基于STEP理念教學模式的研究

黃睿

［摘? ? ? ? ? ?要］? 針對區塊鏈開發實踐課程采用傳統教學方法，未能結合區塊鏈產業的實際情況，使得教育教學質量不能完全滿足面向現場工程師產業人才培養需求的問題。采用軟件、理論、實驗以及項目相結合的（Software-Theory-Experiment-Project，STEP）教學理念，通過仿真軟件采用事件驅動輔助教學和實訓等方法，將多個企業級區塊鏈項目結合在一起，學生進一步了解企業需求以及理解知識有著重要意義。通過對教學實踐的調查和分析，結果表明采用STEP教學模式的成績比采用傳統教學模式的成績平均分提高5.68%。

［關? ? 鍵? ?詞］? 區塊鏈開發實踐；教學改革；現場工程師

［中圖分類號］? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文章編號］? 2096-0603（2024）04-0053-04

一、引言

區塊鏈作為新型分布式系統，具有去中心化、防篡改以及可追溯等特點，近年來受到社會各界的廣泛重視，并且已被用于政務、金融、司法存證、版權保護、產品溯源等多個領域。教育部于2022年發布了“現場工程師”的培育計劃[1]，提出了校企需要因地制宜，結合專業和企業特點，培養一批能精操作的現場工程師。與此同時，區塊鏈也被列為國家重點數字經濟產業、廣東省戰略性新興產業集群等。然而，區塊鏈專業開設不到三年，傳統專業的人才培養模式未能結合區塊鏈產業的實際情況，使得教育教學質量不能完全滿足面向現場工程師產業人才培養的需求。

從總體上看，區塊鏈工程師的培養還不能滿足我國區塊鏈與實體經濟融合發展的需要，一方面，畢業生走入社會后還不具備區塊鏈實用技術崗的基本素質。另一方面，畢業生不能全面開展面向區塊鏈現場工程師的技術工作。為了進一步優化人才供給結構，加快培養更多適應新技術、新業態、新模式的高素質技術技能人才，本文采用軟件、理論、實驗以及項目相結合的STEP教學理念，通過仿真軟件采用事件驅動輔助教學和實訓等方法，將多個企業級區塊鏈項目結合在一起，以使學生進一步了解企業需求以及理解知識有著重要意義。

由軟件、理論、實驗和項目結合的STEP教學模式，是一種新穎的教學方法和手段，本文將區塊鏈開發實踐課程與多個企業級項目進行有機整合。其上層結構貫穿專業工程的教育理念，下層應用貼近學生技能實操知識。培養高素質面向區塊鏈現場工程師行業從業人員是亟須解決的課題。因此，本文基于STEP理念教學模式，探索區塊鏈開發實踐課程教學改革。

課程采用了多種工具軟件，結合STEP教學理念和當前使用的企業級項目案例，同時還引入基于事件驅動的仿真軟件作為輔助教學和工程實踐的工具。以項目任務為主導，開展對項目進行三階七步的教學模式，通過引入多個企業級項目使學生面向現場工程師產業模式培養，將區塊鏈開發類課程系統理論有機地結合在一起，使學生具備區塊鏈技術開發崗的基本素養。

二、課程改革措施

區塊鏈開發實踐課程是區塊鏈技術應用專業的一門專業核心課程，旨在培養學生無私奉獻、民族自豪等思想政治素質，以及勇于創新、迎難而上等職業素養。教學上，及時了解區塊鏈領域前沿技術至關重要，有利于實現產業人才需求側與人才培養供給側有效對接。課程上，為學生提供豐富學習模式和學習內容，加快人才培養質量提升，具有必要性。

掌握區塊鏈開發的基本理論和工作原理，從國產開源系統的需求出發，掌握企業級區塊鏈產業重大需求，具備攻堅克難的工匠精神和職業素養。課程主要講授國產開源區塊鏈開發的原理和方法，包括Fabric區塊鏈技術、DAPP開發、區塊鏈SaaS企業級支付系統開發、Web前端開發及智能合約開發實踐。通過課程的學習，學生掌握區塊鏈開發的運維、測試和應用開發。培養學生圍繞區塊鏈產業重大需求，面向區塊鏈現場工程師的工程技術、區塊鏈應用操作員等職業群，學習扎實掌握專業知識和技術技能。

