新农科养殖水化学“金课”教学模式探究

2022-11-17王先锋高肖飞汤永涛周传江高云霓

河南水产 2022年1期

董静，王先锋，高肖飞，李玫，张曼，汤永涛，周传江，高云霓

（河南师范大学水产学院，河南新乡 453007）

中国作为渔业大国，水产养殖在国民经济中占有举足轻重的地位，根据2020年我国渔业经济公报，中国水产养殖面积7,036,110公顷，其中池塘养殖面积2,625,400公顷（占总养殖面积的37.3%）。为充分利用有限资源、获得高产量，高密度、集约化的水产养殖技术确实带来了巨大的经济效益，但同时也严重破坏了水域生态环境。随着水产品需求量的不断增加、对水产品品质的要求不断增高，养殖水化学相关技术如营养盐、污染物测定及水质评价、水体调控等在绿色养殖及水产品安全评价中的地位日益凸显，然而传统的教学不管是从内容还是从形式上，都难以满足行业发展对本课程涉及技术的需求[1-2]。

2018年6月21日，教育部召开了改革开放以来第一次新时代中国高等学校本科教育工作会议，会上陈宝生部长提出，要真正把“水课”转变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。其中，创新性是“金课”的课程理念之一，主要表现在课程内容的时代性和前沿性、教学方式的先进性和互动性、学习结果的个性化和创新性。为把养殖水化学打造成“两性一度”（高阶性、创新性和挑战度）的“金课”，必须从教学内容、教学形式、学习效果评价方式3方面进行深入改革，不仅帮助学生掌握基本理论知识，更注重培养学生将化学基本原理运用到渔业生产实践的能力。

1 教学内容前沿性、立体化、动态化

高校水产专业核心课程养殖水化学是本科生大一新生的专业必修课，是同学们真正认识水产的第一门专业课，如何在学习之初，就调动同学们学习的积极性、提高他们对水产的认识、增强他们的专业认同感和自豪感是至关重要的。作者所在单位本科生大三第二学期都会进行为期3个月的养殖实践环节，他们的经历对于大一新生来说不仅具有新颖性、而且能让他们更快更及时的认识水产、爱水产，给予他们学习探索的动力。

养殖水化学课程教学主要参考雷衍之教授主编的《养殖水环境化学》教材，虽然该教材涉及较完善的养殖水体基础理论，但对养殖过程中，实际水质问题案例分析较少，课程学习枯燥乏味且不利于学生将理论与渔业实践相结合。为使得课堂教学内容更丰富、更精彩，课堂教学内容不再拘泥于以一本教材为中心的照本宣科式教学，而是在教学实践中实现教学内容立体化、动态化，使得教学内容紧跟前沿，具体措施如下：

在备课过程中，注重理论联系渔业生产实践，针对水产养殖活动对环境污染的影响日益严重这一事实，创新性地将“生态渔业”“碳汇渔业”理念有机融入到养殖水化学相关章节的教学过程中[3]，旨在扩大学生的视野，有利于学生对养殖水化学基础知识的掌握，同时使得学生紧跟水产养殖最新科研动态，形成科学的生产意识，寻求水产业与生态环境的和谐发展，推动水产养殖业绿色可持续发展。例如“养殖尾水污染来源及处理技术”专题，涉及到了基础理论知识部分的藻类对营养盐的吸收、物质形态转换、各类化学反应（吸附、溶解沉淀、胶体、配位解离平衡等）；“微囊藻毒素、重金属在食物链富集对经济水生动物生长和品质的影响”以及“高残留、高超标药物饲料添加剂的滥用对水产业的不利影响” 专题可加深同学们对有机物、重金属在水生态食物链中的生物富集效应的理解，同时也可培养同学们生态养殖的理念；“藻源饲料添加剂”“鱼菜共生”“稻鱼养殖”专题可扩大同学们养殖池塘藻相优化、原位养殖水体生态调控知识面。同时在教学过程中立足于养殖水化学课程，深入挖掘思政元素[4-6]，例如在介绍生态养殖业时可通过我国稻田种养的历史与发展，增强学生专业自豪感，培养他们热衷服务于水产的情怀；在介绍养殖水体溶解氧时可引入上海海洋大学王武教授的典型事例，让同学们了解“氧盈、氧债”理论，“几开几不开”技术，激励学生勇于创新、开拓创新的进取精神[7]。通过巧妙的将思想政治教育融入教学的各个环节中，在潜移默化中，培养同学们正确的人生观、价值观和世界观，达到教书并育人的目的。

2 教学形式多样化

2.1 充分利用现代信息技术

要解决传统课堂“沉闷”“抬头率低”的问题，需要充分利用现代信息技术的优势。现今的主流信息化教学平台，如“学习通”“雨课堂”“钉钉”等，都开发了多种活跃课堂气氛的功能，比如课堂签到、投票、主题讨论等。这些活动能够调动学生学习兴趣、提高学生参与互动，也可培养学生课前预习的好习惯，有利于学生对知识点的掌握。尤其是“钉钉”线上课堂不仅可以完成学生签到、随时互动讨论环节，且视频回放功能有助于同学们反复学习，巩固加深。

