研究性教學(xué)示范建設(shè)指導(dǎo)下的水生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

柴毅 羅靜波 譚鳳霞 黃孝鋒 裴夢(mèng)婷

摘要 水生生物學(xué)是長(zhǎng)江大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)。通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)與提升、教學(xué)條件的改善、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整以及多樣化考核方式的建立等措施，分析了該課程在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面取得的成效。實(shí)踐表明，將研究性教學(xué)手段應(yīng)用于該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 水生生物學(xué);水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè);教學(xué)改革

中圖分類號(hào) S-01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）15-0280-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.079

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract Hydrobiology is a professional foundation course for undergraduates in aquaculture specialty of Yangtze University.It is strongly practical and applied.Through the series of measures such as the construction and improvement of the teaching team，the improvement of teaching conditions，the adjustment of teaching content and the establishment of diversified assessment methods，the results of the course in the reform of experimental teaching were analyzed.The practice proved that good teaching results had been achieved by applying research teaching methods in the experimental teaching reform of this course.

Key words Hydrobiology;Aquaculture specialty;Teaching reform

基金項(xiàng)目 長(zhǎng)江大學(xué)2018年度前沿示范課程（水生生物學(xué)）建設(shè)項(xiàng)目;湖北省技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)重大項(xiàng)目（CXZD2018000193）。

作者簡(jiǎn)介 柴毅（1978—），女，山東濟(jì)寧人，副教授，從事魚類生理生態(tài)學(xué)和水域生態(tài)保護(hù)研究。

收稿日期 2019-03-13

水生生物學(xué)（hydrobiology）廣義上是研究水中生活的各種生物生命活動(dòng)的規(guī)律和控制利用的科學(xué)，范圍十分廣泛，包括水生生物形態(tài)、分類、生理、生態(tài)以及生化等各個(gè)方面。隨著高校水產(chǎn)課程教學(xué)計(jì)劃的發(fā)展，該課程著重研究水產(chǎn)餌料生物的形態(tài)、分類、個(gè)體生態(tài)和漁業(yè)利用，并研究各種生物在分類系統(tǒng)中的地位，進(jìn)一步探討生物的系統(tǒng)演化、地理分布、生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義等[1]。水生生物學(xué)是水產(chǎn)及相關(guān)專業(yè)重要的骨干課程，實(shí)踐性和應(yīng)用性均較強(qiáng)，其中實(shí)驗(yàn)課程是驗(yàn)證理論、應(yīng)用實(shí)踐、結(jié)合科研的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維，進(jìn)而加強(qiáng)并提高理論學(xué)習(xí)和科學(xué)研究等綜合能力的關(guān)鍵[2]。

自1988年長(zhǎng)江大學(xué)（原湖北農(nóng)學(xué)院）為“淡水漁業(yè)”專科專業(yè)開(kāi)設(shè)水生生物學(xué)課程以來(lái)，該課程歷經(jīng)多年的建設(shè)發(fā)展和改革，不斷改善教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化基本教學(xué)設(shè)施和實(shí)驗(yàn)條件，提高教學(xué)質(zhì)量，目前是長(zhǎng)江大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程（學(xué)位課）[3-4]。該課程理論、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)等各個(gè)環(huán)節(jié)都具備良好的師資、人才配備和基礎(chǔ)設(shè)施保障，保證了教學(xué)工作的順利進(jìn)行。2013年該課程獲批長(zhǎng)江大學(xué)校級(jí)“精品課程”立項(xiàng)并順利結(jié)題，2018年該課程被立項(xiàng)為研究性教學(xué)示范項(xiàng)目中的學(xué)科前沿示范課程參加教學(xué)改革，旨在通過(guò)多種研究性教學(xué)組織形式，運(yùn)用發(fā)現(xiàn)式、探究式、討論式等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生探索與研究的興趣，提高實(shí)踐與創(chuàng)新能力[5-6]。在此研究性教學(xué)示范建設(shè)的指導(dǎo)下，筆者對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了改革和探索。