《區塊鏈產業人才崗位能力要求》明確指出了基于區塊鏈技術架構及區塊鏈企業的實際用人需求，區塊鏈崗位主要涉及區塊鏈核心研發崗位、區塊鏈實用技術崗位和行業應用崗位三類人才，區塊鏈人才需求具體如圖1所示。該標準指出需要區塊鏈開發較為全面的綜合實踐能力、創新思維能力。而傳統的人才培養方法未能結合區塊鏈產業的實際情況，導致教育教學質量不能完全滿足面向現場工程師產業人才培養的需求。

近年來，研究人員基于本土特征和產業需求提出了新的STEP教學模式[2]，通過引入全新的方法和手段，在上層結構貫穿專業工程的教育理念。同時，落地到一門具體的課程實施過程。STEP上層結構貫穿專業工程的教育理念，下層應用貼近學生技能實操知識。基于核心素養的STEP教學模式[3]，已被應用到以學生為主體的教學模式研究，發揮學生主觀能動性，提高其學習的效能。此外，在數字媒體技術實踐改革方面[4]，提出了基于STEP教學模式的“三六五”實踐教學模式，從教學與實踐結合的角度，分析了當前數字媒體技術專業中存在的問題，并提出與之相適應的教學評價方式和評價指標。同時，與實踐項目有機融合的STEP教學模式[5]，在機械原理課程中探索了軟件工具的應用，源于實際工程的實踐項目給出理論知識主體，為STEP教學模式在機械專業的開展做出了有益的探索。

通過對學情統計的分析，針對區塊鏈開發課程實踐性較強的特點，本文研究面向現場工程師的STEP課程改革。在區塊鏈技術應用專業建設過程中，就如何培養高素質技術技能區塊鏈產業人才，提出教學模式上的研究。為了培養學生無私奉獻、民族自豪等思想政治素質，以及勇于創新、迎難而上等職業素養，本文采用基于事件驅動的仿真軟件作為輔助教學和工程實踐的工具，具體教學模式如圖2所示。

STEP理念分為四個階段，企業級項目開發是課程的核心部分，旨在讓學生進一步了解當前企業項目需求的關鍵任務之一。此外，STEP教學模式可以應用在某個課程上，達到對專業知識學以致用的效果。另一方面，STEP可以是貫穿專業課程的教育理念，從區塊鏈運維到智能合約開發，從后端到前端之間的環環相扣，完成循序遞進式的知識傳遞。通過構建基于軟件—理論—實驗—項目的教學實施方法，本文研究STEP課程的項目驅動式教學設計，具體如下。

（一）STEP課程教學方法研究

研究在基于STEP理念實施的基礎上，分為課前自學、課中導學和課后拓展等階段，從而逐步開展STEP教學實施流程，如圖3所示。課前自學階段：通過學習指南到微視頻引出具體任務，學習進行問題思考結合輔助資源完成學習反饋。課中導學階段：（1）答疑解惑分為個別指導和組內討論。（2）典型任務開展自主探究和合作學習，完成成果展示并進行反饋評價。課后拓展階段：針對反饋結果進行成果梳理，最后發布共享。

課前學生根據自主學習任務，利用軟件平臺上的資源開展自主學習，完成教師設定的任務。課中進行典型任務的探索，根據不同的問題，學生采用自主探究或合作學習的方式來開展研究性的學習活動。課后，學生根據教師和其他同學的建議，修改、完善、提煉反思和總結。根據教學研究的需要使課程項目化，由簡到繁，突破重點和難點，做到有較強的針對性和操作性。

（二）STEP課程企業級項目貫通研究

研究構建真實的企業級區塊鏈開發類項目，將企業級開發案例分解為多個子項目，項目之間從區塊鏈運維到智能合約開發，從后端到前端的環環相扣，完成循序遞進式的知識傳遞。重點研究如何將前沿企業案例引入實訓教學階段，完成理論與實踐的相互驗證。一方面作為教學內容的主體，另一方面作為學生課外訓練的拓展。結合區塊鏈技術一線崗位上的軟件功能分析，采用“軟件—理論—實驗—項目”路線，培養創造性的解決技術應用問題的應用型、復合型技能人才。

此外，結合企業對區塊鏈運維、前后端開發等企業案例中的技術需求，通過仿真軟件采用事件驅動輔助教學和實訓等方法，在教學過程中開展對項目進行“三階七步”的教學模式，具體措施如圖4所示。

