學(xué)科競賽推動水生生物學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐

摘 要 水生生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)的基礎(chǔ)課程。揚(yáng)州大學(xué)水生生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)以學(xué)科競賽為抓手，逐漸形成了課程教學(xué)與學(xué)科競賽相結(jié)合的教學(xué)模式，通過挖掘課程內(nèi)容與學(xué)科競賽的結(jié)合點(diǎn)、搭建“三個課堂”實(shí)踐平臺，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力，在各級別學(xué)科競賽中獲得高質(zhì)量競賽成果，有效提升了水生生物學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 學(xué)科競賽；水生生物學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.34.036

Practice of Promoting Teaching Reform of Aquatic Biology

Course through Subject Contests

JIN Cuili， LIU Qing， ZHOU Xiaojian

（Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127）

Abstract Hydrobiology is a fundamental course for undergraduate majors in environmental science. The teaching team of hydrobiology at Yangzhou University has gradually formed a teaching mode that combines course teaching with subject competitions， using subject competitions as the starting point. By exploring the integration points between course content and subject competitions， and building a \"three classroom\" practical platform， it has stimulated students' learning interest， effectively improved their practical skills and innovation ability， and achieved high-quality competition results in various levels of subject competitions， effectively improving the teaching quality of hydrobiology courses.

Keywords subject contests; hydrobiology; teaching reform

學(xué)科競賽是大學(xué)生開展創(chuàng)新活動最直接的方式之一，同時組織參與學(xué)科競賽也是高校重要的教育手段之一。參與學(xué)科競賽，不僅能促進(jìn)高校學(xué)科教育的改革與發(fā)展，還能為學(xué)生提供展現(xiàn)自我的平臺[1]?！按髣?chuàng)”“節(jié)能減排”“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等大學(xué)生學(xué)科競賽，均是教育部認(rèn)可的全國大學(xué)生學(xué)科競賽，適合環(huán)境類專業(yè)本科生參與。把學(xué)科競賽作為課程教學(xué)的一個環(huán)節(jié)，將競賽與課堂教學(xué)結(jié)合起來，“以賽促教”，是一種以教學(xué)為基礎(chǔ)、實(shí)踐為平臺、創(chuàng)新為核心、產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)模式[2]。揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)結(jié)合近年來指導(dǎo)學(xué)生參加各類大學(xué)生學(xué)科競賽的經(jīng)驗(yàn)，對水生生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革，重視學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，以學(xué)科競賽為抓手，推動課程教學(xué)的內(nèi)涵式發(fā)展。

1 "課程介紹及教學(xué)改革概要

水生生物學(xué)是揚(yáng)州大學(xué)為環(huán)境類專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授生活在水中的中小型動物和植物的形態(tài)、生態(tài)及環(huán)境價(jià)值。通過講解水生生物的種類、組成、生命活動規(guī)律及其與環(huán)境之間的相互關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)思維能力，深化學(xué)生對于生物多樣性、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的理解。該課程不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，還是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的重要工具。但在教學(xué)過程中，仍然存在部分知識點(diǎn)過于抽象、實(shí)踐課時有限、實(shí)踐應(yīng)用深度不足、與科技創(chuàng)新結(jié)合不夠緊密、競賽參與度低等問題。對此，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)將學(xué)科競賽納入課程教學(xué)目標(biāo)，努力提高教學(xué)內(nèi)容與科技創(chuàng)新和學(xué)科競賽的融合度，逐漸形成了課程教學(xué)與學(xué)科競賽相結(jié)合、“以賽促教”的教學(xué)模式。

2 "課程教學(xué)改革的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

2.1 "教學(xué)和競賽隊(duì)伍建設(shè)

