本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式的应用

洪森荣，李芸芸，刘佳凝

(上饶师范学院 生命科学学院，江西 上饶，334001)

0 引言

加强本科层次技术技能型人才培养，是构建地方本科院校新发展格局、推动地方本科院校高质量发展的题中之义[1]。习近平总书记一直关切本科层次技术技能型人才的培养，多次发表重要讲话、作出重要指示、提出关键研判，形成了本科层次技术技能型人才培养系列论述，为本科层次技术技能型人才培养提供了价值指引、目标要求和路径遵循[2]。研究表明，传统的技术技能型人才培养普遍停留在单一技术的功能用途、操作技巧、适用范围等浅层显性知识层面，而对技术知识的交叉融会、迁移创新等更深层隐性知识涉及较少，至于团队协作、职业精神等综合人文素养尚无关注[3]。鉴于此，地方本科院校应进行教学模式的改革，提供广视角和深层次相结合的教学内容体系，通过设计性学习让学生接触技术发展的“瓶颈性”前沿知识，通过论证性学习让学生探究从原始技术创新到产业规模应用的“卡脖子”技术问题，培养学生批判性思维力、探索创造能力和自由求真精神[4]。在国际科学教育领域，从 20 世纪 80 年代末开始重视基于科学论证的教学干预，Sampson等[5]以建构主义理论和认知学习理论为基础提出的ADI 教学模型是本科层次技术技能型人才培养的合理选择。ADI 教学模型强调知识不是简单迁移，而是浸入式教学，开展论证式实验探究活动，学生通过科学论证获得知识和技能[6]。Sampson 团队将ADI教学模式分为八个教学步骤，即提出研究问题、收集、分析数据或资料、构建论据、展开论证、创建书面研究报告、交互评价、修正并再次提交评价、讨论反思[7]。目前，在生物农林类课程教学中采用ADI 教学模型的研究尚未见报道。植物组织培养是20世纪初以植物生理学为基础发展起来的以实践和应用为主的植物生物技术，是生物科学、生物技术、园林、园艺专业与生物农林中药材行业密切相关的生物工程领域现代职业教育核心课程，也是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力的有效载体，更是教育部、农业部、国家林业局共同组织实施“卓越农林人才教育培养计划”的主干课程(教高函[2014]7号)[8]。本文将在本科层次技术技能型人才培养视域下，围绕植物组织培养教学中普遍存在的以教师为中心、学生被动学习、能力培养受限、学习动机削弱、逻辑推理欠缺、学生学过即忘等问题，实施ADI教学模式，旨在切实推进具有熟练专业技能、批判思维习惯和合作学习能力的植物组织培养技术技能型人才培养。

1 对象与方法

1.1 对象

上饶师范学院生命科学学院生物科学专业2018级(1)班(对照班，40人，5男35女)和生物科学专业2019级(1)班(试验班，64人，14男50女)。对照班和试验班均是理科生且高考成绩、年龄等无明显差异。

1.2 方法

对照班按照传统的教材《植物组织培养(第二版)(玉带、陈劲枫)》进行LBL(Lecture-based Learning)教学模式(以教师授课、学生听课为主的传统教学模式)讲授，试验班实施ADI教学模式[9]。ADI教学模式，1)引出主题，根据主题创设植物组织培养问题情境，明确植物组织培养研究目标，吸引学生注意力和兴趣；2)收集并分析数据，学生小组合作学习植物组织培养，通过植物组织培养实验收集并分析数据；3)形成初步论证，学生初步形成植物组织培养主张、证据和推理；4)开展论证会议，分若干小组进行植物组织培养论证会议，每个学生表述自己植物组织培养观点，给出支持植物组织培养观点的证据和推理，发言者如果认同其他学生植物组织培养意见，可以根据其他学生评价修改完善自己植物组织培养论证；如果不同意，则提出反驳，提供植物组织培养反证证据；5)书面论证实验报告，学生需要根据植物组织培养实验及植物组织培养课堂小组论证会议完成植物组织培养实验报告；6)“双盲”评议表(隐去学生姓名和小组名，含“双盲”评审标准和反馈信息)，教师将学生的植物组织培养实验报告分发给其他学生，学生利用“双盲”评议表给植物组织培养实验报告打分；7)修改实验报告，植物组织培养实验报告由教师给予等级和评语，返还给作者修改；8)总结反思，植物组织培养书面实验报告最终修改完成后，教师需要引导学生讨论反思植物组织培养实验方案。