因此，本課程改革在校企合作基礎上，貼近區塊鏈工程師職業崗位需求，以企業實際區塊鏈應用案例為載體，以培養學生的區塊鏈應用系統設計能力為主線，采用企業項目需要設計思想。項目的整體性，設計的項目能夠將理論知識的主體有機地連接在一起；項目的真實性，源于實際企業的一線工程項目吸引學生自主學習的興趣；項目的貫通性，項目設置與理論知識緊密聯系，讓學生獲得知識理解、應用甚至啟發創新，突出實踐性、趣味性、職業性。通過仿真軟件采用事件驅動輔助教學和實訓等方法，將多個企業級區塊鏈項目結合在一起。從易到難，由簡單到復雜，遵循學生職業能力培養的發展規律，并融入職業素養教育和價值觀引導等內容，注重提升學生的綜合素質和崗位勝任力。

三、課程改革實踐

本文以2021級區塊鏈技術應用專業1班和2班的69位學生為授課對象，以區塊鏈開發實踐課程中的“基于Fabric區塊鏈SaaS企業級支付系統”教學單元為例，對區塊鏈2班學生進行STEP教學模式實施課程教學改革，具體流程如下。

（一）課前自學

通過發布學習指南，引導學生通過觀看微視頻等方式，提煉本節課的具體任務。其中，視頻中企業導師對接客戶的項目需求。實現把用戶在SaaS平臺上支付產生的數據保存到區塊鏈系統中的效果，達到數據防篡改、安全可靠等特性的區塊鏈功能。接著引發學習思考該如何完成該任務，并分析項目的基礎要求。教師通過輔助教學資源，展示各模塊之間通過接口方式提供調用，達到高內聚、低耦合模塊化設計要求。通過微課和實操視頻的深入學習，能激發學生的學習動力和探究能力，最后引入“支付系統鏈碼的開發”等知識點。

（二）課中導學

在引入新的知識點后，教師可以借助學習通平臺向學生展示本節課的學習反饋等內容。首先進行答疑和解惑，包括個別指導和組內討論等方式。其次引入典型任務“支付系統鏈碼的開發”目標。引導小組通過自主探究、合作學習的模式開展學習。通過小組項目式模塊化的學習，最后進行小組成果展示。該環節能夠讓學生緊扣學習目標，提升自我學習能力和團隊協作能力，能夠提高課堂效率。

在答疑和解惑環節中，教師需要解析什么是SaaS，它與IaaS、PaaS的區別。并以學生日常接觸的生活方式為例，提出想要吃披薩餅，引出以下四種實現方式：

（1）從原材料、烘焙、烤箱等全都自己完成。

（2）自己和面，用他人的爐子烤。

（3）只有醬料，面餅、爐子都由他人提供。

（4）只需要去商店買現成的披薩餅吃即可。

通過對上面四種方式進行動畫展示，分別總結出家庭手工自制、廚房即服務、烘焙即服務、披薩即服務等核心要點，并介紹后三種分別對應IaaS、PaaS和SaaS。同時要求學生會獨立思考，對于基礎薄弱的學生，教師需要進行單獨指導。

在典型任務環節中，學生需要進行分組討論。首先，教師引導學生自主探究Fabric與Mysql的數據交互、支付系統的實現、VUE和Go-Gin的通信協議等內容。其次，教師為學生提供鏈碼案例、運維操作指令等參考實施步驟，并進行小組開發，同時鼓勵跨組別之間進行討論和分析。對于想法比較獨特的學生，鼓勵其分享獨特的想法，并由其他小組成員討論共識后給出其實現的可行性。最后，教師講解項目中區塊鏈開發的技巧、指導小組內進行合作開發，并展示項目的開發成果。

（三）課后拓展

教師通過小組的成果展示進行反饋評價，完成成果的整理，并引導其樹立開源共享的創新意識。學生在進行任務式學習環節后，教師要求學生進行鏈碼部署運維和測試。通過設置管理員和添加商品等操作，使前端呈現出預期的效果。通過拓展環節，教師可以掌握本節課學生的學習情況，學生能鞏固課程的重點和難點，達到促進教學參與者課后反思的效果。

四、教學成效

本文對深圳職業技術大學2021級區塊鏈技術應用專業2班的學生采用STEP理念教學模塊，與此同時，對2021級區塊鏈1班的學生采用傳統的教學方法。通過完整的教學體系，兩個班最終學習成績情況如表1所示。