教師在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用，同時也是學(xué)科競賽科技創(chuàng)新方向和內(nèi)容的主要指導(dǎo)者。教師在課程教學(xué)及競賽項(xiàng)目實(shí)施過程中，需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，合理利用各類教學(xué)手段，營造積極活躍、鼓舞人心的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度，促進(jìn)學(xué)生在科技創(chuàng)新方面的成長。同時，引導(dǎo)青年教師參與課程教學(xué)和競賽項(xiàng)目的組織和指導(dǎo)工作，提高青年教師課程教學(xué)和參與學(xué)科競賽的能力和水平，有助于組成更加年輕化、多樣化、高水平的競賽指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。此外，通過發(fā)揮輔導(dǎo)員對于學(xué)生管理工作的優(yōu)勢、開展學(xué)科競賽的宣傳引導(dǎo)工作，可以吸引更多本科生參與學(xué)科競賽。

本科生是課程學(xué)習(xí)活動的主體，同時也是學(xué)科競賽的參與者。對于學(xué)習(xí)水生生物學(xué)的本科生，首先，按照課堂參與度、分組討論表現(xiàn)、課程成績、實(shí)踐成績進(jìn)行人員選拔，挑選出對于課程內(nèi)容和學(xué)科競賽有熱情的學(xué)生，推薦其進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科技創(chuàng)新訓(xùn)練。其次，根據(jù)每個學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)科競賽申請書撰寫、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、競賽答辯等相關(guān)流程的需要，組成3―7人的競賽初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)。同時，可適量吸納跨專業(yè)、跨年級的本科生進(jìn)入團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)隊(duì)員之間的優(yōu)勢互補(bǔ)和新老傳承，保證競賽隊(duì)伍的完整性并順利完成迭代更新。

2.2 "教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新：挖掘教學(xué)與競賽的結(jié)合點(diǎn)

大學(xué)生學(xué)科競賽種類繁多，教師要對學(xué)科競賽項(xiàng)目進(jìn)行匯總，梳理教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)各學(xué)科競賽的主題，充分挖掘教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科競賽融合的具體結(jié)合點(diǎn)。水生生物學(xué)課程的內(nèi)容主要分為浮游生物、底棲動物和大型水生植物等主要板塊，目前已經(jīng)開發(fā)的學(xué)科競賽融合點(diǎn)主要集中在浮游植物和底棲動物兩個板塊。其中浮游植物板塊中的微藻是課堂教學(xué)的重點(diǎn)，也是適合參加學(xué)科競賽的融合點(diǎn)。微藻應(yīng)用前景廣闊，不僅是國際生物技術(shù)領(lǐng)域新資源物種和新資源產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)方向，還是生物質(zhì)可再生能源開發(fā)的優(yōu)質(zhì)來源[3]。利用藻類生產(chǎn)可再生能源的優(yōu)勢包括：微藻種類多，生態(tài)環(huán)境各異，代謝產(chǎn)物多樣，新能源產(chǎn)品豐富；微藻通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，能量轉(zhuǎn)化效率高于陸生高等植物；藻類繁殖快，培養(yǎng)周期短，單位面積產(chǎn)量是高等植物的數(shù)倍；藻類沒有葉、莖、根的分化，所有生物量都可用于能源物質(zhì)生產(chǎn)；藻類作為水生植物，可利用荒地進(jìn)行生產(chǎn)，不與農(nóng)業(yè)爭地；藻類生長過程吸收的二氧化碳與燃燒過程排出的二氧化碳數(shù)量相當(dāng)，生物燃料的生產(chǎn)和使用不增加二氧化碳，可以保持碳平衡；等等[4]。結(jié)合我國當(dāng)前的“雙碳”目標(biāo)，以及學(xué)科競賽的需要，“微藻綠色能源”可成為水生生物學(xué)課程教學(xué)與學(xué)科競賽融合的一個主要結(jié)合點(diǎn)。另外，生物污損問題嚴(yán)重危害海洋資源的開發(fā)，全球每年由于生物污損造成的各類經(jīng)濟(jì)損失巨大[5]，也影響網(wǎng)箱養(yǎng)殖的水體交換并引起營養(yǎng)競爭[6]，還可能造成外來生物入侵，危害環(huán)境生態(tài)安全[7]。底棲動物中的蔓足類是典型的污損生物，傳統(tǒng)的化學(xué)防污漆已造成新的環(huán)境污染問題，環(huán)境友好的抗污損方式研究吸引了眾多學(xué)者的注意[8]。因此，“環(huán)境友好抗污損方式研究”可成為水生生物學(xué)課程教學(xué)與學(xué)科競賽融合的另一個結(jié)合點(diǎn)。

