海南自貿港建設背景下的水產養殖學教學改革探索

王世鋒 蔡巖

摘要?在對養殖水化學實驗課教學現狀與不足進行剖析的基礎上，結合海南大學的教學環境、實驗設備等實驗教學情況，從調整授課時間、優化教學結構體系、調整實驗分析方法、完善評價考核機制、提升實驗教師隊伍的綜合素質等方面對養殖水化學實驗教學進行綜合改革探索，旨在增強學生的創新能力、自主性和環保意識，培養并輸出能滿足海南自貿港建設新需求的新型高素質人才。

關鍵詞?養殖水化學實驗;實驗教學模式;教學改革

中圖分類號?S-01?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）01-0267-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.070

Abstract?Based on analyzing the present situation and shortcomings of?aquaculture water chemistry experiment courses teaching，considering the teaching environment and lab equipment of Hainan University，this paper made an in-depth exploration on the teaching reform of aquaculture water chemistry course from the aspects such as adjusting the teaching time，optimizing the teaching structure，adjusting the experiment analytical method，perfecting the appraisal system，and improving the comprehensive quality of lab teachers，so as to enhance students practical ability， innovative ability，independence ability and environmental awareness，cultivate and output high-quality talents who could satisfy the new requirements of building Hainan Free Trade Port .

Key words?Aquaculture water chemistry experiment;Experimental teaching model;Teaching reform

海南省是我國轄海域面積最大的省份，也是我國發展海洋經濟、實施國家海洋戰略的重要區域。2018年4月13日，黨中央決定支持海南全島建設自由貿易試驗區，支持海南逐步探索、穩步推進中國特色自由貿易港建設[1]。漁業和現代海洋牧場等被列入海南自貿區建設的重點領域，為海南大學水產養殖專業的建設與發展奠定了堅實的政策基礎。

水產養殖學是海南大學特色重點專業，入選國家第一類特色專業及國家級一流本科專業建設點。養殖水化學實驗是水產養殖專業的一門重要的專業必修課，具有多學科交叉和相互滲透的特點。同時，養殖水化學實驗又是一門技術性較強的課程，對于學生鞏固理論知識、訓練水質分析操作技能及以后的專業實踐和科研工作都具有重要意義[2-3]。該實驗課程的教學目的是在鞏固學生的養殖水化學的理論知識基礎上，培養其實驗操作技能，通過完成實驗內容來提高學生的自主動手能力、分析問題和解決問題的綜合能力[4]。這不僅為今后學生從事水產養殖相關工作打下了堅實的基礎，而且為有意繼續深造的學生提供了初步科研訓練。

通過近些年的教學實踐發現，目前養殖水化學實驗課程主要存在以下問題：一是因課時所限，目前該課程實驗內容不涉及實驗所需藥品的計算及配制。學生進入實驗室后，只是簡單地按照講義中列出的實驗步驟，按部就班地完成各種藥品的添加及其他操作，導致有些學生即使完成了實驗也不清楚實驗原理，對實驗中涉及各種試劑的作用不是很清楚。如果實驗結果有偏差，更是難以進行獨立的分析判斷，很難找出問題源頭。二是課程實驗內容以基礎驗證性實驗為主，以教師為主導，教學形式較為單一，缺乏能夠激發學生探索性和創新性的開放性實驗，學生多處于被動的學習狀態，參與感不強，這就大大限制了學生創新實踐能力的培養。三是測定方法主要為國標中規定的滴定法和比色法，生產實踐中用到的簡易方法（如便攜式水質分析儀、試劑盒）以及科學研究所涉及的大型精密儀器測量方法涉及較少。此外，這些傳統的水質測定方法在學生分組實驗中會產生大量的化學實驗廢液，也容易對環境造成污染。

集約化水產養殖因其養殖密度高，養殖水體很容易發生變化，進而對養殖動物的健康甚至生命產生威脅[5]。因此，監控養殖水體的水質狀況，掌握水質測定的基本方法就顯得尤其重要。為了能讓養殖水化學實驗課程真正服務于生產及科研，如何切實增強學生的基本知識素養和實踐能力、突出課程的應用性特征就成為建設海南自由貿易區背景下對海南大養殖水化學實驗課程建設和發展的新要求[6-7]。筆者結合海南省海水養殖特色產業，對海南大學本科生的養殖水化學實驗教學的改革進行了探索。

1?調整授課時間，優化教學結構體系

由于養殖水化學實驗課程的傳統內容設置傾向于驗證養殖水化學的基礎理論和培養基本的實驗技能，因而舊的養殖水化學實驗教學大綱偏重于驗證性實驗，總體授課時間較為分散：①每周一次的驗證性實驗（3課時），持續8周，每周針對一個水化指標的測定方法進行講解和訓練;②最后的綜合實驗（12課時）。由于驗證性實驗每次測定的指標不同，水樣不同，因此學生最多只是掌握了每個單獨指標的測定方法，很難搞懂多個水質指標之間的內在聯系，更無法結合養殖生物狀態、天氣、時間、環境等因素對測定水質指標的影響進行綜合分析。此外，由于多數學生都是坐在教室里，使用教師采集好的水樣，參照枯燥的實驗步驟描述，機械性地完成實驗操作，因而造成部分同學參與興趣較低，參與感差，在實驗課開小差、不動手、實驗報告敷衍了事。

