新農科養殖水化學“金課”教學模式探究

董 靜， 王先鋒， 高肖飛， 李 玫， 張 曼， 湯永濤， 周傳江， 高云霓

（河南師范大學水產學院， 河南新鄉 453007）

中國作為漁業大國， 水產養殖在國民經濟中占有舉足輕重的地位，根據2020年我國漁業經濟公報，中國水產養殖面積7,036,110公頃， 其中池塘養殖面積2,625,400公頃（占總養殖面積的37.3%）。為充分利用有限資源、獲得高產量，高密度、集約化的水產養殖技術確實帶來了巨大的經濟效益， 但同時也嚴重破壞了水域生態環境。 隨著水產品需求量的不斷增加、對水產品品質的要求不斷增高，養殖水化學相關技術如營養鹽、污染物測定及水質評價、水體調控等在綠色養殖及水產品安全評價中的地位日益凸顯，然而傳統的教學不管是從內容還是從形式上， 都難以滿足行業發展對本課程涉及技術的需求[1-2]。

2018年6月21日，教育部召開了改革開放以來第一次新時代中國高等學校本科教育工作會議， 會上陳寶生部長提出，要真正把“水課”轉變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”。 其中，創新性是“金課”的課程理念之一， 主要表現在課程內容的時代性和前沿性、教學方式的先進性和互動性、學習結果的個性化和創新性。 為把養殖水化學打造成“兩性一度”（高階性、創新性和挑戰度）的“金課”，必須從教學內容、教學形式、 學習效果評價方式3方面進行深入改革，不僅幫助學生掌握基本理論知識， 更注重培養學生將化學基本原理運用到漁業生產實踐的能力。

1 教學內容前沿性、立體化、動態化

高校水產專業核心課程養殖水化學是本科生大一新生的專業必修課， 是同學們真正認識水產的第一門專業課，如何在學習之初，就調動同學們學習的積極性、提高他們對水產的認識、增強他們的專業認同感和自豪感是至關重要的。 作者所在單位本科生大三第二學期都會進行為期3個月的養殖實踐環節，他們的經歷對于大一新生來說不僅具有新穎性、而且能讓他們更快更及時的認識水產、愛水產，給予他們學習探索的動力。

養殖水化學課程教學主要參考雷衍之教授主編的《養殖水環境化學》教材，雖然該教材涉及較完善的養殖水體基礎理論，但對養殖過程中，實際水質問題案例分析較少， 課程學習枯燥乏味且不利于學生將理論與漁業實踐相結合。 為使得課堂教學內容更豐富、更精彩，課堂教學內容不再拘泥于以一本教材為中心的照本宣科式教學， 而是在教學實踐中實現教學內容立體化、動態化，使得教學內容緊跟前沿，具體措施如下：

在備課過程中，注重理論聯系漁業生產實踐，針對水產養殖活動對環境污染的影響日益嚴重這一事實，創新性地將“生態漁業”“碳匯漁業”理念有機融入到養殖水化學相關章節的教學過程中[3]，旨在擴大學生的視野， 有利于學生對養殖水化學基礎知識的掌握，同時使得學生緊跟水產養殖最新科研動態，形成科學的生產意識， 尋求水產業與生態環境的和諧發展，推動水產養殖業綠色可持續發展。 例如“養殖尾水污染來源及處理技術”專題，涉及到了基礎理論知識部分的藻類對營養鹽的吸收、物質形態轉換、各類化學反應（吸附、溶解沉淀、膠體、配位解離平衡等）；“微囊藻毒素、重金屬在食物鏈富集對經濟水生動物生長和品質的影響”以及“高殘留、高超標藥物飼料添加劑的濫用對水產業的不利影響” 專題可加深同學們對有機物、 重金屬在水生態食物鏈中的生物富集效應的理解， 同時也可培養同學們生態養殖的理念；“藻源飼料添加劑”“魚菜共生”“稻魚養殖”專題可擴大同學們養殖池塘藻相優化、 原位養殖水體生態調控知識面。 同時在教學過程中立足于養殖水化學課程，深入挖掘思政元素[4-6]，例如在介紹生態養殖業時可通過我國稻田種養的歷史與發展， 增強學生專業自豪感，培養他們熱衷服務于水產的情懷；在介紹養殖水體溶解氧時可引入上海海洋大學王武教授的典型事例，讓同學們了解“氧盈、氧債”理論，“幾開 幾不開”技術，激勵學生勇于創新、開拓創新的進取精神[7]。通過巧妙的將思想政治教育融入教學的各個環節中，在潛移默化中，培養同學們正確的人生觀、價值觀和世界觀，達到教書并育人的目的。

2 教學形式多樣化

2.1 充分利用現代信息技術

要解決傳統課堂“沉悶”“抬頭率低”的問題，需要充分利用現代信息技術的優勢。 現今的主流信息化教學平臺，如“學習通”“雨課堂”“釘釘”等，都開發了多種活躍課堂氣氛的功能，比如課堂簽到、投票、主題討論等。這些活動能夠調動學生學習興趣、提高學生參與互動，也可培養學生課前預習的好習慣，有利于學生對知識點的掌握。 尤其是“釘釘”線上課堂不僅可以完成學生簽到、隨時互動討論環節，且視頻回放功能有助于同學們反復學習，鞏固加深。

