技術(shù)人性化視角的工程技術(shù)教育

吳勇華+刁叔鈞

[摘 要]工程技術(shù)教育不僅要傳授學(xué)生科學(xué)技術(shù)知識(shí)，更要從技術(shù)人性化角度來培養(yǎng)學(xué)生。針對(duì)我國許多高校研究生和本科生開設(shè)的人機(jī)工程學(xué)課程，根據(jù)該課程的“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)性特點(diǎn)，本著以人為本的工程技術(shù)觀和服務(wù)于不同學(xué)科專業(yè)的教學(xué)需求，我們提出以技術(shù)人性化為中心的教學(xué)改革思路。針對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以人為中心的“金字塔”教學(xué)改革方法。這一方法能使學(xué)生從本質(zhì)上掌握和綜合運(yùn)用“人機(jī)工程學(xué)”知識(shí)，實(shí)現(xiàn)以人為本的“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

[關(guān)鍵詞]人機(jī)工程學(xué)；技術(shù)人性化；工程技術(shù)；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）12-0039-04

系統(tǒng)地向?qū)W生傳授科學(xué)技術(shù)知識(shí)是大學(xué)工程技術(shù)專業(yè)教育長期以來秉持的原則。這對(duì)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)具有重大意義，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。然而，工業(yè)化以來對(duì)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的盲目崇拜已經(jīng)使人類在環(huán)境、生態(tài)、資源、社會(huì)倫理等方面付出了巨大的代價(jià)。在工程技術(shù)教育領(lǐng)域，有必要對(duì)現(xiàn)有的工程技術(shù)教育觀念和方法進(jìn)行深刻的反思。

人機(jī)工程學(xué)是研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)（泛指大到機(jī)器和工程設(shè)施，小到個(gè)人產(chǎn)品的一切器物）、環(huán)境三大要素之間關(guān)系的科學(xué)，是研究人的需求特性、工作生活環(huán)境與機(jī)器三者相匹配的問題，是為解決工業(yè)社會(huì)系統(tǒng)中人的效能、安全、舒適和健康問題而提供理論與方法的一門科學(xué)。人機(jī)工程學(xué)在高校的工業(yè)設(shè)計(jì)、工業(yè)工程、機(jī)械工程、車輛工程、安全工程、計(jì)算機(jī)等眾多學(xué)科、專業(yè)的研究生和本科學(xué)生教育中受到重視。目前，我國有相當(dāng)數(shù)量的高等院校開設(shè)了該課程。

人機(jī)工程學(xué)是一門處于發(fā)展中的新興學(xué)科，在研究人、機(jī)、環(huán)境三要素的基礎(chǔ)上，注重“人—機(jī)—環(huán)境”的系統(tǒng)性和整體性，尋求達(dá)到安全、健康、舒適、高效生產(chǎn)和工作的目的。[1]我們需要充分理解人機(jī)工程學(xué)課程所關(guān)注的以人為本的精髓，采用合理的教學(xué)方法，制定合理的教學(xué)內(nèi)容，這樣才能提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到較好的教學(xué)效果。為此，本文提出從技術(shù)人性化的角度討論人機(jī)工程學(xué)課程的教學(xué)問題，由此引發(fā)對(duì)科學(xué)技術(shù)人性化的思考。

一、人機(jī)工程學(xué)課程性質(zhì)

科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力在人類社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。技術(shù)與人兩者總是不可分割的，研究技術(shù)及其產(chǎn)品和工業(yè)社會(huì)中的人的和諧關(guān)系就是人機(jī)工程學(xué)發(fā)展的起因。所以，人機(jī)工程學(xué)又叫人體工程學(xué)、人因工程學(xué)、人類工程學(xué)、工效學(xué)、工程心理學(xué)等，是一門研究人、機(jī)、環(huán)境三者之間協(xié)調(diào)、一致性的學(xué)問。人體科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和技術(shù)科學(xué)及其產(chǎn)品三者之間的相互整合，構(gòu)成了本課程的內(nèi)容體系。從表面上看，該課程研究的是狹義的人、產(chǎn)品和環(huán)境之間相互協(xié)同的關(guān)系；從本質(zhì)上看，該課程研究的是人、技術(shù)和社會(huì)之間的和諧問題。所以，該課程其目的就是為人類在工業(yè)社會(huì)建立一個(gè)舒適、安全、高效、和諧的工作與生存環(huán)境提供理論和方法。

科技產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展總是要圍繞人的需求來展開，并要適應(yīng)和滿足人類的生理和心理的特點(diǎn)。這些觀念已逐漸在廣大工程技術(shù)人員和消費(fèi)者中形成共識(shí)。那么，工程技術(shù)人員在開發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計(jì)新項(xiàng)目的過程中應(yīng)該遵循什么思想方法來考慮這些要求？這就需要深入到具有技術(shù)人性化功能的人機(jī)工程學(xué)精髓之中來進(jìn)行探究。

