园林局的相关植物专家，从专家的指导中我了解到植物的物候期是可以随着温度的改变而改变的。即气温升高，琼花候提前，气温降低，琼花物候延后。

表15.  1979—2019年2-12月平均气温对比表

    6.解决问题体现科学探究的科学价值
    ⑴.根据气温升高，琼花候期提前，气温降低，琼花物候期延后这个科学依据，以琼花盛花期7到10天时间为切入点，再结合昆山每年气温变化为琼花艺术艺开幕式选择最佳时间，从根本上解决了解决部分游客不能观赏成开的琼花，只能“望琼兴叹”的问题。
    ⑵.与昆山旅游局与文化宣传部门协作，通过“微信”和“抖音等”方式，发布每年琼花盛花期时间段，既能让游客及时观赏最美的琼花，又能解决游客挤兑观赏的问题。
    ⑶.与学校的田园课程相结合，传承昆山琼文化，带动昆山更多的学生一起感受琼文化，宣传昆山文化的精神内涵。
    小院士们的研究经历了一年多的时间才结束，从中我见证了他们的艰辛与坚韧，见证了他们的收获与喜悦，当他们遇到困难时，他们意志坚强，相互勉励，努力前行，当他们解决问题时，他们跳跃欢呼，共同庆祝。这些莘莘学子，让我感动，让我欣慰，让我自豪，因为他们是祖国的栋梁与未来！
    亲爱的朋友们，当你坐上汽车去观赏琼花时，当你在琼花园迈着悠闲的脚步欣赏着盛开妖艳的琼花时，你是否意识到今年的琼花节是否与往年不同，你看那琼花朵朵盛开，而游客也不再拥挤，是如此的让人心旷神怡，游客也再也不会望琼兴叹了。如果我告诉你们，这一切都是用西塘学子的不懈努力换来时，你是否会意识到，这些“被宠坏的孩子”才是我们新时代最可爱的阳光少年！

（师生观察探究掠影）

通讯员：金玉燕 王建萍