植物組織培養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)

洪森榮，管 盈，李盈萍

（上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 江西，上饒 334001）

植物組織培養(yǎng)是20 世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的以植物生物技術(shù)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、醫(yī)藥等領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)[1]。為順應(yīng)社會(huì)對(duì)植物組織培養(yǎng)人才的需求，很多地方本科院校開(kāi)設(shè)了植物組織培養(yǎng)課程，培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)本科層次技術(shù)技能型人才。當(dāng)前植物組織培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)都是以讓學(xué)生獲得“正確”結(jié)果為目的，并通過(guò)“正確”結(jié)果讓學(xué)生得出“適當(dāng)”結(jié)論。盡管植物組織培養(yǎng)驗(yàn)證式教學(xué)可以有效地向?qū)W生推薦不同的植物組織培養(yǎng)主題，但研究表明，這種讓學(xué)生獲得“正確”結(jié)果和得出“適當(dāng)”結(jié)論的傳統(tǒng)教學(xué)模式可以實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)，但不利于真正意義學(xué)習(xí)行為的形成，更不利于養(yǎng)成學(xué)生的批判性思維，也不利于高層次技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)[2]。從觸發(fā)學(xué)生批判性思維的角度出發(fā)，美國(guó)大學(xué)科學(xué)教師協(xié)會(huì)倡導(dǎo)教師進(jìn)行基于探究者角度和探究學(xué)習(xí)研究的教學(xué)。基于論據(jù)發(fā)展形成自己觀點(diǎn)并能與他人解釋與溝通，且能判斷并評(píng)價(jià)他人觀點(diǎn)的可靠性是高層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，“論證（argument）”已成為高層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)領(lǐng)域一個(gè)新的“研究熱點(diǎn)”。美國(guó)Victor Sampson 等人提出的ADI 教學(xué)模式，即論證探究式（argument-driven inquiry）教學(xué)模式，是近年來(lái)一種備受關(guān)注的“深度學(xué)習(xí)”和“論證教學(xué)”新模式[3]。典型的ADI 教學(xué)模式一般由8個(gè)環(huán)節(jié)組成，即“研究問(wèn)題的提出”、“數(shù)據(jù)或資料的收集、分析”、“論據(jù)的構(gòu)建”、“論證的展開(kāi)”、“書(shū)面研究報(bào)告的創(chuàng)建”、“評(píng)價(jià)的交互實(shí)施”、“評(píng)價(jià)的修正并再次提交”、“討論與反思的組織”[4]。ADI教學(xué)模式重在學(xué)生利用證據(jù)進(jìn)行論證能力的培養(yǎng)，將科學(xué)論證與探究式學(xué)習(xí)過(guò)程融為一體，并注意教學(xué)過(guò)程科學(xué)寫(xiě)作和同伴互評(píng)等環(huán)節(jié)的實(shí)施，使學(xué)生能夠像科學(xué)家構(gòu)建理論知識(shí)一樣，對(duì)資料進(jìn)行評(píng)價(jià)、對(duì)提出的主張進(jìn)行辯駁[5]。國(guó)內(nèi)外已有的研究表明，ADI 教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生“論證能力”和“批判性思維”在“論據(jù)收集與論證、研究報(bào)告撰寫(xiě)、同伴互相評(píng)價(jià)、討論與反思”等教學(xué)環(huán)節(jié)的滲透培養(yǎng)，注意培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)據(jù)或資料構(gòu)建合適數(shù)據(jù)、展開(kāi)合理推理和實(shí)施縝密論證，旨在使學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，在論證中提高學(xué)生科研素質(zhì)，在探究中鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)批判性思維方式，符合技術(shù)技能型人才培養(yǎng)理念[6]。本文根據(jù)當(dāng)前植物組織培養(yǎng)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的趨勢(shì)和植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)模式的特征，結(jié)合地方本科院校植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)模式，以期為地方本科院校植物組織培養(yǎng)教學(xué)提供可參考的教學(xué)模式。

