人因工程學實驗教學改革與實踐

趙林等

摘要：以人因工程學實驗教學體系為研究對象，針對實驗教學過程中存在的不足之處，從人因工程學實驗課程以往的教學內容、方法和手段諸多方面進行分析，提出了完善實驗教學課程內容體系、教學方法與教學手段多元化等方式，為提高學生綜合實踐動手能力和培養的學生創新思維提供了新思路。

關鍵詞：人因工程；實驗教學；改革；教學方法

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）24-0081-02

“人因工程學”是工業工程課程體系中十分重要的必修主干課，該課程以人為主要研究對象，研究人在某種實際的工作環境中心理和生理等方面的變化情況，分析人類、機器以及工作環境之間的相互作用與聯系。“人因工程學”課程要求學生通過學習“人-機-環境”系統中相關科學知識，理解生理學和心理學、作業方法及場所改善、人機系統分析與評價等多方面的基本理論，掌握上述知識中的基本分析方法，并能運用其解決生產和服務系統中出現的實際問題，培養學生的綜合實踐素質和創新能力，使其成為高素質的復合型工業工程人才。

人因工程學實驗教學是理論教學的延伸，是重要的實踐環節。但是“人因工程學”課程教學研究起步較晚，實驗課程的教學模式和內容都處于探索階段，并且各個高校在實驗教學環節中投入的師資力量都很少，導致人因工程學實驗教學相對落后。本文通過分析目前黑龍江科技大學工業工程專業中的人因工程學實驗教學存在的不足，結合學科特色，對人因工程學實驗教學進行了改革和實踐。

一、人因工程實驗教學存在的不足

1.實踐教學內容不全面

為了使實驗教學與理論教學更好的結合，實踐教學應該更為全面的實踐理論課程的相關知識，人因工程學主要涉及人的心理生理特性研究、工作環境因素研究、作業方法和工作場所改善、工作負荷與職業健康、人機系統分析與評價、人機安全等多個方面，可以看出“人因工程學”是一門多學科交叉、實踐性十分強的課程。[1，2]目前，黑龍江科技大學機械工程學院開設的人因工程學實驗教學內容主要包括六個實驗項目，分別是人體形體測量、視覺反應時測試、手指靈活性測試、注意分配能力——動作判斷測試、反應時和運動時測試、動作技能測試，實驗內容主要集中在人的心理生理特性、工作負荷與職業健康等幾個方面，沒有讓學生通過實驗教學全面的實踐理論教學中的基礎理論與分析方法。

2.實驗經費少，實驗儀器配置不合理

教學經費在實驗教學中投入不足，實驗儀器配置不合理，也是導致實驗教學水平無法提高的一個主要因素。目前，黑龍江科技大學采購的人因工程實驗設備主要為北京青鳥天橋儀器生產的心理學實驗儀器設備，主要研究人的知覺、感覺、信息輸入、儲存和提取、作業能力與疲勞等方面，缺少研究工作環境、作業方法改善等方面的實驗設備，對于個別實驗項目儀器的臺套數不足，不能完全滿足日常教學的要求。

3.實驗教師隊伍教學水平不高

近年來，雖然全國高校對于實驗教師隊伍建設的重視程度比以前有所提高，但是對于實驗教師的重視度還是遠遠不如理論教師，實驗教師的待遇低，這些都導致無法成功引進高水平的實驗教師。[3]實驗教師的培訓機會相對較少，政策待遇差，導致青年實驗教師多以自學為主，沒有機會接觸更為先進的實驗教學理念和方法，實驗教學多以驗證性、復述性的實驗教學內容為主，實驗教學水平提高緩慢。

二、實驗課程內容體系改革

1.完善實驗教學課程內容體系

目前，人因工程學共開設了6個實驗項目，實驗總課時為6學時，全部為驗證性實驗項目，并且受到實驗設備的限制只能夠開設人的心理和工作負荷兩個方面的實驗教學內容，不能夠對人因工程學的理論方法進行全面實踐，不能全面提高同學們的人因工程綜合實踐能力。因此，在完善實驗教學課程內容的基礎上，應該增加綜合性、設計性的實驗項目，來滿足工業工程人才培養計劃的要求。

（1）增加實驗課時，開設作業環境及其改善方面的實驗項目。為了讓學生更好地了解工作環境對人的作業效率的影響，增加了環境照明對生產效率影響和環境噪聲測定兩個實驗項目，使學生可以掌握照明和噪聲的測量方法，研究照明條件對工作效率的影響以及評價噪聲對工作人員的危害程度。

（2）完善現有的實驗項目。以人體測量實驗為例，在原有實驗內容的基礎上，采用視頻案例教學方法，讓學生就有關人體測量參數在汽車駕駛室設計領域中的應用進行分析，對人體測量參數的各個影響因素進行統計分析，并分析比例系數的選取依據，從而豐富了原來的實驗教學內容，提高了實驗教學質量。

（3）增設自擬選修實驗項目。學生在完成人因工程學理論學習和必修實驗課程后，經過實驗項目預約后，在實驗教師的指導下進行自擬的綜合性實驗項目。首先，由實驗教師提出實驗要求，學生選擇題目方向，每組學生有3人，自由組合。其次，各個小組研究制定相應的實驗題目、內容方法以及實驗步驟，教師分別對各小組分別進行輔導。最后，以小組為單位，準備實驗儀器設備和耗材，具體落實實驗方法，組內測得的數據組內成員共享，但是每個人都要按照要求獨立完成各自的實驗報告、數據處理分析以及結果討論。通過自擬實驗項目能夠培養學生發現現實生活中存在的人因問題，加強學生實驗設計、數據處理的能力，提高實踐動手能力和創新思維。

