從操作引導圖到技術思維：以高職工科為例

徐月華

高職教育的本質特征在于，它是由實踐性知識構成的，由此形成了與普通高等教育最本質的區分。技術思維則是符合高職教育規律的方式。從傳統的學科思維轉變為技術思維，對當前高職發展具有重大的意義，是高職教育擺脫普通教育思維方式，建立自己獨立地位同時也顯示高職教育的“高等教育”特征的重要標志。有了技術思維作底蘊，同時建立起與之相對應的教育結構體系，從整體上建立起符合這種思維方式的教育構架，改變傳統的不符合規律的樣式，是高職教育發展的必經之路。在這種轉變中，操作引導圖展示出強大的生命力，是技術思維的突出展示。操作引導圖并不以掌握知識為目的，而是掌握操作技能。它充分體現技術思維的特征，具有規范、精煉和嚴謹的特點，能提高解決問題的有效性，培養學生的技術、動作思維（更多的是一種思路），形成對系統的整體把握能力，達到事半功倍的效果。

一、高職教育中的操作引導圖

（一）操作引導圖的意義與價值

現行高職教育的不少教材、參考書等，很大程度來自普通高等教育的改編，基本都是單一冗長的文字描述，這些抽象符號很難被教師尤其是高職學生理解。教材、參考書等即使有圖，也是工作原理圖及機構框圖之類，結構框圖能直觀清晰地展示設備或系統的靜態結構和組成，工作原理圖用抽象和符號展示部件工作原理，不給出部件間各部分的接線，兩者均無法反映實際操作的順序、功能和現象，因此，不適宜于技能訓練，更不便于指導施工。在當前，高職教育中的機電安裝調試有I/O圖指導接線，有流程圖指導編程，但缺乏安裝調試維修方面的指導圖，而安裝調試維修等卻是高職機電類學生的主要從業崗位要求。

一般而言，通過文本描述或者口頭語言，都可以對操作流程進行描述，首先做什么，其次做什么，再次做什么，最后怎么樣。不同之處在于，文本可以描述得很詳盡，每一步都可以進行細致描述，但同時會花費較多筆墨，并且不能保證描述與實際之間的精準對應?？陬^的敘述，增加了視覺功能，增加了描述的精準度；但更具有個性化特征，容易遺漏，不易記憶，只適合臨時的小范圍的傳遞。

如何簡單、清晰、有步驟及便于閱讀地將整個過程描述出來是策劃首要考慮的問題，這關系先進的工藝、技術和流程可以在何種程度被其他人理解和接受。此時，操作引導圖是一種很好的方式。

對于對程序方面有了解或稍微接觸過編程語言的學生來說，操作引導圖的樣式和優點顯而易見。所謂操作引導圖，主要是指表述工作流程的框圖，它能以圖形方式有條理地表達工作流程。操作引導圖里有一些固定格式的框圖，如判斷框等。

操作引導圖用豐富的、簡潔直觀的框架性結構，引導師生充分挖掘操作設備的內在運動機理，按功能不同，構建不同的操作引導圖、故障檢測圖等。表達循環功能時，構建操作引導圖的必要性，動態地做到實際（空間位置）、運動節圖（條件、操作、現象、結果）、工作邏輯與次序等盡可能地直觀顯現，大腦、手腳、機械設備配合，更好地實現系統功能。

（二）操作引導圖訓練：技術思維的具體構建

建構主義認為，個體的知識在具體情景中建構才富有意義。要讓學生具有良好的技術思維，首先必須讓學生具有清晰的認知結構，同時在具體情境中激活這些結構。知識傳遞能力的遷移，如果以結構呈現則效率會更高，因此，應注重學生認知結構的構建，獲得結構化的知識。同時在整體思維下，學生的行動效果更高，動作思路更清晰。

教學中，教師充分利用圖式結構實現認知、溝通、檢測、安裝等過程，可以使教學過程簡單直觀，高效率。圖式訓練至少具有以下優點：（1）使內容更加系統、直觀和簡捷，更具有條理性，促進學生形成比較完整、清楚的認識結構。（2）開發學生識圖能力、繪圖能力和圖文表達能力，按圖組裝、操作、維修等行動能力。（3）清理思路。整理資料的過程也是清理思路，架構知識、實物及流程圖的過程。只有經常積累，在遇到類似問題時，才能激活已有的技術圖式或操作引導圖式。

在學科教學中，圖式顯示的是學科的邏輯，按照學科的邏輯進行構建，從而可以最大限度地促進學生對學科知識的領會和掌握。例如用系統框圖說明系統的主要組成及其功能；用電路原理說明系統的工作原理。

