海南自贸港建设背景下的水产养殖学教学改革探索

王世锋 蔡岩

摘要 在对养殖水化学实验课教学现状与不足进行剖析的基础上，结合海南大学的教学环境、实验设备等实验教学情况，从调整授课时间、优化教学结构体系、调整实验分析方法、完善评价考核机制、提升实验教师队伍的综合素质等方面对养殖水化学实验教学进行综合改革探索，旨在增强学生的创新能力、自主性和环保意识，培养并输出能满足海南自贸港建设新需求的新型高素质人才。

关键词 养殖水化学实验;实验教学模式;教学改革

中图分类号 S-01 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）01-0267-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.070

Abstract Based on analyzing the present situation and shortcomings of aquaculture water chemistry experiment courses teaching，considering the teaching environment and lab equipment of Hainan University，this paper made an in-depth exploration on the teaching reform of aquaculture water chemistry course from the aspects such as adjusting the teaching time，optimizing the teaching structure，adjusting the experiment analytical method，perfecting the appraisal system，and improving the comprehensive quality of lab teachers，so as to enhance students practical ability， innovative ability，independence ability and environmental awareness，cultivate and output high-quality talents who could satisfy the new requirements of building Hainan Free Trade Port .

Key words Aquaculture water chemistry experiment;Experimental teaching model;Teaching reform

海南省是我国辖海域面积最大的省份，也是我国发展海洋经济、实施国家海洋战略的重要区域。2018年4月13日，党中央决定支持海南全岛建设自由贸易试验区，支持海南逐步探索、稳步推进中国特色自由贸易港建设[1]。渔业和现代海洋牧场等被列入海南自贸区建设的重点领域，为海南大学水产养殖专业的建设与发展奠定了坚实的政策基础。

水产养殖学是海南大学特色重点专业，入选国家第一类特色专业及国家级一流本科专业建设点。养殖水化学实验是水产养殖专业的一门重要的专业必修课，具有多学科交叉和相互渗透的特点。同时，养殖水化学实验又是一门技术性较强的课程，对于学生巩固理论知识、训练水质分析操作技能及以后的专业实践和科研工作都具有重要意义[2-3]。该实验课程的教学目的是在巩固学生的养殖水化学的理论知识基础上，培养其实验操作技能，通过完成实验内容来提高学生的自主动手能力、分析问题和解决问题的综合能力[4]。这不仅为今后学生从事水產养殖相关工作打下了坚实的基础，而且为有意继续深造的学生提供了初步科研训练。

通过近些年的教学实践发现，目前养殖水化学实验课程主要存在以下问题：一是因课时所限，目前该课程实验内容不涉及实验所需药品的计算及配制。学生进入实验室后，只是简单地按照讲义中列出的实验步骤，按部就班地完成各种药品的添加及其他操作，导致有些学生即使完成了实验也不清楚实验原理，对实验中涉及各种试剂的作用不是很清楚。如果实验结果有偏差，更是难以进行独立的分析判断，很难找出问题源头。二是课程实验内容以基础验证性实验为主，以教师为主导，教学形式较为单一，缺乏能够激发学生探索性和创新性的开放性实验，学生多处于被动的学习状态，参与感不强，这就大大限制了学生创新实践能力的培养。三是测定方法主要为国标中规定的滴定法和比色法，生产实践中用到的简易方法（如便携式水质分析仪、试剂盒）以及科学研究所涉及的大型精密仪器测量方法涉及较少。此外，这些传统的水质测定方法在学生分组实验中会产生大量的化学实验废液，也容易对环境造成污染。

集约化水产养殖因其养殖密度高，养殖水体很容易发生变化，进而对养殖动物的健康甚至生命产生威胁[5]。因此，监控养殖水体的水质状况，掌握水质测定的基本方法就显得尤其重要。为了能让养殖水化学实验课程真正服务于生产及科研，如何切实增强学生的基本知识素养和实践能力、突出课程的应用性特征就成为建设海南自由贸易区背景下对海南大养殖水化学实验课程建设和发展的新要求[6-7]。笔者结合海南省海水养殖特色产业，对海南大学本科生的养殖水化学实验教学的改革进行了探索。

1 调整授课时间，优化教学结构体系

由于养殖水化学实验课程的传统内容设置倾向于验证养殖水化学的基础理论和培养基本的实验技能，因而旧的养殖水化学实验教学大纲偏重于验证性实验，总体授课时间较为分散：①每周一次的验证性实验（3课时），持续8周，每周针对一个水化指标的测定方法进行讲解和训练;②最后的综合实验（12课时）。由于验证性实验每次测定的指标不同，水样不同，因此学生最多只是掌握了每个单独指标的测定方法，很难搞懂多个水质指标之间的内在联系，更无法结合养殖生物状态、天气、时间、环境等因素对测定水质指标的影响进行综合分析。此外，由于多数学生都是坐在教室里，使用教师采集好的水样，参照枯燥的实验步骤描述，机械性地完成实验操作，因而造成部分同学参与兴趣较低，参与感差，在实验课开小差、不动手、实验报告敷衍了事。

