養(yǎng)殖水化學(xué)實驗教學(xué)改革探討

王世鋒++蔡巖+陳雪芬

摘要 立足于養(yǎng)殖水化學(xué)教學(xué)體系，針對養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課程課堂教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問題進行剖析，結(jié)合海南大學(xué)實際情況，提出通過改革課堂教學(xué)內(nèi)容，有效使學(xué)生對水質(zhì)指標的變動形成感性認識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，同時增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，以達到預(yù)期的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞 養(yǎng)殖水化學(xué)實驗；實驗教學(xué)；教學(xué)改革；海南大學(xué)

中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）05-0276-02

Abstract Based on the aquaculture water chemistry teaching system，the present situation of teaching and exist problems were analyzed.Combining with the actual situation of Hainan University，put forward through a series of reform measures on the experimental content，to make the students form perceptual knowledge for water quality index changes，stimulate students′ interest in learning，but also enhance the students′ ability to analyze and solve problems，achieve the expected teaching goal.

Key words aquaculture water chemistry experiment； experimental teaching ；teaching reform；Hainan University

養(yǎng)殖水化學(xué)實驗是理論教學(xué)的有益補充和拓展，是培養(yǎng)學(xué)生具有養(yǎng)殖水質(zhì)管理綜合能力的一門實踐課[1]。通過該課程的學(xué)習，學(xué)生不僅能夠掌握水質(zhì)監(jiān)測原理和操作方法，更能獲得對水中物質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律的感性認識，同時可以利用測定結(jié)果對水質(zhì)狀況進行分析與評價，甚至掌握水質(zhì)調(diào)控方法。目前，由于實驗教學(xué)課時相對較少，養(yǎng)殖水化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容單一、枯燥乏味，不能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性[2]。課程培養(yǎng)出的學(xué)生只會檢測水質(zhì)，不會對檢測數(shù)據(jù)進行分析，更無法結(jié)合實際情況對水質(zhì)進行評價、調(diào)控和管理。通過將實驗教學(xué)從課內(nèi)引到課外，可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[3]，但僅限于少數(shù)學(xué)生，覆蓋面較小。課堂依然是絕大多數(shù)學(xué)生獲取和掌握知識的主要場所，如何提高課堂教學(xué)的效率和效果，依然是目前教學(xué)改革的重點之一。結(jié)合養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課程實驗教學(xué)的基層實踐經(jīng)歷，依托海南大學(xué)海洋學(xué)院國家級海洋生物實驗教學(xué)示范中心，充分利用海南大學(xué)校園內(nèi)的2個開放湖泊水系，對養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容進行改革探討。

1 養(yǎng)殖水化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

在養(yǎng)殖水化學(xué)課程教學(xué)中，學(xué)生對物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化及水質(zhì)指標的變動情況僅限于在理論上的理解，在教學(xué)課堂上無法獲得感性認識，僅能對簡單數(shù)據(jù)進行分析。實踐教學(xué)應(yīng)成為理論教學(xué)的有益補充，通過實驗使學(xué)生獲得對水質(zhì)指標變動的感性認識，獲得豐富的數(shù)據(jù)，提高學(xué)生的分析能力，使學(xué)生能夠更好地理解物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化。但現(xiàn)有實驗教學(xué)并未很好地發(fā)揮其優(yōu)勢，其現(xiàn)狀和存在問題如下。

1.1 實驗內(nèi)容較為簡單

目前，我國高校水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)所開設(shè)的養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課主要分為重復(fù)性、驗證性、綜合性實驗和設(shè)計性實驗等幾類。其中，重復(fù)性和驗證性實驗在實踐教學(xué)中為教學(xué)的主要內(nèi)容，這部分課程占用了實踐教學(xué)的大部分課時[4]。該部分實驗包括水體中鹽度、酸堿度、溶解氧、銨態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮、活性磷酸鹽和化學(xué)需氧量的測定等，這些實驗僅需要學(xué)生掌握原理和操作，為水產(chǎn)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后能夠在生產(chǎn)中對水質(zhì)指標快速測定奠定基礎(chǔ)。該部分實驗要求較低，學(xué)生只需要按照實驗步驟掌握操作技巧即可，內(nèi)容較為簡單。雖然各高校水產(chǎn)專業(yè)的養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課也都開設(shè)了綜合性實驗和設(shè)計性實驗，希望能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力和創(chuàng)新能力[1-4]，但此部分在實踐教學(xué)中僅為輔助部分，所占比重較少，同時受到課時數(shù)的限制，實驗設(shè)計同樣較為簡單。

