基于工作過程系統(tǒng)化的研學(xué)課程設(shè)計(jì)
——以植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)為例

喻娜，任思惠

（1.廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 廣安；2.廣安市教科所，四川 廣安）

“工作過程”這個(gè)概念是德國教育界在1996年提出的，之后發(fā)展成為了工作過程導(dǎo)向的課程教育理念，本旨“在企業(yè)里為完成一件工作任務(wù)而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序，并獲得工作成果”[1]。其含義體現(xiàn)在兩個(gè)層面上，包括外在形式和內(nèi)在實(shí)質(zhì)，具體的工作步驟、環(huán)節(jié)、流程或程序，是其外在形式上的體現(xiàn)；在工作程序或者環(huán)節(jié)中加入了個(gè)體的思維與能力是內(nèi)在的實(shí)質(zhì)方面的體現(xiàn)[2]。工作過程系統(tǒng)化則是指基于真實(shí)的工作情景對(duì)工作任務(wù)進(jìn)行思路序化的梳理，由此產(chǎn)生的具有偶然性的，高度個(gè)性化的個(gè)體的策略和經(jīng)驗(yàn)，因此更多的是工作過程的內(nèi)在實(shí)質(zhì)層面的反映[3]。工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)，指的是課程教學(xué)和工作任務(wù)系統(tǒng)化的過程相結(jié)合，將課程知識(shí)融入任務(wù)的系統(tǒng)化的工作程序進(jìn)行教學(xué)[4]。同時(shí)以學(xué)生為中心對(duì)課程知識(shí)體系的重構(gòu)與設(shè)計(jì)，按照工作的流程來組織知識(shí)，設(shè)置情景，讓學(xué)生通過完成任務(wù)的方式掌握知識(shí)，進(jìn)而幫助學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn)和技巧，達(dá)到完整的思維訓(xùn)練[5]。因此，工作過程系統(tǒng)化課程模式既能發(fā)展學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)也能滿足社會(huì)職業(yè)崗位技能的需求，體現(xiàn)了以學(xué)生發(fā)展為中心的原則[6]。因此，工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)模式應(yīng)用廣泛，尤其是高等職業(yè)教育的不同學(xué)科得到體現(xiàn)，胡秀英在建筑CAD課程[7]，林健駿短視頻節(jié)目制作課程設(shè)計(jì)[8]，王師在應(yīng)用數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐[9]，竇瑋高職網(wǎng)店裝修的策略研究[10]，陳敏高職藥品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)課程改革研究運(yùn)用到工作過程系統(tǒng)化課程模式[11]。這種模式的課程教學(xué)更具有實(shí)用性和針對(duì)性，對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)具有支撐作用，能實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為社會(huì)培養(yǎng)并輸送符合實(shí)際需要的應(yīng)用型人才。工作過程系統(tǒng)化課程模式始終是圍繞“教中做，做中學(xué)，學(xué)中做”進(jìn)行的，鍛煉學(xué)生協(xié)作能力、學(xué)習(xí)能力、溝通能力和自主解決問題的能力，傳承工匠精神，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及技能，解決實(shí)際工作中的問題，提升綜合職業(yè)素養(yǎng)。

從查閱文獻(xiàn)的情況來看，工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方式在職業(yè)教育中也常常運(yùn)用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)這門學(xué)科中，肖海峻等[12]、金曉霞等[13]、江生泉等[14]和陳彬[15]等在植物組織培養(yǎng)教學(xué)過程中，注重知識(shí)的技術(shù)性、應(yīng)用性、職業(yè)性及以學(xué)生為主體等特點(diǎn)，以工作過程為導(dǎo)向組織教學(xué)的模式，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，全面培養(yǎng)學(xué)生的各方面的能力，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量，并推動(dòng)其它課程的改革。

