養殖水化學實驗教學改革探討

王世鋒++蔡巖+陳雪芬

摘要 立足于養殖水化學教學體系，針對養殖水化學實驗課程課堂教學的現狀、存在的問題進行剖析，結合海南大學實際情況，提出通過改革課堂教學內容，有效使學生對水質指標的變動形成感性認識，激發學生的學習興趣，同時增強學生分析問題和解決問題的能力，以達到預期的教學目的。

關鍵詞 養殖水化學實驗；實驗教學；教學改革；海南大學

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

養殖水化學實驗是理論教學的有益補充和拓展，是培養學生具有養殖水質管理綜合能力的一門實踐課[1]。通過該課程的學習，學生不僅能夠掌握水質監測原理和操作方法，更能獲得對水中物質動態變化規律的感性認識，同時可以利用測定結果對水質狀況進行分析與評價，甚至掌握水質調控方法。目前，由于實驗教學課時相對較少，養殖水化學實驗教學內容單一、枯燥乏味，不能有效地激發學生的學習積極性[2]。課程培養出的學生只會檢測水質，不會對檢測數據進行分析，更無法結合實際情況對水質進行評價、調控和管理。通過將實驗教學從課內引到課外，可培養學生的創新能力[3]，但僅限于少數學生，覆蓋面較小。課堂依然是絕大多數學生獲取和掌握知識的主要場所，如何提高課堂教學的效率和效果，依然是目前教學改革的重點之一。結合養殖水化學實驗課程實驗教學的基層實踐經歷，依托海南大學海洋學院國家級海洋生物實驗教學示范中心，充分利用海南大學校園內的2個開放湖泊水系，對養殖水化學實驗課程的教學內容進行改革探討。

1 養殖水化學實驗教學現狀及存在的問題

在養殖水化學課程教學中，學生對物質的遷移轉化及水質指標的變動情況僅限于在理論上的理解，在教學課堂上無法獲得感性認識，僅能對簡單數據進行分析。實踐教學應成為理論教學的有益補充，通過實驗使學生獲得對水質指標變動的感性認識，獲得豐富的數據，提高學生的分析能力，使學生能夠更好地理解物質的遷移和轉化。但現有實驗教學并未很好地發揮其優勢，其現狀和存在問題如下。

1.1 實驗內容較為簡單

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

1.2 學生參與實驗不足，實驗缺乏啟發性

在養殖水化學實驗中，除鹽度和pH水質指標的測定外，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。為了保證實驗能夠在有限的課時內順利完成，同時保障各小組之間結果的可比性，以及節約實驗藥品等，實驗所需藥品和試劑多由教師本人或帶領少數學生提前配置，絕大多數學生未參與實驗前的準備工作[5]。并且，課堂內所測定的水樣獨立，相互之間沒有相關性和可比性。學生按照實驗步驟，機械地完成實驗，實驗所得數據簡單，缺少啟發性，無法引起學生的學習興趣，學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，更無法理解實驗數據對養殖生產的意義。

1.3 實驗教學課時相對偏少，內容缺乏創新

水產養殖學是一個偏向于應用的專業，學生實踐能力的培養在專業教學中占有重要地位。對于養殖水化學課程，各高校水產養殖專業都已將養殖水化學實驗單獨設置為一門課程[1-4]，這體現了高校對實踐教學的重視。但課時較少，一般為理論教學的1/2左右[6]。實驗課程內容陳舊，缺乏變化和創新，不利于培養學生嚴謹的科學實驗態度和創新能力。

總之，養殖水化學實踐教學內容簡單機械、缺乏深度和廣度，無法激發學生的學習興趣，這也就導致學生對水質指標變動規律缺乏感性認識，無法利用理論知識對檢測的數據進行分析，在水產養殖生產實踐中無法解決實際問題，學生的學習、探究潛能也沒有很好地發揮。

2 改革辦法

2.1 充分利用校內湖泊水系，為實踐提供多種檢測樣品

海南大學校內有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海口（E點）與海洋相通。其中東坡湖未進行養殖生產，多年受到生活污水影響，水質較肥，湖中有3個小島，種植有紅樹植物。丘海湖內進行“魚-蝦-藻”生態養殖，江蘺為主要養殖對象，可常年收獲，湖中搭配養殖一些魚蝦，魚蝦不進行人工投喂，而是攝食天然餌料。根據教學需要，共設置A到G共7個采樣點（圖1）。

