水生生物學實驗教學方法改革初探

柴 毅，楊小林，羅靜波 （長江大學動物科學學院，湖北荊州434025）

實驗教學是高校訓練學生基本技能的重要環節，對于培養學生實踐能力和創新精神，提高學生綜合素質具有不可替代的作用［1］。水生生物學 （Hydrobiology）是研究水環境中生命和生物學過程規律的科學，包括各類群水生生物的形態特征、分類地位、生理和生態等方面內容。水生生物學是水產養殖專業的主要專業基礎課程，也是一門實驗性和應用性較強的課程。傳統的水生生物學實驗主要以驗證性的形態觀察和分類實驗為主，學生對該課程的學習缺乏主動性，處于一種應付考試的被動學習狀態，不能滿足學生實踐技能培養的要求。為了達到培養學生創新思維和獨立動手能力，進而提高分析問題、解決問題的綜合能力的教學目的，對水生生物學實驗教學方法進行改革顯得尤為重要［2-4］。

在近幾年實驗教學活動中，長江大學水生生物學課程組將 “理論＋實踐＋探討”式的教學方法應用于水生生物學實驗教學，即在理論課學習的基礎上，設置新的實驗教學內容，再增加實驗課程中的探討環節。實踐證明，這種教學方法對學生實踐能力的培養有較好的促進作用，突破了傳統實驗教學模式的束縛，激發了學生的學習熱情，使學生對水生生物學的學習由被動學習轉為積極的主動學習，顯著提高了水生生物學實驗課程的教學質量。

1 結合理論知識，進行設問引導

傳統的水生生物學實驗主要由驗證性觀察性實驗組成，通常在實驗課之前由教師將實驗所需的材料、藥品、儀器設備提前準備好，上課時先由教師演示再讓學生模擬觀察，屬典型的 “灌輸式”教學模式，學生只需按要求的步驟去操作，不必查閱資料，不假思考就能完成實驗。這種教學模式下，學生缺乏思路理解和創新，嚴重束縛了學生對水生生物學實驗的興趣及動手動腦能力的培養。

為了提高學生的學習興趣，激發學習熱情，讓學生自主探究地學習，教師在實驗教學中可根據教學目的和內容，提出難易度適中、與實踐緊密結合的問題，讓學生帶著問題去進行實驗操作，在實驗中尋找答案。如在進行硅藻門常見種類的觀察實驗中，給學生提出這樣一個問題：硅藻門與其他淡水藻類的顯著區別是色素體一般為黃褐色而其它藻類一般為綠色，那么是否可以以色素體作為鑒定硅藻門種類的唯一特征呢？帶著這個問題，學生開始進行硅藻門主要種類的觀察與辨別，由于藍藻門常見種類的觀察與辨別實驗已經完成，學生可以較熟練地根據色素體辨別出硅藻，但也會出現一些形態特征像藍藻而色素體也呈黃褐色的種類，通過仔細的顯微鏡觀察與辨別，最終學生可以確定該種類為已經死亡的藍藻門種類，色素體已經老化褪色為黃褐色，這也是與硅藻容易混淆的原因。通過這一系列辨認驗證，學生經過思考可得出結論：僅憑色素體顏色不能準確辨別硅藻種類，還要結合其主要結構特征如殼縫、花紋種類等。

預先提出問題進行設問引導，不僅可增加學生在實驗操作過程中的興趣，調動其學習積極性，而且提高了學生的動手能力，拓寬了學生的知識面，培養了學生的多項認知能力，達到了既學習知識又培養能力的目的。

2 改革實驗教學內容，提高教學效果

精簡教材中的基礎知識，使之簡潔易懂，有利于學生對知識難點、重點的掌握及突破。近幾年為了適應學科發展的需要，長江大學水生生物學課程組對實驗項目及內容進行了重新安排和設置，在傳統的基礎性、驗證性實驗教學基礎上增加了綜合性和設計性實驗，以培養學生的實踐動手能力以及分析問題和解決問題的能力。

基礎性實驗要求學生掌握常規實驗儀器設備的使用及實驗藥品的配制，掌握常規實驗技術的操作原理和方法，注重學生基本實驗技能的培養和提高。為此設置的課程內容為：浮游生物的采集與生物繪圖。該實驗設置為該課程的第一次實驗課內容，目的是掌握浮游生物的野外采集與保存方法，并掌握生物繪圖的技能，為以后的實驗順利開展奠定基礎。

