基于PBL教學(xué)理念的《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)模式研究

王肖燁

（寶雞文理學(xué)院機械工程學(xué)院，陜西寶雞 712016）

STEM教育背景下，新工科人才培養(yǎng)是各國工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域高端人才培養(yǎng)的大勢所趨，對《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)也提出了更高的要求。不僅要求實訓(xùn)教學(xué)因時而進，因勢而新，推出新的人機實驗、特色課程、教學(xué)模塊，而且要求實訓(xùn)教學(xué)能夠挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展的必備能力。傳統(tǒng)的《人機工程學(xué)》教學(xué)普遍采用“理論講授結(jié)合問答授課”的形式開展教學(xué)，不可避免的存在知行分離、理實脫節(jié)問題，制約了學(xué)生的創(chuàng)新思維及能力的培養(yǎng)[1]。而PBL教學(xué)理念是一種集實踐式教學(xué)、體驗式教學(xué)、項目式教學(xué)為一體的教學(xué)模式，具有“超學(xué)科”學(xué)習(xí)、“以生為本”、教學(xué)整體性強等特征，為《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)及工業(yè)設(shè)計專業(yè)的人才培養(yǎng)提供了新的人才培養(yǎng)路徑。

1 PBL理念在《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用內(nèi)涵

1.1 培養(yǎng)模式層面：實現(xiàn)教學(xué)模式的翻轉(zhuǎn)

PBL教育注重以問題驅(qū)動或項目式教學(xué)為引領(lǐng)，能夠緩解傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)背景下“教”與“學(xué)”關(guān)系的矛盾，改變“教師”與“學(xué)生”的角色，真正把學(xué)習(xí)“還給學(xué)生”。在PBL教學(xué)體系中，教師不僅是《人機工程學(xué)》學(xué)科的知識傳授者，學(xué)生知識與困惑的反饋者，還是學(xué)生自主探究與合作討論中開展人機實驗的協(xié)助者。而學(xué)生也不再簡單的承擔(dān)著“被動學(xué)習(xí)者”的角色，而是工業(yè)設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)中的親身體驗者、主動探索者，更新了人才培養(yǎng)理念，促進教學(xué)模式的翻轉(zhuǎn)。

1.2 課堂教學(xué)方面，活躍實訓(xùn)課堂的氣氛

受傳統(tǒng)單一的理論式教學(xué)模式影響，不少學(xué)者在《人機工程學(xué)》學(xué)習(xí)中，對教師的課堂講授產(chǎn)生的較強的依賴性，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與主動性不強，課堂氣氛抑郁，學(xué)生在學(xué)習(xí)中承擔(dān)的角色逐漸淡化，為樂學(xué)、善學(xué)的課堂氣氛營造帶來了困境。與之相比，PBL教學(xué)理念則有效的解決了以往教學(xué)模式的弊端，通過問題設(shè)計、學(xué)習(xí)小組劃分、案例學(xué)習(xí)研討，使學(xué)生在自主、合作探究中進行知識的獲取與理論體系的建構(gòu)，活躍課堂氣氛，并將引導(dǎo)學(xué)生在實踐課堂學(xué)習(xí)中，樹立多學(xué)科學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)理念，積極的參與到學(xué)習(xí)過程。

1.3 能力提升層面：培養(yǎng)學(xué)生的多元智能

PBL教學(xué)理念不止是強調(diào)創(chuàng)新的教育，而且是知行合一、理實結(jié)合的教育，在知識點的自主探究中，能夠激發(fā)學(xué)生的批判、質(zhì)疑、反思能力，增強學(xué)生的自我管理、自我反思能力，還可以讓學(xué)生在自主研討中，主動發(fā)現(xiàn)問題與解決問題，增進對人體測量學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域知識的認(rèn)識與理解。同時，通過PBL學(xué)習(xí)興趣的建立，營造輕松、愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在小組討論、交流中，增強口頭表達能力、交流溝通能力、動手操作能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力等，促進學(xué)生的多元智能培養(yǎng)與發(fā)展[2,3]。

2 PBL理念在《人機工程學(xué)》實訓(xùn)課程中的應(yīng)用原則

2.1 以生為本，開展個性化的問題設(shè)計

根據(jù)工業(yè)設(shè)計專業(yè)的人才培養(yǎng)定位、《人機工程學(xué)》學(xué)科特點及學(xué)生的職業(yè)發(fā)展需求等，緊密結(jié)合學(xué)生的興趣、個性及學(xué)科定位設(shè)計適合學(xué)生自主研討、合作探究的驅(qū)動式問題，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料、調(diào)研、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納、小組討論等途徑，形成解決問題的有效路徑，達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)綜合能力、職業(yè)素養(yǎng)的目的[4]。

2.2 協(xié)同共育，共建實訓(xùn)課程教學(xué)資源庫

基于校企合作理念，針對工業(yè)設(shè)計專業(yè)的就業(yè)方向，通過開展廣泛的市場調(diào)研，對目標(biāo)企業(yè)進行調(diào)查訪問，深入把握用人單位的人才選聘需求及崗位要求，在《人機工程學(xué)》教學(xué)中，建立涵蓋技能目標(biāo)、知識目標(biāo)、素養(yǎng)目標(biāo)及創(chuàng)新能力目標(biāo)的多元化教學(xué)目標(biāo)體系，并在此指導(dǎo)下與用人單位共建《人機工程學(xué)》項目資源庫，篩選企業(yè)的經(jīng)典案例在課堂中穿插，使學(xué)生提前熟悉崗位需求，激勵學(xué)生主動提升自己的意愿，提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)管控能力。

