原创《人因工程实践教学改革》
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1 引言
人因工程旨在基于人的生理与心理特征对工程设计、工作安排、环境设计及现场布局等提出科学的建议和要求,为人- 机- 环境系统设计和改善提供最佳方案,以提高作业者的作业安全性、舒适性及系统生产效率[1].而在此目的实现过程中,往往需要通过实验和观察建立人类生理活动和心理活动资料,并用来评定人们工作环境的优劣性以及机器设备和操作方法的科学性等,因此人因工程实践性强,在很大程度上是一门实验科学[2],人因工程的实际应用也有赖于实验得出的有关信息和结果.因此,实践教学是人因工程教学的关键环节[3].在理论教学的基础上,必须通过实践教学环节才能强化学生对基本知识的掌握和融会贯通.而目前人因工程实践教学还不能满足相应的要求.
2 人因工程实践教学的现状及问题
人因工程实践教学一直以来都是教学的薄弱环节,据笔者观察和总结,具体有以下几方面的问题.
2.1 实践教学内容简单,教学手段单一
目前,实践教学主要通过在实验室开展验证性实验来完成.通常由教师先讲解相关仪器的使用,然后由学生按照既定的步骤完成实验.如微气候环境的测定、反应时测定实验等,都是由教师先讲解温湿度仪、反应时测定仪的使用方法和步骤,学生按照实验指导书所给出的实验内容完成实验.教学内容简单,形式和手段也比较单一,无法激发学生的积极性、创造性和能动性,不利于学生的动手能力和创造力的培养.
2.2 实验基础条件不足,难以满足教学需要
即便只是基础的验证性实验,如测定当时实验环境的温湿度、学生本人的反应时长等等,测定或验证过程都需要学生个体亲自介入.而实验室由于条件限制,不可能保证实验设备人手一份.一般是在分组情况下,由数人共用一套设备.而往往由于学生人数较多导致共用一套设备的人数较多,难以达到教学的要求及完成教学任务.除此而外,进行实践教学的有关指导及参考的教辅材料也相当匮乏,在少见的正式出版的实验教材中,设置的实验所需要的实验设备、实验条件实验室也未必能够满足,实际教学过程中使用的实验指导书都由教师在理论教学之余花费大量的时间精力,根据实验室的基础条件结合仪器使用说明书、理论教学要求和其他人因学资料等自行编写.
2.3 实验学时少,和理论教学契合度不高
一般而言,实践教学附属于理论教学课程,即实践教学环节主要由附设在课内的实验构成,因此学时较少.而人因工程涉及了生理学、心理学、系统科学、安全科学、环境科学等多种学科的内容,应用领域十分广阔[4],内容相当繁杂,知识点也比较分散.但受实验学时等方面条件的限制,很多与理论教学相对应的需要进行实践的环节无法开展,理论无法与实践进行紧密联系.
综上所述,人因工程实践教学环节无论是从数量还是质量角度来讲,目前都难以满足教学的实践需求,也无法达到该学科应有的实践性要求.
3 人因工程实践教学改革的探索
基于人因工程实践教学方面目前所存在的问题,笔者进行了思考和探索,提出以下几点措施.
3.1 优化实践教学内容
通过梳理理论教学内容,对实践教学内容进行优化.理论教学内容主要划分为人的特性及设计应用两大模块.在人的特性方面,涉及需要验证的关键性结论,因此相应的实践环节应侧重于对人的特性的测定,包括人的生理特性的测定（如人体测量）、人的心理特性的测定（如反应时的测定）、人对环境因素适应性的测定（如环境因素的测定,环境因素对人的影响测定）等.在设计应用方面,通过对可应用的人因设计原则等知识点进行分类来设置对应的应用实践项目,如针对作业空间设计的基本原则、人机界面设计的基本原则、肌肉骨骼失调预防的基本原则等可分别考虑搭建实践项目框架；同时充分开展调研活动,了解人因在企业生产、社会生活等方面的实际应用,基于应用需求,对实践项目的具体方向或内容进行设置.
3.2 构建多层次的实践教学体系
根据优化的实践教学内容,构建层次丰富的实践教学体系.针对目前实验教学内容单一且简单的情况,按照教学内容及要求,补充不同层次和类型的实验,形成包括互动性实验、验证性实验、综合性实验、应用性实验和创新性实验的实践教学体系.
互动性实验主要用于配合在课堂上进行理论教学时部分知识点的说明和解释；验证性实验以人因基础理论、关键性结论等内容为主,进行相关的测定和验证；综合性实验用于将课程不同章节或内容的若干知识点进行结合,对于知识进行融会贯通；应用性及创新性实验则面向生活生产中的具体问题,为进行人因改善或开展创新性设计提出相应措施和方案.以上不同类型的实验对于学生理解知识、运用知识的要求逐次提高,学生也需要在开展实践活动过程中,不断提高其自主性和创造性.同时,该教学实践体系也涵盖了教育部高等教育司下发的《工业工程专业实验室建设基本要求》中提出的实验类型[5].
3.3 融合多种实践教学手段和方法
内容及层次丰富的教学实践体系,需要通过多种实践教学手段和方法来实施完成.互动性实验由教师在进行理论教学时主导完成,可结合课堂教学内容进行说明并展示实验条件及背景,在实验过程中要求学生参与或设置互动环节.如介绍“两点阈值法”时,可挑选学生志愿者在其手指、手掌、手臂、背部用笔尖进行测试,说明此种方法如何开展及人体不同部位的触觉敏感度的不同,通过实验让学生更容易领悟相关概念及结论,同时还增强了课堂的趣味性.
基础的验证性实验则可利用有限的实验课时段完成,考虑到人数众多、设备数量不够的问题,需要由3-5 人分为一个小组,按小组分期分批轮换完成.除此以外,要求和发动学生到生产企业、生活实际中开展调查研究及实践,进行自然实验或现场实验,以多种方式开展实践活动,进行综合性及应用创新性实验,这些实验可设置为课外、课余的开放实验项目,教师给定实验任务或要求,学生可自由组队选择研究课题,自主确定研究对象和目标并设计方案进行实现,自主完成实验.例如,学习了人体测量和作业空间设计的知识后,可布置综合性实验,要求学生针对某处作业空间,依据人体尺寸,按照相关原则进行分析评估；在学习了肌肉骨骼失调的相关知识后,可要求学生选择一款手工工具进行肌肉骨骼失调分析,并提出改进或创新设计建议.
此外,对于部分兴趣浓厚且能力较强的学生,还可以使其通过大学生创新活动、专业导师负责项目、毕业设计等形式,以点带面,形成相应的项目小组开展实践活动,如进行反应时测定及分析系统的开发,为某公共设施及布局提供优化改进方案等.
4 结语
人因工程是一门应用性学科,实践教学环节的重要性毋庸置疑.在实验室设备条件及实验学时有限的情况下,立足人因理论教学要点,优化实践教学内容,同时面向生产生活实际,构建多层次的内容丰富的实践教学体系,并通过多种方法和手段引导、鼓励学生开展形式多样的实践活动,必将能够使学生学以致用,以用促学,使理论和实践达成更好的结合.
教学改革论文参考资料：
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