智能浇灌系统在中学劳动教育中的应用

［摘 要］随着科学技术的不断进步，农业生产中越来越多地采用智能浇灌系统。文章对如何将智能浇灌系统应用于中学劳动教育进行深入研究。智能浇灌系统在中学劳动教育中的应用不仅可以提高水资源利用率，而且可以激发学生学习现代农业科技的兴趣，以培养学生的劳动能力，提高他们的科学素养和增强他们的环保意识，从而使劳动教育更具有生命力。

［关键词］智能浇灌系统；中学劳动教育；科学素养

［中图分类号］    G631                ［文献标识码］    A                ［文章编号］    1674-6058（2024）36-0070-03

随着科技的飞速发展，智能化技术已经逐渐渗透到社会的方方面面，农业生产领域也不例外。智能浇灌系统作为现代农业技术的重要组成部分，正逐步被引入中学劳动教育，为学生提供了一个全新的、富有实践性的学习平台。

一、智能浇灌系统的概念与原理

智能浇灌系统以大数据及云计算等前沿科技为依托，对传统浇灌结构进行智能化升级与管理。该系统对多维度信息如土壤湿度、气象状况、农作物生长趋势等进行实时监控，从而根据实际情况自动优化浇灌策略，确保水资源的合理使用，贯彻节约用水的理念[1]。传感器作为该系统的重要组成部分，可以实时检测土壤水分、养分水平以及气温，然后将数据传输给中心控制系统。中心控制系统依据预设的浇灌方案，适时适量地调节浇灌进程，确保植物得到最适宜的水分及养分供应。

南宁市第二中学（以下简称“二中”）分别在两幢实验楼的楼顶开辟了两块基于智能水肥一体化系统的实践基地。智能水肥一体化系统主要由水肥管路、施肥机首部、软件数据显示控制三大部分组成，通过运用大面积的喷灌、滴灌技术，大大降低人力物力成本。据统计，与常规的施肥方法相比，智能水肥一体化浇灌能够节省50%～70%的肥料。这套设备节水节肥，能实现菜地大面积施肥浇灌的远程集中监控。

二、智能浇灌系统在中学劳动教育中的应用价值

（一）提高水资源利用效率

引进智能化浇灌设备，可实现精确到毫米级别的浇灌控制，比传统浇灌方法节省超过50%的用水量。这不仅有助于缓解水资源压力，还能促进学生形成节水理念和习惯。

（二）激发学生学习现代农业科技的热情

智能浇灌系统利用大数据等高科技，展示了现代农业科技的魅力，让学生亲身体验智能浇灌系统的安装、调试及运行过程，感受科技对农业生产的巨大推动力，进而激发其对相关知识的学习热情[2]。

（三）提升学生实践能力和科学素养

安装、调试及运行智能浇灌系统，须具备一定的技术水平和科学文化素养。参与这类活动，学生不仅能掌握基本的劳动技能，还能提升科学素养，培养创新思维，提高解决实际问题的能力。

（四）培养团队协作和沟通交流能力

智能浇灌系统的建设和运营需要相关专业人才密切配合，共享经验。参与这类活动，学生将学会与他人有效合作，共同完成学习任务，从而培养团队精神和沟通能力，为全面发展打下坚实的基础。

（五）增强环保意识

智能浇灌系统的应用可减少水资源的浪费，实现精准浇灌，对生态环境具有保护作用。参与这类活动，学生能深入理解保护水资源的重要性，增强环保意识，逐渐形成节约资源、爱护环境的良好行为习惯。

三、智能浇灌系统在中学劳动教育中的具体作用

（一）植物养护实践教学

二中教师将智能浇灌系统作为辅助教学手段，给学生详细讲解该系统的运行原理，如传感器监测土壤湿度、温度等环境因素，以及控制器依据数据精细控制浇水量和时间等[3]。学生可通过实地观察运用该系统浇灌植物区的过程，深入了解各类植物所需的生长环境。

