面向創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的人因工程實踐教學改革

江志剛，周敏，蔣國璋，張旭剛 （武漢科技大學機械自動化學院工業(yè)工程系，湖北 武漢430081）

人因工程主要是通過研究人的生理、心理特性，對機器、設(shè)備、工具、環(huán)境等進行設(shè)計和改進，讓人在實際操作過程中能減少時間的浪費、增加安全性和舒適性，達到提高生產(chǎn)效率的目的。它是一門新興的邊緣學科，具有跨學科跨領(lǐng)域的特點，可結(jié)合多種學科的原理、方法和數(shù)據(jù)進行綜合運用［1－2］。

人因工程屬于實驗科學或經(jīng)驗科學，通過實驗和觀察建立人類生理活動和心理活動資料，并用來評定人們工作環(huán)境的優(yōu)劣性、以及機器設(shè)備和操作方法的科學性，具有較強的實踐性。因此，實踐教學是人因工程教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在理論教學的基礎(chǔ)上，必須通過實踐強化學生對基本知識的掌握以及對基本技能的融會貫通［3］。然而，目前人因工程教學主要以課堂講授理論知識為主，重視考試成績而輕視實踐能力，使得學生難以將專業(yè)知識靈活運用。因此，如何合理地構(gòu)建人因工程實驗教學體系，實現(xiàn)理論教學與實踐教學的有機融合，提高學生的創(chuàng)新實踐能力，從而適應(yīng)當前工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，是目前人因工程教學需要解決的問題?武漢科技大學教學研究重點項目 （2012Z37）。。

1 人因工程實踐教學問題分析

人因工程學是工業(yè)工程專業(yè)的重要專業(yè)核心課程，受傳統(tǒng)教育觀念的影響，目前教學中還存在一些重理論輕實踐、重知識輕能力、重學輕做等問題。同時，實驗教學內(nèi)容分類較多，知識點比較分散，學到的知識很難直接應(yīng)用到工程實踐中。此外，實踐教學的考核單一，主要依據(jù)學生實驗報告，導致學生只是敷衍應(yīng)付實驗報告，不會認真思考理論和實踐的聯(lián)系，影響實驗效果?，F(xiàn)有人因工程實踐教學主要存在以下幾方面的問題［4］：

1）對實驗教學不重視。目前我國高校普遍不太重視實驗教學，只是將其作為基礎(chǔ)教學輔助課程。因此，設(shè)置的講課學時少，沒有系統(tǒng)的教學綱要，對學生沒有具體的要求，從而學生潛意識會認為實驗教學就是好玩，沒有學習的必要。

2）理論教學與實驗教學脫節(jié)。人因工程學具有較強的實踐性，包含多門學科內(nèi)容，涉及領(lǐng)域廣泛。老師在授課時，只是強調(diào)理論知識，學生只是單純的學會了各章節(jié)的知識點，缺乏系統(tǒng)的知識體系。在實驗教學中，老師只是將實驗步驟進行演示，沒有涉及具體的知識內(nèi)容融會貫通。學生無法將課堂學習的方法與實驗設(shè)備配合使用，使得教學效果不理想。

3）實驗教學方法的設(shè)計不合理。傳統(tǒng)的實驗教學方法是“老師教，學生做”，教學缺乏生動性和互動性，使得學生只知其然不知其所以然，不能對實驗深入的理解和分析，只會利用實驗儀器做簡單的驗證，無法將知識運用于實踐，導致學生難以發(fā)揮主動性和創(chuàng)新性，從而對實驗教學失去興趣。

2 面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學思路

創(chuàng)新能力是個體運用知識和理論，提出獨特、新穎的思想或方法、從而創(chuàng)造社會價值或個人價值的能力[5]。為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，在人因工程的實踐教學中，應(yīng)從實驗內(nèi)容和教學方法2個方面進行重點改革，加強學生實踐動手能力、主動學習能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)。具體思路如圖1所示。

實驗內(nèi)容體系的設(shè)計，首先要緊抓基礎(chǔ)知識、突出前沿科技，讓學生在鞏固基礎(chǔ)的同時不失對前沿科技的探索，激發(fā)學生的知識運用能力和創(chuàng)新能力。其次，合理設(shè)計實驗內(nèi)容。人因工程實驗內(nèi)容涉及面廣，知識體系復(fù)雜，為讓學生在有限的時間里系統(tǒng)的掌握所學的知識，應(yīng)合理設(shè)計實驗內(nèi)容。一方面，實驗內(nèi)容多層次化，讓學生能夠由淺入深，逐步理解；另一方面，實驗類型多樣化，使學生能夠依據(jù)自身特點和興趣選擇實驗。

