提高“水生生物学”实验教学有效性的探索

张宁 黄翔鹄 李长玲

[摘 要] “水生生物学”是高等院校水产学科重要的专业基础课程，其实验课是对课堂基础理论知识的验证和实践，也是将理论知识转化为专业应用能力的纽带和桥梁。但传统的“水生生物学”实验教学模式存在辅助手段单一、信息化程度偏低等局限性，教学效果不能保证。无线显微数码互动系统采用无线的形式将学生端与教师端相连，不仅实现了显微教学的实时观察、记录与保存，还具有一站式教学的功能。5G WiFi显微数码互动系统在“水生生物学”实验教学中的应用，改变了传统实验教学的模式，使得抽象的水生生物学知识可视化，课堂内容变得直观、生动，调动了学生学习兴趣，促进了师生之间的充分互动以及资源共享，明显提高了实验教学效率和质量。

[关键词] 5G WiFi显微数码互动系统;实验教学;水生生物学

[基金项目] 2020年度广东省线下一流本科课程“水生生物学”（粤教高函〔2020〕16号）;2020年度广东海洋大学本科教学质量与教学改革工程项目“水生生物学教学团队”（校教务〔2020〕64号）;2019年度广东海洋大学质量工程暨“冲一流”与“创新强校工程”教学类项目“基于Blackboard网络教学平台的‘水生生物学混合教学模式的改革探索”（校教务〔2019〕86号）

[作者简介] 张 宁（1986—），女，内蒙古包头人，理学博士，广东海洋大学水产学院讲师，主要从事水生生物学研究;李长玲（1964—），女，河南焦作人，农学硕士，广东海洋大学水产学院实验教学中心主任，教授（通信作者），硕士生导师，主要从事水生生物学和动物学研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）36-0013-04    [收稿日期] 2021-06-08

“水生生物学”是高等院校水产学科本科教学中实践性和实用性很强的专业基础课程[1]。该课程主要教学目标是使学生掌握水生生物（浮游植物、浮游动物）中常见种类的形态特点、分类鉴定方法和生态调查方法，运用水生生物学的基本原理观察和探索生物与环境错综复杂的相互关系，同时为其他水产相关课程的学习和从事渔业生产的科技实践者，提供必要的生物学知识和技能[2]。我校开设的“水生生物学”课程主要面向水產养殖、水生动物医学和生物科学专业本科生，2020年，经广东省教育厅认定为广东省线下一流本科课程。

“水生生物学”实验课是课程的重要组成，课程内容较为繁多杂散，需要记忆和容易混淆的知识点多，学生对于这部分知识的实际感知力较差，开设“水生生物学”实验课，使学生通过实践掌握常见水生生物的形态和结构特征，帮助学生理解、强化并记忆该学科的知识[3]。但目前传统“水生生物学”实验教学的辅助手段单一、信息化程度偏低，学生处于被动学习地位，教学效果不能保证。新农科建设背景下，要求高等农林教育从微观层面实施新农科研究和改革实践，通过课程教学模式的改进强化实践教育和创新创业教育，培养卓越农林人才[4]。为了改革传统水生生物学实验教学的模式，提高学生自主学习的积极性，更好地提高本科教学质量，2019年广东海洋大学水产学院引进了5G WiFi（11ac）显微数码互动系统，将实验教学与信息技术相结合。经过两年的实践，水生生物学实验教学取得了较好的教学成效，现将其应用情况进行总结。

一、传统“水生生物学”实验教学的局限性

任课教师于课前将相关实验样品准备好，上课后通过PPT讲解所需观察水生生物样品的重要特征，然后学生制备临时水装片并在显微镜下进行观察，课后学生将观察到的样品形态绘制在实验报告上，教师评阅后再分发给学生。这种传统的水生生物学实验教学模式是经过几代人努力，总结无数教学经验而形成的较为完整的教学体系，为人才培养做出了巨大贡献。但这种教学模式也存在着许多的不足。

（一）教学设备老旧，信息化程度偏低

水生生物学主要研究对象为个体极微小（2-2000 μm）的浮游生物[2]，必须借助光学显微镜进行观察，因目前学生实验用的光学显微镜比较老旧、放大倍数有限，某些水生生物形态结构的细节难以清晰看到，如菱形藻属的单侧管壳缝结构、形态相似的布纹藻属和曲舟藻属细胞壳面不同的花纹结构等。学生不能确切看到水生生物形态特征，从而无法将课堂理论具体化，也不能进行准确的鉴定。此外，当今学生成长在数字化、网络化的时代，网络化和数字化的产品早已成为他们学习生活中不可或缺的部分，传统的水生生物学实验教学的设备、实验样本和教学方式单一、信息化程度低，很难吸引学生学习的兴趣，不利于学生对知识的掌握。

（二）教师工作强度大，课堂上课效率低

在传统“水生生物学”实验教学模式中，教师无法随时知道学生显微镜下正在观察的内容，不能对学生进行及时的督促和指导。如果同时有多个学生对镜下结构和生物的分类有疑问，教师只能一一查看学生显微镜进行确认和讲解，时常会耗费大量精力来回答学生们提出的相同问题，而且教师解答某个学生问题时，其他学生就只能等待，极大地影响了学习效率。教师在有限的学时内无法兼顾到每位学生，导致有些学生因不能及时得到有效的辅导，渐渐失去学习兴趣，部分学生选择求助临近座位的学生甚至是直接放弃观察，既未获取课程知识，又影响了其他学生正常的学习，降低了课堂教学成效。

（三）缺乏图像资源共享和保存

在传统“水生生物学”实验教学中，每位学生只能孤立地观察自己显微镜下的实验样本，即使有学生看到典型的形态结构或稀有水生生物样品，也不能及时方便地向其他学生展示;而教师制作的示范片也不能同时共享给全部学生，有用的信息资源未能体现出最大的示范作用。此外，传统教学模式下学生通过绘画方式加深对样本形态的认知和记忆，但学生手绘样品的形态更偏向于课本示例用的白描图，与实际样品的形态、大小、颜色等均存在较大误差，未能将理想的实验结果准确、清晰的保存下来;同时实验报告“千篇一律”“极度雷同”的现象时有发生，限制了学生知识技能、思维发展与创新能力的提高;而实验报告纸容易丢失，也不利于学生随时进行复习。