1.2 學(xué)生參與實驗不足，實驗缺乏啟發(fā)性

在養(yǎng)殖水化學(xué)實驗中，除鹽度和pH水質(zhì)指標的測定外，其他實驗如溶解氧、亞硝酸鹽、活性磷酸鹽等均需要配置5種以上試劑。為了保證實驗?zāi)軌蛟谟邢薜恼n時內(nèi)順利完成，同時保障各小組之間結(jié)果的可比性，以及節(jié)約實驗藥品等，實驗所需藥品和試劑多由教師本人或帶領(lǐng)少數(shù)學(xué)生提前配置，絕大多數(shù)學(xué)生未參與實驗前的準備工作[5]。并且，課堂內(nèi)所測定的水樣獨立，相互之間沒有相關(guān)性和可比性。學(xué)生按照實驗步驟，機械地完成實驗，實驗所得數(shù)據(jù)簡單，缺少啟發(fā)性，無法引起學(xué)生的學(xué)習興趣，學(xué)生沒有思考也就無法理解每一步驟在整個實驗中的作用，無法掌握實驗原理，更無法理解實驗數(shù)據(jù)對養(yǎng)殖生產(chǎn)的意義。

1.3 實驗教學(xué)課時相對偏少，內(nèi)容缺乏創(chuàng)新

水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)是一個偏向于應(yīng)用的專業(yè)，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)在專業(yè)教學(xué)中占有重要地位。對于養(yǎng)殖水化學(xué)課程，各高校水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)都已將養(yǎng)殖水化學(xué)實驗單獨設(shè)置為一門課程[1-4]，這體現(xiàn)了高校對實踐教學(xué)的重視。但課時較少，一般為理論教學(xué)的1/2左右[6]。實驗課程內(nèi)容陳舊，缺乏變化和創(chuàng)新，不利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗態(tài)度和創(chuàng)新能力。

總之，養(yǎng)殖水化學(xué)實踐教學(xué)內(nèi)容簡單機械、缺乏深度和廣度，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，這也就導(dǎo)致學(xué)生對水質(zhì)指標變動規(guī)律缺乏感性認識，無法利用理論知識對檢測的數(shù)據(jù)進行分析，在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐中無法解決實際問題，學(xué)生的學(xué)習、探究潛能也沒有很好地發(fā)揮。

2 改革辦法

2.1 充分利用校內(nèi)湖泊水系，為實踐提供多種檢測樣品

海南大學(xué)校內(nèi)有2個半開放性湖泊，分別為東坡湖和丘海湖，2個湖泊共同由一個入?？冢‥點）與海洋相通。其中東坡湖未進行養(yǎng)殖生產(chǎn)，多年受到生活污水影響，水質(zhì)較肥，湖中有3個小島，種植有紅樹植物。丘海湖內(nèi)進行“魚-蝦-藻”生態(tài)養(yǎng)殖，江蘺為主要養(yǎng)殖對象，可常年收獲，湖中搭配養(yǎng)殖一些魚蝦，魚蝦不進行人工投喂，而是攝食天然餌料。根據(jù)教學(xué)需要，共設(shè)置A到G共7個采樣點（圖1）。

2.2 創(chuàng)新實驗內(nèi)容

在重復(fù)性和驗證性實驗中，通過對所測定的水樣進行合理選擇和處理，可以使學(xué)生對水質(zhì)指標的變化獲得感性認識。①水質(zhì)指標的晝夜變化：采集B和F點的水樣，在上午采集湖泊中的水樣，放置在實驗室柜子內(nèi)，形成一個無光的環(huán)境模擬水樣夜間情況；下午實驗課時，再從B和F取樣點采集新的水樣，作為下午的水樣，通過測定不同處理的水樣，對測定結(jié)果進行對比使學(xué)生對水質(zhì)指標的晝夜變化獲得感性認識。②水質(zhì)指標的垂直變化：采集B和F點的水樣，上層和下層的水樣分別進行測定，使學(xué)生對水質(zhì)指標的垂直變化獲得感性認識。③水質(zhì)指標的水平變化：采集A、B、C和G點的水樣進行測定，使學(xué)生對水質(zhì)指標的水平變化獲得感性認識。④水質(zhì)指標的其他變化：在各次實驗課時，除要測定的特定水質(zhì)指標外，其他水質(zhì)指標通過教師演示，展示其他指標的測定結(jié)果，并詳細記錄每次水樣采集時的天氣情況及季節(jié)，通過不同時間測定的水質(zhì)指標數(shù)據(jù)結(jié)果，使學(xué)生對同一池塘不同時間的變動情況加以了解。