在實驗教學方法上，首先加強人因工程專業(yè)實驗室建設(shè)，構(gòu)建開放式實驗選擇平臺，實現(xiàn)學生自主選擇實驗課程，設(shè)計實驗內(nèi)容；其次，開展教學方法改革，提高學生參與實驗的積極性；此外，鼓勵學生參與競賽和創(chuàng)新實踐項目，豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗，鞏固基礎(chǔ)知識，提高學生對人因工程知識的運用能力。

圖1 面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學思路

3 面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的人因工程實驗體系設(shè)計

人因工程實踐性強，應(yīng)合理設(shè)計實驗體系，讓學生在做實驗的同時能重新認識和體會課堂上的知識點?，F(xiàn)有的實驗教學體系通常比較單一，沒有層次性，學生對所接觸的實驗沒有新奇感，不能激發(fā)學生的學習興趣［6］。因此，在現(xiàn)有實驗資源的基礎(chǔ)上，對實驗的內(nèi)容進行提升與完善，增加實驗類型實現(xiàn)實驗的多樣化，構(gòu)建綜合化和課內(nèi)外實驗一體化的實驗方法，形成較為合理的實驗體系。

1）構(gòu)建多層次實驗內(nèi)容，豐富實驗形式。將人因工程實驗劃分為基礎(chǔ)層和提高層，把課程內(nèi)容與實驗層次相結(jié)合?；A(chǔ)層次實驗以最基礎(chǔ)的內(nèi)容為重點，保證學生能夠掌握人因工程的基本內(nèi)涵，主要包括測量實驗和心理認知實驗。提高層次實驗在原有基礎(chǔ)層次實驗的基礎(chǔ)上，增強了實驗內(nèi)容的靈活性，隨時保持著實驗內(nèi)容的動態(tài)更新，包括探索型實驗和設(shè)計型實驗。學生可自由組隊選擇研究課題，自主確定研究對象和目標，在現(xiàn)有實驗條件下選擇實驗設(shè)備，探索合適的實驗方法，得出科學的實驗結(jié)果。

2）融合多種實驗方法，綜合化訓練學生的實驗?zāi)芰?。人因工程作為一門實踐性課程，可設(shè)置的實驗項目很多，合理科學的設(shè)置實驗項目，融合多種實驗方法進行教學，可提高學生對實驗的興趣，鍛煉學生的綜合實踐能力。組織學生分組進行社會調(diào)查，有條件者可到實踐中進行自然實驗 （現(xiàn)場實驗），以確定研究課題。然后，在已有設(shè)備和條件的基礎(chǔ)上，學生自行對問題進行分析，學生自主設(shè)計實驗內(nèi)容，確定實驗?zāi)繕耍粚W生根據(jù)目標設(shè)計實驗，反復(fù)驗證，并得出結(jié)果。最后，學生對數(shù)據(jù)進行處理，通過論文、PPT等形式并向老師匯報結(jié)果，由老師點評。這一系列的實戰(zhàn)訓練，鍛煉了學生對問題分析的敏感性，增強了學生的團隊意識和分工合作的能力，讓學生在實踐中鞏固基礎(chǔ)知識，并將知識更好的運用于實踐。

3）課堂與實驗相結(jié)合，增加實驗的機動性。摒棄只能在實驗室做實驗的傳統(tǒng)模式，將實驗儀器帶入課堂，讓學生在學習基礎(chǔ)知識的同時對實驗設(shè)備有充分的了解，同時通過實驗的演示幫助學生對基礎(chǔ)知識的理解，增強學生學習的積極性。此外，課外開放實驗設(shè)備，鼓勵同學們積極動手，不在將實驗僅僅局限于實驗課堂上，讓學生能有更多機會去學習和探索實驗的樂趣。

4 面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學方法

1）推行自主化和開放型教學。自主化開放型實驗室的建立能有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和探索能力。自主化是指學生可根據(jù)自己感興趣的課題，自由組成小組設(shè)計實驗進行研究，包括實驗項目的設(shè)定，實驗內(nèi)容的討論，實驗設(shè)備的選擇，實驗步驟的安排等，最后得出實驗結(jié)果進行匯報。開放化是指學生做實驗不再僅限于課堂時間上，而是延伸至學生的課余時間，學生可合理安排預(yù)約實驗。通過此種方法，將學生和老師的角色轉(zhuǎn)換：老師不再是教學的主體，而是在學生遇到問題時進行引導和幫助；學生主動地對問題進行探索分析，成為教學中的主體。該方法可增加學生學習的積極性，鍛煉學生的創(chuàng)新能力。

