水产院校本科养殖水环境化学实验教学改革探索

高云霓，董静，周传江

（河南师范大学水产学院，河南新乡 453002）

水产院校本科养殖水环境化学实验教学改革探索

高云霓，董静，周传江

（河南师范大学水产学院，河南新乡 453002）

为适应现代渔业发展需求，结合水产学院教学工作实际，从教学内容、教学形式与方法和考核机制等方面对养殖水环境化学实验教学进行系列改革探索，以期为水产行业培养出在养殖水环境化学方面具备扎实理论基础和过硬分析操作技能的专业人才。

养殖水环境化学；实验教学改革；教学内容；教学方法；考核机制

据全国渔业经济统计公报显示，2014年我国水产品总产量达6460万吨，渔业经济总产值增至20000亿。水产养殖业在推动我国渔业持续快速稳定发展、保障我国乃至世界动物蛋白供给等方面发挥着不可替代的作用[1]。然而，在中国水产业由传统模式向现代养殖模式转变的关键时期，作为培养水产养殖等渔业专业新生力量的水产院校，如何适应现代可持续渔业发展需求，培养出专业基础扎实、技能过硬、创新力强的新一代水产人一直是水产专业教育工作者不懈努力的方向。

“养鱼先养水”，随着水产养殖业的高度集约化，渔业环境调控日显重要[2]。渔业环境调控方案的制定必须建立在客观科学地认识养殖水环境的基础上。养殖水环境化学课程的开设正是为了帮助水产院校的学生在学习经典水化学理论的基础上，掌握天然水体和养殖水体中主要化学成分的来源、组成、转化、迁移及其与水产养殖的关系，熟悉相应的水环境化学分析与调控方法。因此，养殖水环境化学一直是水产院校水产养殖和水族科学与技术等专业学生重要的基础必修课。鉴于养殖水环境化学很强的理论性和实践性，在相关专业最新的本科培养方案中，均同时开设了理论和实验课程。

本文针对当前养殖水环境化学教学现状和主要问题，结合河南师范大学水产学院本科教学培养方案和教学工作安排，在“以学生为主体”和“授之以渔”的教育理念引导下，根据近些年在教学实践中的经验教训，对养殖水环境化学实验教学从内容设置、教学方法和考核机制等方面进行改革探索，以期让学生通过该课程的学习更好地掌握水化学分析基本技能，提升实践操作能力，更快地适应以后的学习和工作。

1 现状与问题分析

重理论轻实践这一本科教育的诟病同样存在于养殖水环境化学教学过程中，尽管新修订的培养方案已增加了实验课的比重，但养殖水环境化学实验课的学时和学分仍显著低于理论课，师资和物力的投入也相应不足，因此教师在实验内容的编排和实验课的准备方面难免受到一些限制。比如，为了保证学生在有限的时间内完成某个实验项目，教师必须在课前将实验所需药品、试剂和器皿全部准备好，学生进入实验室听老师讲授实验原理和流程后，再按步骤机械操作，留给学生自主学习和独立思考的时间很少，很多学生不知道为什么要这么操作，更不可能去体会实验准备过程中的一些细节。这样的实验教学模式限制了学生的思维，抹杀了学生的创造性，相应的评价考核机制难以科学客观地反映学生的技能水平。由于指导思想的偏差和重视程度不够，学生在实验课上的表现参差不齐，部分学生积极性和主动性不高，实验课教学更流于形式，效果欠佳。

2 实验教学内容改革

养殖水环境化学实验的教学内容设计主要参考雷衍之主编的《养殖水环境化学实验》[3]，包括（1）天然水主要离子、溶解氧和化学需氧量的测定；（2）营养元素、pH和总铁的测定；（3）其他指标的测定及研究设计型实验；（4）渔业水域水质调查基本知识等4个篇章。河师大水产学院新修订的水产养殖专业和水族专业本科培养方案中，养殖水环境化学实验课与理论课一起安排在第一学期。

通过分析学生的特点，不难发现刚刚经历完高考进入大学的新生，具有很强的求知欲和很好的可塑性。但高中阶段的重复性学习方式已不再适用于大学阶段以扩充知识面为目标的系统性学习，学生面临着学习方式的调整和转变。另外，学生来自不同省份，由于高中学生的培养方案因地而异，所以学生的化学基础不尽相同。一部分学生在高中阶段很少接触化学实验，更缺少化学操作规范方面的训练。而养殖水环境化学实验是水产院校的学生在进入大学后接触的第一门与化学相关的实验课程。因此，在养殖水环境化学实验教学内容改革方案中，充分考虑学生的基础情况，特别安排了水化学基本操作规范，并根据现阶段水化学实验内容特点，特别在规范操作实验课中，着重训练学生的无机化学和分析化学相关操作，主要包括玻璃器皿的识别、洗涤和干燥，固体和液体试剂的移取，药品的称量和溶液的配制，滴定和分光光度法基本操作训练等内容[4]。

