工業(yè)工程專業(yè)人因工程學(xué)科方向課程教學(xué)改革初探

劉志平，張洪亮

(安徽工業(yè)大學(xué) 管理科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032)

一、人因工程及其發(fā)展背景概述

人因工程是管理科學(xué)中工業(yè)工程(Industrial Engineering，IE)專業(yè)的一個(gè)分支，研究人、機(jī)器和環(huán)境之間相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理和心理特點(diǎn)。人因工程涉及工程技術(shù)、環(huán)境工程學(xué)、人體生理學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)和美學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的理論與方法，研究人與機(jī)器、人與環(huán)境、人與社會(huì)之間的相互關(guān)系，按照人的特性設(shè)計(jì)與改善人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)工程的應(yīng)用領(lǐng)域正由傳統(tǒng)的制造業(yè)向服務(wù)業(yè)、設(shè)計(jì)行業(yè)等非制造業(yè)轉(zhuǎn)移，賦予工業(yè)工程學(xué)科新的內(nèi)涵，醫(yī)療健康服務(wù)和可用性工程研究及其應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)，這兩個(gè)研究熱點(diǎn)正是人因工程學(xué)科可以大顯身手的研究領(lǐng)域。

可用性指產(chǎn)品在特定使用環(huán)境下為特定的用戶用于特定用途時(shí)所具有的有效性、效率和用戶主觀滿意度。它包含兩層含義，即有用性和易用性。可用性工程目前已成為人因工程學(xué)科領(lǐng)域的重要組成部分，是人因工程的理論與方法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試、評(píng)價(jià)過程的典型應(yīng)用之一。人因工程對(duì)可用性工程的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，人因工程學(xué)科領(lǐng)域長期發(fā)展得到的研究成果可以作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的直接準(zhǔn)則；另一方面，在人因工程學(xué)科研究過程中發(fā)展出的各種評(píng)估方法對(duì)于產(chǎn)品可用性測試來說也是重要的借鑒。人因工程是實(shí)現(xiàn)“以用戶為中心”設(shè)計(jì)思想的重要理論基礎(chǔ)，是衡量現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)。

醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域在科技創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)下，醫(yī)療服務(wù)供給側(cè)改革呈現(xiàn)出越來越強(qiáng)勁的勢頭，醫(yī)學(xué)服務(wù)加速由“疾病醫(yī)學(xué)服務(wù)”向“健康醫(yī)學(xué)服務(wù)”模式變革。作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)“預(yù)防、臨床治療、康復(fù)”三位一體重要組成部分的康復(fù)醫(yī)學(xué)得到普遍重視。康復(fù)醫(yī)療裝備的設(shè)計(jì)創(chuàng)新必須充分考慮人員、技術(shù)、環(huán)境、任務(wù)和組織等諸多與人因有關(guān)的要素，需要得到人因數(shù)據(jù)支撐與科學(xué)量化管理。借助人因工程學(xué)科方法，指導(dǎo)研發(fā)并設(shè)計(jì)出具有可用性、可靠性和“以人為本”的康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)品，提升用戶體驗(yàn)。從醫(yī)療產(chǎn)品和器具的概念生成、產(chǎn)品投產(chǎn)到用戶使用，人因工程規(guī)范貫穿始終，為醫(yī)療設(shè)備健康發(fā)展保駕護(hù)航。

醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)影響國家和每個(gè)人的重要社會(huì)組織，以醫(yī)護(hù)人員為主要組成人員。人因工程倡導(dǎo)“以人為本”，以科學(xué)的方式對(duì)病人進(jìn)行妥善照顧，可有效防止病人在醫(yī)療過程中發(fā)生感染。為滿足醫(yī)護(hù)人員對(duì)安全、健康和舒適的工作環(huán)境需求，對(duì)醫(yī)院內(nèi)環(huán)境、器物展開人因設(shè)計(jì)，正確運(yùn)用生物力學(xué)原理減輕工作負(fù)荷與勞動(dòng)強(qiáng)度，是當(dāng)前人因工程學(xué)科在醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)的新應(yīng)用，為廣大群眾提供便捷、高效、優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療照護(hù)服務(wù)提供保障。

