以實踐能力培養為目標的“水生生物學實驗”教學改革

[摘要]隨著對大學生實踐能力培養要求的提高，水生生物學實驗課進行了以實踐能力培養為目標的教學改革，以適應新時代應用復合型人才的能力要求。在介紹了課程現狀的基礎上，分別從同步教學系統的應用、實踐能力教學的層次劃分、實踐技能競賽的組織、科研創新項目的結合、網絡數據庫的配合等方面，進行了教學改革實踐探討，在學校“責任教授”制度的推進下，實踐教學效果顯著提高。

[關鍵詞]水生生物學；實驗課；教學改革

[中圖分類號]G642 [文獻標志碼]A [文章編號]2096-0603（2017）27-0018-02

水生生物學是水產學科本科教學中一門重要的專業基礎課，是水產養殖、海洋漁業科學與技術與水族科學與技術專業的主干課程，2004年被評為天津市市級精品課程。該課程以水中及周邊的生物為研究對象，主要從生態類群劃分，生物學分類，生活習性、繁殖習性、生態互作關系以及對水環境、水產養殖的影響為主要研究內容的一門實踐性、實用性很強的課程。水生生物學實驗是課程的重要組成部分，32學時的權重幾乎是課程總學時的一半，是重要的專業基礎課實驗。

水生生物學課程自開課以來，一直秉承著培養實踐能力為主導的教學目標，理論課程與實驗課程的比例接近1：1。課堂講授內容緊接著就會在實驗課上印證、強化，同時將枯燥的形態學分類知識注入生動的實驗標本觀察中，使課程有趣、好學、實用。對本校的水產養殖、海洋漁業以及水族科學與技術這些實踐性非常強的專業，掌握水生生物學基本知識是提高實踐技能的重要部分，也是學生踏入水產行業的敲門磚、必修課。所以，對水生生物學實驗課進行教學實踐改革，加強教學效果、提高教學質量對培養高素質的水產學科畢業生顯得至關重要。

水生生物學實驗課一共設置了16個實驗，分別對各個門類的水生生物標本和活體、活樣進行觀察、解剖、繪圖及分析，從動手能力、觀察能力、分辨能力、理解能力、協調能力以及繪畫能力方面進行鍛煉和提高，為培養現代化農業復合型人才打下堅實基礎。

為落實天津農學院“3456”人才培養理念，我校在應用性較強的本科專業中推行責任教授制度，鼓勵教師積極參與本科專業的實踐教學建設與改革，旨在不斷提高本科人才實踐與創新能力。由此，筆者展開了一系列的水生生物學實驗的教學改革實踐，為新形勢下實踐教育的發展提供參。

一、充分利用Motic數碼同步教學系統提高實踐教學水平

Motic顯微數碼互動系統是近幾年興起的集數碼顯微系統、語言交流和應用軟件為一體的新型教學工具，主要由數碼顯微鏡系統、圖像處理系統、投影系統和語音問答系統所構成。我校Motic顯微數碼互動實驗室的數碼顯微鏡系統主要包括一臺內置310萬像素的攝像系統的教師用顯微鏡和30臺內置200萬像素數碼顯微鏡頭的學生用顯微鏡。教師電腦可以實時顯示每個學生的顯微鏡視野圖像，并進行拍照錄像保存，所有圖像都可以同時顯示于投影幕布上。

該系統克服了顯微觀察受視者少這個弊端，將所有顯微鏡下的圖像都投影于屏幕上，直觀性更強，實現了教師與學生之間實時的圖像和教學交流，帶動了水生生物學實驗教學質量的大幅度提高。

（一）大幅提高教學效率，老師教得更多，學生學得更多

傳統的水生生物學實驗課教學模式是學生分別觀察自己的顯微鏡，遇到問題時舉手問老師，老師只能走過來觀察后給予解答，這種一對一的教學方式效率低、效果差。對學生而言，求解答需要等待5-10分鐘，極大地影響了學習效率；而教師需要不停地走動和重復相同的話，即便如此部分學生還是沒有得到解答而帶著疑問下課。

利用Motic顯微數碼互動系統，可以隨時將教師鏡或任意學生鏡下的視野顯示于大屏幕上，教師配合講解，所有學生都立即明了。相比于一對一的教學觀察方式，數碼互動系統集合了全部學生和老師的觀察結果，效率大大提升，教學效果成效卓然。

（二）基于Motic顯微數碼互動系統進行學生更客觀的實踐能力評價

我校實驗課程改革以培養具有一定創新能力和實踐動手能力的兩種能力的應用性人才為目標，因此在評價體系中加大了實踐能力的權重，Motic顯微數碼互動系統為客觀的評價學生的顯微觀察能力及鑒別能力提供了有力支持。（1）對顯微鏡使用基本技能進行評分。教師實時監測每一個學生鏡的視野情況，在規定時間對所有學生鏡視野抓圖打分，公平合理；（2）對學生的水生生物的識別能力評分。對能夠清晰找到指定觀察生物的學生視野拍照記分；（3）對學生識別熟練度進行評分。教師鏡下的生物請學生搶答，最快答對者記分。