我们在2014级的水产养殖和水族专业试行了该方案，发现水化学操作规范的训练确有必要，但2个学时的时间太少，在后续实验过程中发现部分学生的相关操作仍不熟练、不规范（如吸量管的操作和滴定操作等），这在很大程度上影响实验课进度和实验结果的准确性。因此，2015级的水化学基本操作规范实验延长到6学时，增加学生反复练习相关操作的机会，帮助学生准确、熟练掌握水化学常规操作，力争让每一位学生都能规范地操作常用计量仪器，也为后续实验内容的有序有效开展奠定基础。

具体实验项目的选择上，根据目前的学时安排、实验教学条件和现阶段渔业水环境监测与调控的实际工作需要，结合养殖水环境化学理论教学工作，共安排8个实验项目，分别是碱度测定、硬度测定、溶氧测定、化学需氧量测定、氨氮测定、亚硝态氮测定、总氮和总磷测定、总铁测定等。其中前面4个项目均属于滴定类实验，在掌握各项实验原理的基础上，训练学生酸碱滴定、络合滴定和氧化还原滴定操作技能；后面4个项目均采用分光光度法，主要以络合显色反应为基本原理，学生除了要掌握各项实验的基本原理、操作步骤外，还要注意各种干扰因素及其消除方法。其中，总氮和总磷的测定项目，不仅可以帮助学生巩固各种氮磷形态间的关系，明确总氮和总磷的组成成分，熟悉消解法测定总氮总磷方法的同时，也能充分学习并掌握紫外分光光度法测定硝态氮和钼锑抗法测定可溶性磷的方法。

3 教学形式与方法改革

与普通生物学、水生生物学、鱼类学等以定性为目标的课程不同，养殖水环境化学实验是一门需要定量的实验课程。尽管我们的授课对象是本科生，我们的授课学时非常有限，我们仍要培养学生具备“量”的思维，在实验操作过程中尽可能做到实验数据准确可靠。为此，我们在教学形式上强调多样化，教学方法上注重传统与现代方法相结合。

与养殖水环境化学理论课教学的班级制不同，养殖水环境化学实验课的教学以“班组”形式进行，每16-25人1个小班，每3-5人1个小组。每个实验项目的教学一般分为理论导入、实验操作和总结讨论三个环节，第一和第三个环节采取小班集中的形式，实验操作的环节则以小组为单位进行。在理论导入和总结讨论的环节主要借助多媒体和板书结合，采用讲授法和讨论法。多媒体展示除了传统的PPT外，还包括老师前期针对每个实验制作的微视频，通过形象生动的方法帮助学生在实验开始之前对实验项目有相对具象和深刻的了解。比如对于刚接触滴定实验的学生来说，滴定实验终点很难把握，若通过前期制作微视频，将接近滴定终点、正终点和过终点的颜色直观地展示给学生看，学生在随后的实验操作过程中将能更好地把握并得到相对准确的数据，这对于加深学生印象，提高课堂效率，提升学生实验结果的准确性和可靠性大有裨益。

在微视频的基础上，进一步借鉴现代微课技术以及网络教学系统[5]，将每个实验项目的主要理论和实验过程，以微课的形式上传到网络学习空间，方便学生在课外时间结合自身掌握情况有针对性地复习、巩固和课前预习。另外，学生也可以在网络学习空间通过留言、私信和讨论等方式与老师和其他学生进行互动学习，让实验课程学习不再局限于课堂上有限的学时之内。

除了规定学时内的教学工作，我们还在课堂外，结合老师们的科研项目以及大学生创新项目，鼓励学生加入到科研小组，成立水化学实验小分队。针对不同的渔业养殖水体和实践项目，开展多项指标的测定工作，进一步帮助学生巩固实验课堂所学，并通过实践应用，拓宽学生们的兴趣，激发学生们的热情。