1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)與提升

經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，該課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在年齡、職稱和學(xué)歷結(jié)構(gòu)等方面均比較合理，其中該課程負(fù)責(zé)人學(xué)歷為博士研究生，具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，擔(dān)任水生生物學(xué)課程主講已逾10年，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的浮游生物辨別能力，能夠勝任此次課程教學(xué)研究項(xiàng)目。該教學(xué)團(tuán)隊(duì)形成了老、中、青各年齡梯隊(duì)組合，理論和實(shí)踐教學(xué)合理分工，各取其長(zhǎng)，各負(fù)其責(zé)，尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中可以同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生，取得了良好的教學(xué)效果。另外，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)也積極參與了該課程的多方面建設(shè)，包括教學(xué)大綱的修改與完善、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、考試方式改革、考試內(nèi)容調(diào)整以及該課程整體發(fā)展規(guī)劃等。同時(shí)，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)或參與了與該課程緊密相關(guān)的教研和科研項(xiàng)目，將該課程的相關(guān)內(nèi)容有機(jī)融合到科研項(xiàng)目中，為學(xué)生提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)，加深了學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)理論知識(shí)的理解與吸收，這對(duì)于該課程的建設(shè)和發(fā)展具有非常顯著的促進(jìn)作用[7-8]。

2 教學(xué)條件的改善

2.1 使用 Motic 數(shù)碼互動(dòng)平臺(tái)

Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)平臺(tái)是現(xiàn)代新概念教學(xué)的一種嶄新的手段，通過(guò)建立清晰的畫面和豐富的交互模式，教師端和每一個(gè)學(xué)生端均成為相對(duì)獨(dú)立的、強(qiáng)大的圖像處理單元。各單元之間通過(guò)專有的局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，使用全新的分布式數(shù)碼互動(dòng)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備組織與課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了全面的圖像數(shù)據(jù)共享和靈活的語(yǔ)音交流[9]。該課程在2018年實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)始使用Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)平臺(tái)，有效解決了以前學(xué)生孤立觀察、師生交流不暢、教學(xué)效率不高等問(wèn)題。學(xué)生在觀察過(guò)程中，可以將在顯微鏡下看到的圖像進(jìn)行拍照和錄像保存后與教師交流，教師也可以通過(guò)跟蹤和監(jiān)控設(shè)置進(jìn)行分析和講解，將典型的樣本圖像或錄像與所有學(xué)生分享，實(shí)現(xiàn)資源共享，使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化和即時(shí)化，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率。例如，對(duì)于一些典型可運(yùn)動(dòng)的藻類（如裸藻、菱形藻、團(tuán)藻和黃群藻等），錄像可以清晰地記錄其運(yùn)動(dòng)方式和過(guò)程;原生動(dòng)物緣毛目的一些典型種類，外部形態(tài)結(jié)構(gòu)非常相似，而受到刺激時(shí)卻有不同的收縮反應(yīng)，也可以將整個(gè)過(guò)程錄制并保存下來(lái)，反復(fù)播放給學(xué)生觀看，加深學(xué)生的理解，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在觀察樣本過(guò)程中學(xué)生積極提問(wèn)，師生互動(dòng)頻繁，取得了較好的教學(xué)效果。

2.2 建立藻類分類圖庫(kù) 通過(guò)多年教學(xué)拍照留存、網(wǎng)上下載等多途徑搜集積累的常見(jiàn)藻類圖片，建立了藻類形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，圖片數(shù)量有近500張，每種藻以中文、拉丁文雙命名，輔以真實(shí)的顯微照片、手繪結(jié)構(gòu)圖和詳盡的形態(tài)文字描述。使用時(shí)，可以用中文名或拉丁文名搜索某個(gè)具體的藻類，或者按門、屬、種的分類學(xué)次序進(jìn)行搜索。此外，還可以選擇某個(gè)門，該門下所有屬的典型種合成圖以隊(duì)列形式出現(xiàn)，與實(shí)際拍攝的未知藻類進(jìn)行特征對(duì)比，即可實(shí)現(xiàn)快速鑒別藻類。學(xué)生在樣本觀察過(guò)程中遇到不認(rèn)識(shí)的種類可以暫時(shí)拍照留存，課后再在圖庫(kù)中搜索對(duì)比，保證了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過(guò)程的順利實(shí)施，還激發(fā)了學(xué)生課后繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。該藻類分類圖庫(kù)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中辨別常見(jiàn)種類的有效輔助手段，提高了教學(xué)效率，同時(shí)也可作為教學(xué)素材的有力補(bǔ)充。

