水產(chǎn)院校本科養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

高云霓，董靜，周傳江

（河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453002）

水產(chǎn)院校本科養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

高云霓，董靜，周傳江

（河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453002）

為適應(yīng)現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合水產(chǎn)學(xué)院教學(xué)工作實(shí)際，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式與方法和考核機(jī)制等方面對養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行系列改革探索，以期為水產(chǎn)行業(yè)培養(yǎng)出在養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)方面具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)和過硬分析操作技能的專業(yè)人才。

養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；考核機(jī)制

據(jù)全國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2014年我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6460萬噸，漁業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值增至20000億。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在推動(dòng)我國漁業(yè)持續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展、保障我國乃至世界動(dòng)物蛋白供給等方面發(fā)揮著不可替代的作用[1]。然而，在中國水產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，作為培養(yǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖等漁業(yè)專業(yè)新生力量的水產(chǎn)院校，如何適應(yīng)現(xiàn)代可持續(xù)漁業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)出專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、技能過硬、創(chuàng)新力強(qiáng)的新一代水產(chǎn)人一直是水產(chǎn)專業(yè)教育工作者不懈努力的方向。

“養(yǎng)魚先養(yǎng)水”，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的高度集約化，漁業(yè)環(huán)境調(diào)控日顯重要[2]。漁業(yè)環(huán)境調(diào)控方案的制定必須建立在客觀科學(xué)地認(rèn)識養(yǎng)殖水環(huán)境的基礎(chǔ)上。養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)課程的開設(shè)正是為了幫助水產(chǎn)院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)經(jīng)典水化學(xué)理論的基礎(chǔ)上，掌握天然水體和養(yǎng)殖水體中主要化學(xué)成分的來源、組成、轉(zhuǎn)化、遷移及其與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系，熟悉相應(yīng)的水環(huán)境化學(xué)分析與調(diào)控方法。因此，養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)一直是水產(chǎn)院校水產(chǎn)養(yǎng)殖和水族科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)學(xué)生重要的基礎(chǔ)必修課。鑒于養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，在相關(guān)專業(yè)最新的本科培養(yǎng)方案中，均同時(shí)開設(shè)了理論和實(shí)驗(yàn)課程。

本文針對當(dāng)前養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和主要問題，結(jié)合河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院本科教學(xué)培養(yǎng)方案和教學(xué)工作安排，在“以學(xué)生為主體”和“授之以漁”的教育理念引導(dǎo)下，根據(jù)近些年在教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法和考核機(jī)制等方面進(jìn)行改革探索，以期讓學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)更好地掌握水化學(xué)分析基本技能，提升實(shí)踐操作能力，更快地適應(yīng)以后的學(xué)習(xí)和工作。

1 現(xiàn)狀與問題分析

重理論輕實(shí)踐這一本科教育的詬病同樣存在于養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)教學(xué)過程中，盡管新修訂的培養(yǎng)方案已增加了實(shí)驗(yàn)課的比重，但養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)和學(xué)分仍顯著低于理論課，師資和物力的投入也相應(yīng)不足，因此教師在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排和實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備方面難免受到一些限制。比如，為了保證學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師必須在課前將實(shí)驗(yàn)所需藥品、試劑和器皿全部準(zhǔn)備好，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室聽老師講授實(shí)驗(yàn)原理和流程后，再按步驟機(jī)械操作，留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的時(shí)間很少，很多學(xué)生不知道為什么要這么操作，更不可能去體會實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中的一些細(xì)節(jié)。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式限制了學(xué)生的思維，抹殺了學(xué)生的創(chuàng)造性，相應(yīng)的評價(jià)考核機(jī)制難以科學(xué)客觀地反映學(xué)生的技能水平。由于指導(dǎo)思想的偏差和重視程度不夠，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的表現(xiàn)參差不齊，部分學(xué)生積極性和主動(dòng)性不高，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)更流于形式，效果欠佳。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)主要參考雷衍之主編的《養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)》[3]，包括（1）天然水主要離子、溶解氧和化學(xué)需氧量的測定；（2）營養(yǎng)元素、pH和總鐵的測定；（3）其他指標(biāo)的測定及研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；（4）漁業(yè)水域水質(zhì)調(diào)查基本知識等4個(gè)篇章。河師大水產(chǎn)學(xué)院新修訂的水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)和水族專業(yè)本科培養(yǎng)方案中，養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與理論課一起安排在第一學(xué)期。

