學科競賽推動水生生物學課程教學改革實踐

摘 要 水生生物學是環境科學本科專業的基礎課程。揚州大學水生生物學教學團隊以學科競賽為抓手，逐漸形成了課程教學與學科競賽相結合的教學模式，通過挖掘課程內容與學科競賽的結合點、搭建“三個課堂”實踐平臺，激發了學生的學習興趣，切實提高了學生的實踐技能和創新能力，在各級別學科競賽中獲得高質量競賽成果，有效提升了水生生物學課程的教學質量。

關鍵詞 學科競賽；水生生物學；教學改革

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.34.036

Practice of Promoting Teaching Reform of Aquatic Biology

Course through Subject Contests

JIN Cuili， LIU Qing， ZHOU Xiaojian

（Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127）

Abstract Hydrobiology is a fundamental course for undergraduate majors in environmental science. The teaching team of hydrobiology at Yangzhou University has gradually formed a teaching mode that combines course teaching with subject competitions， using subject competitions as the starting point. By exploring the integration points between course content and subject competitions， and building a \"three classroom\" practical platform， it has stimulated students' learning interest， effectively improved their practical skills and innovation ability， and achieved high-quality competition results in various levels of subject competitions， effectively improving the teaching quality of hydrobiology courses.

Keywords subject contests; hydrobiology; teaching reform

學科競賽是大學生開展創新活動最直接的方式之一，同時組織參與學科競賽也是高校重要的教育手段之一。參與學科競賽，不僅能促進高校學科教育的改革與發展，還能為學生提供展現自我的平臺[1]。“大創”“節能減排”“互聯網+”“挑戰杯”等大學生學科競賽，均是教育部認可的全國大學生學科競賽，適合環境類專業本科生參與。把學科競賽作為課程教學的一個環節，將競賽與課堂教學結合起來，“以賽促教”，是一種以教學為基礎、實踐為平臺、創新為核心、產出為導向的教學模式[2]。揚州大學環境科學專業結合近年來指導學生參加各類大學生學科競賽的經驗，對水生生物學課程教學進行改革，重視學生綜合能力的培養，以學科競賽為抓手，推動課程教學的內涵式發展。

1 "課程介紹及教學改革概要

水生生物學是揚州大學為環境類專業本科生開設的專業基礎課，主要講授生活在水中的中小型動物和植物的形態、生態及環境價值。通過講解水生生物的種類、組成、生命活動規律及其與環境之間的相互關系，培養學生的實驗能力和科學思維能力，深化學生對于生物多樣性、生態環境保護等方面的理解。該課程不僅是學生學習其他專業課程的基礎，還是培養學生創新思維和能力的重要工具。但在教學過程中，仍然存在部分知識點過于抽象、實踐課時有限、實踐應用深度不足、與科技創新結合不夠緊密、競賽參與度低等問題。對此，課程教學團隊將學科競賽納入課程教學目標，努力提高教學內容與科技創新和學科競賽的融合度，逐漸形成了課程教學與學科競賽相結合、“以賽促教”的教學模式。

2 "課程教學改革的設計與實踐

2.1 "教學和競賽隊伍建設

教師在教學過程中發揮主導作用，同時也是學科競賽科技創新方向和內容的主要指導者。教師在課程教學及競賽項目實施過程中，需要精心設計教學內容，合理利用各類教學手段，營造積極活躍、鼓舞人心的課堂氛圍，激發學生的學習興趣，提高學生的參與度，促進學生在科技創新方面的成長。同時，引導青年教師參與課程教學和競賽項目的組織和指導工作，提高青年教師課程教學和參與學科競賽的能力和水平，有助于組成更加年輕化、多樣化、高水平的競賽指導團隊。此外，通過發揮輔導員對于學生管理工作的優勢、開展學科競賽的宣傳引導工作，可以吸引更多本科生參與學科競賽。

本科生是課程學習活動的主體，同時也是學科競賽的參與者。對于學習水生生物學的本科生，首先，按照課堂參與度、分組討論表現、課程成績、實踐成績進行人員選拔，挑選出對于課程內容和學科競賽有熱情的學生，推薦其進入科研實驗室進行科技創新訓練。其次，根據每個學生的特點，結合學科競賽申請書撰寫、實驗研究、數據處理、競賽答辯等相關流程的需要，組成3―7人的競賽初創團隊。同時，可適量吸納跨專業、跨年級的本科生進入團隊，實現隊員之間的優勢互補和新老傳承，保證競賽隊伍的完整性并順利完成迭代更新。