2.3 多渠道增加樣本量

在以往的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，學(xué)生觀察的樣本除了現(xiàn)場(chǎng)采集的新鮮水樣外，還有一些裝片和固定樣本。其中，新鮮水樣中的觀察種類和數(shù)量通常會(huì)受外界環(huán)境條件（如水溫、水深以及水體富營(yíng)養(yǎng)化程度等）的影響，往往不能完全滿足教學(xué)需要。裝片和固定樣本經(jīng)過(guò)歷屆學(xué)生的頻繁使用，大多已經(jīng)老舊破損，一些染色樣本已經(jīng)出現(xiàn)顏色模糊、變色甚至脫落等現(xiàn)象，從而影響了觀察效果。為了豐富、完善樣本量，該課程教學(xué)組教師選擇適合藻類和其他浮游生物采集的天氣，帶領(lǐng)學(xué)生在學(xué)校周邊水域及養(yǎng)殖基地采樣，帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)處理后置于光照培養(yǎng)箱中備用。此外，還購(gòu)置了螺旋藻、柵藻和小球藻等藻種以及發(fā)菜（發(fā)狀念珠藻）、地木耳（普通念珠藻）、葛仙米（球狀念珠藻）、海帶、紫菜和石花菜等干貨制品，在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始前進(jìn)行培養(yǎng)、泡發(fā)等工作，備用。通過(guò)多渠道增加可觀察樣本的數(shù)量，減少了天氣等因素對(duì)新鮮樣本的影響，保證了實(shí)驗(yàn)課計(jì)劃內(nèi)容的順利實(shí)施，同時(shí)有些樣本在觀察后還可以制成裝片或標(biāo)本，進(jìn)一步充實(shí)了樣本庫(kù)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

3.1 增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整如表1所示。教改前實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容共包含8次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主（7次），綜合性實(shí)驗(yàn)1次。此次教改將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)調(diào)整為5次，綜合性實(shí)驗(yàn)增至2次，設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)1次。教改前的實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二整合成教改后的實(shí)驗(yàn)一，并增加了甲藻門的內(nèi)容，主要原因是甲藻門常見(jiàn)種類在普通池塘中較少，且出現(xiàn)時(shí)間與藍(lán)藻門相同，如常見(jiàn)種飛燕角甲藻的冬季型或夏季型均可與藍(lán)藻門常見(jiàn)種類同時(shí)采集到;實(shí)驗(yàn)五在原來(lái)輪蟲常見(jiàn)種類觀察的基礎(chǔ)上，增加了室內(nèi)培養(yǎng)內(nèi)容，通過(guò)光照培養(yǎng)箱中的培養(yǎng)，學(xué)生可以觀察輪蟲的典型特征（如頭冠、咀嚼器的發(fā)育），還可以更深入地學(xué)習(xí)、了解單巢目輪蟲的生活史，并辨別常見(jiàn)輪蟲種類的休眠卵;原有的實(shí)驗(yàn)七是驗(yàn)證性的常見(jiàn)大型底棲動(dòng)物的觀察與分類，教改后將此部分內(nèi)容調(diào)整至實(shí)驗(yàn)八水生生物的基本調(diào)查方法。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括浮游植物和浮游動(dòng)物的定性定量分析和大型底棲動(dòng)物的采集與分類，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)在實(shí)驗(yàn)方案的制定上給予必要的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生的科研創(chuàng)新思路，采樣水體的選擇、采樣點(diǎn)的設(shè)置以及最終結(jié)果的分析均是由學(xué)生組成的科研小組獨(dú)立完成的。該實(shí)驗(yàn)實(shí)施時(shí)間大約在5月份，正處于魚類繁殖和魚苗培育季節(jié)，而此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容恰好是研究水中藻類組成和現(xiàn)存量，可為魚苗的合理投放以及魚類養(yǎng)殖提供重要的科學(xué)依據(jù)。此實(shí)驗(yàn)的實(shí)施極大地提高了學(xué)生的科研積極性，喚醒了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

