提高人因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考

陳磊　姜喜迪

摘 要 在分析人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，提出提高人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的措施和方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行重新組織，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為必選實(shí)驗(yàn)和可選實(shí)驗(yàn)，增加綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化人因工程的應(yīng)用；同時(shí)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程質(zhì)量，健全實(shí)驗(yàn)考評(píng)體系，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果思考的考核。

關(guān)鍵詞 人因工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；PPT課件

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）20-0131-03

Exploration on Improving Experiment Teaching Quality of Hu-man Factors Engineering//CHEN Lei， JIANG Xidi

Abstract On the basis of analyzing the problems existing in the ex-perimental teaching of human factors engineering， the measures and

methods for improving the quality of experimental teaching of hu-

man factors engineering are put forward. The contents of experi-mental teaching were reorganized； the project is divided into man-datory and optional experimental test； and comprehensive design has

been added to strengthen the application of human factors enginee-ring. The quality of experimental teaching is strictly controlled； the quality of the experimental teaching process is strictly controlled， and the experimental evaluation system is well developed. The expe-

rimental operation process and the assessment of the experimental results are increased.

Key words human factors engineering； experiment teaching； PPT courseware

1 前言

人因工程學(xué)是工業(yè)工程專業(yè)的核心課程，其研究對(duì)象為“人—機(jī)器—環(huán)境”組成的系統(tǒng)，通過對(duì)作業(yè)環(huán)境的改善、作業(yè)工具的改進(jìn)以及作業(yè)空間的布置，使人在系統(tǒng)中安全、健康、舒適，整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器設(shè)備向著自動(dòng)化、智能化發(fā)展，但對(duì)機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作、監(jiān)控等工作依然由人來完成。隨著自動(dòng)化程度的提高，人的因素在工業(yè)系統(tǒng)中的作用更加重要，因?yàn)槿说男⌒∈д`，可能會(huì)造成系統(tǒng)極大的誤差或帶來嚴(yán)重的后果。

現(xiàn)代人因工程的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸由工業(yè)生產(chǎn)擴(kuò)展至社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系、體育產(chǎn)業(yè)以及家居設(shè)計(jì)等方面，這些方面都需要人因工程方向的專業(yè)人才[2]。人因工程學(xué)的課程體系由理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩大部分組成，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)一般為總學(xué)時(shí)的20%左右，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量對(duì)人因工程學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量有著重大影響。很多學(xué)者對(duì)人因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系建設(shè)、人因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐、人因工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行了深入研究[3-5]，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，就如何提高人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行分析探索。

2 人因工程學(xué)的特點(diǎn)

人因工程學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，主要體現(xiàn)在“人體科學(xué)”和“工程技術(shù)”的結(jié)合，包括人體生理學(xué)、心理學(xué)、解剖學(xué)、管理學(xué)、勞動(dòng)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、安全科學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域。最初的人因工程由吉爾布雷斯夫婦（Frank B. Gilbreth和Lillian M. Gilbreth）進(jìn)行的動(dòng)作研究和商務(wù)管理發(fā)展而來；后來梅奧教授組織的霍桑實(shí)驗(yàn)開始重視人、研究人的行為，奠定了人因工程發(fā)展的基

礎(chǔ)；現(xiàn)代人因工程運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)在汽車駕駛、航空航天、企業(yè)生產(chǎn)等多領(lǐng)域進(jìn)行深入研究。在人因工程的發(fā)展和應(yīng)用過程中，強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)的重要性，采用科學(xué)的方法，以客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而得出人類行為方式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

縱觀人因工程學(xué)的發(fā)展史，其每一階段的發(fā)展都與實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系在一起，因此，人因工程學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)興起和發(fā)展的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)人因工程知識(shí)、理解人因工程理論、掌握人因工程方法的重要途徑，要采取有效措施，保證人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3 人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不匹配 人因工程的課程體系涉及人體生理學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為三大類：人體生理計(jì)測(cè)、人的認(rèn)知測(cè)試、作業(yè)環(huán)境測(cè)定。根據(jù)文獻(xiàn)[6]，目前可進(jìn)行的人因工程實(shí)驗(yàn)多達(dá)45項(xiàng)，而一般高校人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)為8～10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容嚴(yán)重不匹配。實(shí)際教學(xué)過程中，受實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，各高校會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇性地讓學(xué)生進(jìn)行某一方面的實(shí)驗(yàn)，因此，人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量參差不齊，教學(xué)質(zhì)量無法得到保障。