二、技術(shù)人性化的人機(jī)工程學(xué)

（一）技術(shù)人性化思考

技術(shù)人性化是指技術(shù)對(duì)人需求的全方位的滿足，是“科技以人為本”基本理念的體現(xiàn)。[2]技術(shù)人性化是當(dāng)代高新技術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為鮮明的趨勢。技術(shù)人性化以滿足人性需求、促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展為中心，通過引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)發(fā)展按照人性需求加以改變，并使它以正能量為人服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)人真正意義上的自由解放。[3]科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類社會(huì)帶來了巨大的變化，既放大了人類的力量，同時(shí)也放大了破壞的力量，會(huì)產(chǎn)生某些非人性、負(fù)能量的惡果，從而給人類帶來麻煩、威脅甚至災(zāi)禍。如1986年的切爾諾貝利核電站泄漏事故，2011年日本福島核電站的爆炸泄漏，世界水利工程史上負(fù)面影響最難消除的阿斯旺大壩工程，家用電器的廣泛使用導(dǎo)致臭氧層這一人類保護(hù)傘的破損，等等。這些威脅和災(zāi)難是技術(shù)對(duì)人性異化的結(jié)果。要想讓技術(shù)更好地為人類服務(wù)，就必須積極尋找將技術(shù)賦予人性化的因素，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的人性化功能，從而在當(dāng)今科技快速發(fā)展的浪潮中保護(hù)人類。

從人文視角來看，機(jī)器工業(yè)時(shí)期以來，工具理性的泛濫、科技崇拜的盛行、拜物主義的形成等，導(dǎo)致了科技人文因素的失落。[3][4]著名的技術(shù)史和技術(shù)哲學(xué)家劉易斯·芒福德指出，“在今天技術(shù)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代，是以‘巨機(jī)器為代表的單一技術(shù)為主導(dǎo)的時(shí)代，產(chǎn)生了機(jī)器的神話，人淪為機(jī)器的奴隸，于是應(yīng)該轉(zhuǎn)向多元化的、民主的技術(shù)，恢復(fù)人在技術(shù)發(fā)展中的主體地位，實(shí)現(xiàn)人和技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展”。偉大的愛因斯坦也曾經(jīng)說過[5]：“關(guān)心人本身，應(yīng)該始終成為一切技術(shù)上奮斗的主要目標(biāo)。” 如果技術(shù)是朝向人的尺度和人性特征所創(chuàng)造和發(fā)展，那它將給人帶來的是滿足感、舒適感和自由感?？刂普摰膭?chuàng)始人維納通過自己的研究實(shí)踐得出結(jié)論[6]：“技術(shù)的發(fā)展，對(duì)善和惡都帶來無限的可能性……不能從市場的觀點(diǎn)，從節(jié)省了多少錢的觀點(diǎn)來看待這種新的可能性……出路只有一條：建立一個(gè)以不同于買賣關(guān)系的人的價(jià)值為基礎(chǔ)的社會(huì)?！边@些論述對(duì)于形成和推動(dòng)人類社會(huì)認(rèn)識(shí)技術(shù)的兩面性，引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)朝著“技術(shù)人性化”方向發(fā)展有著重要的啟示意義。

（二）技術(shù)人性化教育

如何正確引導(dǎo)技術(shù)朝著具有人性化因素的方向發(fā)展，如何正確理解和實(shí)施技術(shù)人性化教育，促使技術(shù)走向“人—機(jī)—環(huán)境”的良性發(fā)展道路，這是值得全世界關(guān)注的重要議題。然而，技術(shù)人性化雖然有助于緩解和治理人與自然、人文與技術(shù)的緊張狀態(tài)，有助于解決人、機(jī)、環(huán)境之間的矛盾，但如果還局限于從技術(shù)問題到技術(shù)方案的角度來談解決問題，那么其思路還是狹窄的。我們認(rèn)為，只有從人與自然、人文與技術(shù)、人與機(jī)器的總體的生態(tài)平衡的視角來考察問題，也就是在“人—機(jī)—環(huán)境”的總體框架內(nèi)來討論問題，才能找到富有遠(yuǎn)見的解決問題的方案。

自然界與人類的和諧統(tǒng)一的“天人合一”正是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中所迫切需要的至關(guān)重要的理念。所以，現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中以人為本的思想逐步發(fā)展為一門新的學(xué)科，即人機(jī)工程學(xué)。人機(jī)工程學(xué)是一門研究技術(shù)人性化的學(xué)科，設(shè)計(jì)技術(shù)人員應(yīng)該通過學(xué)習(xí)本課程接受到技術(shù)人性化教育。

