从操作引导图到技术思维：以高职工科为例

徐月华

高职教育的本质特征在于，它是由实践性知识构成的，由此形成了与普通高等教育最本质的区分。技术思维则是符合高职教育规律的方式。从传统的学科思维转变为技术思维，对当前高职发展具有重大的意义，是高职教育摆脱普通教育思维方式，建立自己独立地位同时也显示高职教育的“高等教育”特征的重要标志。有了技术思维作底蕴，同时建立起与之相对应的教育结构体系，从整体上建立起符合这种思维方式的教育构架，改变传统的不符合规律的样式，是高职教育发展的必经之路。在这种转变中，操作引导图展示出强大的生命力，是技术思维的突出展示。操作引导图并不以掌握知识为目的，而是掌握操作技能。它充分体现技术思维的特征，具有规范、精炼和严谨的特点，能提高解决问题的有效性，培养学生的技术、动作思维（更多的是一种思路），形成对系统的整体把握能力，达到事半功倍的效果。

一、高职教育中的操作引导图

（一）操作引导图的意义与价值

现行高职教育的不少教材、参考书等，很大程度来自普通高等教育的改编，基本都是单一冗长的文字描述，这些抽象符号很难被教师尤其是高职学生理解。教材、参考书等即使有图，也是工作原理图及机构框图之类，结构框图能直观清晰地展示设备或系统的静态结构和组成，工作原理图用抽象和符号展示部件工作原理，不给出部件间各部分的接线，两者均无法反映实际操作的顺序、功能和现象，因此，不适宜于技能训练，更不便于指导施工。在当前，高职教育中的机電安装调试有I/O图指导接线，有流程图指导编程，但缺乏安装调试维修方面的指导图，而安装调试维修等却是高职机电类学生的主要从业岗位要求。

一般而言，通过文本描述或者口头语言，都可以对操作流程进行描述，首先做什么，其次做什么，再次做什么，最后怎么样。不同之处在于，文本可以描述得很详尽，每一步都可以进行细致描述，但同时会花费较多笔墨，并且不能保证描述与实际之间的精准对应。口头的叙述，增加了视觉功能，增加了描述的精准度；但更具有个性化特征，容易遗漏，不易记忆，只适合临时的小范围的传递。

如何简单、清晰、有步骤及便于阅读地将整个过程描述出来是策划首要考虑的问题，这关系先进的工艺、技术和流程可以在何种程度被其他人理解和接受。此时，操作引导图是一种很好的方式。

对于对程序方面有了解或稍微接触过编程语言的学生来说，操作引导图的样式和优点显而易见。所谓操作引导图，主要是指表述工作流程的框图，它能以图形方式有条理地表达工作流程。操作引导图里有一些固定格式的框图，如判断框等。

操作引导图用丰富的、简洁直观的框架性结构，引导师生充分挖掘操作设备的内在运动机理，按功能不同，构建不同的操作引导图、故障检测图等。表达循环功能时，构建操作引导图的必要性，动态地做到实际（空间位置）、运动节图（条件、操作、现象、结果）、工作逻辑与次序等尽可能地直观显现，大脑、手脚、机械设备配合，更好地实现系统功能。

（二）操作引导图训练：技术思维的具体构建

建构主义认为，个体的知识在具体情景中建构才富有意义。要让学生具有良好的技术思维，首先必须让学生具有清晰的认知结构，同时在具体情境中激活这些结构。知识传递能力的迁移，如果以结构呈现则效率会更高，因此，应注重学生认知结构的构建，获得结构化的知识。同时在整体思维下，学生的行动效果更高，动作思路更清晰。

教学中，教师充分利用图式结构实现认知、沟通、检测、安装等过程，可以使教学过程简单直观，高效率。图式训练至少具有以下优点：（1）使内容更加系统、直观和简捷，更具有条理性，促进学生形成比较完整、清楚的认识结构。（2）开发学生识图能力、绘图能力和图文表达能力，按图组装、操作、维修等行动能力。（3）清理思路。整理资料的过程也是清理思路，架构知识、实物及流程图的过程。只有经常积累，在遇到类似问题时，才能激活已有的技术图式或操作引导图式。

在学科教学中，图式显示的是学科的逻辑，按照学科的逻辑进行构建，从而可以最大限度地促进学生对学科知识的领会和掌握。例如用系统框图说明系统的主要组成及其功能；用电路原理说明系统的工作原理。