驗證性實驗注重培養學生的實際觀察辨別能力，強化實驗技能，鍛煉科學的思維方法，輔助理解課程學習的理論知識。傳統的實驗教學中主要為驗證性實驗，因此從中精心篩選了幾個有代表性的觀察辨別實驗，如藍藻門常見種類及細胞形態觀察、硅藻門常見種類及細胞形態觀察、綠藻門常見種類及細胞形態觀察、原生動物常見種類及形態觀察、輪蟲、枝角類、橈足類常見種類及形態觀察。驗證性實驗內容的改革主要選取了野外實際采樣中容易在水中形成優勢種群的種類進行觀察。由于這些種類在水樣中較易采得，因此可以讓學生觀察到大量活體樣本，而對于其他不常見的藻類，則采取觀察裝片、錄像等靈活的教學方式。

綜合性實驗注重培養學生發現問題、綜合運用實驗技術和原理分析問題、解決問題的能力，要求學生更深入地理解并掌握實驗的原理和方法。為此，可將幾個相關的實驗進行有機整合，如水生大型植物的采集與辨別分類、浮游植物采集和定性定量分析、浮游動物的采集和定性定量分析等內容。這類實驗均是野外采集樣本、實驗室內觀察辨別分類，實驗過程中每個環節緊密聯系，任何一個環節出錯都將導致整個實驗的失敗。因此在整個實驗過程中既全面鍛煉了學生的動手能力，同時也培養了學生認真、耐心和嚴謹的科學態度。

設計性實驗以培養學生的創新精神、綜合科研能力和嚴謹的科學態度為目標，根據學科特點和現有的實驗條件開設了以下2個具有代表性的設計性實驗：荊州古城護城河水生生物資源調查、長湖浮游生物生態學調查。由于實驗材料與方法的多樣性，因此給學生留下了廣闊的探索空間，從查閱資料到設計方案以及實驗方案的實施都要求學生具有嚴謹的科學態度，有勇于探索的科學精神和創新思維方法，這是一種培養學生綜合素質的新型實驗教學模式。

3 改革考核方式，鞏固教學效果

實驗考核是檢測學生動手能力、創新能力和基本操作技能的一種有效手段，也是衡量教學效果的重要指標。傳統的實驗教學考核方法一般是以基本實驗操作和相關理論為主，以平時成績計入理論考核總成績中，這種考核方式的弊端是教師的主觀性較大，所涉及的知識面窄，具有偶然性和局限性，不能全面反映學生的真正水平。改革后的水生生物學實驗進行單獨的實驗測試，測試成績單獨計入學生成績單，實驗測試內容全面，包括實驗儀器的使用方法 （占15%）、樣品采集及處理 （占15%）、浮游生物的活體種類辨別 （占40%）及繪圖 （占30%）。注重考查學生的實驗基本操作技能和各種能力的培養。

4 結語

高等教育教學改革的基本指導思想是提高學生的綜合素質，培養學生的自主創新能力，培養創新型人才。幾年來，在水生生物學實驗的教學改革實踐中，通過上述多種途徑，將探究式教學法運用于水生生物學實驗教學中，不僅改變了傳統以教師為中心的教學模式，使學生成為教學活動的主體，實現了實驗教學活動由 “被動教”到 “主動學”的轉變。另一方面，從實驗課的準備、綜合性和設計性實驗項目的開設，也要求教師不斷提高業務素質，掌握廣博的知識，投入更多的時間和精力，并最終建立學生自主操作、主動探索的良好實驗教學氛圍，以培養學生的綜合素質和創新意識，鍛煉學生的分析問題、解決問題的能力，提高學生的綜合競爭力。

［1］劉春生，董 星，徐文娟 ．大學生綜合能力和創新意識培養模式設計與實踐 ［J］．中國高等研究，2001，（1）：80-81．

［2］張耀武 ．水產養殖學專業本科實踐教學創新改革初探 ［J］．實驗室科學，2006，（1）：26-27．

［3］趙 文 ．水生生物學 ［M］．北京：中國農業出版社，2005：1-50．

［4］趙 文 ．水生生物學——水產餌料生物學實驗 ［M］．北京：中國農業出版社，2004：1-10．