人因工程學實驗教學課程改革研究與實踐

郭伏,金海哲,馮國奇

（東北大學工商管理學院,遼寧沈陽 110819）

1 人因工程學實驗教學課程開設必要性與開設背景

人因工程學是對人的生理、心理特點，作業能力、認知能力、行為方式等方面進行深入研究的課程，是以人—機—環境系統優化為目標，講授與人有關的環境、工具、設備、任務、系統以及作業空間的合理設計問題。人因工程學是通過對人、機、環境系統優化，以提高系統生產率，保證人健康、安全、舒適工作的學科。它是與制造業、服務業緊密結合的重要知識領域，也是培養大學生創新實踐能力中不可或缺的知識領域。通過本課程的學習，使學生從工程的角度掌握人的生理、心理的特點，對人及其與機具、環境相互關系有比較全面的了解和認識，發現并利用人的行為方式、工作能力、作業限制等特點，并能從適合于人的生理與心理特征的角度出發，對工程設計、工作安排、環境布置等提出科學的建議和要求，為人、機具、環境系統建立一個合理可行的實用方案，使作業者獲得舒適，健康、安全、可靠的作業環境，力求提高作業者的作業能力，以提高生產率、安全性、舒適性和有效性。

人因工程學科的特點是實踐性強，實驗和實踐環節對培養學生的學科素養、實踐能力和創新能力有重要作用。實驗課程作為實踐能力培養的重要途徑之一，如何開展好人因工程學實驗課程是考核人因工程學教學效果的重要內容之一。

由表3可知，在4、5、6月通過地表撒播方式播種的轉基因大豆SHZD32-01、受體材料中豆32、主栽品種皖豆28的覆蓋度在3次調查中均無顯著差異。在常規方式播種下，4月播種的轉基因大豆SHZD32-01的覆蓋度在5月的調查中顯著低于中豆32、皖豆28，但在后2次的調查中三者間差異不顯著；5月播種的轉基因大豆SHZD32-01和皖豆28的覆蓋度在3次調查中均顯著低于中豆32；6月播種的3種大豆在3次調查中的覆蓋度均極低，大多低于5%，僅在7月第1次調查中轉基因大豆 SHZD32-01 和皖豆28的覆蓋度顯著低于中豆32，但在后2次調查中三者間差異不顯著。7月播種的大豆未出苗，覆蓋度為0。

人因工程實驗教學中的實驗教學方法、內容、實驗手段及組織方式是影響實驗教學水平的重要因素，也是實驗教學改革的重要方面。該課程實驗教學從1985年開始，2010年之前可開展人因工程基礎實驗，2010年學?！?85”和“211”工程項目先后投資，加之教育部改善本科基本辦學條件投入，累計近700萬經費購置先進的人因工程研究設備。增添了壓力測試系統、虛擬現實系統、眼動儀、FAB無線動作捕捉系統，無線生理測試系統，腦電與眼動測試系統，以及認知工效學設備、噪聲、微氣候環境等近20多種先進實驗設備，為人因工程學實驗教學水平提升奠定了充分的物質基礎。此外，設計與完善了與人因工程學教材匹配的完整的實驗教學內容，以便更好地將教學資源有效服務于學生。在此，將向業界同行介紹東北大學人因工程學實驗教學課程建設成果與經驗，為兄弟院校開設人因工程學相關實驗課程提供參考。

2 實驗課程設計方法與思路

本論文的研究方法主要采用了高校現場調查、實驗研究、文獻研究等方法。具體的研究思路如下。

東北大學人因工程學課程是工業工程系的重要專業核心課之一，包含56學時的“理論+實驗”課程及24學時的人因工程學課程設計。人因工程學實驗課程即是對理論教學的補充與完善，也是保證人因工程學課程設計順利開展的技術保障。該團隊結合人因工程學教學內容中的實驗開展必要性、企事業單位對人因工程學實踐技能需求、國內外知名院校對人因工程學實驗項目的開展情況以及東北大學人因工程學實驗室設備現狀等多方面出發，針對人因工程學課程中每一知識單元的內容深度討論了實驗開展必要性等，從而設計了具體的人因工程學實驗課程內容及相關學時。例如，微氣候環境測定與分析實驗是一個驗證性實驗，它可以測量作業環境中的各種微氣候指標，對作業者的作業效率等具有密切的關系。此外，它還與后續章節的人因安全具有密切的關系，在寶馬、米其林等國際知名企業實際生產環境中對微氣候的相關管理與規定非常嚴格。因為，我們將“微氣候環境測定與分析實驗”作為人因工程學實驗課程內容之一進行了開發。