技術(shù)人性化教育是一個(gè)在技術(shù)活動(dòng)中關(guān)注生命的動(dòng)態(tài)過程。實(shí)施技術(shù)人性化教育，應(yīng)始終突出人的主體地位和作用，樹立以人為本的思想，堅(jiān)持人的自然屬性與科學(xué)技術(shù)屬性的辯證統(tǒng)一。然而，從我國高校教育的現(xiàn)狀來看，技術(shù)人性化教育的實(shí)施尚處于中低水平。在工程技術(shù)教育中不難看出，教學(xué)工作鼓勵(lì)的是固有知識(shí)、結(jié)論的機(jī)械認(rèn)同，而不是獨(dú)立、創(chuàng)新、發(fā)展的思維；追求的是學(xué)生技術(shù)知識(shí)與能力的標(biāo)準(zhǔn)化，而不是關(guān)注技術(shù)的人文關(guān)懷及技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人產(chǎn)生的弊端。這樣的教學(xué)模式勢必會(huì)造成學(xué)生只注重技術(shù)的思維定勢。

（三）人機(jī)工程學(xué)體現(xiàn)了技術(shù)人性化教育

針對(duì)在新時(shí)代背景下對(duì)工程技術(shù)人員加強(qiáng)技術(shù)人性化的教育問題，美國學(xué)者A·Woodcock提出了“人機(jī)工程教育學(xué)”的理論。他認(rèn)為人機(jī)工程教育是技術(shù)與人文的橋梁，是科學(xué)技術(shù)研究、人性關(guān)懷以及社會(huì)生活三者之間的交集，是大學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展中技術(shù)文明的認(rèn)知教育。他認(rèn)為“人機(jī)工程教育學(xué)”在大學(xué)教育中具有十分重要的地位。[7][8]對(duì)“人—機(jī)—環(huán)境”知識(shí)的缺乏和漠視，使人類的社會(huì)生活和生產(chǎn)遭遇了許多問題，使技術(shù)產(chǎn)品與使用者碰到了許多麻煩，影響了技術(shù)產(chǎn)品的正常使用、人們的彼此交往和工作效能的提高。

雖然現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了綠色設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)、以人為本的設(shè)計(jì)等理念，但這些理論方法在實(shí)施過程中遵循的仍是技術(shù)思維，強(qiáng)調(diào)的仍是技術(shù)功能，忽視了以人為本的人性因素。所以在本課程教學(xué)的過程中，如果只是將教材里的內(nèi)容逐一地講解，那么學(xué)生對(duì)于人機(jī)工程學(xué)的定義、研究對(duì)象以及在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用就不是非常的理解，容易把本課程單純地看作是一門以數(shù)據(jù)分析、技術(shù)研究為主的課程?？梢?，確立以技術(shù)人性化為觀點(diǎn)的人機(jī)工程學(xué)教學(xué)改革思路契合了人機(jī)工程學(xué)課程的精髓。

三、從技術(shù)人性化角度談人機(jī)工程學(xué)課程教學(xué)改革

（一）教學(xué)改革思路

在課程教學(xué)過程中，一些問題始終縈繞在我們的腦海中：我們研究、學(xué)習(xí)本課程的終極目標(biāo)是什么？教師應(yīng)該教給學(xué)生的是什么？作為一門新興的學(xué)科，它的魅力在哪里？這是我們?cè)诒菊n程教學(xué)中應(yīng)該正視、思考的問題。[9][10][11]我們根據(jù)該課程的“人—機(jī)—環(huán)境”特點(diǎn)及服務(wù)于不同學(xué)科專業(yè)的教學(xué)需求，基于技術(shù)人性化思路，提出了以人為中心的“金字塔”的教學(xué)模式，從人性化角度指導(dǎo)人機(jī)工程學(xué)教學(xué)工作。

人機(jī)工程學(xué)“金字塔”教學(xué)改革方法是由塔底面的三個(gè)“點(diǎn)”和塔上“頂點(diǎn)”形成的一個(gè)金字塔形狀，如圖1所示。塔底面第一個(gè)“點(diǎn)”就是人的特征的講述，其內(nèi)容主要是關(guān)于人的特征本身的教學(xué)；第二個(gè)“點(diǎn)”是“機(jī)”的設(shè)計(jì)規(guī)律的探索，其內(nèi)容更多的是技術(shù)理性分析；第三個(gè)“點(diǎn)”是工作環(huán)境的協(xié)調(diào)性保證。這三個(gè)層面應(yīng)相互結(jié)合，層層遞進(jìn)，最后形成“人—機(jī)—環(huán)境”一體化效果，即人機(jī)綜合效果，實(shí)現(xiàn)“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人的最佳感受，這就是“金字塔”的“頂點(diǎn)”。只有這樣才能真正體現(xiàn)本課程的魅力，形成一個(gè)完備的課程教學(xué)過程。