1 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的可行性分析

《植物組織培養(yǎng)》是涉及生物類(lèi)、農(nóng)林類(lèi)和中藥材類(lèi)行業(yè)現(xiàn)代本科職業(yè)教育的核心課程，也是新農(nóng)科人才培養(yǎng)引導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)（“生物育種技術(shù)”等12 個(gè)專(zhuān)業(yè)）的主干課程。該課程是以植物形態(tài)建成為主線(xiàn)，明確實(shí)驗(yàn)室組成及基本操作，探索植物離體快繁方式，闡明植物花粉和花藥培養(yǎng)和胚胎培養(yǎng)途徑，描繪植物細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)以及細(xì)胞融合前景，發(fā)現(xiàn)植物種質(zhì)資源離體保存重要性，最后論證植物脫毒培育的必要性。探索發(fā)現(xiàn)植物組織培養(yǎng)實(shí)施的過(guò)程往往是植物組織培養(yǎng)理論和實(shí)踐相互演繹推理的過(guò)程，植物組織培養(yǎng)課程每一章都有眾多的ADI 教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，能為學(xué)生植物組織培養(yǎng)研究問(wèn)題的提出、數(shù)據(jù)或資料的收集分析、論據(jù)的構(gòu)建、論證的展開(kāi)、書(shū)面研究報(bào)告的創(chuàng)建、評(píng)價(jià)的交互實(shí)施、評(píng)價(jià)的修正提交、討論與反思的組織提供支點(diǎn)和框架，非常適合地方本科院校植物組織培養(yǎng)課程ADI教學(xué)的論證。

2 植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)內(nèi)容的梳理

ADI 教學(xué)模式的本質(zhì)是將“論據(jù)的構(gòu)建”和“論證的展開(kāi)”與科學(xué)探究活動(dòng)融為一體，目前在生物類(lèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中廣泛采用，因此植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)內(nèi)容梳理的原則是將植物組織培養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容確定為植物組織培養(yǎng)探究性實(shí)驗(yàn)。《植物組織培養(yǎng)》中適合論證的課程教學(xué)內(nèi)容及對(duì)應(yīng)ADI 教學(xué)題目見(jiàn)表1。

表1 《植物組織培養(yǎng)》課程教學(xué)內(nèi)容與ADI 教學(xué)模式對(duì)應(yīng)表

3 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施步驟

植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)模式的8 個(gè)階段如圖1 所示。植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施流程如圖2所示。

圖1 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)模式的8個(gè)階段

圖2 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施流程圖

3.1 教材分析

植物組織培養(yǎng)每一章節(jié)均包含一個(gè)或多個(gè)探究活動(dòng)，同時(shí)借助相關(guān)圖片介紹了植物組織培養(yǎng)每項(xiàng)技術(shù)的具體操作過(guò)程，整個(gè)教學(xué)內(nèi)容從理論到實(shí)踐，編排方式從宏觀到微觀再到宏觀。

3.2 學(xué)情分析

植物組織培養(yǎng)授課對(duì)象為大二或大三學(xué)生，通過(guò)2～4個(gè)學(xué)期的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)生在理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力方面已經(jīng)具備了一定知識(shí)和能力的儲(chǔ)備。但學(xué)生在“論據(jù)的構(gòu)建”和“論證的展開(kāi)”方面有所欠缺，需要主講教師注意適時(shí)引導(dǎo)。

3.3 教學(xué)目標(biāo)

在本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)視域下從知識(shí)、能力和情感3個(gè)目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)ADI 教學(xué)。

3.4 教學(xué)重難點(diǎn)

在本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)視域下理清植物組織培養(yǎng)教學(xué)重難點(diǎn)。重點(diǎn)是學(xué)生合作完成ADI 教學(xué)實(shí)驗(yàn)的8 個(gè)階段。難點(diǎn)為在探究活動(dòng)中，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。

3.5 教法學(xué)法

在本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)視域下選擇植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)合理的教法和學(xué)法。植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的教法可以為創(chuàng)設(shè)情境法、啟發(fā)提問(wèn)法、分析歸納法；植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)的學(xué)法可以采用反思探究法和自主學(xué)習(xí)法。

3.6 教學(xué)過(guò)程

在本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)視域下植物組織培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程實(shí)施ADI 教學(xué)模式。ADI 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)框架如表2。

表2 《植物組織培養(yǎng)》ADI 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)框架

續(xù)表2 《植物組織培養(yǎng)》ADI 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)框架