2.3 通過實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)習興趣

疑問激發(fā)思考。在重復(fù)性和驗證性實驗中，通過對不同水樣進行同一水質(zhì)指標的測定，以及對同一水體不同時間的水樣進行測定，然后對所得數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)差異，通過主動和被動提出問題，引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析和思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。如采集A、B、C、D、E和F共6個地點的水樣進行鹽度的測定，了解鹽度的水平變化，通常隨著采樣點離大海的距離越近，鹽度越高，但在采樣點D的鹽度低于C和E點。根據(jù)測定結(jié)果可提出如下問題，“鹽度的水平變化趨勢是怎樣的，有何規(guī)律，有沒有異常值，異常值是如何出現(xiàn)的，鹽度的影響因素有哪些”；再比如“丘海湖B點和東坡湖G點的透明度不同，丘海湖的透明度較大，東坡湖透明度較小，有大量單細胞藻類生長，但在白天丘海湖的溶解氧高于東坡湖，其產(chǎn)生原因可能是什么”。根據(jù)實驗結(jié)果提出問題，從而激發(fā)學(xué)生去思考，產(chǎn)生興趣，進而對養(yǎng)殖水化學(xué)中的原理、現(xiàn)象、規(guī)律等積極地觀察、研究、探索。

2.4 將重復(fù)性與驗證性實驗進行組合，提高分析能力

水體中各項理化因子是相互聯(lián)系的，每項水質(zhì)指標的變動均與其他水質(zhì)指標的變動相聯(lián)系。如水體中的溶解氧是水體中浮游植物進行光合作用釋放到水體中，在此過程中，浮游植物會吸收水體中的氨氮和二氧化碳轉(zhuǎn)化為自身的物質(zhì)用于生長和繁殖，從而導(dǎo)致水體中氨氮含量和pH值的降低。另外，光合作用釋放的氧氣也會促進水體中的微生物對有機物的分解和氧化，從而導(dǎo)致COD、硫化氫和氨氮含量的降低，亞硝酸根和硝酸根的增加。因此，通過將重復(fù)性實驗進行簡單的組合，如溶解氧和pH值的測定，使學(xué)生了解兩者之間的對應(yīng)關(guān)系；氨氮和亞硝酸鹽的測定，了解氮元素的遷移與轉(zhuǎn)化；以及不同天氣條件下，水體中溶解氧、pH值等各項指標的變化情況，使學(xué)生了解天氣對水質(zhì)指標的影響等。通過不同的組合，使學(xué)生掌握各水質(zhì)指標之間的相互關(guān)系、理解物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化和變動規(guī)律，提高學(xué)生的分析能力。

2.5 開展靈活的綜合設(shè)計性實驗

通過將重復(fù)性與驗證性實驗進行組合，減少其所占課時數(shù)，相應(yīng)增加綜合設(shè)計性實驗的課時數(shù)，為學(xué)生進行實驗的自主設(shè)計和測定留出足夠的時間。為了兼顧不同學(xué)生的興趣，實驗設(shè)計包括幾個方向：①養(yǎng)殖生產(chǎn)中的熱點問題，如益生菌作為水質(zhì)改良劑已在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用，但水質(zhì)改良劑市場混亂，品種繁多，效果參差不齊。因此，可以設(shè)計實驗對不同品牌水質(zhì)改良劑的水質(zhì)凈化效果進行對比，同時了解和掌握益生菌添加到水體中后水體中各項水質(zhì)指標的變動情況。②環(huán)境污染問題，如對學(xué)校及周邊水體的水質(zhì)狀況進行調(diào)查，既可以訓(xùn)練學(xué)生開展水質(zhì)采取、測量和分析工作，又可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。③生活中的熱點問題，如飲用水中亞硝酸鹽的問題，對礦泉水、自來水、新鮮的涼白開、放置過夜的涼白開、長時間煮沸的涼白開等不同生活飲用水進行測定，驗證生活中的焦點問題，從而培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)的方法驗證生活中熱點問題的能力。通過多變靈活的綜合設(shè)計性試驗，不僅提高學(xué)生的學(xué)習興趣、學(xué)習熱情和動手能力，更重要的是提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為畢業(yè)后從事相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

通過對養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課堂教學(xué)內(nèi)容和方法進行教學(xué)改革與探討，使實踐教學(xué)成為理論教學(xué)的有益補充，不僅使學(xué)生對水質(zhì)指標的變動形成感性認識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，而且也增強了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為學(xué)生未來工作奠定了堅實的基礎(chǔ)，達到預(yù)期教學(xué)的目的。但隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，很多理論及實驗教學(xué)內(nèi)容和手

段還會不斷改進和更新，養(yǎng)殖水化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革和探索還將進一步深入。

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