畢相東，徐海龍，白東清，李麗，張樹林，孫學(xué)亮，張達娟

自制水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)儀器設(shè)備——探索高等農(nóng)林院校實踐教學(xué)新途徑

畢相東，徐海龍，白東清，李麗，張樹林，孫學(xué)亮，張達娟

（天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院 水產(chǎn)生態(tài)與養(yǎng)殖國家級實驗教學(xué)示范中心，天津 300384）

水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)是我校水產(chǎn)學(xué)院學(xué)生聯(lián)系水生生物學(xué)課程理論知識與養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐的重要紐帶。高效率、多樣化的教學(xué)儀器設(shè)備是提高水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)質(zhì)量的重要保障。我校水生生物學(xué)實驗室研發(fā)自制出套疊式整水柱采水器、微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀等教學(xué)實習(xí)儀器設(shè)備，對提升水生生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的效果非常良好，同時為教師以后更好地做好教學(xué)及科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

水生生物學(xué)；教學(xué)實習(xí)；儀器設(shè)備；研制；農(nóng)林院校

水生生物學(xué)是研究內(nèi)陸水域和海洋等水環(huán)境中生命現(xiàn)象和生物學(xué)過程規(guī)律的一門科學(xué)[1]。水生生物學(xué)是我校水產(chǎn)學(xué)院的骨干專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門與養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐聯(lián)系非常緊密的學(xué)科[2]，養(yǎng)殖水體中浮游生物多樣性是水體生態(tài)健康的重要指標(biāo)，同時小球藻及輪蟲等浮游生物是某些養(yǎng)殖動物重要的餌料生物[3]，水體中生物量的多少直接決定著一線養(yǎng)殖生產(chǎn)的成本，而諸如銅綠微囊藻等有害浮游生物又極易在短時間內(nèi)快速增殖，直至達到致害密度，形成藍藻水華，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體理化指標(biāo)劇烈震蕩，嚴(yán)重危害養(yǎng)殖動物的正常生長[4]。因此，是否能夠及時、準(zhǔn)確地掌握養(yǎng)殖水體中水生生物的種類及生物量變化規(guī)律對于一線養(yǎng)殖生產(chǎn)具有非常重要的意義。水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)是水產(chǎn)養(yǎng)殖及水族科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生聯(lián)系水生生物學(xué)課程理論知識與養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐的重要紐帶[5]。

1 水生生物學(xué)實習(xí)教學(xué)存在的問題

我校水生生物學(xué)課程是天津市（省級）精品課程，在精品課程建設(shè)過程中尤為注重實踐教學(xué)，以提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量，同時提高學(xué)生實踐能力。然而，以往水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)承襲傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式，僅限于理論課程中所學(xué)的水生生物定性定量知識的實踐。若從服務(wù)于一線養(yǎng)殖生產(chǎn)的實踐學(xué)習(xí)角度來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，究其原因主要是缺乏能夠提高水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)質(zhì)量的儀器設(shè)備，如目前在水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)中，無任何能夠精準(zhǔn)計數(shù)養(yǎng)殖水體中以銅綠微囊藻為主的藍藻生物量的儀器設(shè)備，諸如此類問題均未得到妥善解決。

2 開展儀器設(shè)備自制研發(fā)工作

筆者所在天津農(nóng)學(xué)院水生生物學(xué)教學(xué)實驗室對近些年水生生物教學(xué)實習(xí)中缺乏教學(xué)儀器設(shè)備的問題集中開展了自制研發(fā)工作，以探索高等農(nóng)林院校實踐教學(xué)新途徑。我校水生生物學(xué)實驗室是建校初期由老一代教師辛苦建立起來的教學(xué)實驗室，實驗室傳承有序，常規(guī)的浮游生物網(wǎng)、采水器及浮游生物計數(shù)框等儀器足量供應(yīng)，近幾年在國家級水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖教學(xué)示范中心的支持下，水生生物學(xué)實驗室又添置了數(shù)碼教學(xué)課堂、浮游生物快速鑒定儀等相關(guān)輔助設(shè)備，但仍缺乏部分與一線養(yǎng)殖生產(chǎn)直接關(guān)聯(lián)的實踐教學(xué)輔助設(shè)備。由筆者牽頭的水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)課程組發(fā)揚自力更生、勤儉持家的優(yōu)良作風(fēng)，并聯(lián)合我校計算機技術(shù)與工程學(xué)院部分教師陸續(xù)開展了儀器設(shè)備的設(shè)計、模型構(gòu)建、自動化模塊構(gòu)建及相關(guān)成品的制作，目前已相繼研發(fā)出“套疊式整水柱采水器”“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”[6]等水生生物學(xué)教學(xué)儀器設(shè)備，并將其應(yīng)用于教學(xué)實習(xí)中，真正提高了水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)課程的教學(xué)質(zhì)量，取得了非常理想的教學(xué)效果。這些儀器設(shè)備目前已不僅局限于在校生的教學(xué)實習(xí)中，如“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”“餌料微藻緩釋儀”[7]已延伸應(yīng)用于養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐及野外自然水體的水域環(huán)境調(diào)查分析中，并輻射全國的水域生態(tài)學(xué)及水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科學(xué)研究人員。