4 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的輔助工具

“ADI 教學(xué)”的輔助工具由Grooms 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)而成，“ADI 教學(xué)”的輔助工具主要有研究報(bào)告模板、同伴互評(píng)表、研究報(bào)告建議模板等，這些輔助工具可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況進(jìn)行修訂，然后用于輔助開(kāi)展植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)活動(dòng)。研究報(bào)告建議模板可以采用魏芳兵等[7]的模板進(jìn)行修改，主要用于植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)活動(dòng)的階段2，其功能是指導(dǎo)學(xué)生如何完成植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告以及植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)如何收集和分析，提示學(xué)生從哪些方面去收集植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)、收集怎樣的植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)才有效、植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)如何分析等3個(gè)方面去探究。研究報(bào)告模板可以采用倪元媛[8]的模板進(jìn)行改良，主要用于植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)活動(dòng)的第1～6 階段。教師可借助研究報(bào)告模板制定詳細(xì)具體的植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告模板，研究報(bào)告模板一般包含“組培內(nèi)容簡(jiǎn)介”、“組培問(wèn)題指導(dǎo)”、“組培研究任務(wù)”、“組培實(shí)驗(yàn)材料”、“組培安全防護(hù)”、“組培研究開(kāi)始”、“組培實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”、“組培初步論證構(gòu)建”、“組培論證會(huì)議實(shí)施”、“撰寫(xiě)組培研究報(bào)告”等。植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)的階段1，主要包含“組培內(nèi)容簡(jiǎn)介”、“組培問(wèn)題指導(dǎo)”、“組培研究任務(wù)”、“組培實(shí)驗(yàn)材料”。其中“組培內(nèi)容簡(jiǎn)介”主要是為學(xué)生提供植物組織培養(yǎng)相關(guān)研究的背景信息、理論支撐、原理方法，“組培研究任務(wù)”是提示學(xué)生植物組織培養(yǎng)研究的真實(shí)目的，“組培實(shí)驗(yàn)材料”是植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)所需的實(shí)驗(yàn)材料對(duì)象和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。階段2包括“組培研究開(kāi)始”、“組培實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”、“組培安全防護(hù)”。其中“組培研究開(kāi)始”和“組培實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”是指導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)合理的研究方案、如何順利開(kāi)展植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)以及如何收集有效的植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)，并利用“組培安全防護(hù)”提醒學(xué)生在植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中需要注意的關(guān)鍵事項(xiàng)。階段3 是“組培初步論證構(gòu)建”，主要是為學(xué)生提供完整詳細(xì)的植物組織培養(yǎng)論證框架，指導(dǎo)學(xué)生初步構(gòu)建組培論證。階段4 是“組培論證會(huì)議實(shí)施”，主要是提示學(xué)生植物組織培養(yǎng)論證開(kāi)展的方法以及植物組織培養(yǎng)論證質(zhì)疑的方法。階段6 是“撰寫(xiě)組培研究報(bào)告”，主要是提示學(xué)生植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告撰寫(xiě)內(nèi)容有哪些部分。由于學(xué)生剛開(kāi)始對(duì)植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告的撰寫(xiě)缺乏正確的認(rèn)識(shí)，或撰寫(xiě)植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告缺乏清晰的思路，可以根據(jù)Sampson[9]開(kāi)發(fā)的同行評(píng)審表的每個(gè)項(xiàng)目自行設(shè)計(jì)一個(gè)研究報(bào)告模板，用于植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)活動(dòng)的階段6，其功能是可以指導(dǎo)學(xué)生正確完成植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告。植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告一般由探究植物組織培養(yǎng)問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)意義、收集和分析植物組織培養(yǎng)數(shù)據(jù)的方式方法、構(gòu)建植物組織培養(yǎng)完整論證的組織形式3部分組成。同行評(píng)審表可采用Sampson 開(kāi)發(fā)的同行評(píng)審表[9]，此表已經(jīng)被很多研究者接納和采用，主要用于植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)活動(dòng)的階段7。植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)活動(dòng)的同行評(píng)審表可用于評(píng)審植物組織培養(yǎng)研究報(bào)告中的各類(lèi)要素是否符合植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)單上應(yīng)該要有植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)對(duì)應(yīng)各類(lèi)要素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和提供植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)反饋信息的空間。

5 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的建議

5.1 植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)應(yīng)以本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)為基點(diǎn)