（二）校园绿化责任区管理

二中将全校划分成多个绿化责任区，每个区域均配置智能浇灌系统。学生分成若干小组，负责各责任区的花木养护与管理，借助智能浇灌系统提高劳动效率。学生需基于系统信息，识别植株是否存在缺水或生长异常现象。此举既能使学生深度参与校园绿化养护，强化责任意识，又能培养学生的团队协作精神和实际问题解决能力。

（三）农业科技体验与创新教育

将智能浇灌系统纳入校园教学，激发了学生对现代农业科技的学习兴趣，培养了其创新思维能力。学校可组织学生开展科技体验活动，引导学生发掘大数据、云计算等技术在智能浇灌系统中的应用潜力。

（四）劳动习惯与责任感培养

利用智能浇灌系统，可以制订长远的校园绿色植物养护计划，让学生定时检查设备使用情况，记录植物成长情况。例如，每天安排学生查阅智能浇灌系统的浇灌记录，观察植株在浇灌周期内的生长状况并作详细记录。这种持续、有规律的劳动任务能培养学生良好的劳动习惯，使其深刻认识到劳动对植物生长和美化校园环境的重要性，从而形成维护校园环境的责任感，懂得珍视劳动成果[4]。

四、智能浇灌系统在中学劳动教育中的应用

（一）系统设计与规划

首先，调研校园内植物的种类、生长期以及土壤状况。组建由教师与学生组成的调查小组，对校园的植物进行全面考察，详细记录每种植物的学名、习性，尤其关注其生长周期及其需水量特性。

其次，根据调查结果，制定科学合理的浇灌方案，为校园植物养护提供依据。根据植物对水的需求，将校园内的植物划分为耐旱型、喜湿型和中度型三类。针对各类植物的需水量，设定适宜的灌水频率和灌水量。对于耐旱型植物，适当延长灌水间隔，减少水分供给；对于喜湿型植物，缩短灌水间隔期，增加水分供给；对于中度型植物，根据季节变化进行适度调整，夏季多浇，冬季少浇。

最后，完成智能浇灌系统的软硬件建设。在硬件方面，二中根据校园面积及植物分布情况，选择适宜的传感器及确定喷淋头数量及布局方式。在软件方面，选用操作简便、功能齐全的智能浇灌控制系统，为不同种植区设定相应的浇灌参数模块，确保系统能根据实时数据自动调整浇灌行为。

（二）安装调试

首先，智能浇灌系统的安装需确保位置准确。专业安装人员按照预定计划，在校园指定地点进行安装作业。在安装喷头时，需兼顾角度调节与高度设置，确保喷水范围符合浇灌需求。在安装水管时，须接驳牢固，保持水流顺畅，为后续正常浇灌奠定基础。控制系统应设在易于管理与操作的室内，谨慎连接传感器与喷头间的数据导线、电源线，确保数据传输与控制指令的准确传达[5]。

其次，智能浇灌系统安装完毕后，进入调试阶段。首次通电后，应立即检查传感器数据能否准确传输至控制系统。在控制系统界面，可实时监控各区土壤的湿度及其他参数，判断其准确性。随后，人工设定不同的浇灌指令，观察喷头能否依令启闭，并留意喷水角度及水量是否达标。鉴于系统较为复杂，调试过程中可能会遇到难题，故须邀请相关专业技术人员进行现场指导。若出现数据传输中断、喷头洒水不均等问题，专业技术人员可迅速定位并解决。通过多次调试，保证系统稳定、可靠运行。

（三）培训与指导

首先，开展具有针对性的培训。学校应编写详细的培训教材，包含系统基本原理及传感器、控制系统工作机制的介绍。此外，还要制作系统操作过程的视频教程，清晰演示登录、查看数据、设定浇灌参数、手动操控等各个步骤。

其次，强化培训力度。一方面，举办专题讲座，由专业讲师或专业技术人员给参与劳动教育的学生进行全面深入的讲解。另一方面，组织实地演练，让学生分组实操真实设备，由导师指导，让学生熟悉从启动到完成浇灌任务的全过程。为便于今后问题的随时解决，创建在线咨询平台。