表1 成績統計

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從表1最后一列的“平均分”可以看出，采用STEP理念教學模式區塊鏈2班的平均成績，比采用傳統教學模式區塊鏈1班學生的平均成績高4.62分，提升了5.68%。而類似的區塊鏈開發類課程使用傳統教學課程體系下，區塊鏈1班學生的平均成績比區塊鏈2班的平均成績高。綜上所述，對區塊鏈專業的學生采用STEP理念開展教學任務，能提高學生的學習成績。此外，通過學生的反饋，98%的學生對SETP教學改革表示積極態度；99%的學生表示開展企業級的項目開發，能夠了解企業級區塊鏈產業重大需求，技術棧開發有所提高；100%的學生表示在教學改革模式下掌握了更多的實踐開發工具，達到面向現場工程師必備的開發技能和要求。

區塊鏈校企協同，培養高素質區塊鏈技術開發工程師。學校與金融聯盟鏈成員等區塊鏈頭部企業合作，協同行業專家，共同制定人才培養方案，進行課程研發，共建教學資源，引進企業級區塊鏈項目，并轉化為教學案例。企業工程師參與教學的輔助開發，進行實驗答疑和學生作品的評價。并邀請學生實習和就業，對接現場工程師崗位。學生在企業中的工作表現深受好評。

此外，STEP教學模式緊扣學習重點和難點，教師結合信息化技術、區塊鏈虛擬平臺、實操視頻、動畫等手段進行講解、授課。課程致力于開啟學生內在潛力和學習動力，使學生掌握區塊鏈開發的原理和方法，培養學生圍繞區塊鏈產業重大需求，面向區塊鏈工程技術人員、區塊鏈應用操作員等職業群，培養扎實掌握本專業知識和技術技能，對專業培養目標達成具有重要的支撐作用。

五、總結

區塊鏈開發實踐課程采用STEM教學模式改革，不僅能激發學生的學習興趣，而且能夠使學生提高知識儲備和學習效率。

（一）本文構建基于軟件—理論—實驗—項目的教學實施方法，培養面向現場工程師產業需求的區塊鏈人才，采用的研究方法：

1.STEP課程混合式教學實施的研究方法

根據教學研究的需要使課程項目化，由簡到繁，突破重點和難點，做到有較強的針對性和操作性。課前，學生根據自主學習任務，利用軟件平臺上的資源開展自主學習，完成教師設定的任務。課中，進行典型任務的探索，根據不同的問題，學生采用自主探究或合作學習的方式來開展研究性的學習活動。課后，學生根據教師和其他同學的建議，修改、完善、提煉反思和總結。

2.STEP課程企業級項目貫通的研究方法

案例整體性，設計的項目能夠將理論知識與企業實際需求相結合；案例的真實性，來自企業前沿的真實項目，能夠扎實掌握本專業知識和技術技能；案例的貫通性，項目案例與理論知識緊密聯系，讓學生進行知識理解、應用甚至啟發創新。

（二）本文的研究還解決了兩個問題

1.教法的滯后性，使得學生對課程和實踐所掌握的知識內容難以達到面向現場工程師的前沿理解和認知，制約了專業技能的發展。

2.項目的落后性，區塊鏈技術應用的快速發展，缺乏對一線工作崗位真實項目的實踐能力，制約了職業素質的提升。

本文開展了基于STEP理念教學模式研究，結果表明學生對進一步了解企業需求以及理解知識有著重要意義。

參考文獻：

［1］教育部辦公廳等五部門關于實施職業教育現場工程師專項培養計劃的通知［EB/OL］.（2022-09-15）［2023-11-05］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-11/05/content_5724757.htm.

［2］于靖軍，郭衛東，陳殿生.面向工程教育的STEP教學模式［J］.高等工程教育研究，2017（4）：73-77.

［3］杜春華，陳明嬌.基于核心素養的“STEP”教學模式研究［J］.遼寧教育，2020（10）：43-46.

［4］吳偉敏.STEP模式下的數字媒體技術專業實踐教學改革研究［J］.計算機時代，2020（11）：98-102.

［5］劉佳，劉紅寧，楊蓓.基于STEP教學模式的機械原理課程教學探索與實踐［J］.石家莊學院學報，2020， 22（6）：157-160.

◎編輯 王亞青