通過(guò)以上充分考慮環(huán)境及其他因素，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容適時(shí)合理安排調(diào)整，確保了實(shí)驗(yàn)課各項(xiàng)內(nèi)容的順利實(shí)施，取得了較好的授課效果。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有所減少，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有所增加，可以在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際觀察辨別能力、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)其科學(xué)創(chuàng)新思維能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探索的積極性，實(shí)現(xiàn)了研究性教學(xué)示范建設(shè)中運(yùn)用發(fā)現(xiàn)式、探究式、討論式等多種教學(xué)方法，提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

3.2 增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在各類實(shí)習(xí)中的應(yīng)用

長(zhǎng)江大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)人才培養(yǎng)方案中包含基礎(chǔ)課程實(shí)習(xí)、專業(yè)課程實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，其中生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)屬于綜合類專業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)內(nèi)容涵蓋面較廣，時(shí)間也較長(zhǎng)（7～8周）。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)施時(shí)間在5—6月份，而畢業(yè)實(shí)習(xí)的時(shí)間在2—3月份，2個(gè)實(shí)習(xí)分別處于不同季節(jié)，可以觀察到浮游植物和高等水生維管束植物的常見(jiàn)夏季種類和冬季種類。為了將該課程內(nèi)容更好地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)大綱中分別增加了藻類水質(zhì)監(jiān)測(cè)、浮游生物水質(zhì)評(píng)價(jià)以及高等水生植物池塘凈水功能等相關(guān)內(nèi)容，例如沉水植物在冬季處于生長(zhǎng)旺盛時(shí)期，可以采集到多個(gè)種類并可觀察其花期生長(zhǎng)特征;也能觀察到對(duì)低溫、低光照有極強(qiáng)適應(yīng)能力、魚類越冬池中的種類（如薄甲藻、黃群藻、隱藻等）。這種將專業(yè)課程內(nèi)容糅合至各類實(shí)習(xí)中的教學(xué)方法，加強(qiáng)了教學(xué)與生產(chǎn)、科研的聯(lián)系，較好地鞏固了學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用，同時(shí)也是對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)課較好的補(bǔ)充。

4 多樣化的考核方式的建立

傳統(tǒng)的課程考試通常以試卷的形式出現(xiàn)，以理論知識(shí)為主，往往無(wú)法衡量出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握水平。實(shí)驗(yàn)考核則是檢測(cè)學(xué)生的基本操作技能、綜合動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新能力的有效手段。教改前后各項(xiàng)考核內(nèi)容占比見(jiàn)表2。考核內(nèi)容由理論（試卷成績(jī)）、實(shí)驗(yàn)、考勤、作業(yè)和課堂提問(wèn)共5部分組成。其中，理論（試卷成績(jī)）占比由原來(lái)的80%降至50%，而實(shí)驗(yàn)考核占比由5%提高至30%。實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容包括水生生物采樣方法、顯微鏡下物種鑒別以及高等水生維管束植物的鑒定分類等實(shí)踐操作，著重考核學(xué)生對(duì)常見(jiàn)浮游生物種類分類和典型特點(diǎn)的辨別能力。此次考核方式的改革體現(xiàn)了多樣化和靈活性，即在理論考試中增加相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（如分類、繪圖等）的基礎(chǔ)上，還對(duì)學(xué)生進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)系列測(cè)試。課堂提問(wèn)由5%提高至10%，以促進(jìn)學(xué)生上課積極動(dòng)腦，增加師生互動(dòng)?？记诤妥鳂I(yè)占比不變，各占5%。此次考核內(nèi)容的調(diào)整提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視度，同時(shí)也體現(xiàn)了考核方式的靈活多樣性和全面性。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、改善教學(xué)條件、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容以及建立靈活考核方式，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力，長(zhǎng)江大學(xué)研究性教學(xué)示范課程——水生生物學(xué)取得了較好的教改效果。通過(guò)研究性教學(xué)示范課程的教學(xué)，旨在培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐探索能力、自主創(chuàng)業(yè)意識(shí)以及科研創(chuàng)新能力的復(fù)合應(yīng)用型人才[10-11]。

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