而在高職教學中，是否可以用同樣的圖式？答案是否定的。既然二者具有不同的學習思路，則必然需要與之相合的具有不同思維特征的圖式。學科式教學利用圖式，主要呈現知識的結構，有利于講授的教學方式；而技術教學，則融合了演示、獨立合作、小組合作，對抗性訓練，循環式訓練等多樣化的形式，更多地展示操作技能。

高職教育的本質是技術教育，因此，高職教育中實操實訓是否遵循了技術思維的邏輯、是否形成符合本項目特點的科學訓練思想和方法對技能學習以及解決復雜技術問題顯得非常重要。以下將以高職教育的機電專業為案例，介紹一種將復雜真實工作任務轉化為操作引導圖，并根據操作引導圖進行安裝、接線、編程、調試、評分的方法。

操作引導圖展示的不是知識邏輯推理的過程，而是按動作邏輯與次序，用這種圖輔助教學，不論在學科教學還是技術教學中，其促進作用都非常顯著。

1.安裝調試引導圖

隨著機電發展的系統化和日漸精密，機電安裝調試功能開始變得復雜，容易遺漏功能。而安裝調試引導圖正好可以化繁為簡，直觀明了、清晰、有步驟地完成復雜任務。在多年的與企業工程師打交道過程中，筆者發現在操作前一種草圖對提高操作效果十分有效，尤其用來指導現場復雜（如自動循環往返系統）操作更省時省力，提高操作的一次性成功率與準確性。如圖1即為這種經過提煉的自動生產線安裝調試引導圖。用□表示操作，用○表示動作結果，將操作條件、操作后出現的現象、操作順序、各操作間的關系非常直觀地、清晰地畫在一起，指導安裝、調試、評分，清晰思路、提高效率。

在圖1中，以自動生產線的自動分揀和傳輸控制功能為例，要求能對已加工的工件進行分揀和傳輸。用傳感器檢測工件，用變頻器控制傳送帶的速度，機械手進行位置搬運，按鈕啟動，指示燈指示運行狀態，電磁鐵驅動推桿等；待分揀的工件有不同顏色、不同材質、不同數量；運行狀態包括運行、停止，運行包括順序運行、往返運行、正常運行、故障條件下運行；停止包括正常停止、到位停止、急停等多種狀態，初始狀態、停止后又來電的狀態，以及多種子任務。任務越錯綜復雜，功能實現越困難。但提煉成圖1后，由于操作引導圖的可讀性好，對稱性強，子任務聯接清晰，能很好地指導編程、調試。

如果在圖上，給功能、參數都配好得（扣）分，將成為評分細則的重要補充。如表1所示，傳統評分表由于冗長，操作起來容易漏項、誤判，而使用該操作引導圖評分，不僅直觀、簡潔，而且誤判、漏判、誤判率低，還比較容易發現配分比是否得當。

2.故障診斷與維修引導圖

當系統復雜，可能存在故障較多時，用階梯式故障診斷與維修引導圖進行排除，可以起到事半功倍的作用。如在圖2所示，指導維修的一種實用階梯式故障診斷與維修引導圖，由條件（輸入）、故障現象（輸出）、具體操作方法等組成，是將故障項目、故障檢查方法、故障原因以及解決措施等綜合在一起，右邊為故障類型、常規故障現象匯總（或故障代碼），左邊階梯式標出子故障現象及對應的操作、工具等。

檢查過程針對故障現象，分析故障產生原因，實施具體操作。所以首先要求各故障現象、故障部位、對應解決措施，有一個整體經驗積累；其次要求思路清楚，分解成一個個聯系緊密功能獨立的子過程。一個子過程被檢驗后，得出“是”與“否”的結論。當結論為

圖2階梯式故障診斷與維修引導圖“是”時，順利進入下一個子過程；反之，則提出相應的解決辦法。問題解決后，再次被檢驗。直到出現“是”的結論。一個問題不解決，無法進入下一個子過程。這樣手腦并用，循序漸進，階梯式解除所有故障。

