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        從水產(chǎn)養殖工程技術(shù)發(fā)展談《水產(chǎn)養殖工程學(xué)》教學(xué)

        發(fā)布時(shí)間:2024-11-13 10:41:05   來(lái)源:教學(xué)考試    點(diǎn)擊:   
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        摘 要:世界范圍內水產(chǎn)養殖的快速發(fā)展對水產(chǎn)養殖本科人才的培養提出了挑戰?!端a(chǎn)養殖工程學(xué)》是水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的主干課程,本文總結了近年來(lái)水產(chǎn)養殖工程技術(shù)體系的研究進(jìn)展,在此基礎對水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)《水產(chǎn)養殖工程學(xué)》的課程定位、教學(xué)內容的選擇和實(shí)踐環(huán)節的構建等方面進(jìn)行了闡述,希望能夠為我國水產(chǎn)養殖學(xué)科體系的完善和專(zhuān)業(yè)人才的培養提供思路和措施。

        關(guān)鍵詞:水產(chǎn)養殖工程 課程建設 教學(xué)內容 實(shí)踐教學(xué)

        中圖分類(lèi)號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2012)03(a)-0199-02

        隨著(zhù)全球范圍內水資源的緊缺和環(huán)境保護意識的增強,水產(chǎn)養殖的發(fā)展將受到越來(lái)越多的剛性約束,水產(chǎn)養殖活動(dòng)也將逐步地從開(kāi)放水域向離岸陸地發(fā)展,以便于實(shí)現養殖污染的末端治理(FAO,2010)。世界對水產(chǎn)品消費需求的增長(cháng)和水產(chǎn)養殖可利用資源的萎縮,促使水產(chǎn)養殖向高密度生產(chǎn)方式轉變,魚(yú)類(lèi)的生長(cháng)將更多地被放在工業(yè)化的環(huán)境中,逐步地實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的精準化和信息化。此外,越來(lái)越惡化的水環(huán)境污染使水產(chǎn)養殖活動(dòng)盡可能地擺脫生產(chǎn)過(guò)程中對水資源的絕對依賴(lài)而實(shí)現封閉式養殖的迫切性增強??梢灶A見(jiàn),未來(lái)對水產(chǎn)養殖業(yè)發(fā)展的挑戰是:通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步能夠在有限的空間內獲取更多、更安全的漁獲物,同時(shí)對環(huán)境的損害最小。

        工程技術(shù)是連接科學(xué)發(fā)現、技術(shù)發(fā)明和產(chǎn)業(yè)發(fā)展之間的橋梁,是實(shí)現經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )文明進(jìn)步的強大杠桿(劉鷹,2010)。水產(chǎn)養殖工程學(xué)是把工程技術(shù)和水生生物學(xué)原理、方法相結合并應用于水產(chǎn)動(dòng)植物養殖的交叉學(xué)科。主要研究水產(chǎn)養殖設施、設備的建造、研制、開(kāi)發(fā)及其有關(guān)生產(chǎn)工藝、營(yíng)運模式和管理方法的實(shí)施和應用?,F代科學(xué)技術(shù)已進(jìn)人“多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)、多領(lǐng)域”的相互交叉、匯聚、融合的新階段,形成了“跨部門(mén)、跨地區、跨行業(yè)”的強強聯(lián)合和優(yōu)勢互補。因此,堅持科學(xué)目標下的水產(chǎn)養殖工程技術(shù)創(chuàng )新,對促進(jìn)水產(chǎn)養殖業(yè)的健康可持續發(fā)展具有重要的戰略意義。

        中國是世界水產(chǎn)養殖第一大國,水產(chǎn)養殖年產(chǎn)量占世界水產(chǎn)養殖總產(chǎn)量的2/3,從業(yè)人員總數占世界從業(yè)人數的1/3。一直以來(lái)我國水產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)準入門(mén)坎較低,從業(yè)者文化水平普遍不高。隨著(zhù)水產(chǎn)養殖的集約化、工程化、精準化和信息化的發(fā)展,迫切需要高端的技術(shù)人才以提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。因此,水產(chǎn)養殖本科教學(xué)對水產(chǎn)養殖專(zhuān)業(yè)人才培養具有重要的意義?!端a(chǎn)養殖工程》是水產(chǎn)養殖本科教學(xué)學(xué)科體系中重要的專(zhuān)業(yè)課程。本文從培養滿(mǎn)足未來(lái)水產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的人才的角度, 對水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中《水產(chǎn)養殖工程》課程的建設相關(guān)內容進(jìn)行了探討,希望能夠為我國水產(chǎn)養殖學(xué)科體系的完善和專(zhuān)業(yè)人才的培養提供思路和措施。