2.3 "實(shí)踐形式創(chuàng)新：搭建“三個課堂”實(shí)踐平臺

水生生物學(xué)課程堅(jiān)持“以學(xué)定研、以研哺學(xué)”，依托本科生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺與教師科研平臺，引導(dǎo)學(xué)生積極參與科研并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和提高；堅(jiān)持“以研強(qiáng)創(chuàng)、以創(chuàng)推研”，依托大學(xué)生學(xué)科競賽平臺，成立“微藻綠色能源”“環(huán)境友好抗污損方式研究”競賽團(tuán)隊(duì)。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞學(xué)科競賽工作，在具體的水生生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列教學(xué)改革。首先，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以學(xué)生的動手能力為根本，統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)體系，有意識地加大綜合性、探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的比重，建立實(shí)踐性與設(shè)計(jì)性強(qiáng)、突出綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系。其次，對于缺乏生物培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的環(huán)境專業(yè)學(xué)生，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在原有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了微藻培養(yǎng)、底棲動物幼蟲培養(yǎng)等綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對于微藻和幼蟲培養(yǎng)以及底棲動物生活史有了更深刻和直觀的認(rèn)識，為后期的科技創(chuàng)新工作打下良好基礎(chǔ)。最后，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、工程實(shí)踐能力、社會實(shí)踐能力為目標(biāo)，從實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)、社會實(shí)踐及各類學(xué)科競賽等多個維度出發(fā)，把基礎(chǔ)知識和專業(yè)技術(shù)知識與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合在一起，構(gòu)建以實(shí)踐教學(xué)為主體的多維實(shí)踐體系，并在實(shí)踐體系中搭建“三個課堂”的實(shí)踐平臺，該平臺成為指導(dǎo)本科生參加學(xué)科競賽的訓(xùn)練基地。第一課堂包括實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等各個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生在第一課堂的教學(xué)過程中學(xué)習(xí)和掌握基本知識和技能；第二課堂是指本科生進(jìn)入教師的科研實(shí)驗(yàn)室開展科技創(chuàng)新工作，在參與科研工作的過程中把理論知識和科研能力、實(shí)踐技能相結(jié)合，掌握和提高進(jìn)行科技創(chuàng)新工作所需的實(shí)際操作能力；第三課堂包括學(xué)科競賽培訓(xùn)、企業(yè)調(diào)查研究等各種課外實(shí)踐活動，指導(dǎo)學(xué)生按照不同學(xué)科競賽的規(guī)則和要求，以直觀的形式集中展示科研成果。由此逐漸形成了第一課堂夯實(shí)基礎(chǔ)、第二課堂實(shí)操訓(xùn)練、第三課堂成果展示的三層次環(huán)環(huán)相扣、依次遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系。

2.4 "教學(xué)評價(jià)體系創(chuàng)新：實(shí)現(xiàn)全過程評價(jià)

課程采用過程性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的全過程評價(jià)體系。評價(jià)內(nèi)容圍繞是否達(dá)成“三個目標(biāo)”進(jìn)行設(shè)計(jì)，涵蓋課程學(xué)習(xí)目標(biāo)（水生生物的主要類群、各類群對于環(huán)境保護(hù)的意義）、實(shí)踐操作目標(biāo)（浮游生物、底棲生物、大型水生植物等主要代表種的識認(rèn)和應(yīng)用）、競賽目標(biāo)（參與意識、參與技能、參與結(jié)果）等多方面，同時關(guān)注“四個過程”（課程理論學(xué)習(xí)過程、實(shí)踐操作過程、科技創(chuàng)新實(shí)踐過程、學(xué)科競賽參與過程），形成更加完整、合理的綜合考核評價(jià)體系。該評價(jià)體系鼓勵學(xué)生總結(jié)科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，發(fā)表學(xué)術(shù)論文，并允許將一些高質(zhì)量競賽成果，作為實(shí)踐課程作業(yè)或畢業(yè)論文題目。對于獲得國賽獎、省賽獎的競賽作品，教師優(yōu)先推薦其作為優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）參加校級、省級優(yōu)秀畢業(yè)論文評選。