2）建設(shè)人因工程專業(yè)實驗室。人因工程專業(yè)實驗室的建立是為了充分運用設(shè)備和技術(shù)，虛擬現(xiàn)實應(yīng)用，模擬工作安全等讓學生更好的理解“人－機－環(huán)境”三者的關(guān)系。實驗室的建設(shè)、實驗課的開展都離不開完善而足夠的實驗設(shè)備。因此，合理安排學校對人為因素工程實驗室投入的資金，配置人因工程實驗所需的設(shè)備和器材，開發(fā)軟件設(shè)施，建立實驗教學方案，給學生創(chuàng)造良好的實驗條件。此外，設(shè)立實驗室設(shè)備管理條例，定時對設(shè)備進行維護，讓學生具有實驗室主人意識，共同愛護實驗室設(shè)備。人因工程專業(yè)實驗室的建立為學生提供了動手實踐的平臺，讓學生在學習理論知識的基礎(chǔ)上，參與實踐活動，體會實際操作和理論知識的差異，從而更好的掌握所學知識。

3）引入案例教學。案例教學是理論教學和實踐教學之間的橋梁，是學生在實踐中理解基礎(chǔ)知識的重要途徑，也是調(diào)動學生實驗興趣的重要手段。在人因教學中，選擇真實、典型的教學案例講解，讓學生對其進行模擬，分析和理解，通過個人發(fā)言、小組討論等形式發(fā)表各自的看法，最后老師進行評價，對學生進行啟發(fā)，讓學生能夠更深入的理解問題和課題，鍛煉了學生的組織能力和分析能力。

4）規(guī)范實驗考核制度。在以往的教學中，實驗課程的考核多數(shù)以實驗報告為主，在考試中也很少涉及實驗內(nèi)容，導致學生互相抄襲實驗報告敷衍了事，因此規(guī)范實驗考核制度，嚴格管理實驗成績，提高學生對實驗的重視程度是十分必要的。對于成績優(yōu)異的同學，提出表彰頒發(fā)證書，并組織匯報分享會議；對于實驗成績不合格的學生，需對其嚴格要求，直到能獨立完成實驗才能獲得實驗分數(shù)。這樣，不但利于老師順利進行教學，也會激發(fā)學生對實驗的興趣，從而更認真的去思考和學習。

5）以競賽為載體培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在人因工程實踐教學中，競賽對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的具有十分重要的作用。競賽既要求學生深入系統(tǒng)地理解所學專業(yè)相關(guān)知識和原理，熟練掌握應(yīng)用技能能力，更要求學生具有很強的綜合運用能力，遇到問題可靈活應(yīng)對，及時想到解決方法，具備嚴謹?shù)乃季S、良好的心態(tài)，能創(chuàng)造出解決實際問題的可推廣性成果［7］。競賽一方面能培養(yǎng)學生對人因工程技能的運用能力，另一方面能鍛煉學生的思維創(chuàng)新和動手實踐能力。一直以來，學校十分重視學生的競賽項目，鼓勵學生參加“全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽”、“全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)作品競賽等。通過參加富有挑戰(zhàn)性的知識競賽，學生能夠?qū)⑷艘蚬こ痰闹R與產(chǎn)品設(shè)計、制造加工等有機融合，創(chuàng)新意識和實踐能力都得到了很好的鍛煉和提高。

5 結(jié)語

創(chuàng)新型人才是社會發(fā)展的中流砥柱，研究和探索面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學是高校教師的重要工作。筆者探討了在人因工程實踐教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的思路和方法，重點從實驗內(nèi)容體系設(shè)計和實驗教學方法2個角度來探討學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提出實驗難度分層化，實驗類型多樣化，實驗內(nèi)容綜合化的教學思想，設(shè)計了自主化和開放式相結(jié)合的實驗教學方法，并借助競賽和創(chuàng)新實踐基地，逐步加強創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

［1］ 蘭爽 .人因工程實驗方案的研究與探討 ［J］.實驗室科學，2009 （2）：61－63.

［2］ 蘭爽 .人因工程實驗的設(shè)計與開發(fā) ［J］.實驗室研究與探索，2009，28（4）：163－165.

［3］ 賈雨，肖忠海，王飛，等 .淺談如何提高人因工程實驗教學質(zhì)量 ［J］.教育教學論壇，2014（1）：243－244.

［4］ 曹詠，歐陽慶，毛小娟，等 .“人因工程”教學改革探索與實踐 ［J］.科教文匯，2014（6）：66－69.

［5］ 廖斌 .工業(yè)工程專業(yè)人因工程教學模式改革探索與實踐 ［J］.中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2013，9（8）：95－98.

［6］ 周清華，楊萍 .人因工程課程實驗體系的構(gòu)建和實施 ［J］.中國教育技術(shù)裝備，2008（22）：37－38.

［7］ 鄭家茂，張胤 .對大學生科研訓練計劃的若干思考 ［J］.高等工程教育研究，2008（6）：98－102.