二、人因工程教學(xué)改革

從可用性工程研究與應(yīng)用出發(fā)，融合醫(yī)療與康復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法，我校工業(yè)工程系在人因工程學(xué)科方向上設(shè)置了一套涵蓋理論與實(shí)踐的課程體系，理論課程包括電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、人因工程(理論教學(xué)部分)、消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工效學(xué)(雙語)、人因工程研究方法(問卷設(shè)計(jì)及SPSS統(tǒng)計(jì)分析、心理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及SPSS統(tǒng)計(jì)分析)等，實(shí)踐課程包括人因工程(課內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分)、人因工程課程設(shè)計(jì)、消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)、消費(fèi)產(chǎn)品可用性設(shè)計(jì)等。該課程體系以人因工程為核心，在理論教學(xué)方面打破傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容局限，引入可用性工程與醫(yī)療健康服務(wù)理論，涉及人因工程與可用性、可用性測評(píng)案例分析、現(xiàn)代人因工程最新研究進(jìn)展等內(nèi)容；在實(shí)踐教學(xué)方面依托我校人因工程實(shí)驗(yàn)室，開展基礎(chǔ)人因工程實(shí)驗(yàn)與消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生將來從事與消費(fèi)類電子產(chǎn)品的人因設(shè)計(jì)相關(guān)的工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。

(一)理論教學(xué)體系改革

當(dāng)前國內(nèi)可用性工程的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于IT行業(yè)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)，故在低年級(jí)階段依據(jù)消費(fèi)類電子產(chǎn)品人因設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo)和職業(yè)崗位要求開設(shè)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)入門課程，旨在幫助學(xué)生樹立“以人為本”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，了解電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程，熟悉電子產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)方法。在工業(yè)工程專業(yè)基礎(chǔ)課程人因工程的教學(xué)內(nèi)容上增加對(duì)可用性、人因工程研究方法和肌肉骨骼系統(tǒng)失調(diào)及其預(yù)防等現(xiàn)代人因工程的前沿研究內(nèi)容。目前國內(nèi)還沒有一本設(shè)計(jì)工效學(xué)方面的成熟教材可供使用，因此我們選取了一本英文專著作為參考資料，開設(shè)了消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工效學(xué)雙語課程，其教學(xué)內(nèi)容包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用的方法和技術(shù)、“以用戶為中心”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、信息技術(shù)在消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和“以用戶為中心”的消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展與展望四個(gè)部分，旨在引導(dǎo)學(xué)生樹立“以人為本”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，培養(yǎng)學(xué)生以系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析、解決問題的能力。人因工程研究方法的實(shí)操訓(xùn)練，特別是問卷設(shè)計(jì)及SPSS統(tǒng)計(jì)分析、心理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及SPSS統(tǒng)計(jì)分析，為實(shí)踐教學(xué)順利開展打下良好的方法基礎(chǔ)。

(二)實(shí)踐教學(xué)體系改革

傳統(tǒng)的工業(yè)工程專業(yè)人因工程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容集中于基礎(chǔ)人因工程實(shí)驗(yàn)，以演示性與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，未能有效培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)產(chǎn)品可用性測評(píng)與設(shè)計(jì)、醫(yī)療健康服務(wù)設(shè)計(jì)對(duì)人因工程學(xué)科的巨大需求，我們將該課程體系的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)安排為五大模塊，分別為課內(nèi)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、課程綜合性與創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、第二課堂、實(shí)習(xí)(實(shí)訓(xùn))，五大模塊的目標(biāo)、內(nèi)容和教學(xué)方法各具特色，相互聯(lián)系。基于工業(yè)工程專業(yè)人因工程方向的實(shí)踐教學(xué)體系重新構(gòu)建人因工程實(shí)驗(yàn)室，由基礎(chǔ)人因工程實(shí)驗(yàn)室、消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)實(shí)驗(yàn)室、消費(fèi)產(chǎn)品可用性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室等三個(gè)子實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成。