        1 水產(chǎn)養殖工程學(xué)研究最新進(jìn)展

        水產(chǎn)養殖工程學(xué)的主要研究?jì)热莅?重點(diǎn)研究養殖經(jīng)濟水生生物的適宜生態(tài)環(huán)境,量化和評價(jià)水生生物生長(cháng)的適宜的環(huán)境參數,為工程設計提供依據;著(zhù)重研究健康養殖和增養殖的工程技術(shù)方法與措施,為安全高效的生產(chǎn)提供保障(黃朝禧)。隨著(zhù)水產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)集約化和工程化發(fā)展,水產(chǎn)養殖工程學(xué)的內涵逐漸豐富,研究重點(diǎn)也從傳統的池塘養殖等模式轉移到封閉式循環(huán)水養殖模式。與傳統研究?jì)热菹啾?在下述內容方面有了新的進(jìn)展。

        1.1 養殖用水處理技術(shù)得到快速的發(fā)展

        水環(huán)境的惡化和水資源的緊缺,迫使水產(chǎn)養殖活動(dòng)必須逐漸實(shí)現養殖過(guò)程的清潔生產(chǎn),養殖用水重復利用是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節。養殖用水水質(zhì)要求、水質(zhì)變化特征和水體利用方式和城市生產(chǎn)生活污水有著(zhù)本質(zhì)的區別。在城市污水和飲用水處理中廣泛應用的生物、化學(xué)和物理方法,在應用于養殖用水處理時(shí)必須進(jìn)行較大調整。針對水產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)特點(diǎn),研究、設計和開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足養殖對象生長(cháng)、生理需求以及有明顯經(jīng)濟效益的水環(huán)境控制技術(shù)是水產(chǎn)養殖工程的一項重要研究?jì)热荨?/p>

        自“九五”期間,中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所承擔并完成“工廠(chǎng)化養殖海水凈化和高效循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)”以來(lái),在中等生產(chǎn)規模以上,初步實(shí)現了海水循環(huán)養殖,減少了傳統養殖污染大量排放的問(wèn)題,為改變我國海水養殖方式提供了技術(shù)支撐?!笆濉逼陂g,上海海洋大學(xué)在“淡水魚(yú)類(lèi)循環(huán)水工廠(chǎng)化養殖關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”方面取得突破,每立方水體養殖產(chǎn)量達到58kg以上,養殖水體重復利用率達到97%,已在全國10余個(gè)水產(chǎn)龍頭企業(yè)推廣應用5萬(wàn)平方米;“十一五”期間,中國科學(xué)院海洋研究所承擔了“工廠(chǎng)化海水養殖成套設備與無(wú)公害養殖技術(shù)”研究及示范,該課題重點(diǎn)突破工廠(chǎng)化養殖的核心技術(shù),創(chuàng )制具有自主知識產(chǎn)權的海水工廠(chǎng)化設施與裝備,建立技術(shù)含量高、生產(chǎn)效益好的研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)示范基地,為我國水產(chǎn)養殖業(yè)的健康可持續發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)保障。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械研究所承擔的“工廠(chǎng)化養殖優(yōu)化設計及關(guān)鍵水處理設備的生產(chǎn)工藝與產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)”(國家863課題“工廠(chǎng)化海水養殖成套設備與無(wú)公害養殖技術(shù)”子課題,水科院漁機所),使用了顆粒旋分過(guò)濾技術(shù)、移動(dòng)床生物處理技術(shù)和低能耗純氧增氧等技術(shù),節約了成本,降低了能耗。系統水體氨氮維持在0.6~0.8 mg/L,溶氧達到6mg/I,對蝦養殖成功率達到100%(谷堅等,2009)。

        但是,我國水產(chǎn)養殖水循環(huán)利用的總體技術(shù)水平仍然有待提高,主要表現在:我國80%以上的設施化海水養殖還在采用“大進(jìn)大出”的用水方式,既不利于水環(huán)境保護,也造成水資源浪費嚴重,使養殖環(huán)節的不可控因素和養殖風(fēng)險增加;固體顆粒物、硝酸鹽等處理環(huán)節的缺失影響了整個(gè)水處理系統效率等。今后必須解決的問(wèn)題包括:(1)進(jìn)一步水產(chǎn)養殖水處理技術(shù)水平,顯著(zhù)提高養殖系統的水體循環(huán)利用率,降低水處理成本和能耗。(2)實(shí)現養殖過(guò)程中主要污染物的資源化處理,提高經(jīng)濟效益和環(huán)境效益;(3)完善配套性技術(shù)環(huán)節,實(shí)現穩定、高效的設備運行。