一 主題課程來源分析

研學(xué)課程以創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為手段，以全面發(fā)展的素質(zhì)教育為目標(biāo)，是校外教育及落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要形式，因此研學(xué)課程設(shè)計(jì)不僅要符合教育規(guī)律，還要結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力，體驗(yàn)與實(shí)踐的過程，體現(xiàn)教育價(jià)值[16-17]。植物組織培養(yǎng)技術(shù)是生命科學(xué)當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)等行業(yè)，已經(jīng)滲透到了生命科學(xué)的其他領(lǐng)域，如：生物化學(xué)、植物生理學(xué)、基因工程、藥學(xué)、園藝學(xué)等，同時(shí)也是這些學(xué)科深入研究的一種必要技術(shù)和方法，因此植物組織培養(yǎng)技術(shù)是一門具有生命力的學(xué)科[18-19]，作為21世紀(jì)的青少年應(yīng)該認(rèn)識(shí)和熟悉這門科學(xué)技術(shù)。因此課題組針對(duì)4-12年級(jí)的中小學(xué)生知識(shí)水平、認(rèn)知特征及學(xué)習(xí)需要，以植物組織培養(yǎng)技術(shù)為主題編寫研學(xué)課程的學(xué)習(xí)指南《植物組織培養(yǎng)研學(xué)手冊(cè)》。由于該研學(xué)課程屬于專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)含量高、實(shí)操性強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，設(shè)計(jì)了共包含“植物組織培養(yǎng)原理”“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)”“培養(yǎng)基及配制”“外植體接種技術(shù)”“試管苗的移栽”五個(gè)主題課程，每個(gè)主題設(shè)計(jì)多樣化的活動(dòng)，旨在讓學(xué)生在研學(xué)旅行中感知生命，體驗(yàn)科學(xué)，形成核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)“五育”并舉，提高研學(xué)課程的教學(xué)實(shí)效。

其中主題課程二“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)”是基于學(xué)生在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的概念認(rèn)識(shí)上的一個(gè)重要理論基礎(chǔ)，學(xué)生通過課題一“植物組織培養(yǎng)的原理”的學(xué)習(xí)了解了植物組織培養(yǎng)的概念和原理，植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)這一主題比較抽象，需建立在整個(gè)組培工作過程系統(tǒng)化的理論基礎(chǔ)上來進(jìn)一步完成[20]。以工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)模式來增強(qiáng)這類實(shí)踐課內(nèi)容的連貫性，以植物組織培養(yǎng)的完整工作流程為主線，以要求學(xué)生掌握的組培實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的相關(guān)性為依據(jù)，以具體的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)工作過程作為承載主體，按照工作系統(tǒng)化設(shè)計(jì)課程實(shí)施的相關(guān)步驟，將重要的理論知識(shí)穿插融合到具體的工作過程當(dāng)中，使植物組織培養(yǎng)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能有機(jī)融合[13]。

在基于植物組織培養(yǎng)工作的系統(tǒng)化流程的基礎(chǔ)上，該主題設(shè)置了四個(gè)活動(dòng)，在活動(dòng)過程中培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察、分析提煉、討論總結(jié)、獨(dú)立思考和互助合作的能力，最終使學(xué)生掌握整個(gè)植物組織培養(yǎng)系統(tǒng)化的工作流程。因此在本主題教學(xué)中注重突出知識(shí)的技術(shù)性和應(yīng)用性特點(diǎn)，按植物組織培養(yǎng)的系統(tǒng)工作過程的不同工作環(huán)節(jié)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)分解，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐技能與理論知識(shí)的整合，并轉(zhuǎn)化為由專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐操作所構(gòu)成的研學(xué)主題內(nèi)容，使學(xué)生在研學(xué)過程中盡可能地體會(huì)與組織培養(yǎng)系統(tǒng)工作過程有關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)，促進(jìn)理論知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的深度融合，從而使研學(xué)效果事半功倍[21]。

二 主題課程目標(biāo)

在新時(shí)代背景下，依據(jù) “立德樹人、產(chǎn)教融合、五育并舉”的新要求，將研學(xué)課程“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)”基于工作過程系統(tǒng)化模式開展教學(xué)，設(shè)置以下課程目標(biāo):

（1）基于真實(shí)的工作情景，系統(tǒng)地感受、認(rèn)識(shí)植物組織培養(yǎng)工作過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的興趣。

（2）觀察科學(xué)、嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)過程，領(lǐng)會(huì)精益求精科技的力量，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（3）基于組培工作過程系統(tǒng)化，認(rèn)識(shí)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)系統(tǒng)化的科學(xué)思維。

（4）基于植物組培工作各環(huán)節(jié)的連續(xù)性，為學(xué)生建立起對(duì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的宏觀認(rèn)識(shí)。