人因工程實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不僅包括人因工程與管理，還涉及到工程技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)與健康工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)。消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)與設(shè)計(jì)、康復(fù)產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)及其性能的實(shí)現(xiàn)、醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互方式及其效率研究是可用性工程研究與醫(yī)療健康產(chǎn)品與服務(wù)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用方向的重點(diǎn)內(nèi)容。通過消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)、消費(fèi)產(chǎn)品可用性設(shè)計(jì)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握人因工程與可用性理論和方法、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)基本理論基礎(chǔ)，具備工程設(shè)計(jì)能力、觀察能力和市場調(diào)查能力，還可以更多了解周圍事物、人們的生活水平及觀念、用戶心理需求、市場和商務(wù)運(yùn)作手段和方法。

該實(shí)踐教學(xué)體系由演示性、驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)研究等四種類型的實(shí)驗(yàn)組成。“演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生專業(yè)基本知識(shí)和基本技能培養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)與對(duì)應(yīng)的理論課程的銜接，使兩者相輔相成，互相促進(jìn)，做到學(xué)以致用，實(shí)踐課程人因工程(課內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分)就屬于這一類型。“綜合性實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)內(nèi)容與科研、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系，形成良性互動(dòng)，以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，為其未來參加社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)，實(shí)踐課程消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)中的大部分實(shí)驗(yàn)屬于這一類型。“設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)”則主要強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生探索未知領(lǐng)域能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這類實(shí)驗(yàn)包括四方面內(nèi)容：一是在消費(fèi)產(chǎn)品可用性設(shè)計(jì)實(shí)踐課程中設(shè)置開放性問題，要求學(xué)生“以用戶為中心”展開消費(fèi)產(chǎn)品的原型或模型設(shè)計(jì)；二是將教師的科研課題引入實(shí)踐教學(xué)，體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)真題真做；三是在本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)的資助下，吸引學(xué)生利用人因工程實(shí)驗(yàn)室資源積極參與國內(nèi)各種有影響力的學(xué)生課外科技活動(dòng)，如可用性測評(píng)、產(chǎn)品研發(fā)、服務(wù)設(shè)計(jì)等；四是為各類課外科技大賽(如“挑戰(zhàn)杯”比賽等)積累素材，經(jīng)加工后形成具有綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

三、人因工程學(xué)科課程教學(xué)改革成效

我校工業(yè)工程專業(yè)從最初就開設(shè)了人因工程課程，當(dāng)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容限于傳統(tǒng)人因工程，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)也僅限于基礎(chǔ)人因工程范疇。從2013級(jí)開始逐步增加了現(xiàn)代人因工程的理論教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)了人因工程課程設(shè)計(jì)和消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工效學(xué)(雙語)課程，2016級(jí)開始增設(shè)了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和消費(fèi)產(chǎn)品可用性測評(píng)系列課程，學(xué)生依據(jù)自身興趣選修，目前正積極籌備人因工程研究方法與消費(fèi)產(chǎn)品可用性設(shè)計(jì)課程，計(jì)劃在新一輪的培養(yǎng)方案修訂中加入方向課程體系。

從近幾年來的教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，形成了對(duì)人因工程學(xué)科的整體認(rèn)知，進(jìn)一步形成了消費(fèi)類電子產(chǎn)品“以用戶為中心”的功能設(shè)計(jì)理念，掌握了概念設(shè)計(jì)和產(chǎn)品可用性測評(píng)技術(shù)和方法，以及用戶需求分析方法和用戶交互設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建方法，在實(shí)踐課程體系中得到了有效應(yīng)用。圍繞“用戶體驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)”主線，靈活安排課外設(shè)計(jì)實(shí)踐課題，以小組方式開展，題目自擬，教師為每個(gè)小組提供咨詢，檢查工作進(jìn)度，幫助學(xué)生改善方案，從而使學(xué)生更好地解決實(shí)際問題，取得了初步成效。