下課前全班公示記分情況以及總分核算入期末平時分，所有客觀分數當堂展示。公平公開的記分模式更有助于學生比學、趕、幫學習氛圍的營造。

（三）更加豐富了實驗課教學圖片

由于水生生物學實驗課的固定標本中種類較豐富，學生經常會觀察到一些少見的生物種類，恰好可以及時拍照保留下來，作為充實教學課件之用，極大地提高了拍照片的效率。以前的照片都是教師利用課余時間觀察標本拍照，而上課時是30臺顯微鏡同時搜索目標，等于教師觀察拍照的30倍速，實驗課上既能開闊學生的視野，又能快速充實水生生物學圖片庫，進而應用于課堂教學，事半功倍。

二、有重點、有層次地進行實踐能力培養教學

在我?！?456”人才培養理念中，“3”即體現了層次培養的要求，將培養層次分為熟練掌握、基本掌握和初步掌握。

對本課程而言，熟練掌握的內容包括常見浮游生物類群的分類?；菊莆盏膬热莅ǎ海?）浮游植物的采集定量方法；（2）浮游動物的采集定量方法。初步掌握的內容包括：（1）常見浮游植物（20種以上）的分類鑒定；（2）常見浮游動物（10種以上）的分類鑒定；（3）大型水生植物（10種以上）的分類鑒定。

三、以水生生物學技能競賽來提高實踐教學水平

水生生物學職業技能競賽分為理論知識和操作技能兩部分，其中理論知識考試100分，操作技能考核分為：（1）常見浮游生物類群的分類鑒定；（2）浮游植物的采集、固定、沉淀、濃縮、定量方法；（3）浮游動物的采集、固定、沉淀、濃縮、定量方法；（4）常見浮游植物各種（20種以上）的分類鑒定；（5）常見浮游動物各種（10種以上）的分類鑒定；（6）常見大型水生植物各種（10種以上）的分類鑒定等6項共計100分，總分200分。按照理論知識考試和現場技能考核總得分高低排序；總得分相同者，按現場技能考核得分高低排序；理論知識考試和現場技能考核得分均相同者，現場技能考核的實際操作時間用時少者排名靠前。

每一項操作均有細化的評分標準，教師和助教依據細則打分，給學生實踐技能進行客觀的評判。以常見浮游生物類群的分類為例說明評分細則：

操作得分由操作規范度和操作速度兩方面組成，共20分。

1.操作規范度（15分）：（1）顯微鏡的正確使用，電路、光路的正確調試得3分，打開開關前沒確認光強調制最暗扣1分，不能正確對焦扣1分。（2）水壓片的制作時樣品量適中，玻片清潔干燥得3分，玻片沒清洗擦干扣1分。（3）浮游動物與浮游植物的區分，從形態、結構、內含物區分植物與動物得3分，判斷錯誤扣3分。（4）根據檢索表進行浮游植物門類正確的區分得3分，判斷錯誤扣3分。（5）根據檢索表進行浮游動物門類正確的區分得3分，判斷錯誤扣3分。

2.操作速度（5分）：操作計時，主持人宣布“預備開始”，裁判員同時按下計時器，比賽開始計時，選手開始操作，完成取樣、制片、觀察、填寫報告；擦干凈玻片、關閉顯微鏡，裁判員按下計時器，期間所用的時間為選手的實際操作時間。

四、借助水生生物學標本數據庫輔助教學

近年來，由于自然水環境富營養化導致水生生物群落結構演替加快，現存的重要水生生物資源大多在衰退，甚至一些種類資源枯竭與消失l引，很多物種在鮮活水樣中已經很難見到，只能從往年積累的水樣標本中彌補觀察，為了保證水生生物學實驗課程的可持續性和標本物種多樣性，本課程小組利用水產學院積累的豐富浮游生物標本，進行全面的拍照建檔生成數據庫并建立三站合一（是集PC網站、手機網站和微信網站為一體的新型建站模式）的浮游生物標本數據庫。

每份水樣標本都有對應的編號以及所含優勢種解釋和圖片，學生登錄網站注冊后輸入水樣編號或掃描二維碼即可以了解當前觀察水樣的詳細信息。同時可以參加論壇互動，獎勵積分等活動，充分調動了學生的積極性，增強了趣味性。

五、課堂教學和全科模擬實訓有機結合

課堂重點精講基礎理論知識，全科模擬實訓注重知識的理解、貫通和應用，通過實踐將知識升華為技能，以解決生產和科研中出現的實際問題。每次實驗課前，安排學生到校園池塘采集鮮活水樣，課堂上觀察固定樣本配合活樣的觀察，教師現場分析優勢種組成及其生態意義，通過浮游生物組成狀態對池塘生態做出綜合評價，并與學生討論實際生產中的處理手段。利用每堂課充分模擬實訓，為今后學生在工作崗位上靈活處理水環境問題打下堅實基礎。

綜上所述，在水生生物學實驗教學實踐改革中，教學小組不斷提出新問題，解決新問題，反復在教學實踐中優化方案，將教學實踐改革由一段時間內變為持續性的常態化改革，形成與時俱進的實踐教學模式。