        1.2 養殖車(chē)間的設施化明顯提高

        越來(lái)越多的水產(chǎn)養殖活動(dòng)從露天轉移到室內,必須構建節能、保溫、堅固的水產(chǎn)養殖車(chē)間廠(chǎng)房以滿(mǎn)足水產(chǎn)養殖生產(chǎn)的需要。車(chē)間的溫控系統、光照設計、物流系統等環(huán)節與水產(chǎn)養殖生產(chǎn)過(guò)程的安全、高效進(jìn)行密切相關(guān)。關(guān)于這一方面的研究是水產(chǎn)養殖工程學(xué)的重要內容。

        1.3 養殖生產(chǎn)過(guò)程的監控程度加強

        隨著(zhù)養殖密度的增加,養殖風(fēng)險也相應增加,對生產(chǎn)過(guò)程的監控也變得尤為重要。水質(zhì)在線(xiàn)監測、養殖對象活動(dòng)的在線(xiàn)監測等技術(shù)正逐漸發(fā)展并推廣,水產(chǎn)養殖活動(dòng)向精細化和精準化發(fā)展,為水產(chǎn)養殖工程學(xué)的發(fā)展補充了新的研究?jì)热?也提出了新的挑戰。

        1.4 養殖生產(chǎn)工藝的調整

        隨著(zhù)水產(chǎn)養殖集約化的發(fā)展,養殖密度明顯增加。針對高密度養殖條件下主要經(jīng)濟魚(yú)蝦的生理生態(tài)的研究已經(jīng)得到關(guān)注,已經(jīng)取得的研究成果對確定養殖過(guò)程中養殖對象的適宜環(huán)境條件,比如不同種類(lèi)、不同規格的適宜放養密度及相應的溶解氧濃度,能夠忍受的氨氮、亞硝酸濃度等。在此基礎上,根據養殖車(chē)間的設施狀況,確定最佳養殖工藝,是水產(chǎn)養殖工程學(xué)的重要研究?jì)热荨?/p>

        2 水產(chǎn)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)課程體系中《水產(chǎn)養殖工程》課程的設置現狀

        我國《水產(chǎn)養殖工程》課程的開(kāi)設始于20世紀50年代,亦即從有淡水漁業(yè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)始,歷來(lái)為水產(chǎn)養殖專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課。在教學(xué)上,水產(chǎn)養殖工程學(xué)與其他課程交叉重疊內容少,獨立性很強,為其他任何課程所不能替代(黃朝禧等,2005)。目前我國高校水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設《水產(chǎn)養殖工程》課程的學(xué)校有:廣東海洋大學(xué),上海海洋大學(xué),中國海洋大學(xué),西南大學(xué),華南農業(yè)大學(xué)等。開(kāi)設學(xué)期基本上是大三或是大四,教材多選用自編教材。除了廣東海洋大學(xué),其他高校的課時(shí)數基本上在30~40之間。課程內容包括理論和實(shí)踐教學(xué),實(shí)踐學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)數的30%作用;課程性質(zhì)有必修和選修兩種(表1)。

        對收集的資料進(jìn)行分析表明,《水產(chǎn)養殖工程》課程并沒(méi)有得到普遍的重視。部分高校水產(chǎn)養殖專(zhuān)業(yè)未開(kāi)設水產(chǎn)養殖工程學(xué)。在開(kāi)設《水產(chǎn)養殖工程》課程的高校,大部分選用自編教材。黃朝禧教授主編的《水產(chǎn)養殖工程》是目前唯一的中文專(zhuān)著(zhù),內容側重于土木工程。根據水產(chǎn)養殖產(chǎn)業(yè)和水產(chǎn)養殖工程技術(shù)體系的發(fā)展,進(jìn)行《水產(chǎn)養殖工程》教材建設的必要性非常迫切。

        3 《水產(chǎn)養殖工程》課程教學(xué)目的和定位

        《水產(chǎn)養殖課程》是為應對我國水產(chǎn)養殖在21世紀所面臨的機遇和挑戰,配合我國漁業(yè)發(fā)展戰略,提高水產(chǎn)養殖專(zhuān)業(yè)大學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的一門(mén)重要課程。通過(guò)該課程的學(xué)習,要求學(xué)生能夠全面了解水產(chǎn)養殖工程學(xué)的技術(shù)內容,認識水產(chǎn)養殖工程學(xué)在水產(chǎn)養殖學(xué)科體系中的重要地位,掌握水產(chǎn)養殖工程學(xué)的核心技術(shù)要點(diǎn)和主要養殖模式的工程學(xué)技術(shù)體系,具備基本的設計、規劃、計算能力,培養學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)思想,為水產(chǎn)養殖生產(chǎn)和研究做人才儲備。理論上,《水產(chǎn)養殖課程》應作為水產(chǎn)養殖專(zhuān)業(yè)必修課程,在本科大三上學(xué)期或大二下學(xué)期開(kāi)設。

