水產院校本科養殖水環境化學實驗教學改革探索

高云霓，董靜，周傳江

（河南師范大學水產學院，河南新鄉 453002）

水產院校本科養殖水環境化學實驗教學改革探索

高云霓，董靜，周傳江

（河南師范大學水產學院，河南新鄉 453002）

為適應現代漁業發展需求，結合水產學院教學工作實際，從教學內容、教學形式與方法和考核機制等方面對養殖水環境化學實驗教學進行系列改革探索，以期為水產行業培養出在養殖水環境化學方面具備扎實理論基礎和過硬分析操作技能的專業人才。

養殖水環境化學；實驗教學改革；教學內容；教學方法；考核機制

據全國漁業經濟統計公報顯示，2014年我國水產品總產量達6460萬噸，漁業經濟總產值增至20000億。水產養殖業在推動我國漁業持續快速穩定發展、保障我國乃至世界動物蛋白供給等方面發揮著不可替代的作用[1]。然而，在中國水產業由傳統模式向現代養殖模式轉變的關鍵時期，作為培養水產養殖等漁業專業新生力量的水產院校，如何適應現代可持續漁業發展需求，培養出專業基礎扎實、技能過硬、創新力強的新一代水產人一直是水產專業教育工作者不懈努力的方向。

“養魚先養水”，隨著水產養殖業的高度集約化，漁業環境調控日顯重要[2]。漁業環境調控方案的制定必須建立在客觀科學地認識養殖水環境的基礎上。養殖水環境化學課程的開設正是為了幫助水產院校的學生在學習經典水化學理論的基礎上，掌握天然水體和養殖水體中主要化學成分的來源、組成、轉化、遷移及其與水產養殖的關系，熟悉相應的水環境化學分析與調控方法。因此，養殖水環境化學一直是水產院校水產養殖和水族科學與技術等專業學生重要的基礎必修課。鑒于養殖水環境化學很強的理論性和實踐性，在相關專業最新的本科培養方案中，均同時開設了理論和實驗課程。

本文針對當前養殖水環境化學教學現狀和主要問題，結合河南師范大學水產學院本科教學培養方案和教學工作安排，在“以學生為主體”和“授之以漁”的教育理念引導下，根據近些年在教學實踐中的經驗教訓，對養殖水環境化學實驗教學從內容設置、教學方法和考核機制等方面進行改革探索，以期讓學生通過該課程的學習更好地掌握水化學分析基本技能，提升實踐操作能力，更快地適應以后的學習和工作。

1 現狀與問題分析

重理論輕實踐這一本科教育的詬病同樣存在于養殖水環境化學教學過程中，盡管新修訂的培養方案已增加了實驗課的比重，但養殖水環境化學實驗課的學時和學分仍顯著低于理論課，師資和物力的投入也相應不足，因此教師在實驗內容的編排和實驗課的準備方面難免受到一些限制。比如，為了保證學生在有限的時間內完成某個實驗項目，教師必須在課前將實驗所需藥品、試劑和器皿全部準備好，學生進入實驗室聽老師講授實驗原理和流程后，再按步驟機械操作，留給學生自主學習和獨立思考的時間很少，很多學生不知道為什么要這么操作，更不可能去體會實驗準備過程中的一些細節。這樣的實驗教學模式限制了學生的思維，抹殺了學生的創造性，相應的評價考核機制難以科學客觀地反映學生的技能水平。由于指導思想的偏差和重視程度不夠，學生在實驗課上的表現參差不齊，部分學生積極性和主動性不高，實驗課教學更流于形式，效果欠佳。

2 實驗教學內容改革

養殖水環境化學實驗的教學內容設計主要參考雷衍之主編的《養殖水環境化學實驗》[3]，包括（1）天然水主要離子、溶解氧和化學需氧量的測定；（2）營養元素、pH和總鐵的測定；（3）其他指標的測定及研究設計型實驗；（4）漁業水域水質調查基本知識等4個篇章。河師大水產學院新修訂的水產養殖專業和水族專業本科培養方案中，養殖水環境化學實驗課與理論課一起安排在第一學期。