3 自制儀器設(shè)備的特征

3.1 貼合教學(xué)實踐

“套疊式整水柱采水器”摒棄以前只檢測養(yǎng)殖水體表層、底層水生生物種類及數(shù)量的缺點，可以很好地整體觀測養(yǎng)殖水體的生態(tài)學(xué)健康狀況；“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”是精準(zhǔn)計數(shù)以銅綠微囊藻為主的養(yǎng)殖池塘藍藻細(xì)胞數(shù)目的設(shè)備，該設(shè)備可以解決目前養(yǎng)殖生產(chǎn)中無法準(zhǔn)確測定養(yǎng)殖池塘藍藻生物量的問題；而“餌料微藻緩釋儀”則可為養(yǎng)殖貝類、海參等濾食性養(yǎng)殖動物持續(xù)提供必要的餌料微藻，以解決高密度養(yǎng)殖導(dǎo)致的養(yǎng)殖水體餌料微藻嚴(yán)重匱乏的難題。

3.2 應(yīng)用效率高

“套疊式整水柱采水器” 可以根據(jù)養(yǎng)殖池塘的深淺套疊式伸縮，進而方便快捷地采集養(yǎng)殖池塘不同點位的整水柱水樣；“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”是在短時間內(nèi)自動化分散微囊藻群體細(xì)胞的基礎(chǔ)上，結(jié)合常規(guī)鏡下浮游植物計數(shù)技術(shù)，方便快捷地精準(zhǔn)檢測養(yǎng)殖池塘藍藻細(xì)胞數(shù)目的設(shè)備，該設(shè)備是在世界范圍內(nèi)首次巧妙地解決了微囊藻群體細(xì)胞分散的問題，效率非常高；而“餌料微藻緩釋儀”則可完全自動化地向養(yǎng)殖水體持續(xù)釋放餌料微藻，并可根據(jù)養(yǎng)殖動物的食性、養(yǎng)殖密度等隨意調(diào)節(jié)，高效率地解決了養(yǎng)殖水體餌料微藻嚴(yán)重匱乏的難題。

3.3 功能多樣化

“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”“套疊式整水柱采水器”“餌料微藻緩釋儀”等自制水生生物學(xué)儀器完成了養(yǎng)殖水體水生生物樣本的科學(xué)采樣、精準(zhǔn)計數(shù)及養(yǎng)殖水體生態(tài)災(zāi)害（餌料微藻嚴(yán)重匱乏）的應(yīng)急處置。

4 收獲與體會

4.1 提高教學(xué)質(zhì)量

本課程研發(fā)、自制的各種水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)所用儀器設(shè)備巧妙地解決了教學(xué)實習(xí)中理論與實踐聯(lián)系不緊密的問題，且各種自制儀器設(shè)備精致實用、自動化性能強，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生能夠深刻地了解水生生物學(xué)理論與實踐的關(guān)聯(lián)，并且在校期間即可練就一線養(yǎng)殖生產(chǎn)中所需的養(yǎng)殖水體水生生物定性定量檢測的本領(lǐng)；同時，調(diào)動起部分學(xué)生的研究興趣，進而參與到水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)所用儀器的自我研制工作中，提高其生產(chǎn)及實踐創(chuàng)新能力。