2.加強實驗教學過程質量控制，完善考核方式

實驗教學過程主要分為三個部分：課前預習、課堂實驗教學、課后作業。由于課上的實驗教學課時相對較少，因此在課前要布置實驗教學上會用到的基礎理論和方法、數據分析軟件的使用方法以及相關的資料和人機工程標準，既可以保證課堂上的講課效果，又可以提前預習節省課上的教學時間；課堂實驗教學多采用來源于企業的實際生產案例，不但能使學生更好地應用基礎理論提高實際的動手能力，還能使同學們熟悉企業的實際生產狀況；課后要布置一定數量的思考題，既能鞏固實驗課上學習到的知識，又能更深入的思考和實踐所學的人因工程學理論方法，從實驗教學的全過程進行教學質量控制。

目前，大多數高校的實驗課程考核方式主要以實驗報告的成績為主要評判標準，這樣既不能全面反應學生掌握實驗課程的效果，還使得部分學生習慣抄襲別人的實驗報告。在實驗成績的考核中，首先要考慮學生的實驗態度、學生的出勤情況和提前預習情況；其次要考慮學生參與實驗項目的思考和動手積極性以及實驗效果；最后考慮學生獨立完成的實驗報告質量情況。

三、實驗教學方法和教學手段的革新

1.多元化的實驗教學方法相結合

傳統的實驗教學方法多采用普通的講授法，實驗課堂上實驗教師起絕對的主導作用，不注意對學生學習反饋信息的收集，教師教學方法死板，學生缺乏自主學習積極性，造成了學生被動學習的局面，致使實驗教學質量不高。[4]因此，實驗教師應該在原有講授課程的基礎上，多借鑒理論課程所采用的多元化教學方法提高課堂教學質量。例如：在工作空間與工作效率測定的實驗項目中采用討論教學法，讓學生以小組的方式，圍繞工作臺高度和角度的設置以及工作姿勢與工作效率之間存在的關系等問題，抒發自己的見解。通過討論，可以激發學生自主學習的興趣，培養團隊合作意識。在人體測量實驗中，經常要測量人身體局部的各個尺寸，由于在測量過程中多采用人體學和解剖學中的術語，學生很難理解，為此可以學生身體為實物模型采用直觀演示法測量的具體位置，如在測量上臂長度時，以學生的胳膊為模型，直觀演示指出肩峰和尺骨鷹嘴的具體位置，然后測量其長度。

2.豐富實驗教學手段

為了更好地提高人因工程學實驗教學質量，黑龍江科技大學機械工程學院采購黑龍江科技大學自主研發的交互式電子白板，利用現代化教學手段，制作多媒體教案，進行實驗教學。該系統包括投影儀、手寫白板、講臺和主機等四部分組成，電子白板除了實現了傳統的多媒體教學功能外，還能集成多媒體教學課件制作、操作回放、手寫輸入和多種電教輔助軟件相結合的功能，通過生動直觀的電子教學方式，極大地調動了學生學習的積極性。此外，在人機分析的實驗課程中，可以采用實驗室采購的虛擬制造軟件JACK，對人工操作進行詳細設計、分析和優化。該軟件提供多種3D虛擬人體模型，可以實現人工作業的準確仿真、人機工程學和裝配時間分析，JACK軟件支持對人工作業視野檢查、工位交互式改進及不同設計方案評估。

四、加大實驗室投入，加強實驗教師隊伍建設

1.加大實驗室投入，擴展實驗項目

由于我國高校的人因工程實驗室建設起步較晚，實驗室規模小，儀器設備臺套數不足，因此開設的實驗項目相對不夠全面，多以演示性、驗證性項目為主。因此，應該加大實驗室設備的采購，擴展人因工程學的實驗項目，加大綜合性和設計性實驗項目開出的比率，全面提高學生在人機工程學方面的實踐技能。

2.提高實驗教學地位，加強實驗教師隊伍建設

如何正確地認識實驗教學在工業工程教學建設中的重要性，提高實驗教師的教學地位，建立高素質的實驗教師隊伍是提高教學質量的根本所在。一是從根本上認識實驗教學的重要性，平衡好理論與實驗教學在教學體系中所占的比重；二是應該提高實驗教師的待遇，積極引進高水平、技術能力強的教師加入實驗教師隊伍，鼓勵高職稱、高水平的教師兼職實驗教學以老帶新，努力提高實驗教師整體素質；三是加大實驗教師校外實習和培訓的機會，學校定期組織相關學科，觀摩國內工業工程建設一流的大學，參觀學習名校的實驗教學模式，努力提高自身的教學水平。

五、結束語

通過對黑龍江科技大學人因工程學實驗教學現狀進行調研，發現現有教學體系中存在的實驗教學體系不健全、實驗經費少、實驗儀器配置不合理及實驗教師隊伍教學水平不高等不足之處，結合筆者多年的教學經驗，提出了完善實驗教學課程內容體系、加強實驗教學過程質量控制、多元化的實驗教學方法相結合以及豐富實驗教學手段等措施，為提高教學質量，全面提高學生綜合實踐能力提出了可行的方法。

參考文獻：

[1]郭伏，孫永麗，葉秋紅.國內外人因工程學研究的比較分析[J].工業工程與管理，2007，（6）：118-122.

[2]周清華，楊萍.人因工程課程實驗體系的構建和實施[J].中國教育技術裝備，2008，（22）：37-39.

[3]董雅文，趙小惠，張寶峰.對人因課程實驗教學的幾點思考[J].實驗科學與技術，2011，（6）：110-112.

[4]石英.多元呈現于互動-人因工程學教學改革探索與實踐研究[J].漯河職業技術學院學報，2010，9（4）：131-133.

（責任編輯：孫晴）