2.2 “线上线下”混合式教学

针对本科生课程任务繁重，线下课时少的特点，教学采用线上“慕课”和线下“答疑解惑”模式，这种教学不受学生时间限制，有利于学生对知识点的理解，把传统的“教师先教、学生后学”转变为“学生先学、教师后教”，实现教学流程的重构[8]。然而这种混合式教学最大的弊端是学生线上学习时长、学习效果无法保证[9]，为激发学生的学习主动性，培养学生多方面的能力如独立思考、团队合作、沟通协调、语言表达，应注重课前预习及考评环节，由教师针对每次课程内容在课前布置预习任务清单，督促保证学生按时预习，以线下工作汇报、竞答、随机抽查等方式考核同学们线上学习效果。

此外，本作者所在教学团队实录的养殖水化学“慕课”视频不拘泥于一本教材的照本宣章，共分为4篇，“第一篇养殖水体的化学组成与理化特性”，包括1.1 水质系、1.2 溶解氧、1.3 溶解离子、1.4 水的硬度、1.5 水的碱度、1.6 营养盐与藻类、1.7 氮与养殖的关系、1.8 磷铁硅与养殖的关系、1.9 胶体的基本知识、1.10 水环境中的胶体、1.11 配合物、1.12 水的依数性、1.13 水的透光性、1.14 水的密度和温度、1.15氧化还原电位；“第二篇养殖水环境污染”，包括2.1有机物概述、2.2 耗氧有机物、2.3 有毒有机污染物、2.4 腐殖质、2.5 重金属、2.6 富营养与水华、2.7 微塑料、2.8 持久性有机污染物、2.9 微囊藻毒素；“第三篇养殖水体溶存物质间的相互作用”包括3.1 气体溶解平衡、3.2 二氧化碳平衡系统、3.3 胶体界面吸附与凝聚、3.4 配位解离平衡、3.5 沉淀溶解平衡；“第四篇养殖水环境监测与调控”包括4.1 滴定分析法、4.2 分光光度法、4.3 色谱法、4.4 污染物毒性评价、4.5 稳定同位素技术、4.6 原位生态调控、4.7 新型养殖模式、4.8 养殖尾水处理技术、4.9 河南渔业资源特色、4.10稻鱼养殖。这39个“慕课”视频不仅囊括了养殖水化学基本知识点，更加侧重与生产实践相结合的热点问题，充分调动学生参与课堂的积极性、培养同学们课下自主学习、发现和分析解决问题的能力。

2.3 辩论式课堂+自主探究学习

为将学生培养成为独立思考、敢于批评、敢于质疑，有创新能力、创新思维的社会需要的时代新人，辩论式课堂+案例探究是十分必要的[10]。在教学环节中，设计“辩论式课堂”模式，让同学们敢于质疑、勇于创新，例如通过密度、温度、冰点之间的关系让同学们探讨究竟是海水结冰难还是淡水结冰难？通过藻类对营养盐的吸收以及营养在食物链中的流动探究投饵施肥“多”好？还是“少”好？通过钙镁离子在水产养殖中的意义探究“硬水”还是“软水”对养殖生物有利？

为培养同学们独立思考和团队合作能力，设置小组讨论+竞答环节，例如水体温跃层是如何形成的？含盐量与渗透压？水体缺氧会发生哪些化学反应，从而不利于水生动物生存？如何改善养殖水体溶氧呢？养殖水体监测时，为什么要测定不同形态氮的含量？

针对养殖水化学课程应用性特点，鼓励同学们搜集分享应用实践案例，构建案例库，供同学们分享与讨论，培养同学们灵活运用理论知识解决渔业实践问题的能力，例如泡沫浮选在渔业生产实践中的应用，农药、微囊藻毒素以及重金属在食物链中富集，养殖尾水处理及生态养殖等案例专题。

此外，在教学过程中，注重引导学生利用不同课程内容相互关联学习，例如养殖水化学与鱼类学（鱼类生活习性探究）、养殖水化学与水生生物学（藻类与环境因子的关系）、养殖水化学与生物饵料培养（水体指示生物探讨）等，以4-5人为1个小组在课下进行探究性实验，将理论知识与实践相联系，在实验开展中培养学生科学素养以及团队合作能力。

3 学习效果评价——量化平时表现

传统教学的考核方试把期末考试得分作为课程评价的重要依据，考试内容主要涵盖对基础理论的理解和识记，过程管理流于形式，学生往往会“临阵磨枪”，进行考前突击，结果可能是一部分平时不怎么学习，期末几天疯狂填鸭式啃书本的学生得高分，这显然不利于学生能力的培养。传统教学考核方式虽然在最终成绩统计中，平时成绩占有一定的比例，但对于平时成绩的打分标准也主要以考勤为主，这个标准显然没有起到对平时表现的准确评估。

为全面评价同学们对课程内容的掌握和应用能力，采用考核方式多元化评价机制，加强过程化管理，把考核评价分为三部分，含在线学习10%（慕课测试、钉钉回放巩固复习、预习任务清单完成情况）；课堂参与度包括小组讨论（10%重点考查学生探究能力）、拓展汇报（15%重点考查学生PPT制作、语言表达能力等）、知识竞答（5%重点考查学生知识掌握度）以及期末考核60%。期末考试试卷减少记忆性知识，而增加实践应用、案例分析等题目，进一步强化学生的知识运用能力。