黄花菜灿烂,8岁的熊孩子们发了后生可畏篇学术

2019-10-29 作者:奥门金沙手机娱乐网址   |   浏览(74)

游戏阶段

在测试实验里,花蕊中均不添加蜜糖水或盐水,观察熊蜂会飞向哪种花朵。为了避免熊蜂只记住位置信息,孩子们把每个象限的花朵进行了顺时针交换,比如一象限换到二象限,二象限换到三象限,三象限换到四象限。每次仅放一只熊蜂进入箱内,避免它们交流,或者“随大溜”。

只有当熊蜂飞落到花蕊上,并把口器深入到花蕊中才能记录为一次选择。每种颜色标记的熊蜂共约进行30次选择,防止由于测试时间太长,熊蜂得不到奖励被惹恼了而做出随机选择。测试一共进行了三次。

图片 1测试过程中小学生们手绘和记录的原始数据的实验布置图。从左到右为三次测试的布局,布局下面为对应的实验数据。Correct表示正确,Incorrect表示错误,Middle表示内部,Surround表示外部,格子里的数字表示标记过的熊蜂在对应颜色花朵上采蜜的次数。图片来源:rsbl.royalsocietypublishing.org

测试一:当熊蜂进入到每个象限的内部4个圆上采蜜时,视为正确;但如果熊蜂进入到每个象限的周边12圆上采蜜,则视为错误。测试中熊蜂并不会得到蜜水奖励。从实验数据可以看出,正确与失败的比值为126:13,正确率高达90.6%。

孩子们发现,熊蜂B/O和B去黄色花朵正确采蜜的次数分别为31和33,而去蓝色花朵正确采蜜的次数分别为0和1。这表明蓝橘色和蓝色标记的熊蜂有明显的偏爱黄色喜好。同理,O和B/Y有明显的偏爱蓝色的喜好。

总体来说,熊蜂很好的解决了谜题,但它们解题的思路是由哪种颜色的多少来判断呢?还是忽略掉颜色信息只选择内部4个圆?

测试二:与测试一非常相似,孩子们把每个象限的内部4个圆片替换成了绿色,而外部保持不变。从实验结果中可以得到,进入内部采蜜和外部采蜜次数的比为34:76,即进入内部绿色采蜜的约30.9%,与绿色所占总体的百分比25%接近,说明熊蜂不只是靠每个象限的内部4个圆所处的位置来解谜的。并且,熊蜂B/O和B更倾向于中间的绿色花朵来采蜜。所以它们似乎学会了与另外三只熊蜂不同的解谜策略。

测试三:在测试一的基础上,孩子们将内部颜色较少的4个圆放置在每个象限的边角上。这次测试里,把熊蜂进入每个象限边角的4个圆采蜜定义为正确,其它则定义为错误。测试结果显示正确与错误的比为59:86,正确率为40.1%,不到测试一90.6%正确率的一半。这说明测试三中,熊蜂做出选择更随机一些。另外,熊峰B/O和蓝色B仍然表现出明显的偏爱黄色倾向。

在“围剿”两年后,加拿大一枝黄花并没有“偃旗息鼓”,相反,在宁波,原本与世独立的海上岛屿,竟成了重灾区。 更令人担心的是,加拿大一枝黄花灿烂的花朵还引来了大量蜜蜂采蜜,和正常蜂蜜相比,这些蜂蜜有轻微的异味,而且颜色略显绿色。 这两天,早报新闻热线接连接到读者来电,称加拿大一枝黄花再度在宁波蔓延,严重影响到生态环境。 飘洋过海到“孤岛” 强蛟群岛位于象山港的尾部,素有“小普陀”之称。不久前,有人到其中的白石岛游玩,发现岛上随处可见金黄色花蕊的植株,怀疑是加拿大一枝黄花。 宁海县农林局得知消息后,次日便派了几名工作人员到岛上实地查看。工作人员发现加拿大一枝黄花数量众多,空地几乎全部长满了这种植株。随后,工作人员又到附近的中央山岛、铜山岛,发现这些岛上也到处生长着加拿大一枝黄花。经初步估算,3个岛的受害面积为500余亩。据中央山岛的位桔农介绍,这种植株去年还只是零星生长,谁知仅一年时间,田间地头就到处长出来了。 这些与陆地隔绝的岛屿,何以会出现加拿大一枝黄花?农业专家分析说,这很有可能是风和海水传播过来的。宁海县北面的奉化、鄞州等地的加拿大一枝黄花已蔓延成灾,大量的种子成熟后经风和海水推送,其中一部分就到了这些岛上“安家落户”。 黄花灿烂“迷惑”蜜蜂 加拿大一枝黄花不仅对本土植物的生存和生态环境构成巨大威胁,如今还影响到蜜蜂采蜜。 在余姚泗门、临山的公路两边、闲置田头,大片的加拿大一枝黄花甚是好看。于是,花朵颜色和油菜花差不多的加拿大一枝黄花,成了蜜蜂的最爱。临山镇小路下村蜂农徐大爷介绍说,特别是上个月,加拿大一枝黄花疯狂开花时,蜜蜂的采蜜目标基本上都盯上了这些黄花。 “蜜蜂从这种花上采来的蜜糖质量相对较差。”夹塘村蜂农罗师傅介绍说,和一般晶莹剔透的蜂蜜相比,这种蜂蜜的颜色略显淡绿色,还有轻微异味。上个月,他的100多箱蜜蜂采的200多公斤蜜糖都有这种“问题”。 专家称蜂蜜不受影响 宁波市畜牧兽医总站工程师项益锋说,由于9月、10月是加拿大一枝黄花开花结子前的集中时期,慈溪、余姚等地的一些蜜蜂养殖户的蜂蜜因此受到影响,主要表现在颜色和味道上。不过他表示,蜂蜜的营养价值基本不受影响。 目前,加拿大一枝黄花的花朵开始凋谢,蜜蜂也不再“眷恋”。但让蜂农们担忧的是,加拿大一枝黄花根系发达、繁殖力极强,平均每株可结种子两万多粒,通过繁殖,3年就能迅速成片。如果不控制的话,到明年此时,将有更多蜂蜜受此影响,而颜色和味道上的差别有可能造成蜂蜜价格的跌落。(今日早报徐文燕林木郑巍)