2.2 “線上線下”混合式教學

針對本科生課程任務繁重，線下課時少的特點，教學采用線上“慕課”和線下“答疑解惑”模式，這種教學不受學生時間限制， 有利于學生對知識點的理解，把傳統的“教師先教、學生后學”轉變為“學生先學、教師后教”，實現教學流程的重構[8]。 然而這種混合式教學最大的弊端是學生線上學習時長、 學習效果無法保證[9]，為激發學生的學習主動性，培養學生多方面的能力如獨立思考、團隊合作、溝通協調、語言表達，應注重課前預習及考評環節，由教師針對每次課程內容在課前布置預習任務清單， 督促保證學生按時預習，以線下工作匯報、競答、隨機抽查等方式考核同學們線上學習效果。

此外， 本作者所在教學團隊實錄的養殖水化學“慕課”視頻不拘泥于一本教材的照本宣章，共分為4篇，“第一篇 養殖水體的化學組成與理化特性”，包括1.1 水質系、1.2 溶解氧、1.3 溶解離子、1.4 水的硬度、1.5 水的堿度、1.6 營養鹽與藻類、1.7 氮與養殖的關系、1.8 磷鐵硅與養殖的關系、1.9 膠體的基本知識、1.10 水環境中的膠體、1.11 配合物、1.12 水的依數性、1.13 水的透光性、1.14 水的密度和溫度、1.15氧化還原電位；“第二篇 養殖水環境污染”， 包括2.1有機物概述、2.2 耗氧有機物、2.3 有毒有機污染物、2.4 腐殖質、2.5 重金屬、2.6 富營養與水華、2.7 微塑料、2.8 持久性有機污染物、2.9 微囊藻毒素；“第三篇養殖水體溶存物質間的相互作用”包括3.1 氣體溶解平衡、3.2 二氧化碳平衡系統、3.3 膠體界面吸附與凝聚、3.4 配位解離平衡、3.5 沉淀溶解平衡；“第四篇養殖水環境監測與調控”包括4.1 滴定分析法、4.2 分光光度法、4.3 色譜法、4.4 污染物毒性評價、4.5 穩定同位素技術、4.6 原位生態調控、4.7 新型養殖模式、4.8 養殖尾水處理技術、4.9 河南漁業資源特色、4.10稻魚養殖。 這39個“慕課”視頻不僅囊括了養殖水化學基本知識點， 更加側重與生產實踐相結合的熱點問題，充分調動學生參與課堂的積極性、培養同學們課下自主學習、發現和分析解決問題的能力。

2.3 辯論式課堂+自主探究學習

為將學生培養成為獨立思考、敢于批評、敢于質疑，有創新能力、創新思維的社會需要的時代新人，辯論式課堂+案例探究是十分必要的[10]。 在教學環節中，設計“辯論式課堂”模式，讓同學們敢于質疑、勇于創新，例如通過密度、溫度、冰點之間的關系讓同學們探討究竟是海水結冰難還是淡水結冰難？通過藻類對營養鹽的吸收以及營養在食物鏈中的流動探究投餌施肥“多”好？ 還是“少”好？ 通過鈣鎂離子在水產養殖中的意義探究“硬水”還是“軟水”對養殖生物有利？

為培養同學們獨立思考和團隊合作能力，設置小組討論+競答環節，例如水體溫躍層是如何形成的？含鹽量與滲透壓？ 水體缺氧會發生哪些化學反應，從而不利于水生動物生存？ 如何改善養殖水體溶氧呢？ 養殖水體監測時，為什么要測定不同形態氮的含量？

針對養殖水化學課程應用性特點， 鼓勵同學們搜集分享應用實踐案例，構建案例庫，供同學們分享與討論， 培養同學們靈活運用理論知識解決漁業實踐問題的能力， 例如泡沫浮選在漁業生產實踐中的應用， 農藥、 微囊藻毒素以及重金屬在食物鏈中富集，養殖尾水處理及生態養殖等案例專題。

此外，在教學過程中，注重引導學生利用不同課程內容相互關聯學習，例如養殖水化學與魚類學（魚類生活習性探究）、養殖水化學與水生生物學（藻類與環境因子的關系）、 養殖水化學與生物餌料培養（水體指示生物探討）等，以4-5人為1個小組在課下進行探究性實驗，將理論知識與實踐相聯系，在實驗開展中培養學生科學素養以及團隊合作能力。

3 學習效果評價——量化平時表現

傳統教學的考核方試把期末考試得分作為課程評價的重要依據， 考試內容主要涵蓋對基礎理論的理解和識記，過程管理流于形式，學生往往會“臨陣磨槍”，進行考前突擊，結果可能是一部分平時不怎么學習，期末幾天瘋狂填鴨式啃書本的學生得高分，這顯然不利于學生能力的培養。 傳統教學考核方式雖然在最終成績統計中，平時成績占有一定的比例，但對于平時成績的打分標準也主要以考勤為主，這個標準顯然沒有起到對平時表現的準確評估。

為全面評價同學們對課程內容的掌握和應用能力， 采用考核方式多元化評價機制， 加強過程化管理，把考核評價分為三部分，含在線學習10%（慕課測試、釘釘回放鞏固復習、預習任務清單完成情況）；課堂參與度包括小組討論 （10%重點考查學生探究能力）、拓展匯報（15%重點考查學生PPT制作、語言表達能力等）、知識競答（5%重點考查學生知識掌握度）以及期末考核60%。 期末考試試卷減少記憶性知識，而增加實踐應用、案例分析等題目，進一步強化學生的知識運用能力。

4 結語

課程教學改革必須重視課程教學團隊建設，一個人的力量是有限的，知識儲備也是片面的。教學工作應與科學研究一樣，集思廣益、明確分工，開展教學資源的積累和完善工作； 同時應注重不同課程間知識點的銜接和融合， 使得學生能靈活運用所學理論知識較全面的分析生產實踐問題。