2.2 創新實驗內容

在重復性和驗證性實驗中，通過對所測定的水樣進行合理選擇和處理，可以使學生對水質指標的變化獲得感性認識。①水質指標的晝夜變化：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，形成一個無光的環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，對測定結果進行對比使學生對水質指標的晝夜變化獲得感性認識。②水質指標的垂直變化：采集B和F點的水樣，上層和下層的水樣分別進行測定，使學生對水質指標的垂直變化獲得感性認識。③水質指標的水平變化：采集A、B、C和G點的水樣進行測定，使學生對水質指標的水平變化獲得感性認識。④水質指標的其他變化：在各次實驗課時，除要測定的特定水質指標外，其他水質指標通過教師演示，展示其他指標的測定結果，并詳細記錄每次水樣采集時的天氣情況及季節，通過不同時間測定的水質指標數據結果，使學生對同一池塘不同時間的變動情況加以了解。

2.3 通過實驗現象，激發學習興趣

疑問激發思考。在重復性和驗證性實驗中，通過對不同水樣進行同一水質指標的測定，以及對同一水體不同時間的水樣進行測定，然后對所得數據進行分析，發現其數據差異，通過主動和被動提出問題，引導學生對實驗結果進行分析和思考，激發學生的學習興趣。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。根據測定結果可提出如下問題，“鹽度的水平變化趨勢是怎樣的，有何規律，有沒有異常值，異常值是如何出現的，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，其產生原因可能是什么”。根據實驗結果提出問題，從而激發學生去思考，產生興趣，進而對養殖水化學中的原理、現象、規律等積極地觀察、研究、探索。

2.4 將重復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系的，每項水質指標的變動均與其他水質指標的變動相聯系。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化為自身的物質用于生長和繁殖，從而導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，通過將重復性實驗進行簡單的組合，如溶解氧和pH值的測定，使學生了解兩者之間的對應關系；氨氮和亞硝酸鹽的測定，了解氮元素的遷移與轉化；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，使學生了解天氣對水質指標的影響等。通過不同的組合，使學生掌握各水質指標之間的相互關系、理解物質的遷移轉化和變動規律，提高學生的分析能力。

2.5 開展靈活的綜合設計性實驗

通過將重復性與驗證性實驗進行組合，減少其所占課時數，相應增加綜合設計性實驗的課時數，為學生進行實驗的自主設計和測定留出足夠的時間。為了兼顧不同學生的興趣，實驗設計包括幾個方向：①養殖生產中的熱點問題，如益生菌作為水質改良劑已在水產養殖中得到廣泛應用，但水質改良劑市場混亂，品種繁多，效果參差不齊。因此，可以設計實驗對不同品牌水質改良劑的水質凈化效果進行對比，同時了解和掌握益生菌添加到水體中后水體中各項水質指標的變動情況。②環境污染問題，如對學校及周邊水體的水質狀況進行調查，既可以訓練學生開展水質采取、測量和分析工作，又可以培養學生的環保意識。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，從而培養學生利用科學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計性試驗，不僅提高學生的學習興趣、學習熱情和動手能力，更重要的是提高學生分析問題和解決問題的能力，為畢業后從事相關工作打下堅實基礎。

3 結語

通過對養殖水化學實驗課堂教學內容和方法進行教學改革與探討，使實踐教學成為理論教學的有益補充，不僅使學生對水質指標的變動形成感性認識，激發了學生的學習興趣，而且也增強了學生分析問題和解決問題的能力，為學生未來工作奠定了堅實的基礎，達到預期教學的目的。但隨著水產養殖業的迅猛發展，很多理論及實驗教學內容和手

段還會不斷改進和更新，養殖水化學實驗課程的教學改革和探索還將進一步深入。

4 參考文獻

[1] 梁震，蔣禮，鄭曙明，等.高等院校養殖水環境化學教學改革探討[J].科技創新導報，2014（15）：112-113.

[2] 姜宏波，包杰，何劍斌，等.《養殖水環境化學》課程教學的改革實踐與探索[J].畜牧與飼料科學，2014，35（3）：34-35.

[3] 陳雪芬，郭偉良，王永強.“水環境化學實驗”實驗教學改革探討[J].實驗技術與管理，2011，28（7）：141-143.

[4] 吳湘，郭玉華，葉金云.高校水產養殖專業實踐教學體系改革的探索與思考[J].湖州師范學院學報，2014（36）：54-56.

[5] 祁保霞.內陸地區《養殖水環境化學》課程教學改革初探[J].安徽農學通報，2015，21（11）：152-153.

[6]楊雨虹，陳偉興，黃金善.水產養殖專業養殖水化學課程教學改革的探索與思考[J].東北農業大學學報（社會科學版），2012，10（6）：118-120.