針對以上問題，對授課時間和教學結構體系安排進行了調整。減少合并驗證性實驗課課時，增加綜合設計型實驗課課時，并為綜合設計型實驗預留出實驗周。在實驗周內學生不排任何理論課，因此學生既可以一天內連續取樣測定水質的日變化，也可以連續多天采樣，完成對水質的連續動態監測。實驗教學周的設置為學生設計綜合型實驗提供了時間保障。設計性綜合實驗極大地激發了學生的學習熱情，學生在實驗設計及實施過程中展現了高度的自主性。例如，有同學根據海南熱帶地區夏季午后幾乎每天一場雷陣雨的特點，設計了“夏日暴雨對池塘水質的影響”實驗，連續幾天在積雨云大量聚集時采集池塘水樣;大雨過后，再次采集池塘水樣;此外，還冒雨采集了雨水水樣。此外，還有同學設計了“大型水藻對養殖水質的影響”實驗，在養殖大桶內添加金魚藻（淡水）或江蘺（海水），與不添加水藻的對照組同時在0、3、7 d取水樣，測定并比較水質差異; 還有同學購買了多個品牌的瓶裝礦泉水，對其進行測定分析……學生獨立完成實驗后，以小組為單位，將實驗結果和實驗感悟以PPT的形式在課堂上進行匯報展示，學生學習情緒很高，實驗操作和實驗結果總結分析都十分認真。由此可見，更高比例的綜合設計型實驗教學模式不僅可以鍛煉學生的思維能力、培養學生的創新意識、提高學生的自主性、激發學生對實驗的興趣，而且能夠培養學生的團結意識和匯報表達能力。

2?調整實驗分析方法，順應自貿港建設的新需求

原養殖水化學實驗課所涉及的實驗分析方法主要為國標中規定的滴定法和比色法，生產實踐中用到的簡易方法（如便攜式水質分析儀、試劑盒）及科學研究所涉及的大型精密儀器測量方法涉及較少。考慮到養殖水化學是一門與生產實踐密切結合的課程，在養殖池塘邊，技術員常常會利用水質快速檢測試劑盒、比色卡或便攜式水質分析儀進行現場快速水質測定，因此在有限的課時內盡可能將課程內容延伸到生產實際，將水質快速檢測試劑盒等快捷、簡便的實驗分析方法介紹給學生，并讓學有余力的學生親自體驗比較不同測定方法的優缺點。另一方面，為了滿足學生渴求新知識，希望接觸到先進儀器和科研領域較為前沿的科研手段的需求，將大型精密分析儀器引入本科養殖水化學實驗課課堂。將氣相色譜法、液相色譜法作為演示實驗，介紹給學生。此外，將大型精密儀器引入水質指標測量，也能減少本科實驗污染排放。比如海水養殖水的氯度較高，因此測定氯化物的試劑硝酸銀的濃度和用量都會比較大。硝酸銀是強氧化劑、腐蝕品和環境污染物，接觸皮膚會緩慢產生黑斑。雖然氯化物的測定在生產實踐中比較重要，但考慮到學生在分析化學實驗課就已經做過這類沉淀滴定實驗，因此將這個實驗換成利用大型儀器檢測的項目[8]。

21世紀是綠色世紀，綠色發展是水產養殖業必須認真貫徹的發展新理念[9]。高等教育中也普遍倡導將綠色環保概念融入日常教學過程中，在化學實驗過程中倡導綠色微型化，不僅可以減少藥品的浪費，而且可以減輕化學實驗廢液處理過程中對環境造成的污染。比如，測量活性磷酸鹽實驗中，可將原來的50 mL比色管及5 mL移液管等改為5 mL試管及微量移液器。這樣對于一個70人的班級，以2人一組計算，全班35個實驗組僅混合溶液（鉬酸銨-硫酸-酒石酸銻鉀）一種藥品，就能從原來的約2 L/班減少至0.2 L/班。在有效減少化學藥品使用的前提下，學生依然能夠全面掌握水質分析的實驗操作，甚至能夠活學活用到生產實踐中。優良的生態環境是海南省建設自貿港的重要前提。習總書記對海南生態環境保護特別重視、格外關心，多次作出專門論述、提出明確要求。將綠色環保、可持續發展理念植入本科實驗教學中，不僅從源頭上消除了環境污染，保護師生健康，而且也符合可持續發展戰略和海南大學培養為海南省自貿港服務的新型人才的要求。