4 考核机制优化

考核一直是实验教学工作的一大难题。面对少则几十多则几百的学生，在有限的师资和教学实验平台上，长期困扰着实验教学工作者的一大难题是如何对学生的实验操作技能和综合实验水平做到公平有效的考核。养殖水环境化学实验教学也不例外，实验报告一直被作为实验教学的一项主要考核指标。从传统意义上讲，实验报告可以帮助学生梳理总结每个实验项目，但从学生提交的实验报告来看，很多内容都是照搬照抄，而非常重要的讨论或总结环节，却鲜见有价值的内容，可见对于部分学生而言，实验报告仅仅是作为一项必须完成的作业而已，很少有新意或深刻的思考与总结，这对于提升学生的学习兴趣，加深学生的理解是很有限的。因而，将实验报告作为主要考核指标，很难反映出学生的真实水平。

通过近几年的教学工作实践，笔者认为实验教学的考核仍要以课堂上学生的表现为重点，在养殖水环境化学实验教学过程中，“化整为零”的方式将应用到实验教学考核机制的改革中。首先，在开课前制定具体的评分细则，主要包括（1）各项主要操作的规范程度，如移液管使用、滴定操作、溶液配制等；（2）实验原理掌握情况，如碱度、硬度的测定原理等；（3）实验数据的准确程度，如同一个样品某个水化指标的测定，平行样品间的数据偏差若小于5%，则100分，5%-10%之间，95分，以此类推；（4）实验过程中解决问题的能力；（5）实验报告等考核指标。各项指标在最终成绩中所占比重均为20%，各项指标的评价分散到每一次实验课中，也就是说每一次实验课每一位学生在相应方面的表现都会有一个评定，学生本门课程的最终成绩则是多次实验课表现的一个综合结果。相对于传统评价方式而言，这种“化整为零”的考核机制将能更加充分客观地评价学生的实验水平。当然，这种方式会很大程度上增加实验老师的工作量，对实验老师的要求也会更高，这将进一步激励相关老师提升自己的专业水平和教学能力。

5 展望

现代分析技术日新月异，不断推动水环境监测技术的发展，许多新型快速的分析方法不断出现，也要求养殖水环境化学教学工作者顺应时代发展规律，推陈出新，不断更新实验内容，优化教学方法，改进考核机制。因此，做好养殖水环境化学实验教学工作，还有必要从以下方面进一步改进和完善：

（1）从思想和行动上重视实验教学，进一步增加实验教学的比重；

（2）与时俱进地调整实验教学内容，结合新型仪器，引进现代分析技术，增加或调整实验项目，让学生掌握最先进的实验方法，如表示有机物总量的指标普遍采用化学需氧量，但随着教研条件的改善，在配备总碳分析仪的实验室，可以将原有的滴定法测定化学需氧量的实验项目替换为总有机碳的测定。这将有利于帮助学生适应时代发展要求，与时俱进。

（3）为学生创造更多实习机会，包括实训基地和协议单位的实习，让学生在生产一线的实践工作中进一步拓展实验课上所学，解决实际问题，锻炼综合能力[6]。

[1]桂建芳,朱作言.水产动物重要经济性状的分子基础及其遗传改良[J].科学通报,2012,57(19):1719-1729.

[2]董双林.高效低碳-中国水产养殖业发展的必由之路[J].水产学报,2011,35(10)：1595-1599.

[3]雷衍之.养殖水环境化学实验.北京:中国农业出版社,2006.

[4]马全红.分析化学实验[D].南京：南京大学出版社,2009. [5]胡铁生,周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术,2014,24(2):5-13.

[6]吴坤杰,杨东辉,伦峰.《养殖水环境化学》实践教学改革初探[J].河南水产,2015,5:36-37.

Exploration on experimental teaching reform of aquaculturewater environmental chem istry for undergraduate students in fisheries universities

Gao Yun-ni,Dong Jing,Zhou Chuan-jiang
(College of Fisheries,Henan Normal University,Xinxiang 453007,Henan,China)

Tomeet the needs ofmodern fishery development,a series of experimental teaching reforms including teaching contents,teachingmodes and methods,and assessmentmechanisms,were conducted according to the teaching practice in College of Fisheries,Henan Normal University.It aims to cultivate specialized talents with steady theoretical basis and skilled analysis operation at aquaculturewater environmental chemistry.

aquaculture water environmental chemistry;experimental teaching reform;teaching contents; teachingmethods;assessmentmechanisms

2015-08-19

高云霓（1982-），女，土家族，湖北长阳人，博士，主要从事渔业环境相关教学和科研工作

周传江，E-mail:c hu an j iang88@163.com