1.3 ADI教学效果

对照班和试验班的植物组织培养课程理论期末考核采用闭卷考试形式。期末考试试卷包括填空题(10分)、选择题(20分)、名词解释(30分)、问答题(40分)4种题型，其中问答题着重考查学生植物组织培养技术技能实际应用能力。试验班植物组织培养课程结束后，评判性思维能力测量采用彭美慈等[10]修订的评判性思维能力测量表中文版(CTDI-CV，Critical Thinking Disposition Inventory-Chinese Version)问卷表从寻找真相、开放思想、分析能力、系统化能力、评判性思维的自信心、求知欲和认知成熟度7个维度进行问卷调查；批判性思维技能测试题参考姚晓红博士论文对批判性思维技能自主命题的内容[11]，根据加利福尼亚批判性思维技能测试(The California Critical Thinking Skills Test，简称CCTST)中“分析、评价、推理”3个核心技能的主旨和内涵设计题目；植物组织培养学习兴趣量表参考胡象岭教授所编制的物理学学习兴趣量表的内容[12]，充分考虑学生的身心特征和植物组织培养的课程特点编写；科学态度量表采用洪瑞儿等[13]编制的科学态度量表，共 4 个维度(科学学习自我效能、科学兴趣、团队意识、参与度)；科学论证倾向量表采用Infante等所编制的科学论证倾向量表[14]，该问卷包含两个维度(倾向接受论证、避免接受论证)，倾向接受论证是正向的，避免接受论证则是负向的。

1.4 数据处理

以上期末考试和问卷调查均重复3次，所有数据表示为Mean(平均值)±SD(标准差)，数据用SPSS25.0软件进行One-Way ANOVA分析，再进行LSD法检验，P<0.05为有统计学差异显著性。

2 结果与分析

2.1 批判性思维倾向分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用前后学生批判性思维倾向的问卷调查结果如表1所示。CCTDI-CV的总分为420分，得分250分是正性和中性表现的分界线。由表1可知，试验班ADI教学模式应用前学生得分最高332分，最低分136分，平均分238.65分，显著低于正性和中性表现的分界线(250)，说明试验班ADI教学模式应用前学生批判性思维尚未达标。ADI教学模式应用后学生批判性思维倾向的问卷调查结果表明，试验班ADI教学模式应用后学生得分最高408分，最低298分，平均342.84分，显著高于正性和中性表现的分界线(250分)，说明试验班ADI教学模式应用后学生批判性思维能力显著提高。对照班和试验班学生批判性思维倾向的现状调查结果如表2所示。从表2可知，与对照组学生植物组织培养传统LBL教学模式相比较，试验班学生在植物组织培养ADI教学模式应用后在CTDI-CV寻找真相、开放思想、分析能力、系统化能力、评判性思维的自信心、求知欲和认知成熟度7个维度上测评分上均具有显著差异。说明本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式可以显著促进学生批判性思维倾向增强。

表1 本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用前后试验班学生批判性思维倾向分析

表2 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班评判性思维倾向分析

2.2 批判性思维技能分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用前后学生批判性思维技能的问卷调查结果如表3所示。批判性思维技能测试共有12 道题，总分为24分，≥20分为批判性思维技能强，15～20分说明批判性思维技能较强，10～15分说明批判性思维技能较弱，<10分说明批判性思维技能弱。由表3可知，试验班ADI教学模式应用前学生得分最高分18分，最低分0分，平均8.63分，显著低于中位数10分，说明试验班ADI教学模式应用前学生批判性思维技能尚未达标，批判性思维技能中等偏弱，提升空间较大。ADI教学模式应用后学生批判性思维技能的问卷调查结果表明，试验班ADI教学模式应用后学生得分最高24分，最低14分，平均20.24分，显著高于中位数10分，说明试验班ADI教学模式应用后学生批判性思维技能显著增强。对照班和试验班学生批判性思维技能的问卷调查结果如表4所示。从表4可知，与对照班学生植物组织培养传统LBL教学模式相比较，试验班学生在植物组织培养ADI教学模式应用后在批判性思维技能3个维度(分析技能、推理技能和评估技能)上测评分上均具有显著差异。说明本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式可以显著促进学生批判性思维技能提高。

