提高“水生生物學”實驗教學有效性的探索

張寧 黃翔鵠 李長玲

[摘 要] “水生生物學”是高等院校水產學科重要的專業基礎課程，其實驗課是對課堂基礎理論知識的驗證和實踐，也是將理論知識轉化為專業應用能力的紐帶和橋梁。但傳統的“水生生物學”實驗教學模式存在輔助手段單一、信息化程度偏低等局限性，教學效果不能保證。無線顯微數碼互動系統采用無線的形式將學生端與教師端相連，不僅實現了顯微教學的實時觀察、記錄與保存，還具有一站式教學的功能。5G WiFi顯微數碼互動系統在“水生生物學”實驗教學中的應用，改變了傳統實驗教學的模式，使得抽象的水生生物學知識可視化，課堂內容變得直觀、生動，調動了學生學習興趣，促進了師生之間的充分互動以及資源共享，明顯提高了實驗教學效率和質量。

[關鍵詞] 5G WiFi顯微數碼互動系統;實驗教學;水生生物學

[基金項目] 2020年度廣東省線下一流本科課程“水生生物學”（粵教高函〔2020〕16號）;2020年度廣東海洋大學本科教學質量與教學改革工程項目“水生生物學教學團隊”（校教務〔2020〕64號）;2019年度廣東海洋大學質量工程暨“沖一流”與“創新強校工程”教學類項目“基于Blackboard網絡教學平臺的‘水生生物學混合教學模式的改革探索”（校教務〔2019〕86號）

[作者簡介] 張 寧（1986—），女，內蒙古包頭人，理學博士，廣東海洋大學水產學院講師，主要從事水生生物學研究;李長玲（1964—），女，河南焦作人，農學碩士，廣東海洋大學水產學院實驗教學中心主任，教授（通信作者），碩士生導師，主要從事水生生物學和動物學研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）36-0013-04? ? [收稿日期] 2021-06-08

“水生生物學”是高等院校水產學科本科教學中實踐性和實用性很強的專業基礎課程[1]。該課程主要教學目標是使學生掌握水生生物（浮游植物、浮游動物）中常見種類的形態特點、分類鑒定方法和生態調查方法，運用水生生物學的基本原理觀察和探索生物與環境錯綜復雜的相互關系，同時為其他水產相關課程的學習和從事漁業生產的科技實踐者，提供必要的生物學知識和技能[2]。我校開設的“水生生物學”課程主要面向水產養殖、水生動物醫學和生物科學專業本科生，2020年，經廣東省教育廳認定為廣東省線下一流本科課程。

“水生生物學”實驗課是課程的重要組成，課程內容較為繁多雜散，需要記憶和容易混淆的知識點多，學生對于這部分知識的實際感知力較差，開設“水生生物學”實驗課，使學生通過實踐掌握常見水生生物的形態和結構特征，幫助學生理解、強化并記憶該學科的知識[3]。但目前傳統“水生生物學”實驗教學的輔助手段單一、信息化程度偏低，學生處于被動學習地位，教學效果不能保證。新農科建設背景下，要求高等農林教育從微觀層面實施新農科研究和改革實踐，通過課程教學模式的改進強化實踐教育和創新創業教育，培養卓越農林人才[4]。為了改革傳統水生生物學實驗教學的模式，提高學生自主學習的積極性，更好地提高本科教學質量，2019年廣東海洋大學水產學院引進了5G WiFi（11ac）顯微數碼互動系統，將實驗教學與信息技術相結合。經過兩年的實踐，水生生物學實驗教學取得了較好的教學成效，現將其應用情況進行總結。

一、傳統“水生生物學”實驗教學的局限性

任課教師于課前將相關實驗樣品準備好，上課后通過PPT講解所需觀察水生生物樣品的重要特征，然后學生制備臨時水裝片并在顯微鏡下進行觀察，課后學生將觀察到的樣品形態繪制在實驗報告上，教師評閱后再分發給學生。這種傳統的水生生物學實驗教學模式是經過幾代人努力，總結無數教學經驗而形成的較為完整的教學體系，為人才培養做出了巨大貢獻。但這種教學模式也存在著許多的不足。

（一）教學設備老舊，信息化程度偏低

水生生物學主要研究對象為個體極微小（2-2000 μm）的浮游生物[2]，必須借助光學顯微鏡進行觀察，因目前學生實驗用的光學顯微鏡比較老舊、放大倍數有限，某些水生生物形態結構的細節難以清晰看到，如菱形藻屬的單側管殼縫結構、形態相似的布紋藻屬和曲舟藻屬細胞殼面不同的花紋結構等。學生不能確切看到水生生物形態特征，從而無法將課堂理論具體化，也不能進行準確的鑒定。此外，當今學生成長在數字化、網絡化的時代，網絡化和數字化的產品早已成為他們學習生活中不可或缺的部分，傳統的水生生物學實驗教學的設備、實驗樣本和教學方式單一、信息化程度低，很難吸引學生學習的興趣，不利于學生對知識的掌握。

（二）教師工作強度大，課堂上課效率低

在傳統“水生生物學”實驗教學模式中，教師無法隨時知道學生顯微鏡下正在觀察的內容，不能對學生進行及時的督促和指導。如果同時有多個學生對鏡下結構和生物的分類有疑問，教師只能一一查看學生顯微鏡進行確認和講解，時常會耗費大量精力來回答學生們提出的相同問題，而且教師解答某個學生問題時，其他學生就只能等待，極大地影響了學習效率。教師在有限的學時內無法兼顧到每位學生，導致有些學生因不能及時得到有效的輔導，漸漸失去學習興趣，部分學生選擇求助臨近座位的學生甚至是直接放棄觀察，既未獲取課程知識，又影響了其他學生正常的學習，降低了課堂教學成效。

（三）缺乏圖像資源共享和保存

在傳統“水生生物學”實驗教學中，每位學生只能孤立地觀察自己顯微鏡下的實驗樣本，即使有學生看到典型的形態結構或稀有水生生物樣品，也不能及時方便地向其他學生展示;而教師制作的示范片也不能同時共享給全部學生，有用的信息資源未能體現出最大的示范作用。此外，傳統教學模式下學生通過繪畫方式加深對樣本形態的認知和記憶，但學生手繪樣品的形態更偏向于課本示例用的白描圖，與實際樣品的形態、大小、顏色等均存在較大誤差，未能將理想的實驗結果準確、清晰的保存下來;同時實驗報告“千篇一律”“極度雷同”的現象時有發生，限制了學生知識技能、思維發展與創新能力的提高;而實驗報告紙容易丟失，也不利于學生隨時進行復習。