4.2 改善實踐教學(xué)條件

自制的各種水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)所用儀器設(shè)備改善了實踐教學(xué)條件，可以依據(jù)實踐教學(xué)目的、模式及方法的變化而及時有效地提供高效率、多樣化的教學(xué)儀器設(shè)備。由于實踐教學(xué)儀器設(shè)備自制的便捷性，學(xué)生使用儀器設(shè)備頻率明顯增加，動手機會更多，直接提高了水生生物學(xué)實踐課程的教學(xué)質(zhì)量。

4.3 提高教師科研創(chuàng)新能力

“套疊式整水柱采水器”“微囊藻群體細(xì)胞計數(shù)儀”“餌料微藻緩釋儀”的研發(fā)自制過程中整合及凝練了水生生物學(xué)、餌料生物學(xué)、儀器制造學(xué)、計算機科學(xué)等相關(guān)科學(xué)知識，促使課程組及相關(guān)教師形成了緊密的研究團隊，不僅高質(zhì)量地完成了教學(xué)任務(wù)，還共同承擔(dān)若干省部級以上科研項目，獲得省部級以上科研獎勵3項，大幅提高了教師的科研實踐創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

研發(fā)自制儀器設(shè)備的實踐，開拓性地將常規(guī)水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)推向研究性教學(xué)實習(xí)，促進學(xué)生具備更強的創(chuàng)新實踐能力，最終服務(wù)于一線養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐，使水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)的質(zhì)量得到大幅度提升；同時，確實提高了水生生物學(xué)的實踐教學(xué)條件，大幅提高了教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和科研水平，自制水生生物學(xué)教學(xué)實習(xí)儀器設(shè)備為教師以后更好地做好教學(xué)及科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。

[1] 趙文，魏杰，殷旭旺，等. 水生生物學(xué)精品課程中開設(shè)研究設(shè)計型實驗的探討[J]. 實驗室科學(xué)，2009（3）：23-24.

[2] 張達娟，張樹林，畢相東，等. “水生生物學(xué)實驗”教學(xué)改革與實踐[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2017，24（1）： 97-99.

[3] 黃天文，李亞春. 優(yōu)質(zhì)生物餌料一輪蟲的擴大生產(chǎn)培養(yǎng)技術(shù)[J]. 水產(chǎn)科技，2003（4）：29-30.

[4] 于瑾. 水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘藍藻的防治方法[J]. 科學(xué)養(yǎng)魚，2016（6）：60-61.

[5] 王加連，唐伯平. 利用動物學(xué)實習(xí)基地培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)競爭能力[J]. 高教論壇，2010（1）：118-121.

[6] 畢相東，王宏坡. 一種微囊藻群體細(xì)胞分散儀：ZL201520306941.8[P]. 2015-10-14.

[7] 畢相東，王宏坡，郭永軍，等. 一種餌料微藻濃縮液緩釋儀：ZL 201520754681.0[P]. 2016-01-13.

Self-made instruments and equipment for hydrobiology teaching practice and exploring new ways of practical teaching in agricultural and forestry universities

BI Xiang-dong, XU Hai-long, BAI Dong-qing, LI Li, ZHANG Shu-lin, SUN Xue-liang, ZHANG Da-juan

（National Experimental Teaching Demonstration Center of Aqua-ecology and Aquaculture, College of Fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

Teaching practice of hydrobiology is an important link between the theoretical knowledge of hydrobiology course and the practice of aquaculture production. Efficient and diversified teaching instruments and equipment are the important guarantee to improve the quality of hydrobiology teaching practice. The hydrobiology laboratory of our university has developed self-made instruments and equipment for teaching practice, such as overlapped-form water column collector andcolony cell counting instrument. Developing self-made instruments and equipment for teaching practice could improve the teaching quality of hydrobiology, and provide a better foundation for future teaching and research.

hydrobiology; teaching practice; instrument and equipment; develop; agricultural and forestry universities

1008-5394（2019）04-0110-03

10.19640/j.cnki.jtau.2019.04.023

G420

B

2019-03-11

天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)生態(tài)與養(yǎng)殖國家級實驗教學(xué)中心教育教學(xué)改革項目（2018GSFZXY001）；天津市自然科學(xué)基金面上項目（17JCYBJC29500）

畢相東（1980-），男，教授，博士，研究方向為養(yǎng)殖水域生態(tài)學(xué)。E-mail：yl801123@aliyun.com。

責(zé)任編輯：張愛婷