學(xué)生對(duì)大部分實(shí)驗(yàn)缺乏積極主動(dòng)性 作業(yè)環(huán)境的測(cè)定，該部分實(shí)驗(yàn)靈活性較大，學(xué)生可持實(shí)驗(yàn)設(shè)備到多個(gè)場(chǎng)所進(jìn)行測(cè)量，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成對(duì)作業(yè)環(huán)境的分析與評(píng)價(jià)。學(xué)生對(duì)該部分實(shí)驗(yàn)有一定的積極主動(dòng)性，但該部分實(shí)驗(yàn)較少，通常只有1～2個(gè)學(xué)時(shí)。

人體生理計(jì)測(cè)類實(shí)驗(yàn)主要為人體尺寸測(cè)量、勞動(dòng)強(qiáng)度與生理特征參數(shù)關(guān)系測(cè)量等，學(xué)生通過使用多種人體尺寸測(cè)量器具，掌握獲取人體尺寸的方法，并能進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析。在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生只是機(jī)械地按照測(cè)量方法測(cè)試人體各部分的尺寸，然后填入固定的表格，幾乎沒有學(xué)生自主發(fā)揮的空間。

人的認(rèn)知特征測(cè)試實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)、運(yùn)動(dòng)時(shí)、深度知覺、廣度知覺、注意分配、記憶廣度等，獲取人的主要心理特征參數(shù)。該部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較多，但各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相互獨(dú)立，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)要學(xué)習(xí)多種儀器的操作方法，才能獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大量的時(shí)間花費(fèi)在熟悉實(shí)驗(yàn)儀器上，沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)本身進(jìn)行深入思考，只是按操作步驟一步步操縱實(shí)驗(yàn)器材，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生缺乏積極主動(dòng)性。

實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)單一，缺少綜合性實(shí)驗(yàn) 人因工程是一門由實(shí)驗(yàn)科學(xué)發(fā)展起來的學(xué)科，很多內(nèi)容是基于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和應(yīng)用。但實(shí)際教學(xué)過程中由于多方面的原因，人因工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)比較少，而且現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本上都是單個(gè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，只能進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的演示性實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）人因工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要集中在兩個(gè)方面：人體測(cè)量和人的認(rèn)知特征。人的認(rèn)知特征實(shí)驗(yàn)包括反應(yīng)時(shí)、雙手平衡、注意分配與集中、深度知覺等，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相互獨(dú)立、缺乏聯(lián)系。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只是針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證或測(cè)量，無法起到串聯(lián)學(xué)科內(nèi)容的作用。另一方面，這些實(shí)驗(yàn)的過程和步驟都是固定的，學(xué)生只需機(jī)械地按操作步驟即可獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中缺少獨(dú)立思考的過程。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

4 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的措施和方法

重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 將實(shí)驗(yàn)教學(xué)按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在每個(gè)模塊內(nèi)將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為必做實(shí)驗(yàn)和選作實(shí)驗(yàn)，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)淖杂啥取Ｔ趯?shí)驗(yàn)教學(xué)的最后階段，為將人因工程學(xué)課程各部分內(nèi)容串聯(lián)起來，增加綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。將人因工程實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，主要包括人體測(cè)量實(shí)驗(yàn)兩項(xiàng)、人的認(rèn)知特征（運(yùn)動(dòng)時(shí)反應(yīng)時(shí)測(cè)量、注意分配、注意集中、深度知覺、視覺反應(yīng)時(shí)等）實(shí)驗(yàn)18項(xiàng)、微氣候測(cè)量實(shí)驗(yàn)三項(xiàng)以及作業(yè)疲勞與生物力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)七項(xiàng)，共計(jì)30項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。各高校可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行劃分，分為10～15項(xiàng)必做實(shí)驗(yàn)和15～20項(xiàng)選作實(shí)驗(yàn)。其中，必做實(shí)驗(yàn)要求所有學(xué)生按實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；選作實(shí)驗(yàn)可根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，每人選作2～4項(xiàng)。該種方式既能保證學(xué)生按教學(xué)大綱完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又能根據(jù)學(xué)生的興趣愛好選擇一部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生真正“愿意”做實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程以后，進(jìn)入綜合實(shí)驗(yàn)課程階段。綜合實(shí)驗(yàn)課程包括勞動(dòng)強(qiáng)度測(cè)定與評(píng)價(jià)、作業(yè)環(huán)境對(duì)人認(rèn)知能力的影響、人因數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用等多項(xiàng)內(nèi)容。通常情況下，勞動(dòng)強(qiáng)度測(cè)定與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)通過模擬某一種運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)形式（功率自行車、跑步機(jī)、搬運(yùn)等），通過實(shí)時(shí)測(cè)量勞動(dòng)過程中人體的心率、肺功能、血壓等數(shù)據(jù)，研究人對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度的適應(yīng)規(guī)律；作業(yè)環(huán)境對(duì)人認(rèn)知能力的影響實(shí)驗(yàn)，通過模擬不同工作環(huán)境，測(cè)量人的運(yùn)動(dòng)時(shí)反應(yīng)時(shí)、注意集中等認(rèn)知參數(shù)，研究工作環(huán)境對(duì)人的認(rèn)知的影響；人因數(shù)據(jù)的綜合分析包括分析樣本水平與總體水平的關(guān)系、個(gè)體差異的應(yīng)用等方面。