通過分析學(xué)生的特點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)剛剛經(jīng)歷完高考進(jìn)入大學(xué)的新生，具有很強(qiáng)的求知欲和很好的可塑性。但高中階段的重復(fù)性學(xué)習(xí)方式已不再適用于大學(xué)階段以擴(kuò)充知識面為目標(biāo)的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，學(xué)生面臨著學(xué)習(xí)方式的調(diào)整和轉(zhuǎn)變。另外，學(xué)生來自不同省份，由于高中學(xué)生的培養(yǎng)方案因地而異，所以學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)不盡相同。一部分學(xué)生在高中階段很少接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)，更缺少化學(xué)操作規(guī)范方面的訓(xùn)練。而養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是水產(chǎn)院校的學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)后接觸的第一門與化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。因此，在養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革方案中，充分考慮學(xué)生的基礎(chǔ)情況，特別安排了水化學(xué)基本操作規(guī)范，并根據(jù)現(xiàn)階段水化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容特點(diǎn)，特別在規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)課中，著重訓(xùn)練學(xué)生的無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)相關(guān)操作，主要包括玻璃器皿的識別、洗滌和干燥，固體和液體試劑的移取，藥品的稱量和溶液的配制，滴定和分光光度法基本操作訓(xùn)練等內(nèi)容[4]。

我們在2014級的水產(chǎn)養(yǎng)殖和水族專業(yè)試行了該方案，發(fā)現(xiàn)水化學(xué)操作規(guī)范的訓(xùn)練確有必要，但2個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間太少，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生的相關(guān)操作仍不熟練、不規(guī)范（如吸量管的操作和滴定操作等），這在很大程度上影響實(shí)驗(yàn)課進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，2015級的水化學(xué)基本操作規(guī)范實(shí)驗(yàn)延長到6學(xué)時(shí)，增加學(xué)生反復(fù)練習(xí)相關(guān)操作的機(jī)會，幫助學(xué)生準(zhǔn)確、熟練掌握水化學(xué)常規(guī)操作，力爭讓每一位學(xué)生都能規(guī)范地操作常用計(jì)量儀器，也為后續(xù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有序有效開展奠定基礎(chǔ)。

具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上，根據(jù)目前的學(xué)時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和現(xiàn)階段漁業(yè)水環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控的實(shí)際工作需要，結(jié)合養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)理論教學(xué)工作，共安排8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是堿度測定、硬度測定、溶氧測定、化學(xué)需氧量測定、氨氮測定、亞硝態(tài)氮測定、總氮和總磷測定、總鐵測定等。其中前面4個(gè)項(xiàng)目均屬于滴定類實(shí)驗(yàn)，在掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，訓(xùn)練學(xué)生酸堿滴定、絡(luò)合滴定和氧化還原滴定操作技能；后面4個(gè)項(xiàng)目均采用分光光度法，主要以絡(luò)合顯色反應(yīng)為基本原理，學(xué)生除了要掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作步驟外，還要注意各種干擾因素及其消除方法。其中，總氮和總磷的測定項(xiàng)目，不僅可以幫助學(xué)生鞏固各種氮磷形態(tài)間的關(guān)系，明確總氮和總磷的組成成分，熟悉消解法測定總氮總磷方法的同時(shí)，也能充分學(xué)習(xí)并掌握紫外分光光度法測定硝態(tài)氮和鉬銻抗法測定可溶性磷的方法。

3 教學(xué)形式與方法改革

與普通生物學(xué)、水生生物學(xué)、魚類學(xué)等以定性為目標(biāo)的課程不同，養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門需要定量的實(shí)驗(yàn)課程。盡管我們的授課對象是本科生，我們的授課學(xué)時(shí)非常有限，我們?nèi)砸囵B(yǎng)學(xué)生具備“量”的思維，在實(shí)驗(yàn)操作過程中盡可能做到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。為此，我們在教學(xué)形式上強(qiáng)調(diào)多樣化，教學(xué)方法上注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代方法相結(jié)合。