表3 本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用前后试验班学生批判性思维技能分析

表4 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班评判性思维技能分析

2.3 学习兴趣分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用前后学生学习兴趣的问卷调查结果如表5所示。由表5可知，对照班和试验班学生学习兴趣问卷的得分无显著性差异，可以作为实验对象。对照班学生经过植物组织培养传统LBL教学模式后，其学习兴趣问卷的得分与植物组织培养传统LBL教学模式应用前仍无显著性差异；试验班学生经过植物组织培养ADI教学模式后，其学习兴趣问卷的得分与植物组织培养传统ADI教学模式应用前具有显著性差异，且与对照班学生经过植物组织培养传统LBL教学模式后的学习兴趣问卷得分也具有显著性差异。说明ADI 教学模式能显著提高学生对植物组织培养的学习兴趣。

表5 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班学习兴趣分析

2.4 科学态度分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用的科学态度问卷调查结果如表6所示。由表6可知，本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班在科学态度4个维度(学习自我效能、科学兴趣、团队意识、参与度)和科学态度总分上均具有显著性差异，ADI 教学模式能显著提高学生对植物组织培养的科学态度。

表6 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班科学态度分析

2.5 科学论证倾向分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用的科学论证倾向问卷调查结果如表7所示。由表7可知，本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班在科学论证倾向2个维度(倾向接受论证、避免接受论证)和科学论证倾向总分上均具有显著性差异，ADI 教学模式能显著提升学生对植物组织培养的科学论证倾向。

表7 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班科学论证倾向分析

2.6 期末考试成绩分析

本科层次技术技能型人才培养视域下ADI教学模式应用的期末考试成绩分析结果如表8所示。期末考试试题中的问答题着重考查学生植物组织培养技术技能实际应用能力。由表8可知，与对照班学生相比较，试验班学生在植物组织培养ADI教学模式应用后在期末考试成绩上具有显著差异，说明，本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式的应用可以显著促进学生植物组织培养技术技能实际应用能力的提高。

表8 本科层次技术技能型人才培养视域下植物组织培养ADI教学模式应用后对照班和试验班期末考试成绩分析

3 讨论

3.1 ADI教学与批判性思维

植物组织培养ADI教学强调论证研究，看重知识内化，着眼思维创新，落脚技能精熟，培养工匠精神，建构概念支架和论证支架，以见习实践验证理论知识，以操作技能质疑原理定义，以缜密思维推理设计缺陷，每一环节均渗透批判性思维的培养。表明可以通过植物组织培养ADI教学影响批判性思维，且相互关系是正向的，即越能积极投入到植物组织培养ADI学习活动中，越能提高其植物组织培养批判性思维水平。

3.2 ADI教学与学习兴趣

植物组织培养ADI教学摆脱了传统植物组织培养LBL教学的沉闷呆板，以学生为主体，引导学生得出正确结论，学生学习植物组织培养积极性高，持续时间长。植物组织培养ADI教学在论证时呈现植物组织培养丰富背景材料和植物组织培养真实情境引发学生学习兴趣。植物组织培养ADI教学的课后持续讨论相关论点论据，激发学生学习植物组织培养主动性。

3.3 ADI教学与科学态度

科学态度是植物组织培养ADI教学中的一个重要方面。首先科学态度是获得牢固植物组织培养知识和技能的重要保证。培养学生植物组织培养科学态度可以在植物组织培养ADI教学中设计不同的教学方法，比如PBL和CBL教学方法，只要把植物组织培养ADI教学的全过程，作为培养学生植物组织培养科学态度的重要环节，深挖教材植物组织培养ADI教学内容，综合、交替地运用各种具体教学方法，持之以恒，有计划、有目的地完成植物组织培养ADI教学，学生的植物组织培养科学态度必定会形成，植物组织培养科学素质也将日渐提高。

3.4 ADI教学与科学论证能力

与植物组织培养传统LBL教学相比，植物组织培养ADI教学可以形成学生的科学探究论证能力，使学生掌握植物组织培养科学论证方法，初步具备植物组织培养科学思维和科学论证认知，学生通过小组合作表达植物组织培养观点，倾听其他学生植物组织培养意见，通过思维碰撞促进学生植物组织培养能力(自我效能感、科学兴趣和团队意识)提升。