3 "教學(xué)改革效果與收獲

3.1 "學(xué)生和教師的主觀能動性得到提高

“以賽促教”教學(xué)模式以競賽為導(dǎo)向、以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，強(qiáng)化學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和自我管理能力，并且獲得的學(xué)科競賽成果有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)高層次就業(yè)和繼續(xù)深造，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科研熱情和競賽意識。教師在教學(xué)實(shí)踐中更加注重教學(xué)內(nèi)容的時效性、新穎性，以及與實(shí)踐和科研的深度融合，這促使教師教學(xué)方式發(fā)生改變，從而提升了教師隊(duì)伍的整體教學(xué)能力，滿足了學(xué)校相關(guān)課程教學(xué)設(shè)計(jì)和學(xué)科建設(shè)的要求。

3.2 "課堂教學(xué)和競賽成績得到明顯提升

學(xué)生求知欲旺盛，主動查閱文獻(xiàn)了解最新研究進(jìn)展。教師備課充分，課堂教學(xué)內(nèi)容豐富，教學(xué)過程更加生動有趣。在課堂講授、小組討論課、課下自主學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式下，教與學(xué)的效果得到了質(zhì)的提升。課程在實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，還依托教師科研平臺推動學(xué)生開展科技創(chuàng)新研究，使學(xué)生對微藻生物質(zhì)能源和污損生物等內(nèi)容有了更加深刻的認(rèn)識。

經(jīng)過幾年的建設(shè)與培育，以水生生物學(xué)課程為中心，已逐漸形成由課程主講教師2人、實(shí)驗(yàn)教師1人，相關(guān)科研教師2人，輔導(dǎo)員1人組成的競賽指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。學(xué)生中形成“微藻綠色能源”“環(huán)境友好抗污損方式研究”兩個學(xué)科競賽團(tuán)隊(duì)，分別由大一學(xué)生1―2人、大二學(xué)生3―4人、大三和大四學(xué)生各1人組成，每年由水生生物學(xué)核心教師團(tuán)隊(duì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、實(shí)踐成績，每個競賽方向推薦不少于5人進(jìn)入教師的科研實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過半年的科研實(shí)踐和訓(xùn)練后，組成3―5人的學(xué)科競賽團(tuán)隊(duì)。

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在學(xué)科競賽推動下的教學(xué)改革過程中取得了一系列成績。在近三年間，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)共指導(dǎo)學(xué)生參加并順利結(jié)題的學(xué)科競賽有、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃1項(xiàng)、省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃4項(xiàng)、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃3項(xiàng)、“挑戰(zhàn)杯”二等獎1次；指導(dǎo)本科生以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文6篇，獲得校級優(yōu)秀本科畢業(yè)論文1次，江蘇省優(yōu)秀本科畢業(yè)論文二等獎、三等獎各1次；教師團(tuán)隊(duì)獲得最受學(xué)生歡迎的班主任1次、校級本科優(yōu)秀教學(xué)二等獎1次。今后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)挖掘課程教學(xué)與學(xué)科競賽新的結(jié)合點(diǎn)，不斷推進(jìn)教學(xué)改革的深入開展，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，力爭取得更高質(zhì)量的競賽成果。

結(jié)語

本文對學(xué)科競賽推動下的水生生物學(xué)課程教學(xué)改革方法及途徑進(jìn)行了探討。針對該課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題開展教學(xué)改革研究，本文分別從教學(xué)改革目標(biāo)、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科競賽結(jié)合點(diǎn)挖掘、“三個課堂”實(shí)踐平臺打造、教學(xué)評價(jià)方式創(chuàng)新等方面對課程進(jìn)行改革設(shè)計(jì)與實(shí)施，課程實(shí)施效果及學(xué)科競賽結(jié)果均證明了該課程教學(xué)改革的有效性。

*通信作者：周曉見

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