與養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)理論課教學(xué)的班級制不同，養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)以“班組”形式進(jìn)行，每16-25人1個(gè)小班，每3-5人1個(gè)小組。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)一般分為理論導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)操作和總結(jié)討論三個(gè)環(huán)節(jié)，第一和第三個(gè)環(huán)節(jié)采取小班集中的形式，實(shí)驗(yàn)操作的環(huán)節(jié)則以小組為單位進(jìn)行。在理論導(dǎo)入和總結(jié)討論的環(huán)節(jié)主要借助多媒體和板書結(jié)合，采用講授法和討論法。多媒體展示除了傳統(tǒng)的PPT外，還包括老師前期針對每個(gè)實(shí)驗(yàn)制作的微視頻，通過形象生動(dòng)的方法幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有相對具象和深刻的了解。比如對于剛接觸滴定實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說，滴定實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)很難把握，若通過前期制作微視頻，將接近滴定終點(diǎn)、正終點(diǎn)和過終點(diǎn)的顏色直觀地展示給學(xué)生看，學(xué)生在隨后的實(shí)驗(yàn)操作過程中將能更好地把握并得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這對于加深學(xué)生印象，提高課堂效率，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性大有裨益。

在微視頻的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步借鑒現(xiàn)代微課技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)[5]，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要理論和實(shí)驗(yàn)過程，以微課的形式上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，方便學(xué)生在課外時(shí)間結(jié)合自身掌握情況有針對性地復(fù)習(xí)、鞏固和課前預(yù)習(xí)。另外，學(xué)生也可以在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間通過留言、私信和討論等方式與老師和其他學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí)，讓實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)不再局限于課堂上有限的學(xué)時(shí)之內(nèi)。

除了規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)的教學(xué)工作，我們還在課堂外，結(jié)合老師們的科研項(xiàng)目以及大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生加入到科研小組，成立水化學(xué)實(shí)驗(yàn)小分隊(duì)。針對不同的漁業(yè)養(yǎng)殖水體和實(shí)踐項(xiàng)目，開展多項(xiàng)指標(biāo)的測定工作，進(jìn)一步幫助學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)課堂所學(xué)，并通過實(shí)踐應(yīng)用，拓寬學(xué)生們的興趣，激發(fā)學(xué)生們的熱情。

4 考核機(jī)制優(yōu)化

考核一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的一大難題。面對少則幾十多則幾百的學(xué)生，在有限的師資和教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺上，長期困擾著實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者的一大難題是如何對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和綜合實(shí)驗(yàn)水平做到公平有效的考核。養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也不例外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告一直被作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一項(xiàng)主要考核指標(biāo)。從傳統(tǒng)意義上講，實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以幫助學(xué)生梳理總結(jié)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但從學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來看，很多內(nèi)容都是照搬照抄，而非常重要的討論或總結(jié)環(huán)節(jié)，卻鮮見有價(jià)值的內(nèi)容，可見對于部分學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅僅是作為一項(xiàng)必須完成的作業(yè)而已，很少有新意或深刻的思考與總結(jié)，這對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生的理解是很有限的。因而，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為主要考核指標(biāo)，很難反映出學(xué)生的真實(shí)水平。