2.2 "教學內容創新：挖掘教學與競賽的結合點

大學生學科競賽種類繁多，教師要對學科競賽項目進行匯總，梳理教學內容，根據各學科競賽的主題，充分挖掘教學內容與學科競賽融合的具體結合點。水生生物學課程的內容主要分為浮游生物、底棲動物和大型水生植物等主要板塊，目前已經開發的學科競賽融合點主要集中在浮游植物和底棲動物兩個板塊。其中浮游植物板塊中的微藻是課堂教學的重點，也是適合參加學科競賽的融合點。微藻應用前景廣闊，不僅是國際生物技術領域新資源物種和新資源產品開發的熱點方向，還是生物質可再生能源開發的優質來源[3]。利用藻類生產可再生能源的優勢包括：微藻種類多，生態環境各異，代謝產物多樣，新能源產品豐富；微藻通過光合作用將太陽能轉化為化學能，能量轉化效率高于陸生高等植物；藻類繁殖快，培養周期短，單位面積產量是高等植物的數倍；藻類沒有葉、莖、根的分化，所有生物量都可用于能源物質生產；藻類作為水生植物，可利用荒地進行生產，不與農業爭地；藻類生長過程吸收的二氧化碳與燃燒過程排出的二氧化碳數量相當，生物燃料的生產和使用不增加二氧化碳，可以保持碳平衡；等等[4]。結合我國當前的“雙碳”目標，以及學科競賽的需要，“微藻綠色能源”可成為水生生物學課程教學與學科競賽融合的一個主要結合點。另外，生物污損問題嚴重危害海洋資源的開發，全球每年由于生物污損造成的各類經濟損失巨大[5]，也影響網箱養殖的水體交換并引起營養競爭[6]，還可能造成外來生物入侵，危害環境生態安全[7]。底棲動物中的蔓足類是典型的污損生物，傳統的化學防污漆已造成新的環境污染問題，環境友好的抗污損方式研究吸引了眾多學者的注意[8]。因此，“環境友好抗污損方式研究”可成為水生生物學課程教學與學科競賽融合的另一個結合點。

2.3 "實踐形式創新：搭建“三個課堂”實踐平臺

水生生物學課程堅持“以學定研、以研哺學”，依托本科生實驗實訓操作平臺與教師科研平臺，引導學生積極參與科研并進行實驗技能訓練和提高；堅持“以研強創、以創推研”，依托大學生學科競賽平臺，成立“微藻綠色能源”“環境友好抗污損方式研究”競賽團隊。課程教學團隊圍繞學科競賽工作，在具體的水生生物學實踐教學環節進行了一系列教學改革。首先，課程教學團隊堅持以學生的動手能力為根本，統籌規劃學生的知識、能力、素質培養體系，有意識地加大綜合性、探索性實驗教學內容的比重，建立實踐性與設計性強、突出綜合應用能力與創新能力培養的實踐教學體系。其次，對于缺乏生物培養經驗的環境專業學生，課程教學團隊在原有驗證性實驗基礎上增加了微藻培養、底棲動物幼蟲培養等綜合性實驗內容，通過實驗，學生對于微藻和幼蟲培養以及底棲動物生活史有了更深刻和直觀的認識，為后期的科技創新工作打下良好基礎。最后，課程教學團隊以培養學生的創新意識、工程實踐能力、社會實踐能力為目標，從實習實訓、課程實驗、課程設計與畢業設計、社會實踐及各類學科競賽等多個維度出發，把基礎知識和專業技術知識與實踐教學有機融合在一起，構建以實踐教學為主體的多維實踐體系，并在實踐體系中搭建“三個課堂”的實踐平臺，該平臺成為指導本科生參加學科競賽的訓練基地。第一課堂包括實習、課程設計、實驗等各個實踐教學環節，學生在第一課堂的教學過程中學習和掌握基本知識和技能；第二課堂是指本科生進入教師的科研實驗室開展科技創新工作，在參與科研工作的過程中把理論知識和科研能力、實踐技能相結合，掌握和提高進行科技創新工作所需的實際操作能力；第三課堂包括學科競賽培訓、企業調查研究等各種課外實踐活動，指導學生按照不同學科競賽的規則和要求，以直觀的形式集中展示科研成果。由此逐漸形成了第一課堂夯實基礎、第二課堂實操訓練、第三課堂成果展示的三層次環環相扣、依次遞進的實踐教學體系。

