畢相東，徐海龍，白東清，李麗，張樹林，孫學亮，張達娟

自制水生生物學教學實習儀器設備——探索高等農(nóng)林院校實踐教學新途徑

畢相東，徐海龍，白東清，李麗，張樹林，孫學亮，張達娟

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

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

水生生物學；教學實習；儀器設備；研制；農(nóng)林院校

水生生物學是研究內(nèi)陸水域和海洋等水環(huán)境中生命現(xiàn)象和生物學過程規(guī)律的一門科學[1]。水生生物學是我校水產(chǎn)學院的骨干專業(yè)基礎課程，是一門與養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐聯(lián)系非常緊密的學科[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，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，導致養(yǎng)殖水體理化指標劇烈震蕩，嚴重危害養(yǎng)殖動物的正常生長[4]。因此，是否能夠及時、準確地掌握養(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。水生生物學教學實習是水產(chǎn)養(yǎng)殖及水族科學與技術專業(yè)學生聯(lián)系水生生物學課程理論知識與養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐的重要紐帶[5]。

1 水生生物學實習教學存在的問題

我校水生生物學課程是天津市（省級）精品課程，在精品課程建設過程中尤為注重實踐教學，以提高該門課程的教學質量，同時提高學生實踐能力。然而，以往水生生物學教學實習承襲傳統(tǒng)的實踐教學模式，僅限于理論課程中所學的水生生物定性定量知識的實踐。若從服務于一線養(yǎng)殖生產(chǎn)的實踐學習角度來看，還遠遠不夠，究其原因主要是缺乏能夠提高水生生物學教學實習質量的儀器設備，如目前在水生生物學教學實習中，無任何能夠精準計數(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備，諸如此類問題均未得到妥善解決。

2 開展儀器設備自制研發(fā)工作

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

3 自制儀器設備的特征

3.1 貼合教學實踐

“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)學健康狀況；“微囊藻群體細胞計數(shù)儀”是精準計數(shù)以銅綠微囊藻為主的養(yǎng)殖池塘藍藻細胞數(shù)目的設備，該設備可以解決目前養(yǎng)殖生產(chǎn)中無法準確測定養(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)殖導致的養(yǎng)殖水體餌料微藻嚴重匱乏的難題。

3.2 應用效率高

“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；“微囊藻群體細胞計數(shù)儀”是在短時間內(nèi)自動化分散微囊藻群體細胞的基礎上，結合常規(guī)鏡下浮游植物計數(shù)技術，方便快捷地精準檢測養(yǎng)殖池塘藍藻細胞數(shù)目的設備，該設備是在世界范圍內(nèi)首次巧妙地解決了微囊藻群體細胞分散的問題，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)殖密度等隨意調節(jié)，高效率地解決了養(yǎng)殖水體餌料微藻嚴重匱乏的難題。

3.3 功能多樣化

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

4 收獲與體會

4.1 提高教學質量

本課程研發(fā)、自制的各種水生生物學教學實習所用儀器設備巧妙地解決了教學實習中理論與實踐聯(lián)系不緊密的問題，且各種自制儀器設備精致實用、自動化性能強，極大地提高了學生的學習興趣，學生能夠深刻地了解水生生物學理論與實踐的關聯(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；同時，調動起部分學生的研究興趣，進而參與到水生生物學教學實習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 改善實踐教學條件

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

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、餌料生物學、儀器制造學、計算機科學等相關科學知識，促使課程組及相關教師形成了緊密的研究團隊，不僅高質量地完成了教學任務，還共同承擔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 結語

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

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

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

[3] 黃天文，李亞春. 優(yōu)質生物餌料一輪蟲的擴大生產(chǎn)培養(yǎng)技術[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]. 科學養(yǎng)魚，2016（6）：60-61.

[5] 王加連，唐伯平. 利用動物學實習基地培養(yǎng)學生的就業(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)學院水產(chǎn)生態(tài)與養(yǎng)殖國家級實驗教學中心教育教學改革項目（2018GSFZXY001）；天津市自然科學基金面上項目（17JCYBJC29500）

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

責任編輯：張愛婷