通過近幾年的教學(xué)工作實(shí)踐，筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核仍要以課堂上學(xué)生的表現(xiàn)為重點(diǎn)，在養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，“化整為零”的方式將應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核機(jī)制的改革中。首先，在開課前制定具體的評分細(xì)則，主要包括（1）各項(xiàng)主要操作的規(guī)范程度，如移液管使用、滴定操作、溶液配制等；（2）實(shí)驗(yàn)原理掌握情況，如堿度、硬度的測定原理等；（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，如同一個(gè)樣品某個(gè)水化指標(biāo)的測定，平行樣品間的數(shù)據(jù)偏差若小于5%，則100分，5%-10%之間，95分，以此類推；（4）實(shí)驗(yàn)過程中解決問題的能力；（5）實(shí)驗(yàn)報(bào)告等考核指標(biāo)。各項(xiàng)指標(biāo)在最終成績中所占比重均為20%，各項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)分散到每一次實(shí)驗(yàn)課中，也就是說每一次實(shí)驗(yàn)課每一位學(xué)生在相應(yīng)方面的表現(xiàn)都會有一個(gè)評定，學(xué)生本門課程的最終成績則是多次實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)的一個(gè)綜合結(jié)果。相對于傳統(tǒng)評價(jià)方式而言，這種“化整為零”的考核機(jī)制將能更加充分客觀地評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。當(dāng)然，這種方式會很大程度上增加實(shí)驗(yàn)老師的工作量，對實(shí)驗(yàn)老師的要求也會更高，這將進(jìn)一步激勵(lì)相關(guān)老師提升自己的專業(yè)水平和教學(xué)能力。

5 展望

現(xiàn)代分析技術(shù)日新月異，不斷推動(dòng)水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，許多新型快速的分析方法不斷出現(xiàn)，也要求養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)教學(xué)工作者順應(yīng)時(shí)代發(fā)展規(guī)律，推陳出新，不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法，改進(jìn)考核機(jī)制。因此，做好養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，還有必要從以下方面進(jìn)一步改進(jìn)和完善：

（1）從思想和行動(dòng)上重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重；

（2）與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合新型儀器，引進(jìn)現(xiàn)代分析技術(shù)，增加或調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生掌握最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法，如表示有機(jī)物總量的指標(biāo)普遍采用化學(xué)需氧量，但隨著教研條件的改善，在配備總碳分析儀的實(shí)驗(yàn)室，可以將原有的滴定法測定化學(xué)需氧量的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目替換為總有機(jī)碳的測定。這將有利于幫助學(xué)生適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，與時(shí)俱進(jìn)。

（3）為學(xué)生創(chuàng)造更多實(shí)習(xí)機(jī)會，包括實(shí)訓(xùn)基地和協(xié)議單位的實(shí)習(xí)，讓學(xué)生在生產(chǎn)一線的實(shí)踐工作中進(jìn)一步拓展實(shí)驗(yàn)課上所學(xué)，解決實(shí)際問題，鍛煉綜合能力[6]。

[1]桂建芳,朱作言.水產(chǎn)動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子基礎(chǔ)及其遺傳改良[J].科學(xué)通報(bào),2012,57(19):1719-1729.

[2]董雙林.高效低碳-中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必由之路[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2011,35(10)：1595-1599.

[3]雷衍之.養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2006.

[4]馬全紅.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[D].南京：南京大學(xué)出版社,2009. [5]胡鐵生,周曉清.高校微課建設(shè)的現(xiàn)狀分析與發(fā)展對策研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014,24(2):5-13.

[6]吳坤杰,楊東輝,倫峰.《養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)》實(shí)踐教學(xué)改革初探[J].河南水產(chǎn),2015,5:36-37.

Exploration on experimental teaching reform of aquaculturewater environmental chem istry for undergraduate students in fisheries universities

Gao Yun-ni,Dong Jing,Zhou Chuan-jiang
(College of Fisheries,Henan Normal University,Xinxiang 453007,Henan,China)

Tomeet the needs ofmodern fishery development,a series of experimental teaching reforms including teaching contents,teachingmodes and methods,and assessmentmechanisms,were conducted according to the teaching practice in College of Fisheries,Henan Normal University.It aims to cultivate specialized talents with steady theoretical basis and skilled analysis operation at aquaculturewater environmental chemistry.

aquaculture water environmental chemistry;experimental teaching reform;teaching contents; teachingmethods;assessmentmechanisms

2015-08-19

高云霓（1982-），女，土家族，湖北長陽人，博士，主要從事漁業(yè)環(huán)境相關(guān)教學(xué)和科研工作

周傳江，E-mail:c hu an j iang88@163.com