这篇文章发表出来的第一天就有超过3万次的下载量,排名第二,被《生物学通讯》期刊设为永久免费共享文章,《科学》、《发现》等杂志上相继报道……

是什么样的神奇小学,冒出这么一群“天才”少年?

发表论文

从上面的测试结果中,孩子们通过分析,得出了这样的结论:熊蜂是综合运用颜色和位置的信息来决定去哪个花蕊采蜜的。熊峰不仅能够学习,而且不同的熊蜂还有不同的解题策略和颜色偏好。

研究有了成功,同学们也写好了论文,但是,文章的发表并不顺利。有的期刊回复没有参考文献的引用;有的则回复语言表达太幼稚,建议让成人来撰写文章(因为文章完全是孩子们自己写的);也有的质疑小学生不可能做出这样的工作。经过了好几轮退稿、修改、再退稿、再修改,最后,在投稿的邮件中加入几位权威专家的评语才通过了审核,并发表在英国的皇家生物学杂志上。

整个实验用了四个月,但论文发表却历时两年。

图片 2为孩子们所发表学术文章的部分截图,“Once upon a time ……”,“从前……”;“the puzzle …duh duh duuuhhh”,“谜题…是这样、这样、这样的”。图片来源:rsbl.royalsocietypublishing.org

在这篇论文里,孩子们写着:“在开始实验之前,我们从没关心过蜜蜂,”“这个实验很重要。因为有史以来,从没有人,包括大人,做过这样的实验。”

整个实验过程几乎都是孩子们自己完成的,包括问题的选择,实验方案,实验过程以及写作。虽然Lotto和Strudwick在实验器材、实验场地以及实验技巧上给予了一定引导性的帮助,但是原创性都在孩子们身上。

这一次寓教于乐的研究,让孩子们亲历了科学的魅力。“科学很酷,也很好玩儿。因为你在做别人从没有做过的事情。”

然而更重要的,是在玩儿一样的研究中,孩子们学会了如何提出科学问题,如何用科学思维的方式去设计策略,去解决问题。重要的,是在“玩儿的”过程中种下的那粒小小的科学的种子。(编辑:明天)  

前期准备

同学们制作了一个长、宽、高都是1m的透明空心塑料箱。后箱板按照8行8列作出64个直径为8cm的圆片(好比花瓣),每个圆片的后面可以通过光束来控制颜色,在每个圆片里固定一个带有细小孔洞的塑料棒(好比花蕊),孔洞里可以放置蜜糖水、盐水,或者什么都不加入。前箱板有个供熊蜂进入的通道,塑料箱的两侧都有可开关的门,便于给孔洞里加入蜜糖水等成分,也方便取出熊蜂。

图片 3孩子们进行游戏的画面。图片来源:Royal Society

项目的诞生

这个项目的诞生,源于英国伦敦大学神经生物学家Beau Lotto在布拉克顿小学的一场讲座。在这次讲座中,他给学生们介绍了自己关于人类知觉、熊蜂(蜜蜂科中的一种,文中的实验对象),以及机器人的研究,并分享了他对科学的理解——“我们生来就会在游戏中发现事物的规律和它们之间的联系。科学也是这个目的,”Lotto说,“科学也可以是游戏一样的发现之旅。”在这次讲话后,Lotto和Dave Strudwick (布拉克顿小学的班主任)决定开展一个完全由孩子们掌控的初级研究项目。

项目开始后的两个月里,Lotto和Strudwick 让孩子们思考有哪些是他们感兴趣的问题,以及如何通过设计游戏的方式来解决这些问题。最终,他们确定了蜜蜂作为研究对象。

接着就是提出具体的研究问题。在一系列诸如“蜜蜂能踢足球吗?蜜蜂能写字吗?”这样比较幼稚的提问后,研究问题最终锁定在了“蜜蜂能否学习并记住花朵的周边环境?”

这就好比给蜜蜂出了道智力题——它们不仅得学会识别花,而且还要学会识别花的周边环境。比如蓝花的周围被黄花包围,那就得去蓝花采蜜,而相反情况,黄花的周围被蓝花包围,那就得去黄花采蜜。除此之外,同学们还想看看蜜蜂们解决谜题的方式是否一样。如果不同的话,譬如有一只蜜蜂每次都去蓝花采蜜,说明它非常喜欢蓝色。这也许还意味着,蜜蜂与人类似,也是有个性的。

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