植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)旨在通過(guò)植物組織培養(yǎng)科學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的論證式探究學(xué)習(xí)在植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)的滲透，將植物組織培養(yǎng)科學(xué)論證與植物組織培養(yǎng)探究學(xué)習(xí)融為一體，根據(jù)學(xué)生實(shí)際切實(shí)發(fā)展學(xué)生植物組織培養(yǎng)推理歸納能力和植物組織培養(yǎng)批判性思維，培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)論證構(gòu)建能力，增強(qiáng)植物組織培養(yǎng)科學(xué)寫(xiě)作能力。植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)符合目前教育改革的趨勢(shì)，有助于豐富地方本科院校植物組織培養(yǎng)教學(xué)的本土內(nèi)容，優(yōu)化地方本科院校植物組織培養(yǎng)教學(xué)的校本形式，滿(mǎn)足地方本科院校不同學(xué)生對(duì)植物組織培養(yǎng)教學(xué)的差異化需求，極大程度上可以促進(jìn)植物組織培養(yǎng)技術(shù)技能型人才創(chuàng)新能力的提高。因此，植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)應(yīng)以本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)為基點(diǎn)。

5.2 植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)應(yīng)重視學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)

批判性思維是通過(guò)對(duì)已有的思想或證據(jù)材料進(jìn)行回顧、評(píng)價(jià)和修改。在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的批判性思維培養(yǎng)意味著需要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生說(shuō)明問(wèn)題、質(zhì)疑論證和批判辯論的權(quán)利，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)入理性傳統(tǒng)所支撐的態(tài)度、傾向和精神[10]，這與ADI 教學(xué)的內(nèi)涵價(jià)值殊途同歸。諸多研究表明，植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)中的“組培實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”、“組培初步論證構(gòu)建”、“組培論證會(huì)議實(shí)施”、“撰寫(xiě)組培研究報(bào)告”等環(huán)節(jié)可顯著培養(yǎng)學(xué)生植物組織培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和植物組織培養(yǎng)科學(xué)思維方式，學(xué)生在植物組織培養(yǎng)理論知識(shí)內(nèi)化的同時(shí)，也潛移默化培養(yǎng)了植物組織培養(yǎng)批判性思維，掌握了植物組織培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新方法。

5.3 植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)應(yīng)重視雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)

真正實(shí)現(xiàn)本科層次植物組織培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)，需要加強(qiáng)植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)。植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)雙師型教師隊(duì)伍的壯大可以顯著提升植物組織培養(yǎng)本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。研究表明，本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)過(guò)程的主導(dǎo)者是植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)雙師型教師，植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)雙師型教師可積極參與本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建以及本科層次技術(shù)技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提升。本科層次植物組織培養(yǎng)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的順利實(shí)施，要求植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)主講教師的理論知識(shí)豐富、技術(shù)技能扎實(shí)、教學(xué)能力深厚。植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)雙師型教師隊(duì)伍可通過(guò)內(nèi)培外引、專(zhuān)兼結(jié)合的方式進(jìn)行建設(shè)，本校專(zhuān)職教師可根據(jù)學(xué)校實(shí)際進(jìn)行方向引導(dǎo)大力培育，外校兼職教師可根據(jù)植物組織培養(yǎng)課程需要和植物組織培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)積極引進(jìn)，目的是切實(shí)提高校企雙方一體化培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)本科層次技術(shù)技能型人才的水平和質(zhì)量。

5.4 植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)應(yīng)重視教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展

植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)對(duì)主講教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展要求很高。植物組織培養(yǎng)主講教師對(duì)ADI教學(xué)的認(rèn)識(shí)直接影響到植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)的順利實(shí)施以及學(xué)生對(duì)ADI論證的理解。在植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)中，教師需要幫助學(xué)生利用論證的方法來(lái)探究和完善植物組織培養(yǎng)知識(shí)和技能，植物組織培養(yǎng)主講教師必須具有豐富的ADI 論證方面知識(shí)，能充分理解植物組織培養(yǎng)科學(xué)論證的結(jié)構(gòu)和如何進(jìn)行植物組織培養(yǎng)科學(xué)論證。

5.5 植物組織培養(yǎng)ADI 教學(xué)應(yīng)重視教學(xué)效果評(píng)價(jià)工具的開(kāi)發(fā)

目前ADI教學(xué)效果評(píng)價(jià)工具主要有科學(xué)知識(shí)評(píng)估工具[11]、科學(xué)寫(xiě)作評(píng)估工具[11]、行為任務(wù)評(píng)估工具[12]、SSUI（the student understanding of science and scientific inquiry）評(píng)價(jià)工具[13]、ASAC（assessment of scientific argumentation in the classroom）評(píng)估工具[14]等。但是這些工具對(duì)于每一門(mén)課程并不是萬(wàn)能的。如何設(shè)計(jì)一個(gè)信效度非常高的植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)評(píng)價(jià)工具，也是植物組織培養(yǎng)ADI教學(xué)實(shí)施后需要解決的重要課題。