最后，开展系统维修保养培训。学校应要求学生定期检查传感器的精准度，如比较土壤湿度实际值与传感器读数，若存在较大偏差，则需进行简易的校准操作。

（四）劳动实践与创新

首先，组织开展劳动实践活动。一方面，开展种植活动，划设专属种植区域，由学生负责选种、播种（或移栽）及后期养护管理。在此过程中，学生需依据智能浇灌系统提供的数据，合理规划浇水时间及水量，确保植物茁壮成长。另一方面，开展浇灌计划活动，学生以小组的形式，结合智能浇灌系统的特性，针对不同的季节和植株的生长需求，制定个性化的浇灌方案。

其次，设立创新型实践项目。教师可设立创新型实践项目，引导学生思考如何更高效地设计浇灌方案。例如，根据天气预报调整浇灌计划，使浇灌更科学合理。在此基础上，鼓励学生从硬件层面进行改良。

最后，激发学生对创新系统软件的热情，鼓励学生开发手机应用程序，实现远程操控智能浇灌系统，方便师生在校外对系统进行操作与监控，增强系统的便捷性与实用性。

二中学生在实践课程中通过分析现有的智能浇灌系统，创造性地设计了一种用于观察和种植植物的设备，包括一个箱体和多个传感器。传感器可以监测植物的生长情况、土壤湿度、光照强度等参数，然后通过无线的方式将参数发送到计算机或智能手机等设备上，方便用户实时监测和记录植物的生长情况。

这种设备通常用于科学实验、农业研究和家庭园艺等领域。通过使用这种设备，用户可以更深入地了解植物的生长环境和生长状况，从而更好地控制和优化植物的生长环境，提高植物的生长效率和品质。该设备曾在广西青少年科技创新大赛中获一等奖。

（五）评估与反馈

首先，设定评估标准，以衡量系统表现。在稳定性方面，需统计特定时间段内的系统故障次数，以便直观了解系统的稳定性。在可靠性方面，需对比实际生长状况与预期生长状况，若植物生长状况良好，说明系统供水稳定；反之，则可能存在故障。这样对比有助于准确判断系统的可靠性。

其次，鼓励学生评估与反馈。定期邀请专业教师及专业技术人员对系统进行全面评估，依据设定的评估标准，得出精准的评估结论。同时，开辟学生反馈渠道，鼓励他们在日常使用中发现问题即刻反馈。例如，鼓励学生收集系统操作是否便捷、能否满足植物浇灌需求等问题，根据学生的反馈及时解决系统存在的细微问题。

最后，根据评估结果，评定学生学习成果并将其运用至后续的劳动教育中。一方面，从学生参与种植作物的存活率、浇灌计划的合理性等多个角度，综合评估学生的劳动技能与科学素养。另一方面，将评估结果纳入学生综合素质评价体系，作为劳动教育课程的重要组成部分进行评估。

综上所述，将智能浇灌系统引入中学劳动教育中具有深远的意义，借助智能化手段，不仅能提升水资源利用效率，激发学生对现代农业科技的学习兴趣，培养其劳动能力与科学素养，而且能推动学生开展合作与交流，强化环保意识。在使用智能浇灌系统的过程中，需重视系统设计与规划、安装与调试、培训与指导、劳动实践与创新、评估与反馈等环节。唯有采用科学合理的使用策略，方能让智能浇灌系统发挥更大的作用，为学生全面发展注入新动力。

［   参   考   文   献   ］

[1]  周召婷.小学生校园劳动教育的具身转向及其实践路径[J].教育科学论坛，2021（22）：32-34.

[2]  董爽.小学劳动教育中多样教学路径的实践探析[C]//教育发展实践研究论坛论文集，2024.

[3]  周洺羽.新课标视域下小学信息科技融合劳动教育策略研究：以沈阳市铁西区勋望小学建农分校为例[J].中国教育技术装备，2024（17）：131-133，148.

[4]  段娇.新课程标准理念下小学多维开展劳动教育的实践研究[C]//教育教学与发展论坛论文集，2023.

[5]  李芳利，黎荔.“五育”融合视域下小学劳动教育实施研究[J]. 基础教育研究，2024（6）：52-54.

（责任编辑    黄    晓）