三 安全教育

基于“安全第一”的理念，在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)了緩沖室，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員將在這里閱讀《實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則》，接受實(shí)驗(yàn)安全教育。教師將實(shí)驗(yàn)室安全教育貫穿整個(gè)教學(xué)過程，特別強(qiáng)調(diào)需要注意的事項(xiàng)：

（1）對(duì)植物組織培養(yǎng)過程中使用的酒精燈、高壓滅菌鍋、純水儀等儀器操作要規(guī)范，酒精、升汞、雙氧水等藥品的使用要注意。

（2）由于實(shí)驗(yàn)室涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)施及化學(xué)容器，參觀學(xué)習(xí)過程中教師必須隨時(shí)監(jiān)控和干預(yù)學(xué)生不恰當(dāng)行為。

（3）反復(fù)提醒學(xué)生必須注意安全、嚴(yán)格遵守相關(guān)紀(jì)律等事項(xiàng)。

四 基于工作過程系統(tǒng)化的情景設(shè)計(jì)

通過研學(xué)手冊(cè)上展示的植物組織培養(yǎng)工作流程圖讓學(xué)生系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)到常規(guī)的植物組織培養(yǎng)的工作過程為：培養(yǎng)器皿的清洗；培養(yǎng)基的配制、分裝、封口和高壓滅菌；外植體的滅菌與接種；培養(yǎng)；生根培養(yǎng)；試管苗的煉苗和移栽及管理。

根據(jù)工作過程，按照功能分布，植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室常常設(shè)置7個(gè)部分，分別是緩沖室（更換衣物）、洗滌室（培養(yǎng)器皿的清洗）、藥品配制室（培養(yǎng)基的配制）、滅菌室（培養(yǎng)基滅菌）、接種室（外植體的滅菌與接種）、培養(yǎng)室（培養(yǎng)和生根培養(yǎng)）、煉苗室（試管苗的馴化和移栽）。為便于培養(yǎng)瓶和植物的搬運(yùn)，減少培養(yǎng)污染，實(shí)驗(yàn)室根據(jù)植物組織培養(yǎng)的工作過程，常常采用環(huán)形的房間布局：緩沖室→洗滌室→藥品配制室→滅菌室→接種室→培養(yǎng)室→煉苗室→洗滌室。因?yàn)橹参锝M織在整個(gè)流程中培養(yǎng)時(shí)間最長，因此在培養(yǎng)室中停留的時(shí)間最長，為了使培養(yǎng)規(guī)模最大化，實(shí)驗(yàn)室布局更加優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí)可以將部分功能室進(jìn)行組合，比如將緩沖室和洗滌室組合，將藥品配置室和滅菌室組合等。

五 課程實(shí)施

（一） 研學(xué)課程任務(wù)分析

《植物組組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)》主題課程，基于全面了解組培工作中所需要的最基本條件和工作過程，盡量做到合理布局，通常按照工作過程的程序先后，將實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)成一條連續(xù)的生產(chǎn)線，各個(gè)房間合理安排，工作方便，減少污染，節(jié)能環(huán)保，安全使用，避免環(huán)節(jié)錯(cuò)位，提高工作效率。

（二） 研學(xué)課程教學(xué)準(zhǔn)備

本主題研學(xué)課程要突出工作過程的連續(xù)性，需要從軟硬件設(shè)施、師資分配上突出專業(yè)性，研學(xué)基地需要模擬植物組織培養(yǎng)實(shí)際工作環(huán)境，場(chǎng)地需要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行布置，具備洗滌、消毒、培養(yǎng)基配制、外植體接種、組培苗移栽等功能；教學(xué)資源配置包括學(xué)生研學(xué)手冊(cè)、教師實(shí)施指南、研學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)等；師資建議由校內(nèi)專業(yè)教師負(fù)責(zé)。

（三） 研學(xué)課程實(shí)施過程

在針對(duì)《植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)》主題課程的實(shí)施流程設(shè)計(jì)中，在植物組織培養(yǎng)工作過程系統(tǒng)化下設(shè)置的學(xué)習(xí)情境，對(duì)照實(shí)際工作流程進(jìn)行教學(xué)化處理，設(shè)置了四個(gè)活動(dòng)（圖1）。

圖1 主題課程的實(shí)施流程設(shè)計(jì)

活動(dòng)一學(xué)生閱讀《實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則》，并由指導(dǎo)教師介紹實(shí)驗(yàn)室守則、有關(guān)安全注意事項(xiàng)及本主題活動(dòng)的目的。