而在高职教学中，是否可以用同样的图式？答案是否定的。既然二者具有不同的学习思路，则必然需要与之相合的具有不同思维特征的图式。学科式教学利用图式，主要呈现知识的结构，有利于讲授的教学方式；而技术教学，则融合了演示、独立合作、小组合作，对抗性训练，循环式训练等多样化的形式，更多地展示操作技能。

高职教育的本质是技术教育，因此，高职教育中实操实训是否遵循了技术思维的逻辑、是否形成符合本项目特点的科学训练思想和方法对技能学习以及解决复杂技术问题显得非常重要。以下将以高职教育的机电专业为案例，介绍一种将复杂真实工作任务转化为操作引导图，并根据操作引导图进行安装、接线、编程、调试、评分的方法。

操作引导图展示的不是知识逻辑推理的过程，而是按动作逻辑与次序，用这种图辅助教学，不论在学科教学还是技术教学中，其促进作用都非常显著。

1.安装调试引导图

随着机电发展的系统化和日渐精密，机电安装调试功能开始变得复杂，容易遗漏功能。而安装调试引导图正好可以化繁为简，直观明了、清晰、有步骤地完成复杂任务。在多年的与企业工程师打交道过程中，笔者发现在操作前一种草图对提高操作效果十分有效，尤其用来指导现场复杂（如自动循环往返系统）操作更省时省力，提高操作的一次性成功率与准确性。如图1即为这种经过提炼的自动生产线安装调试引导图。用□表示操作，用○表示动作结果，将操作条件、操作后出现的现象、操作顺序、各操作间的关系非常直观地、清晰地画在一起，指导安装、调试、评分，清晰思路、提高效率。

在图1中，以自动生产线的自动分拣和传输控制功能为例，要求能对已加工的工件进行分拣和传输。用传感器检测工件，用变频器控制传送带的速度，机械手进行位置搬运，按钮启动，指示灯指示运行状态，电磁铁驱动推杆等；待分拣的工件有不同颜色、不同材质、不同数量；运行状态包括运行、停止，运行包括顺序运行、往返运行、正常运行、故障条件下运行；停止包括正常停止、到位停止、急停等多种状态，初始状态、停止后又来电的状态，以及多种子任务。任务越错综复杂，功能实现越困难。但提炼成图1后，由于操作引导图的可读性好，对称性强，子任务联接清晰，能很好地指导编程、调试。

如果在图上，给功能、参数都配好得（扣）分，将成为评分细则的重要补充。如表1所示，传统评分表由于冗长，操作起来容易漏项、误判，而使用该操作引导图评分，不仅直观、简洁，而且误判、漏判、误判率低，还比较容易发现配分比是否得当。

2.故障诊断与维修引导图

当系统复杂，可能存在故障较多时，用阶梯式故障诊断与维修引导图进行排除，可以起到事半功倍的作用。如在图2所示，指导维修的一种实用阶梯式故障诊断与维修引导图，由条件（输入）、故障现象（输出）、具体操作方法等组成，是将故障项目、故障检查方法、故障原因以及解决措施等综合在一起，右边为故障类型、常规故障现象汇总（或故障代码），左边阶梯式标出子故障现象及对应的操作、工具等。

检查过程针对故障现象，分析故障产生原因，实施具体操作。所以首先要求各故障现象、故障部位、对应解决措施，有一个整体经验积累；其次要求思路清楚，分解成一个个联系紧密功能独立的子过程。一个子过程被检验后，得出“是”与“否”的结论。当结论为

图2阶梯式故障诊断与维修引导图“是”时，顺利进入下一个子过程；反之，则提出相应的解决办法。问题解决后，再次被检验。直到出现“是”的结论。一个问题不解决，无法进入下一个子过程。这样手脑并用，循序渐进，阶梯式解除所有故障。

根据系统的智能化程度，还可以创设故障诊断图、故障代码一览表等，指导现场操作。

二、从操作引导图到技术思维

（一）技术思维的意义与价值

操作引导图是技术思维的突出体现。所谓技术思维，具体是指在工程设计、阅读样品、技术操作等技术活动中，利用已经感知的材料，以相应的科学技术知识为依据，在头脑中进行分析、概括和综合，达到对技术的要求和原理一定的理解，从而获得能够设计出产品的样品和对原料加工成产品的能力。技术思维是了解、认识和解决技术问题的思考过程，是解决技术问题的思路，具有间接性、概括性和综合性特点。简单地说就是动脑的过程。在教育学意义上，与技术思维对应的是学科思维。相对于主要面对技术的前者，后者主要面对知识。知识和技术的差异，导致了两种不同的思维样式。

