《养殖水环境化学实验》的教学改革探讨

    张莹莹 庄航 王柳富 魏文志

    摘?要：《养殖水环境化学实验》是水产养殖学专业的重要基础课程，具有比较强的应用性与实践性，为了增强学生学习的积极性、主动性和学习效果，拟对其进行教学改革。我们设计化学物质对水生生物毒性评估、水质调查与评估、养殖水体的水质调控以及水环境化学实验技能的灵活应用四个专题。在实验过程中培养学生的科学思维，锻炼动手操作、科研分析和解决问题的能力，为毕业后进一步深造或从事水产养殖工作奠定基础。

    关键词：《养殖水环境化学实验》;水产养殖学;教学改革

    我国是全球水产品的主要生产国，2016年，我国水产品产量达到6 901万t，占全球比重超过40%，其中仅25%为捕捞所获，其余均为人工养殖。我国水产品的养殖量占到世界养殖量的比重超过70%，并且该比重还在逐年增加。然而，我国水资源的利用情况并不乐观，水资源的污染与浪费情况在不断加重，不仅影响人民生活，同时还影响到了水产养殖活动，降低渔业生产效益。同时，我们的水产养殖过程中养殖尾水的不当处理与排放也给水环境带来较大的负担[1]。随着社会经济的发展，人民生活品质的提高，对生态环境也越来越关注，所以发展 “生态养殖”是水产养殖业健康可持续发展的关键。《养殖水环境化学实验》课程主要介绍水质检测技术和水质控制方法，可以为学生今后在水环境监测、养殖水质调控等工作中奠定较好的基础，更好地服务于“生态养殖”[2-3]。

    1?现状与问题分析

    《养殖水环境化学》包括理论教学和实验教学两部分内容，在我系的教学方案中，其理论课学时为32学时，实验课为16学时，对一门以实践为基础的课程来说其实验时间还是偏短。此外，还存在师资和物力的投入不足的情况。这些均导致教师在实验内容的编排上受到限制，实验课程的编排仅限于水体钙离子、镁离子、总硬度、溶解氧、化学需氧量、氨氮、亚硝酸氮以及有效氯指标的测定，对于当前“生态养殖”所强调的养殖水质调控、养殖尾水处理以及环境中各种理化因子与水生动物相互作用并没有涉及。另外，由于课程时间有限，教师为了能在短时间内让学生完成实验，一般均是提前将实验试剂和器皿准备好，实验课上在讲完实验原理和流程后，即让学生按步骤机械操作，学生缺乏自主学习和独立思考的时间，学习的积极性和主动性不高，教学效果欠佳。

    2?实验课改革方案

    为了提高学生的积极性、自主学习以及独立思考的能力，结合水产养殖专业的发展方向及产业需求，并参照其他高校水产养殖专业该实验课程的设置[4-8]，我们拟把养殖水环境化学为期1周实验周改为2周的实训周，设计化学物质对水生生物毒性评估、水质调查与评估、养殖水体的水质调控以及水环境化学实验技能的灵活应用四个专题，学生可以自行选题，再根据选题组队查阅资料并制订研究方案，充分发挥主观能动性以及创新能力，然后以PPT形式汇报，指导老师作出点评，并协助完善方案。

    2.1?化学物质对水生生物毒性评估

    学生可根据自己的兴趣选择养殖水体中常见化学物质，可以包括非离子氨、亚硝酸态氮、重金属、农药、激素以及抗生素等，通过合理的实验设计，评估一种化学物质或者几种化学物质对养殖物种、水生植物以及浮游动植物的毒害效应。毒害效应可包含生长发育毒性、免疫毒性、生殖毒性乃至传代毒性效应。实验内容可包含各种形态学、组织学观察，以及生化、分子生物学检测。

    2.2?水质调查与评估

    学生可自行设定调查目的，并选择学校及其附近的河流或湖泊，根据水体自身条件及其附近情况，例如有无化工厂等污染型企业，是否靠近生活污水排放口，是否有其他河流汇入等，设置水样采集点，确定测定水样指标，同时也可以调查样品采集点各浮游动植物及其他水生生物种群及密度，根据调查结果分析水质与生物群落及密度的关系，探讨人类活动对水体生物带来的影响。

    2.3?养殖水体的水质调控

    利用学校温室的养殖水池，采集水样测试各种水质指标包括硬度、溶解氧、化学需氧量、氨氮、亚硝酸氮等指标，对养殖水体水质做出综合评价，并制定一份调节水质的具体实施方案及可行性分析（物理、化學和生物方法等），随后让各组按照完善后的方案落实水质调控方案。实训周期间安排学生每天测定一次池塘的各项水化指标，及时作出调整，最终达到理想的调控效果。

    2.4?水环境化学实验技能的灵活应用

    为了提高学生的学习兴趣，我们还将运用养殖水环境化学所介绍的实验技能对生活中的一些常见问题或者网络上的热点问题进行探究。比如对一些生活中常见的有意思的问题进行探索，例如 “水反复加热与亚硝酸盐的产生”，让学生对自来水、纯净水等加热沸腾不同时间和不同次数，然后测定其前后亚硝酸含量的变化来验证此问题。再比如让学生检测不同饮用水的硬度、酸碱度和其他理化因子，评估我们饮用水的安全性。还可以让学生对自己感兴趣的样品进行检测，如检测腌制品和隔夜菜等是否含有亚硝酸盐，检测不同牌子的洗涤剂中总氮及总磷的含量。

    最后每组递交一份实训总结，总结实习周的成果、不足和心得，老师进行点评和打分。

    3?结语

    我们期待通过这样的实践训练可以使学生们不在只是为了完成任务拿到学分而被动地机械地去按照实验指导重复实验，而是带着好奇和热情去探索自己感兴趣的问题，并在探索的过程中掌握实验技能。并且通过系统的实训，让学及生完整地掌握研究过程选题、实验设计以及结果分析总结整个过程，为学生走上工作岗位从事相关工作或者进一步深造奠定基础。

    参考文献：

    [1] 张显良.推进水产养殖业绿色发展[J].甘肃畜牧兽医，2018（1）： 26-26.

    [2] 王华，杨凤，王伟，等.基于养殖水环境化学研究型实验的本科生创新能力培养[J].实验室科学，2013，16（6）：174-175.

    [3] 高云霓，董静，周传江.水产院校本科养殖水环境化学实验教学改革探索[J].河南水产，2016（1）：34-36.

    [4] 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.

    [5] 梁震，蒋礼，郑曙明，等.高等院校养殖水环境化学教学改革探讨[J].科技创新导报，2014（15）： 112-113.

    [6] 祁保霞.内陆地区《养殖水环境化学》课程教学改革初探[J].安徽农学通报，2015，21（11）：152-153.

    [7] 杨启超，韦众.养殖水环境化学实践教学改革探索[J].现代农业科技，2017（20）：272-273.

    [8] 董静，高云霓，周传江.本科水产养殖学专业养殖水环境化学理论课程教学改革探讨[J].河南水产，2016（2）：36-38.