3?完善評價考核機制，提高學生的綜合能力

傳統的養殖水化學實驗課成績評價主要以實驗報告為主，導致部分學生不重視實驗預習和原理，實驗準備不充分，實驗操作過程馬馬虎虎，雖然實驗報告上已經列出實驗原理和步驟，但實際上對實驗藥品性質并不了解，實驗操作不夠規范。這種單一評價考核機制不能激發學生對實驗課的積極性和主動性，不能全方位增強學生的自主動手能力和解決問題能力。一門好的實驗課程，不僅可以培養學生的動手能力，鞏固所學知識，而且能提高學生的綜合能力，培養良好的學習習慣和工作作風，為學生成為合格的畢業生進入工作崗位打下基礎。因此，實驗教學內容層次更加豐富，評價考核體系也必然要隨之更加完善和多元化，不再以實驗報告為評價實驗課程表現的唯一標準。優化考核機制后，將實驗課程考核方式分為4個部分：藥品配制及準備占10%，平時課程操作成績及考勤占30%，平時實驗報告占30%，綜合設計實驗成績占30%。改革后，要求學生實驗課前不僅要預習，了解實驗原理，而且要借助網絡或書籍了解實驗涉及藥品的理化性質，如是否具揮發性、可燃性、毒性等。配制使用藥品時，要加強針對有毒有害藥品的安全防護。從最基本的酸堿配制到實驗結束時廢液的處理，從玻璃器皿的正常洗滌到規范使用，從藥品使用后物歸原處到實驗結束后的衛生打掃，從儀器的使用規范到日常維護，從方方面面體現素質教育，構建完整的知識體系，增強學生的綜合能力。實驗課程考核評價體系的完善，不僅能夠確保檢驗學生專業實驗能力的全面性，而且能夠提高實驗教學的課程質量。多元化的實驗成績考核方式可以促進學生學習的積極性和自主性，加深對知識的理解，同時保障評價考核的全面性和公正性。

4?提升實驗教師隊伍的綜合素質

百年大計，教育為本;教育大計，教師為本。習近平總書記提出：“教師隊伍素質直接決定著大學辦學能力和水平”，海南自貿港建設要“培育一批有影響力的教育機構及教育服務機構”“打造國家級教育創新發展示范區”[1]。因此，努力提升教師隊伍的綜合素質是提高實踐教學質量的重要前提。目前，海南大學海洋學院養殖水化學實驗課配備的專業指導教師（含教輔類教師）均具備10年以上教齡、本專業碩士以上（含碩士）學位或高級技術職稱。從事本科生實驗課教學的同時，他們還都承擔了國家或省級的科學研究/教育教學改革項目。這些實驗教師不僅具有豐富的教學經驗，而且具備較強的科研能力。除了為準備就業的學生進行基本的實驗技能和生產常識培訓外，對準備考研繼續深造的學生，教師也能夠結合研究課題和當前學科研究熱點引導學生的科研興趣，提高學生實驗設計、實驗管理和數據分析的能力，培養學生的研究思路和創新思維。這既能讓學生提前接觸到科學研究的內容和方法，教師也能夠通過學習新穎的實驗想法獲得科研靈感，實現教學相長[10]。實踐表明，一支技術精、能力強、熱愛本職工作、綜合素質高的實驗教學師資隊伍對于提高教學質量、推動教學改革至關重要。

5?結語

在海南島建設自由貿易港的大背景下，傳統的實驗教學方法及理論應順應時代，取其精華，棄其糟粕，通過探索新的實驗教學體系為培養服務于海南自貿港建設的實用型創新型人才服務。上述一系列養殖水化學實驗課程的教學改革措施，從調整授課時間、優化教學結構體系、調整實驗分析方法、完善評價考核機制、提升實驗教師隊伍綜合素質等方面對養殖水化學實驗教學改革進行不斷探索和創新，在保證學生對基礎性知識和實驗技能熟練掌握的前提下，增加學生的參與感，培養學生的創新思維和環保意識，提高學生的實踐能力以及綜合素質，教學效果得到明顯提升。雖然取得了一定的教改經驗，但在實踐中發現還有繼續完善的空間。①教學基地還有待發展。

目前最近的水產養殖教學基地在距校區幾十公里之外的郊區，校內的池塘為景觀池塘，雖然可以進行水質持續監測等實驗，但無法進行養殖實驗，因此限制了學生對養殖相關實驗的開展，在一定程度上影響了學生理解水質與養殖之間的關系，學習深度和廣度都受到限制。因此，新建或發展地理位置更適宜的校內/校外教學基地成為當務之急。②教師隊伍的生產實踐經驗有待加強。

現任水產養殖專業的專任教師隊伍雖然普遍具有較高的學歷和科研素質，但大多數人從科研院校畢業后直接進入高校，養殖生產一線的經驗不夠豐富。因此，教師隊伍還需要更多接觸養殖單位，積累實踐經驗[11]。也可以邀請養殖單位的技術員到學校來，為學生與教師介紹蝦苗養殖、海參苗培育過程中水質管理的具體案例，讓學生了解pH、溶解氧、亞硝酸鹽、硫化氫等水質因子的變化對生物繁殖、生長的影響或損害。

參考文獻

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