从本质上说，知识与技术是两种事物。前者反映各种事物、事件特征的信息；这种信息不随经历不同而变化，被称为知识。后者是对经历各种事物、事件而得出的经验的特征的反映，被称为技术。技术是在运用知识解决问题的过程中所采取的种种动作方式。知识是技术的基础，技术是知识的应用。形成一定的技术有助于对相应知识的理解与巩固，还可以成为进一步获取新知识的一种手段。

技术思维作为一种方法论，是关于技术的本质和发展规律以及解决技术问题的系统思考。技术思维对技术规律的把握主要是归纳性思维，着重思维的概括性和综合性。解决技术问题主要采用发散性思维，强调思维的求异性。对于高职学生而言，应当培养技术工作思维方法，掌握用于技术预测的德尔菲法、技术方案决策的BS法（又称头脑风暴法）、技术方案可行性研究的SWOT分析法（Strength优势，Weakness劣态，Opportunities机遇，Threas挑战）。同时还应培养技术管理思维方法，譬如，PDCA循环法（即戴明环：Plan计划，Do执行，Check检查，Act纠正），6W法（What是什么，Why为什么，Who谁去做，Where在何地做，When在何时做，Way怎样做）以及ISO9000族为代表的国际先進技术管理方法等，以更好解决实际工程技术问题。[1]

运用技术思维的重要性表现在可以避免低效率、盲目地动手，发挥正常认识和解决技术问题的引导能力，发挥总结经验、改进技术、提高水平和不断创新的主导效能。

比如在职业技能操作中，有些选手感觉题目很简单，无论是硬件接线，还是软件编程，看起来都很熟悉。但一到调试阶段，才发现实际情况并非如此，不是接线有错，就是程序不对，功能实现不了，需要不断修改。这表明，对技术而言，手和脑是两种不同层面的“掌握”，二者并不等同，且需要密切配合。选手的失利并非在于未能掌握足够的技术，而在于并未形成清晰的技术思路，手和脑并未形成一种默契。结果可想而知。反之，一开始就注意思路的选手，开始可能会更慢，但沿着清晰的思路，草图、安装、编程，一步一个脚印，调试过程非常顺利。在这里，良好的实操习惯来自于清晰的技术思维，对选手的工作完成起到决定性作用。

（二）技术思维的培养

技术思维具有多开端性和多路性。例如，如果劳动者要把翔实的各种技术信息进行比较和归纳，则其技术思维可能从概念方面采取行动。首先，一一鉴别每一技术信息的特点，把它归入某一既定的类别。其次，对各类信息进行类比和归纳分析。最后，选择出所需的信息。如果劳动者要将某种方案按规定标准、式样予以具体化，则其技术思维可从形象入手。即根据方案的描述，先在脑中复现某一技术客体形象，接着通过一次次的尝试，用实物、模型或图式把这种形象具体化，然后进一步对这些尝试进行分析、比较、鉴别和修正，确定最佳的一种，最后把这种具体化的成果付诸实践。如果是查找技术问题，则是试探性的，技术问题不定或者现有的信息不明晰，那么其技术思维活动可能就是形象与实践反复交替的过程．即先对技术对象做出某种尝试性的假设，然后通过行动来检验它，再根据经验结果做出进一步的假设，然后再检验，再假设，再检验……直到取得确定的合乎要求的结果。

因此，技术思维可以归纳为两种类型：（1）将抽象的标准文件具体化。增强知识的直观性、生动性，提高信息的可利用度，激发学习兴趣。（2）将具体的信息抽象化。把翔实的各种技术信息进行比较和归纳，使感性材料、个别零碎的、缺乏联系的思维材料呈现出相关性，达到一定的熟练程度，可以得到综合性的结论，发现新的思想，从中汲取提炼出一般原理。