通過分析學生的特點，不難發現剛剛經歷完高考進入大學的新生，具有很強的求知欲和很好的可塑性。但高中階段的重復性學習方式已不再適用于大學階段以擴充知識面為目標的系統性學習，學生面臨著學習方式的調整和轉變。另外，學生來自不同省份，由于高中學生的培養方案因地而異，所以學生的化學基礎不盡相同。一部分學生在高中階段很少接觸化學實驗，更缺少化學操作規范方面的訓練。而養殖水環境化學實驗是水產院校的學生在進入大學后接觸的第一門與化學相關的實驗課程。因此，在養殖水環境化學實驗教學內容改革方案中，充分考慮學生的基礎情況，特別安排了水化學基本操作規范，并根據現階段水化學實驗內容特點，特別在規范操作實驗課中，著重訓練學生的無機化學和分析化學相關操作，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練等內容[4]。

我們在2014級的水產養殖和水族專業試行了該方案，發現水化學操作規范的訓練確有必要，但2個學時的時間太少，在后續實驗過程中發現部分學生的相關操作仍不熟練、不規范（如吸量管的操作和滴定操作等），這在很大程度上影響實驗課進度和實驗結果的準確性。因此，2015級的水化學基本操作規范實驗延長到6學時，增加學生反復練習相關操作的機會，幫助學生準確、熟練掌握水化學常規操作，力爭讓每一位學生都能規范地操作常用計量儀器，也為后續實驗內容的有序有效開展奠定基礎。

具體實驗項目的選擇上，根據目前的學時安排、實驗教學條件和現階段漁業水環境監測與調控的實際工作需要，結合養殖水環境化學理論教學工作，共安排8個實驗項目，分別是堿度測定、硬度測定、溶氧測定、化學需氧量測定、氨氮測定、亞硝態氮測定、總氮和總磷測定、總鐵測定等。其中前面4個項目均屬于滴定類實驗，在掌握各項實驗原理的基礎上，訓練學生酸堿滴定、絡合滴定和氧化還原滴定操作技能；后面4個項目均采用分光光度法，主要以絡合顯色反應為基本原理，學生除了要掌握各項實驗的基本原理、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目，不僅可以幫助學生鞏固各種氮磷形態間的關系，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，也能充分學習并掌握紫外分光光度法測定硝態氮和鉬銻抗法測定可溶性磷的方法。

3 教學形式與方法改革

與普通生物學、水生生物學、魚類學等以定性為目標的課程不同，養殖水環境化學實驗是一門需要定量的實驗課程。盡管我們的授課對象是本科生，我們的授課學時非常有限，我們仍要培養學生具備“量”的思維，在實驗操作過程中盡可能做到實驗數據準確可靠。為此，我們在教學形式上強調多樣化，教學方法上注重傳統與現代方法相結合。

與養殖水環境化學理論課教學的班級制不同，養殖水環境化學實驗課的教學以“班組”形式進行，每16-25人1個小班，每3-5人1個小組。每個實驗項目的教學一般分為理論導入、實驗操作和總結討論三個環節，第一和第三個環節采取小班集中的形式，實驗操作的環節則以小組為單位進行。在理論導入和總結討論的環節主要借助多媒體和板書結合，采用講授法和討論法。多媒體展示除了傳統的PPT外，還包括老師前期針對每個實驗制作的微視頻，通過形象生動的方法幫助學生在實驗開始之前對實驗項目有相對具象和深刻的了解。比如對于剛接觸滴定實驗的學生來說，滴定實驗終點很難把握，若通過前期制作微視頻，將接近滴定終點、正終點和過終點的顏色直觀地展示給學生看，學生在隨后的實驗操作過程中將能更好地把握并得到相對準確的數據，這對于加深學生印象，提高課堂效率，提升學生實驗結果的準確性和可靠性大有裨益。

在微視頻的基礎上，進一步借鑒現代微課技術以及網絡教學系統[5]，將每個實驗項目的主要理論和實驗過程，以微課的形式上傳到網絡學習空間，方便學生在課外時間結合自身掌握情況有針對性地復習、鞏固和課前預習。另外，學生也可以在網絡學習空間通過留言、私信和討論等方式與老師和其他學生進行互動學習，讓實驗課程學習不再局限于課堂上有限的學時之內。