（2）人因工程重點設備硬件操作及軟件使用方法，數據處理方法，實驗設計方法。人因工程實驗設備中，腦電EEG/ERP、眼動儀、生理信號測定、VR虛擬現實系統FVB無線動作捕捉、壓力測試等設備原理復雜，特別是數據處理方法需要較長的時間培訓，為此，熟練掌握設備使用原理是該部分的重要內容。

（3）進行實驗項目開發。圍繞實驗課程內容設計，確定不同類型的實驗項目，如驗證性實驗、研究性實驗、綜合性實驗等。完成試驗項目開發，包括實驗目的、實驗材料、實驗任務、被試要求、實驗程序、實驗數據處理、實驗結果討論等方面的要求。

（1）人因工程實驗課程內容及相關學時的總體設計。該部分主要涉及實驗內容、實驗材料、實驗學時方面的安排。

表1 人因工程學實驗課程項目一覽(一部分)

相關研究表明酮類化合物的來源是多樣的，大多數酮由脂質氧化產生，少數酮如3-羥基丁-2-酮通過美拉德反應形成[33]，也可以通過脂質自動氧化和微生物代謝產生[34]。圖2表明相比于其他風味化合物種類，酮類在6種板鴨中含量均很低。2-庚酮有辛辣、藍芝士、橡子的香氣[8]，并且在沙縣竹炭板鴨中含量較高，表2顯示2-庚酮的含量在不同板鴨之間存在著顯著性差異，但其含量低于氣味閾值，對板鴨的香氣貢獻較小。

（4）請學生進行實驗項目測試，以掌握開發的實驗項目是否符合實驗教學要求。并撰寫實驗指導書，以進行實驗教學，進行實驗課程錄像。正式投入實驗教學過程，并對教學效果進行評價。

3 人因工程學實驗內容

根據故事中的對聯，歸納特點：（1）字數相等，結構相同。（2）對應位置，詞性相同。（3）上仄下平，音調相和。（4）上下銜接，內容相關。（5）停頓一致，節奏相應。并詳解蒲松齡所對例聯：細羽家禽磚后死（仄）；粗毛野獸石先生（平）。而后讓學生連線選擇對聯，根據語言環境將對聯補充完整。

按照上述思路，該教學團隊確定了20學時的實驗課程，并從驗證性實驗、研究性實驗、綜合性實驗等三個維度總共開發了微氣候環境測定與分析實驗、照明環境測定與分析實驗、色彩及色彩分辨視野實驗、噪聲環境測定與分析實驗、勞動強度測定實驗、工作疲勞測定實驗、反應時測定與分析實驗、注意力測定實驗、記憶力測定實驗、自擬實驗10個人因工程學實驗課程內容。

式中：x0，y0為平移參數；α為旋轉參數；m為尺度參數；x2，y2為2000國家大地坐標系下的平面直角坐標；x1，y1為原坐標系下平面直角坐標[7]；坐標單位為m。

4 人因工程學實驗項目

該部分針對每一項實驗課程內容，進行了具體的實驗項目開發。首先，針對每一項實驗課程內容，從驗證性實驗、研究性實驗、綜合性實驗三個角度確立了每一個實驗的實驗類型。其次，針對每一實驗內容具體撰寫了實驗目的、實驗材料、實驗任務、被試要求、實驗程序、實驗數據處理、實驗結果討論等方面的要求，編制了詳細的實驗指導書。表1中列出了部分實驗課程內容的實驗類型、實驗目的和實驗儀器。

5 結語

該論文介紹了具體的人因工程學實驗課程的設計方法與思路，并針對10個具體的人因工程學實驗內容介紹了具體的實驗目的、實驗說明、實驗儀器、測定原理與測定方法、實驗內容和步驟、實驗報告要求及思考題。具體的人因工程學實驗課程錄像、實驗指導書等可參考愛課網中東北大學郭伏教授主講的人因工程學慕課課程。