如何引导学生技术思维，大致应遵循以下路径：

1.结果来驱动——激发兴趣

技术思维形成中，实践经验至关重要，例如故障现象汇总、故障排除具体方法汇总等等。通过结果（显示的现象）吸引学生，通过实际操作进步体验成果快乐。根据不同的水平、类型实施不同的教学，将不同兴趣的学生分成一组，如实操演示、画图、回答问题，相互促进，让擅长文本描述的学生进行总结。实现不同组合之间的互补，确保学生的兴趣得到调动，最后实现所有学生的共同提升。

2.职业情境激活——激发想象力

职业类人才认知结构的激活不能单靠学科知识和技能，更重要的是靠职业情境的建构和打造。情境可激发学生的想象力，引发新旧知识的连接，从而促进学生思维的活力。技术思维具有高度的现实性，是直接经验的概括与深化。没有直接经验就没有技术思维，多提供直接获取经验的机会这就需要教师能够充分利用情境，或者自主创建职业情境。尤其应在实践基础上引导创新思维。在条件允许的情况下，可以引导学生根据自身经验创建熟悉情境，自行设计项目，自助发现、解决问题。这样，学生在自己的想象力中形成了技术思维。

3.实践变通——创新思维

创新性思维活动的效果取决于学生的“活动”空间。首先是结构性的技术知识的选择，学生只有在掌控知识架构、基础性原理基础上，创新才可能发生，否则只能是低水平重复；其次是以丰富多彩的选典型案例的形式展现，案例鲜活，能最大限度激发学生的兴趣和想象力；最后是逐步形成由低到高的能力阶梯、形成不同路径的解决方案，使学生在掌握了通用技术基础上形成不同的实践空间。例如，在教师以“变”的示范下，引导学生变思路、变训练计划、变传感器的位置、变不同功能之间的组合。因为所有的变化都在教师积累的经验范畴内，因而教师的这种操作是可行的，也是有效的。

4.总结提高——归纳思维

为了训练学生的技术思维，在类似单元训练结束后，让学生按自己的方式进行总结。画图、动手、动脑、语言表达以及文本描述，都是可行的路径。训练学生撰写、陈述自己的思路很重要，展示出所有路径，可以让每个学生充分发挥自己的优势，了解自己的不足，看到别人的长处，从而形成互补，可以在更大范围内相互借鉴、相互启发。

三、结语：在高职教育工科教学中广泛使用操作引导图、培育技术思维在传统的教学中，操作技能的训练一直是被重视同时又是被忽视。所谓重视是指理念得到普遍认可；所谓忽视则是往往缺少实际有效的训练方式，从而成为教学中的难点。笔者从多年的校企合作以及教学经驗中提炼出的操作引导图，能提高机电安装调试任务的效率，补充参考书或教材上的空白。在操作功能繁多情况下学会用操作流程等指导实践，能培养学生良好的职业习惯和技术思维。实践也证明，经过多年探索与培训，受过这种思维训练的学生，有多个在全国高职技能大赛中获第一名。有些则在就业后从事游戏软件开发、模具设计等比较高端的工作岗位。

当代技术的发展，已实现了从单个机器向自动化大系统的过渡，不仅要考虑单机内部的结构，还要考虑各单元之间的协调，信息的输入输出间相互配合。简单明了的操作引导图是一种从隐性知识到显性化的过渡，甚至是从经验上升到知识的过程。因此在教学过程中，既要尽可能多地把整体性知识分解成各种子结构，又要保证各子结构既相对独立又相互联系。在实际工作中，机电系统的功能繁多，而每种图只能侧重说明任务（或系统）的一个方面，如果配合多种不同的图形施教，例如：借系统框图理解系统主要组成及功能，借电路原理理解系统工作原理，同时调动师生的积极性，创设I/O接线图指导接线、功能流程图指导编程、操作引导图指导安装调试及评分、故障维修图指导排除故障等等，既弥补了教材的不足，又充分发挥了师生的创新性，提高了实践的一次性成功率，大大提高课堂教学质量。

参考文献：

[1]张小军.高职教育和谐实践教学体系的探究[J].教育探索，2008（5）：22-23.

[基金项目：广东省教育科学规划课题：高职工科类教师专业成长理论与实践研究（2018GXJK309）。第二批国家级职业教育教师教学创新团队课题研究项目专业领域课题：增强职业教育适应性背景下机电一体化专业对接职业标准的课程体系建设（ZI2021020303）。]

责任编辑魏家坚