活動(dòng)二通過指導(dǎo)老師講解組培實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建情況，學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室并討論出實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)按植物組培工作過程的先后順序安排成一條連續(xù)的生產(chǎn)線，避免中間環(huán)節(jié)混亂；植物組織培養(yǎng)需要光照，控制一定的溫度，因此應(yīng)考慮節(jié)省能源，可分利用自然光，同時(shí)房間設(shè)計(jì)要便于溫控；保證絕對(duì)清潔，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置應(yīng)防止鳥類、昆蟲、鼠類等動(dòng)物進(jìn)入，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的頂棚、墻壁和地面等設(shè)計(jì)要考慮減少灰塵的進(jìn)入；為不給培養(yǎng)過程帶來污染，要考慮在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合適的位置安裝的洗手池，在適宜的位置設(shè)計(jì)下水道；確保安全，實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)有報(bào)警裝置、消防火栓等安全設(shè)施。

活動(dòng)三在教師的引導(dǎo)下，通過學(xué)生小組討論總結(jié)出植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的原則：功能齊全、布局合理、環(huán)境清潔、易于滅菌。并通過展示分享，小組間進(jìn)行互評(píng)，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

活動(dòng)四根據(jù)本次參觀組培實(shí)驗(yàn)室的收獲每一個(gè)同學(xué)完成一個(gè)組培實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案，并通過簡圖來呈現(xiàn)。選取優(yōu)秀的作品進(jìn)行展示，教師根據(jù)設(shè)計(jì)簡圖布局合理性、能否降低成本、是否考慮節(jié)能和安全等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

整個(gè)教學(xué)過程順應(yīng)植物組織培養(yǎng)系統(tǒng)性的工作過程進(jìn)行，始終遵循以學(xué)生為主體的原則，加入講解、小組討論、展示、互評(píng)、點(diǎn)評(píng)等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生完成情景任務(wù)，在實(shí)踐中鞏固技能、獲得經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，教師做好引導(dǎo)、建議、答疑等輔助工作，讓學(xué)生在研學(xué)過程中，除了理論技術(shù)上的學(xué)習(xí)，還能獲得更多經(jīng)驗(yàn)上的引導(dǎo)。

六 結(jié)語

基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)模式具有系統(tǒng)性、真實(shí)性的優(yōu)勢(shì)，因此獲得更多實(shí)踐類課程教學(xué)設(shè)計(jì)的支持。本研究基于植物組織培養(yǎng)工作過程系統(tǒng)化的操作流程，通過學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)、典型工作任務(wù)分析和教學(xué)實(shí)施方案的制定，對(duì)《植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)》主題課程進(jìn)行了系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計(jì)，使研學(xué)課程更適合中小學(xué)生研學(xué)的學(xué)情，讓學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐同步進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣和能力。在課程實(shí)施的過程中，注重安全教育，以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，對(duì)于難點(diǎn)能夠經(jīng)過小組合作的共同努力進(jìn)行解決，很好地體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并能還發(fā)揮每位成員的特長，培養(yǎng)學(xué)生不怕困難、積極探索的正確學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)他們的探索欲和工作主動(dòng)性。研學(xué)過程中融入價(jià)值的引領(lǐng)，以達(dá)到深化育人的目的，學(xué)生在不斷地“做”的過程中學(xué)會(huì)做人做事的基本道理，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)，在行動(dòng)中實(shí)踐自主探索、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、遵紀(jì)守法等，更好地實(shí)現(xiàn)了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。本課題是在工作過程系統(tǒng)化下設(shè)置的學(xué)習(xí)情境，學(xué)生在不斷比較、遷移、內(nèi)化的過程中學(xué)會(huì)主動(dòng)思考，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而提高了學(xué)生科學(xué)探究的能力[22]。

但基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)對(duì)工作過程系統(tǒng)化的情景模擬有比較高的要求，對(duì)教學(xué)設(shè)備設(shè)施要求較高，對(duì)指導(dǎo)老師有更高的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的要求，因此需要指導(dǎo)老師在課前做好充足的準(zhǔn)備，不僅要對(duì)理論知識(shí)熟悉，還要具有操作經(jīng)驗(yàn)，熟悉整個(gè)工作流程，同時(shí)還要掌握教學(xué)技巧，使教學(xué)過程游刃有余，才能保證研學(xué)的高效率。