根據系統的智能化程度，還可以創設故障診斷圖、故障代碼一覽表等，指導現場操作。

二、從操作引導圖到技術思維

（一）技術思維的意義與價值

操作引導圖是技術思維的突出體現。所謂技術思維，具體是指在工程設計、閱讀樣品、技術操作等技術活動中，利用已經感知的材料，以相應的科學技術知識為依據，在頭腦中進行分析、概括和綜合，達到對技術的要求和原理一定的理解，從而獲得能夠設計出產品的樣品和對原料加工成產品的能力。技術思維是了解、認識和解決技術問題的思考過程，是解決技術問題的思路，具有間接性、概括性和綜合性特點。簡單地說就是動腦的過程。在教育學意義上，與技術思維對應的是學科思維。相對于主要面對技術的前者，后者主要面對知識。知識和技術的差異，導致了兩種不同的思維樣式。

從本質上說，知識與技術是兩種事物。前者反映各種事物、事件特征的信息；這種信息不隨經歷不同而變化，被稱為知識。后者是對經歷各種事物、事件而得出的經驗的特征的反映，被稱為技術。技術是在運用知識解決問題的過程中所采取的種種動作方式。知識是技術的基礎，技術是知識的應用。形成一定的技術有助于對相應知識的理解與鞏固，還可以成為進一步獲取新知識的一種手段。

技術思維作為一種方法論，是關于技術的本質和發展規律以及解決技術問題的系統思考。技術思維對技術規律的把握主要是歸納性思維，著重思維的概括性和綜合性。解決技術問題主要采用發散性思維，強調思維的求異性。對于高職學生而言，應當培養技術工作思維方法，掌握用于技術預測的德爾菲法、技術方案決策的BS法（又稱頭腦風暴法）、技術方案可行性研究的SWOT分析法（Strength優勢，Weakness劣態，Opportunities機遇，Threas挑戰）。同時還應培養技術管理思維方法，譬如，PDCA循環法（即戴明環：Plan計劃，Do執行，Check檢查，Act糾正），6W法（What是什么，Why為什么，Who誰去做，Where在何地做，When在何時做，Way怎樣做）以及ISO9000族為代表的國際先進技術管理方法等，以更好解決實際工程技術問題。[1]

運用技術思維的重要性表現在可以避免低效率、盲目地動手，發揮正常認識和解決技術問題的引導能力，發揮總結經驗、改進技術、提高水平和不斷創新的主導效能。

比如在職業技能操作中，有些選手感覺題目很簡單，無論是硬件接線，還是軟件編程，看起來都很熟悉。但一到調試階段，才發現實際情況并非如此，不是接線有錯，就是程序不對，功能實現不了，需要不斷修改。這表明，對技術而言，手和腦是兩種不同層面的“掌握”，二者并不等同，且需要密切配合。選手的失利并非在于未能掌握足夠的技術，而在于并未形成清晰的技術思路，手和腦并未形成一種默契。結果可想而知。反之，一開始就注意思路的選手，開始可能會更慢，但沿著清晰的思路，草圖、安裝、編程，一步一個腳印，調試過程非常順利。在這里，良好的實操習慣來自于清晰的技術思維，對選手的工作完成起到決定性作用。

（二）技術思維的培養

技術思維具有多開端性和多路性。例如，如果勞動者要把翔實的各種技術信息進行比較和歸納，則其技術思維可能從概念方面采取行動。首先，一一鑒別每一技術信息的特點，把它歸入某一既定的類別。其次，對各類信息進行類比和歸納分析。最后，選擇出所需的信息。如果勞動者要將某種方案按規定標準、式樣予以具體化，則其技術思維可從形象入手。即根據方案的描述，先在腦中復現某一技術客體形象，接著通過一次次的嘗試，用實物、模型或圖式把這種形象具體化，然后進一步對這些嘗試進行分析、比較、鑒別和修正，確定最佳的一種，最后把這種具體化的成果付諸實踐。如果是查找技術問題，則是試探性的，技術問題不定或者現有的信息不明晰，那么其技術思維活動可能就是形象與實踐反復交替的過程．即先對技術對象做出某種嘗試性的假設，然后通過行動來檢驗它，再根據經驗結果做出進一步的假設，然后再檢驗，再假設，再檢驗……直到取得確定的合乎要求的結果。

因此，技術思維可以歸納為兩種類型：（1）將抽象的標準文件具體化。增強知識的直觀性、生動性，提高信息的可利用度，激發學習興趣。（2）將具體的信息抽象化。把翔實的各種技術信息進行比較和歸納，使感性材料、個別零碎的、缺乏聯系的思維材料呈現出相關性，達到一定的熟練程度，可以得到綜合性的結論，發現新的思想，從中汲取提煉出一般原理。