针对以上问题，对授课时间和教学结构体系安排进行了调整。减少合并验证性实验课课时，增加综合设计型实验课课时，并为综合设计型实验预留出实验周。在实验周内学生不排任何理论课，因此学生既可以一天内连续取样测定水质的日变化，也可以连续多天采样，完成对水质的连续动态监测。实验教学周的设置为学生设计综合型实验提供了时间保障。设计性综合实验极大地激发了学生的学习热情，学生在实验设计及实施过程中展现了高度的自主性。例如，有同学根据海南热带地区夏季午后几乎每天一场雷阵雨的特点，设计了“夏日暴雨对池塘水质的影响”实验，连续几天在积雨云大量聚集时采集池塘水样;大雨过后，再次采集池塘水样;此外，还冒雨采集了雨水水样。此外，还有同学设计了“大型水藻对养殖水质的影响”实验，在养殖大桶内添加金鱼藻（淡水）或江蓠（海水），与不添加水藻的对照组同时在0、3、7 d取水样，测定并比较水质差异; 还有同学购买了多个品牌的瓶装矿泉水，对其进行测定分析……学生独立完成实验后，以小组为单位，将实验结果和实验感悟以PPT的形式在课堂上进行汇报展示，学生学习情绪很高，实验操作和实验结果总结分析都十分认真。由此可见，更高比例的综合设计型实验教学模式不仅可以锻炼学生的思维能力、培养学生的创新意识、提高学生的自主性、激发学生对实验的兴趣，而且能够培养学生的团结意识和汇报表达能力。

2 调整实验分析方法，顺应自贸港建设的新需求

原养殖水化学实验课所涉及的实验分析方法主要为国标中规定的滴定法和比色法，生产实践中用到的简易方法（如便携式水质分析仪、试剂盒）及科学研究所涉及的大型精密仪器测量方法涉及较少。考虑到养殖水化学是一门与生产实践密切结合的课程，在养殖池塘边，技术员常常会利用水质快速检测试剂盒、比色卡或便携式水质分析仪进行现场快速水质测定，因此在有限的课时内尽可能将课程内容延伸到生产实际，将水质快速检测试剂盒等快捷、简便的实验分析方法介绍给学生，并让学有余力的学生亲自体验比较不同测定方法的优缺点。另一方面，为了满足学生渴求新知识，希望接触到先进仪器和科研领域较为前沿的科研手段的需求，将大型精密分析仪器引入本科养殖水化学实验课课堂。将气相色谱法、液相色谱法作为演示实验，介绍给学生。此外，将大型精密仪器引入水质指标测量，也能减少本科实验污染排放。比如海水养殖水的氯度较高，因此测定氯化物的试剂硝酸银的浓度和用量都会比较大。硝酸银是强氧化剂、腐蚀品和环境污染物，接触皮肤会缓慢产生黑斑。虽然氯化物的测定在生产实践中比较重要，但考虑到学生在分析化学实验课就已经做过这类沉淀滴定实验，因此将这个实验换成利用大型仪器检测的项目[8]。

21世纪是绿色世纪，绿色发展是水产养殖业必须认真贯彻的发展新理念[9]。高等教育中也普遍倡导将绿色环保概念融入日常教学过程中，在化学实验过程中倡导绿色微型化，不仅可以减少药品的浪费，而且可以减轻化学实验废液处理过程中对环境造成的污染。比如，测量活性磷酸盐实验中，可将原来的50 mL比色管及5 mL移液管等改为5 mL试管及微量移液器。这样对于一个70人的班级，以2人一组计算，全班35个实验组仅混合溶液（钼酸铵-硫酸-酒石酸锑钾）一种药品，就能从原来的约2 L/班减少至0.2 L/班。在有效减少化学药品使用的前提下，学生依然能够全面掌握水质分析的实验操作，甚至能够活学活用到生产实践中。优良的生态环境是海南省建设自贸港的重要前提。习总书记对海南生态环境保护特别重视、格外关心，多次作出专门论述、提出明确要求。将绿色环保、可持续发展理念植入本科实验教学中，不仅从源头上消除了环境污染，保护师生健康，而且也符合可持续发展战略和海南大学培养为海南省自贸港服务的新型人才的要求。