“金字塔”的教學(xué)方法就是將教學(xué)思路與過程分解為 “人的需求是什么？怎樣為人設(shè)計(jì)？達(dá)到什么樣的人機(jī)協(xié)調(diào)效果？”三個(gè)支撐點(diǎn)，即分階段、分層次解決設(shè)計(jì)中的人機(jī)學(xué)問題，以達(dá)成“人—機(jī)—環(huán)境”一體化的效果。以三個(gè)“點(diǎn)”為基礎(chǔ)，以“頂點(diǎn)”為中心目標(biāo)組織安排教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的互動(dòng)，這樣不僅能使學(xué)生掌握本課程的基本原理和方法，更重要的是能使學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)和理解人與技術(shù)之間的和諧問題。

（二）課程教學(xué)改革內(nèi)容

為此，我們將人機(jī)工程學(xué)課程分為三個(gè)維度和一個(gè)目標(biāo)，即人的維度、機(jī)的維度（包含人機(jī)交互和作業(yè)等）、環(huán)境的維度和人性化需求目標(biāo)，如表1所示。課程教學(xué)的重點(diǎn)是“人”，在課程內(nèi)容安排上圍繞“人”的維度來展開。首先通過人體測量和人體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使學(xué)生掌握人的特征尺度及其在“人—機(jī)—環(huán)境”中的具體應(yīng)用方法；然后從與技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有關(guān)的人的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”、“感覺系統(tǒng)”、“運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)”3大系統(tǒng)知識(shí)來講述其與技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)系及應(yīng)用方法?！皺C(jī)”的維度主要是以人機(jī)交互，如顯示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、手握式工具和工作桌椅為主的人機(jī)信息界面與常用工具設(shè)計(jì)，生產(chǎn)作業(yè)主要是作業(yè)姿勢、動(dòng)作設(shè)計(jì)、作業(yè)崗位和作業(yè)空間分析，其他主要研究人機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、虛擬人機(jī)學(xué)、綠色人機(jī)學(xué)、智能化人機(jī)學(xué)和事故成因分析及其安全設(shè)計(jì)等。環(huán)境維度因素主要是與人和機(jī)器有關(guān)的環(huán)境因素，如熱環(huán)境、光環(huán)境等。人性化目標(biāo)關(guān)注人在系統(tǒng)中的最直接感受，如安全感、舒適感、健康狀態(tài)、衛(wèi)生條件及工作效率。通過以上內(nèi)容的教學(xué)安排可給學(xué)生構(gòu)建出一個(gè)清晰的、以人為中心的課程框架體系，從整體性把握課程內(nèi)容，強(qiáng)化各部分的內(nèi)在聯(lián)系。

（三）技術(shù)人性化教學(xué)改革的作用

以人為本、以技術(shù)人性化為目標(biāo)的人機(jī)工程學(xué)教學(xué)改革對(duì)技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工業(yè)生產(chǎn)過程的作用可以概括為：1.重視人的因素，在技術(shù)研究和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中滿足人的基本需求；2.考慮“機(jī)”功能的合理性，為技術(shù)研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)；3.考慮環(huán)境因素，為技術(shù)產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；4.重視“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)的和諧，為技術(shù)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和工作程序。

以人為中心、以技術(shù)人性化為目標(biāo)的人機(jī)工程學(xué)教學(xué)改革不僅可以提升當(dāng)今大學(xué)生的科技素養(yǎng)，還可以增強(qiáng)他們對(duì)以人為中心的實(shí)施能力。最佳的設(shè)計(jì)技術(shù)必然是人、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文化等因素的和諧統(tǒng)一。為此，工程技術(shù)人員應(yīng)在以上各方面中找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。從技術(shù)、人的關(guān)懷和社會(huì)方面來判斷最佳平衡點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，就是在技術(shù)設(shè)計(jì)中堅(jiān)持技術(shù)人性化的主導(dǎo)思想，并將以人為本貫穿于技術(shù)工作的全過程。

四、結(jié)束語

為了提高人機(jī)工程學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，要根據(jù)各專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)明確人機(jī)工程學(xué)的教學(xué)目的，在教學(xué)模式上不能僅局限于傳授知識(shí)技術(shù)，還要重視技術(shù)的人性化思想的培養(yǎng)，緊緊圍繞“人—機(jī)—環(huán)境”和以人為本的教學(xué)理念。在教學(xué)內(nèi)容組織上注重與背景學(xué)科的融合，重視學(xué)生人機(jī)工程學(xué)思想的培養(yǎng)以及對(duì)課程基礎(chǔ)理論和基本技能的掌握，拓寬本課程教學(xué)的廣度。在教學(xué)方法上要針對(duì)本課程的具體內(nèi)容，采用案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。只有這樣，才能達(dá)到各專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)對(duì)本課程的要求。

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[責(zé)任編輯：陳 明]