如何引導學生技術思維，大致應遵循以下路徑：

1.結果來驅動——激發興趣

技術思維形成中，實踐經驗至關重要，例如故障現象匯總、故障排除具體方法匯總等等。通過結果（顯示的現象）吸引學生，通過實際操作進步體驗成果快樂。根據不同的水平、類型實施不同的教學，將不同興趣的學生分成一組，如實操演示、畫圖、回答問題，相互促進，讓擅長文本描述的學生進行總結。實現不同組合之間的互補，確保學生的興趣得到調動，最后實現所有學生的共同提升。

2.職業情境激活——激發想象力

職業類人才認知結構的激活不能單靠學科知識和技能，更重要的是靠職業情境的建構和打造。情境可激發學生的想象力，引發新舊知識的連接，從而促進學生思維的活力。技術思維具有高度的現實性，是直接經驗的概括與深化。沒有直接經驗就沒有技術思維，多提供直接獲取經驗的機會這就需要教師能夠充分利用情境，或者自主創建職業情境。尤其應在實踐基礎上引導創新思維。在條件允許的情況下，可以引導學生根據自身經驗創建熟悉情境，自行設計項目，自助發現、解決問題。這樣，學生在自己的想象力中形成了技術思維。

3.實踐變通——創新思維

創新性思維活動的效果取決于學生的“活動”空間。首先是結構性的技術知識的選擇，學生只有在掌控知識架構、基礎性原理基礎上，創新才可能發生，否則只能是低水平重復；其次是以豐富多彩的選典型案例的形式展現，案例鮮活，能最大限度激發學生的興趣和想象力；最后是逐步形成由低到高的能力階梯、形成不同路徑的解決方案，使學生在掌握了通用技術基礎上形成不同的實踐空間。例如，在教師以“變”的示范下，引導學生變思路、變訓練計劃、變傳感器的位置、變不同功能之間的組合。因為所有的變化都在教師積累的經驗范疇內，因而教師的這種操作是可行的，也是有效的。

4.總結提高——歸納思維

為了訓練學生的技術思維，在類似單元訓練結束后，讓學生按自己的方式進行總結。畫圖、動手、動腦、語言表達以及文本描述，都是可行的路徑。訓練學生撰寫、陳述自己的思路很重要，展示出所有路徑，可以讓每個學生充分發揮自己的優勢，了解自己的不足，看到別人的長處，從而形成互補，可以在更大范圍內相互借鑒、相互啟發。

三、結語：在高職教育工科教學中廣泛使用操作引導圖、培育技術思維在傳統的教學中，操作技能的訓練一直是被重視同時又是被忽視。所謂重視是指理念得到普遍認可；所謂忽視則是往往缺少實際有效的訓練方式，從而成為教學中的難點。筆者從多年的校企合作以及教學經驗中提煉出的操作引導圖，能提高機電安裝調試任務的效率，補充參考書或教材上的空白。在操作功能繁多情況下學會用操作流程等指導實踐，能培養學生良好的職業習慣和技術思維。實踐也證明，經過多年探索與培訓，受過這種思維訓練的學生，有多個在全國高職技能大賽中獲第一名。有些則在就業后從事游戲軟件開發、模具設計等比較高端的工作崗位。

當代技術的發展，已實現了從單個機器向自動化大系統的過渡，不僅要考慮單機內部的結構，還要考慮各單元之間的協調，信息的輸入輸出間相互配合。簡單明了的操作引導圖是一種從隱性知識到顯性化的過渡，甚至是從經驗上升到知識的過程。因此在教學過程中，既要盡可能多地把整體性知識分解成各種子結構，又要保證各子結構既相對獨立又相互聯系。在實際工作中，機電系統的功能繁多，而每種圖只能側重說明任務（或系統）的一個方面，如果配合多種不同的圖形施教，例如：借系統框圖理解系統主要組成及功能，借電路原理理解系統工作原理，同時調動師生的積極性，創設I/O接線圖指導接線、功能流程圖指導編程、操作引導圖指導安裝調試及評分、故障維修圖指導排除故障等等，既彌補了教材的不足，又充分發揮了師生的創新性，提高了實踐的一次性成功率，大大提高課堂教學質量。

參考文獻：

[1]張小軍.高職教育和諧實踐教學體系的探究[J].教育探索，2008（5）：22-23.

[基金項目：廣東省教育科學規劃課題：高職工科類教師專業成長理論與實踐研究（2018GXJK309）。第二批國家級職業教育教師教學創新團隊課題研究項目專業領域課題：增強職業教育適應性背景下機電一體化專業對接職業標準的課程體系建設（ZI2021020303）。]

責任編輯魏家堅