3 完善评价考核机制，提高学生的综合能力

传统的养殖水化学实验课成绩评价主要以实验报告为主，导致部分学生不重视实验预习和原理，实验准备不充分，实验操作过程马马虎虎，虽然实验报告上已经列出实验原理和步骤，但实际上对实验药品性质并不了解，实验操作不够规范。这种单一评价考核机制不能激发学生对实验课的积极性和主动性，不能全方位增强学生的自主动手能力和解决问题能力。一门好的实验课程，不仅可以培养学生的动手能力，巩固所学知识，而且能提高学生的综合能力，培养良好的学习习惯和工作作风，为学生成为合格的毕业生进入工作岗位打下基础。因此，实验教学内容层次更加丰富，评价考核体系也必然要随之更加完善和多元化，不再以实验报告为评价实验课程表现的唯一标准。优化考核机制后，将实验课程考核方式分为4个部分：药品配制及准备占10%，平时课程操作成绩及考勤占30%，平时实验报告占30%，综合设计实验成绩占30%。改革后，要求学生实验课前不仅要预习，了解实验原理，而且要借助网络或书籍了解实验涉及药品的理化性质，如是否具挥发性、可燃性、毒性等。配制使用药品时，要加强针对有毒有害药品的安全防护。从最基本的酸碱配制到实验结束时废液的处理，从玻璃器皿的正常洗涤到规范使用，从药品使用后物归原处到实验结束后的卫生打扫，从仪器的使用规范到日常维护，从方方面面体现素质教育，构建完整的知识体系，增强学生的综合能力。实验课程考核评价体系的完善，不仅能够确保检验学生专业实验能力的全面性，而且能够提高实验教学的课程质量。多元化的实验成绩考核方式可以促进学生学习的积极性和自主性，加深对知识的理解，同时保障评价考核的全面性和公正性。

4 提升实验教师队伍的综合素质

百年大计，教育为本;教育大计，教师为本。***总书记提出：“教师队伍素质直接决定着大学办学能力和水平”，海南自贸港建设要“培育一批有影响力的教育机构及教育服务机构”“打造国家级教育创新发展示范区”[1]。因此，努力提升教师队伍的综合素质是提高实践教学质量的重要前提。目前，海南大学海洋学院养殖水化学实验课配备的专业指导教师（含教辅类教师）均具备10年以上教龄、本专业硕士以上（含硕士）学位或高级技术职称。从事本科生实验课教学的同时，他们还都承担了国家或省级的科学研究/教育教学改革项目。这些实验教师不仅具有丰富的教学经验，而且具备较强的科研能力。除了为准备就业的学生进行基本的实验技能和生产常识培训外，对准备考研继续深造的学生，教师也能够结合研究课题和当前学科研究热点引导学生的科研兴趣，提高學生实验设计、实验管理和数据分析的能力，培养学生的研究思路和创新思维。这既能让学生提前接触到科学研究的内容和方法，教师也能够通过学习新颖的实验想法获得科研灵感，实现教学相长[10]。实践表明，一支技术精、能力强、热爱本职工作、综合素质高的实验教学师资队伍对于提高教学质量、推动教学改革至关重要。

5 结语

在海南岛建设自由贸易港的大背景下，传统的实验教学方法及理论应顺应时代，取其精华，弃其糟粕，通过探索新的实验教学体系为培养服务于海南自贸港建设的实用型创新型人才服务。上述一系列养殖水化学实验课程的教学改革措施，从调整授课时间、优化教学结构体系、调整实验分析方法、完善评价考核机制、提升实验教师队伍综合素质等方面对养殖水化学实验教学改革进行不断探索和创新，在保证学生对基础性知识和实验技能熟练掌握的前提下，增加学生的参与感，培养学生的创新思维和环保意识，提高学生的实践能力以及综合素质，教学效果得到明显提升。虽然取得了一定的教改经验，但在实践中发现还有继续完善的空间。①教学基地还有待发展。

目前最近的水产养殖教学基地在距校区几十公里之外的郊区，校内的池塘为景观池塘，虽然可以进行水质持续监测等实验，但无法进行养殖实验，因此限制了学生对养殖相关实验的开展，在一定程度上影响了学生理解水质与养殖之间的关系，学习深度和广度都受到限制。因此，新建或发展地理位置更适宜的校内/校外教学基地成为当务之急。②教师队伍的生产实践经验有待加强。

现任水产养殖专业的专任教师队伍虽然普遍具有较高的学历和科研素质，但大多数人从科研院校毕业后直接进入高校，养殖生产一线的经验不够丰富。因此，教师队伍还需要更多接触养殖单位，积累实践经验[11]。也可以邀请养殖单位的技术员到学校来，为学生与教师介绍虾苗养殖、海参苗培育过程中水质管理的具体案例，让学生了解pH、溶解氧、亚硝酸盐、硫化氢等水质因子的变化对生物繁殖、生长的影响或损害。

参考文献

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