        4 《水產(chǎn)養殖工程》課程教學(xué)內容的選擇與設計

        水產(chǎn)養殖集約化程度的增加和養殖模式的多元化發(fā)展,為《水產(chǎn)養殖工程》教學(xué)內容的選擇提出了挑戰,授課的內容需要及時(shí)進(jìn)行更新以便能夠培養專(zhuān)業(yè)所需的人才。

        綜合考慮水產(chǎn)養殖的發(fā)展和水產(chǎn)養殖工程學(xué)的技術(shù)研究現狀,主要授課內容應包括:養殖工程所需的信息采集和計算;養殖場(chǎng)的規劃設計;適于魚(yú)類(lèi)生長(cháng)和能夠快速排除殘餌和糞便的養殖水槽和魚(yú)池設計;養殖水體的高效循環(huán)利用和供排水設計;無(wú)明顯應激的魚(yú)類(lèi)分級技術(shù)以及活魚(yú)運輸技術(shù);養殖過(guò)程的控制和監測;典型養殖模式(封閉式水循環(huán)養殖系統、人工繁育、網(wǎng)箱養殖等)的工程要點(diǎn)等。

        5 《水產(chǎn)養殖工程》課程教學(xué)實(shí)踐環(huán)節的構建和重要意義

        實(shí)踐教學(xué)是培養具有創(chuàng )新能力和綜合素質(zhì)的復合型工程人才的關(guān)鍵環(huán)節,是自然科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的理論與現代生產(chǎn)實(shí)踐相結合的教育(薄曉璐,2006)。高等教育培養的本科專(zhuān)業(yè)人才須具有工程意識和工程能力這兩個(gè)最基本的素質(zhì)。學(xué)生在校學(xué)習期間,這兩個(gè)素質(zhì)主要依賴(lài)實(shí)踐教學(xué)來(lái)實(shí)現,而能力訓練是實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

        《水產(chǎn)養殖工程》課程既是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課,又是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,直接服務(wù)于水產(chǎn)養殖生產(chǎn)和研究。本課程主要特點(diǎn)是實(shí)踐性很強,若單純靠課堂教學(xué),學(xué)生很難掌握。如何使它適應水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)人才培養的需要,實(shí)踐性教學(xué)非常重要。通過(guò)實(shí)踐教學(xué),理論與實(shí)踐結合,理解消化教學(xué)內容,提高學(xué)生學(xué)習積極性,增強學(xué)習效果。

        實(shí)踐環(huán)節內容的選擇應緊緊圍繞教學(xué)目的,結合理論授課內容,即是對理論授課內容的鞏固,更重要的是對理論授課內容的拓展。(水產(chǎn)養殖工程)課程實(shí)踐教學(xué)部分按類(lèi)別可分為操作型、驗證型和驗證型。操作型實(shí)踐主要包括常規工具的使用,水處理系統的管理以及養殖車(chē)間的維護。驗證型實(shí)踐部分包括養殖槽的設計、養殖場(chǎng)給排水管路設計、水處理反應器設計等部分。綜合性實(shí)踐部分包括循環(huán)水養殖系統的規劃和設計和生態(tài)網(wǎng)箱的設計等。

        6 結語(yǔ)

        水產(chǎn)養殖的集約化、設施化、精準化、信息化推動(dòng)了水產(chǎn)養殖工程學(xué)快速、全面的發(fā)展?!端a(chǎn)養殖工程》課程對水產(chǎn)養殖本科專(zhuān)業(yè)人才的培養具有重要意義。應根據水產(chǎn)養殖工程學(xué)研究現狀和進(jìn)展選擇和配置授課內容,重視實(shí)踐教學(xué)。

        參考文獻

        [1]FAO.The state of world fisheries and aquaculture.FAO Fisheries and Aquaculture Department Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

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        [3]谷堅,徐皓,吳剛.水產(chǎn)養殖裝備與工程研究進(jìn)展[J].河北漁業(yè),2009,1:40~44.

        [4]黃朝禧,趙鳳歧.水產(chǎn)養殖工程學(xué)研究進(jìn)展[J].山西農業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,25(1):93~96.

        [5]薄曉璐.近年來(lái)高等工程教育中的實(shí)踐教育研究述評[J],2006,2:46~50.

        ①基金項目:公益性行業(yè)(農業(yè))科研專(zhuān)項經(jīng)費(201003024)和海洋085課程建設項目(B-5001-11-0011-9)。

        作者簡(jiǎn)介:羅國芝(1974~):女,博士,副教授,研究領(lǐng)域:從事水產(chǎn)養殖水處理和循環(huán)水養殖系統與工程。

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