2.4 "教學評價體系創新：實現全過程評價

課程采用過程性評價和終結性評價相結合的全過程評價體系。評價內容圍繞是否達成“三個目標”進行設計，涵蓋課程學習目標（水生生物的主要類群、各類群對于環境保護的意義）、實踐操作目標（浮游生物、底棲生物、大型水生植物等主要代表種的識認和應用）、競賽目標（參與意識、參與技能、參與結果）等多方面，同時關注“四個過程”（課程理論學習過程、實踐操作過程、科技創新實踐過程、學科競賽參與過程），形成更加完整、合理的綜合考核評價體系。該評價體系鼓勵學生總結科技創新實驗數據和結果，發表學術論文，并允許將一些高質量競賽成果，作為實踐課程作業或畢業論文題目。對于獲得國賽獎、省賽獎的競賽作品，教師優先推薦其作為優秀畢業論文（設計）參加校級、省級優秀畢業論文評選。

3 "教學改革效果與收獲

3.1 "學生和教師的主觀能動性得到提高

“以賽促教”教學模式以競賽為導向、以學生為主體、以教師為主導，強化學生的自我學習能力和自我管理能力，并且獲得的學科競賽成果有助于學生實現高層次就業和繼續深造，有效激發了學生的學習興趣、科研熱情和競賽意識。教師在教學實踐中更加注重教學內容的時效性、新穎性，以及與實踐和科研的深度融合，這促使教師教學方式發生改變，從而提升了教師隊伍的整體教學能力，滿足了學校相關課程教學設計和學科建設的要求。

3.2 "課堂教學和競賽成績得到明顯提升

學生求知欲旺盛，主動查閱文獻了解最新研究進展。教師備課充分，課堂教學內容豐富，教學過程更加生動有趣。在課堂講授、小組討論課、課下自主學習等多種教學方式下，教與學的效果得到了質的提升。課程在實踐教學的基礎上，還依托教師科研平臺推動學生開展科技創新研究，使學生對微藻生物質能源和污損生物等內容有了更加深刻的認識。

經過幾年的建設與培育，以水生生物學課程為中心，已逐漸形成由課程主講教師2人、實驗教師1人，相關科研教師2人，輔導員1人組成的競賽指導團隊。學生中形成“微藻綠色能源”“環境友好抗污損方式研究”兩個學科競賽團隊，分別由大一學生1―2人、大二學生3―4人、大三和大四學生各1人組成，每年由水生生物學核心教師團隊根據學生的學習成績、實踐成績，每個競賽方向推薦不少于5人進入教師的科研實驗室，經過半年的科研實踐和訓練后，組成3―5人的學科競賽團隊。

本教學團隊在學科競賽推動下的教學改革過程中取得了一系列成績。在近三年間，本教學團隊共指導學生參加并順利結題的學科競賽有、國家級大學生創新創業訓練計劃1項、省級大學生創新創業訓練計劃4項、校級大學生創新創業訓練計劃3項、“挑戰杯”二等獎1次；指導本科生以第一作者發表學術論文6篇，獲得校級優秀本科畢業論文1次，江蘇省優秀本科畢業論文二等獎、三等獎各1次；教師團隊獲得最受學生歡迎的班主任1次、校級本科優秀教學二等獎1次。今后，教學團隊將總結經驗，繼續挖掘課程教學與學科競賽新的結合點，不斷推進教學改革的深入開展，進一步提高教學質量，力爭取得更高質量的競賽成果。

結語

本文對學科競賽推動下的水生生物學課程教學改革方法及途徑進行了探討。針對該課程教學過程中發現的問題開展教學改革研究，本文分別從教學改革目標、教學隊伍建設、教學內容與學科競賽結合點挖掘、“三個課堂”實踐平臺打造、教學評價方式創新等方面對課程進行改革設計與實施，課程實施效果及學科競賽結果均證明了該課程教學改革的有效性。

*通信作者：周曉見

參考文獻

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