靈活運(yùn)用課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié) 在課程理論教學(xué)結(jié)束后，進(jìn)入課程綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)要求學(xué)生運(yùn)用人因工程的基本理論和方法，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的某個(gè)環(huán)節(jié)或生活中的某個(gè)方面進(jìn)行分析，找出“不人因”的地方，之后運(yùn)用人因工程的原理，從作業(yè)姿勢(shì)、作業(yè)空間、作業(yè)環(huán)境、人機(jī)界面交互等方面提出改進(jìn)的思路，最后給出設(shè)計(jì)方案。綜合設(shè)計(jì)能夠?qū)⒒A(chǔ)層和應(yīng)用層的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，使學(xué)生在整體上對(duì)人因工程有一個(gè)全面的、整體的理解和掌握，將人因工程理論知識(shí)和生產(chǎn)生活實(shí)際結(jié)合起來，鍛煉了學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。由于人因工程在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，人因工程的課程綜合設(shè)計(jì)可以不同于其他課程的綜合設(shè)計(jì)，即不必限定一定的題目或范圍，可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，依據(jù)學(xué)生的興趣愛好自由選擇生活、生產(chǎn)中的某一方面進(jìn)行綜合分析，能夠極大提高學(xué)生參與綜合設(shè)計(jì)的積極性，從而促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程 相比于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等專業(yè)，普通工科院校工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少，學(xué)生缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練。雖然實(shí)驗(yàn)課前指導(dǎo)教師會(huì)進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)方面的說明和指導(dǎo)，但學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程不熟悉、思路不清晰、操作混亂等問題。因此，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改革，針對(duì)必選實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)操作方法提前下發(fā)，讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)操作步驟；對(duì)一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作成PPT課件，動(dòng)態(tài)演示實(shí)驗(yàn)流程和結(jié)果分析，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中保持思路清晰、步驟明確；一些重要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由指導(dǎo)教師親自示范操作，操作過程中詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)步驟、技巧和注意事項(xiàng)。在指導(dǎo)教師輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程中，增加師生之間的互動(dòng)交流，指導(dǎo)教師認(rèn)真觀察學(xué)生的操作方法，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，要求學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、高效，從而使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可信。針對(duì)選做類實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要加強(qiáng)與指導(dǎo)教師的溝通，以科學(xué)、合理的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_、實(shí)驗(yàn)方案可行，從而以正確的操作步驟和規(guī)范的操作方法完成實(shí)驗(yàn)。

健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評(píng)體系 通常情況下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核主要集中在兩個(gè)方面：出勤率和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這就造成一些學(xué)生雖然到了實(shí)驗(yàn)課的課堂，但并不一定認(rèn)真做試驗(yàn)，更不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析和思考，從而造成許多實(shí)驗(yàn)報(bào)告“雷同”，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)失去應(yīng)有的意義。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核應(yīng)分為四部分進(jìn)行：出勤率、實(shí)驗(yàn)過程考核、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、心得體會(huì)（思考）。各部分的比重分別為20%、40%、20%和20%。實(shí)驗(yàn)過程的考核由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行考評(píng)，記錄學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作方法、步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的收集、整理等方向，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行考評(píng)。提高實(shí)驗(yàn)操作過程考評(píng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評(píng)體系中的比重，可以促進(jìn)學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的積極性和主動(dòng)性。心得體會(huì)要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，寫出自己的體會(huì)、收獲以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考，著重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果的分析、理解?？己嗽摬糠謨?nèi)容可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考，也可檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否雷同。

5 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人因工程課程教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量對(duì)人因工程學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量有著重要影響。提高人因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過程以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評(píng)體系等多方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)人因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探索和思考，取得一定的效果，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性不斷提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量逐步得到提升。

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