除了規定學時內的教學工作，我們還在課堂外，結合老師們的科研項目以及大學生創新項目，鼓勵學生加入到科研小組，成立水化學實驗小分隊。針對不同的漁業養殖水體和實踐項目，開展多項指標的測定工作，進一步幫助學生鞏固實驗課堂所學，并通過實踐應用，拓寬學生們的興趣，激發學生們的熱情。

4 考核機制優化

考核一直是實驗教學工作的一大難題。面對少則幾十多則幾百的學生，在有限的師資和教學實驗平臺上，長期困擾著實驗教學工作者的一大難題是如何對學生的實驗操作技能和綜合實驗水平做到公平有效的考核。養殖水環境化學實驗教學也不例外，實驗報告一直被作為實驗教學的一項主要考核指標。從傳統意義上講，實驗報告可以幫助學生梳理總結每個實驗項目，但從學生提交的實驗報告來看，很多內容都是照搬照抄，而非常重要的討論或總結環節，卻鮮見有價值的內容，可見對于部分學生而言，實驗報告僅僅是作為一項必須完成的作業而已，很少有新意或深刻的思考與總結，這對于提升學生的學習興趣，加深學生的理解是很有限的。因而，將實驗報告作為主要考核指標，很難反映出學生的真實水平。

通過近幾年的教學工作實踐，筆者認為實驗教學的考核仍要以課堂上學生的表現為重點，在養殖水環境化學實驗教學過程中，“化整為零”的方式將應用到實驗教學考核機制的改革中。首先，在開課前制定具體的評分細則，主要包括（1）各項主要操作的規范程度，如移液管使用、滴定操作、溶液配制等；（2）實驗原理掌握情況，如堿度、硬度的測定原理等；（3）實驗數據的準確程度，如同一個樣品某個水化指標的測定，平行樣品間的數據偏差若小于5%，則100分，5%-10%之間，95分，以此類推；（4）實驗過程中解決問題的能力；（5）實驗報告等考核指標。各項指標在最終成績中所占比重均為20%，各項指標的評價分散到每一次實驗課中，也就是說每一次實驗課每一位學生在相應方面的表現都會有一個評定，學生本門課程的最終成績則是多次實驗課表現的一個綜合結果。相對于傳統評價方式而言，這種“化整為零”的考核機制將能更加充分客觀地評價學生的實驗水平。當然，這種方式會很大程度上增加實驗老師的工作量，對實驗老師的要求也會更高，這將進一步激勵相關老師提升自己的專業水平和教學能力。

5 展望

現代分析技術日新月異，不斷推動水環境監測技術的發展，許多新型快速的分析方法不斷出現，也要求養殖水環境化學教學工作者順應時代發展規律，推陳出新，不斷更新實驗內容，優化教學方法，改進考核機制。因此，做好養殖水環境化學實驗教學工作，還有必要從以下方面進一步改進和完善：

（1）從思想和行動上重視實驗教學，進一步增加實驗教學的比重；

（2）與時俱進地調整實驗教學內容，結合新型儀器，引進現代分析技術，增加或調整實驗項目，讓學生掌握最先進的實驗方法，如表示有機物總量的指標普遍采用化學需氧量，但隨著教研條件的改善，在配備總碳分析儀的實驗室，可以將原有的滴定法測定化學需氧量的實驗項目替換為總有機碳的測定。這將有利于幫助學生適應時代發展要求，與時俱進。

（3）為學生創造更多實習機會，包括實訓基地和協議單位的實習，讓學生在生產一線的實踐工作中進一步拓展實驗課上所學，解決實際問題，鍛煉綜合能力[6]。

[1]桂建芳,朱作言.水產動物重要經濟性狀的分子基礎及其遺傳改良[J].科學通報,2012,57(19):1719-1729.

[2]董雙林.高效低碳-中國水產養殖業發展的必由之路[J].水產學報,2011,35(10)：1595-1599.

[3]雷衍之.養殖水環境化學實驗.北京:中國農業出版社,2006.

[4]馬全紅.分析化學實驗[D].南京：南京大學出版社,2009. [5]胡鐵生,周曉清.高校微課建設的現狀分析與發展對策研究[J].現代教育技術,2014,24(2):5-13.

[6]吳坤杰,楊東輝,倫峰.《養殖水環境化學》實踐教學改革初探[J].河南水產,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，主要從事漁業環境相關教學和科研工作

周傳江，E-mail:c hu an j iang88@163.com