2.3 創(chuàng)新驅(qū)動，建立實訓(xùn)課程創(chuàng)新平臺

以人機新實驗開發(fā)為主，案例分析為輔，在傳統(tǒng)的人機實驗實訓(xùn)項目基礎(chǔ)上，借鑒STEAM教育、新工科人才培養(yǎng)的先進理念，開發(fā)反應(yīng)時測定實驗、閃光融合臨界頻率測定實驗、視覺反應(yīng)時測定實驗、注意分配實驗等豐富的人際新實驗，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，可依托工程設(shè)計專業(yè)的現(xiàn)有硬件條件，建立實訓(xùn)課程創(chuàng)新平臺，供學(xué)生進行機械、計算機、硬件等方面的工科產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計實踐應(yīng)用[5,6]。

3 基于PBL理念的《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)模式構(gòu)建

3.1 內(nèi)容設(shè)計，明確方向

在《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)中，可按照實訓(xùn)課程內(nèi)容體系的不同，將實訓(xùn)課程劃分為生活化人機實驗實訓(xùn)、科學(xué)類人機實驗實訓(xùn)及學(xué)生創(chuàng)意類實訓(xùn)3類。其中，生活化人機實驗以生活中常見的物體，如桌椅等為素材，引導(dǎo)學(xué)生通過人體尺寸測量、產(chǎn)品分析、模型制作、產(chǎn)品設(shè)計方案改良等，加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解與掌握。在科學(xué)類人機實驗實訓(xùn)方面，主要借助聲光反應(yīng)測定儀等設(shè)備，開展反應(yīng)時測定實驗等，引導(dǎo)學(xué)生遵循實驗流程，通過觀察、動手實踐等形式，記錄實驗數(shù)據(jù)等，豐富學(xué)生的知識認(rèn)知。而在學(xué)生創(chuàng)意類實訓(xùn)方面，學(xué)生可以個人或PBL小組的形式，以實物方式展現(xiàn)創(chuàng)意成果，鞏固學(xué)生的知識體系。

3.2 巧設(shè)問題，引入課程

立足工業(yè)設(shè)計專業(yè)的定位、人才培養(yǎng)需求等進行驅(qū)動性問題設(shè)計，要求問題設(shè)計能夠激發(fā)學(xué)生的興趣與探索動力，易于評估問題的實施效果，并擁有一定的深入研討、拓展價值，適合學(xué)生進行自主探究及合作探究，迎合學(xué)習(xí)的個性、學(xué)習(xí)需求。在問題設(shè)計過程中，應(yīng)注重問題設(shè)計的多元化、豐富化，不僅應(yīng)考慮學(xué)生的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)掌握情況，而且需要結(jié)合學(xué)生的素養(yǎng)、職業(yè)能力發(fā)展要求，更加側(cè)重于“用戶-操縱系統(tǒng)-安全舒適-使用方法-使用環(huán)境”系統(tǒng)問題設(shè)計，促進問題設(shè)計與應(yīng)用實踐的融合與對接。

3.3 自主探究，發(fā)散思維

圍繞提出的問題，學(xué)生可通過調(diào)研分析手段，進行自主探究，期間，教師可根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、調(diào)研分析及調(diào)研方法情況循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生擺脫傳統(tǒng)思維的桎梏，為學(xué)生提供一個大膽的創(chuàng)造性舞臺，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，運用不同的調(diào)研方式、設(shè)計思路獲得對問題或知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、批判與反思能力，使學(xué)生從不同的角度看待問題，掌握運用多學(xué)科知識理論、思維解決問題的能力[7-9]。

3.4 合作研討，互助學(xué)習(xí)

針對學(xué)生自主探究階段遇到的問題，可借助PBL小組共同解決[10]。PBL合作小組以興趣互補、知識互補為基礎(chǔ)建設(shè)準(zhǔn)則，按照6-8人的數(shù)量進行PBL小組劃分，每個小組設(shè)立組長、實行小組組長負(fù)責(zé)制，每個小組亦可設(shè)定個性化的小組名稱，小組的實訓(xùn)表現(xiàn)、評分等通過排名的形式呈現(xiàn)，營造競爭性的學(xué)習(xí)氛圍。PBL小組既可針對前期教師提出的問題進行研討，又可以共同進行人機小實驗的創(chuàng)新實踐、創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計等，充分發(fā)揮不同學(xué)生的主觀能動性，從而融入到學(xué)習(xí)討論過程。

3.5 案例分析，頭腦風(fēng)暴

依托與用人單位建立的《人機工程學(xué)》項目案例庫，由教師選擇用人單位近3年以來的典型項目案例，帶領(lǐng)學(xué)生進行實戰(zhàn)操作。學(xué)生可充分發(fā)揮頭腦風(fēng)暴思維，各顯其能，利用個人的創(chuàng)意與思維形成問題的解決路徑及解決方式，并熟悉項目案例的設(shè)計思維、設(shè)計理念、基礎(chǔ)理論，學(xué)會從多視角、跨學(xué)科思想分析問題，提升案例式教學(xué)的實效[11]。

3.6 個性點撥，總結(jié)升華

在實訓(xùn)教學(xué)過程中，教師可緊密結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、小組的合作探究情況及人機實驗設(shè)計、完成進度，進行個性化的點撥、指導(dǎo)，使學(xué)生走出學(xué)習(xí)的誤區(qū)，并指導(dǎo)學(xué)生努力對照課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、專業(yè)的人才培養(yǎng)需求，尋找發(fā)展差距，從而提升自我。

3.7 創(chuàng)意設(shè)計，學(xué)以致用

依托專業(yè)及課程建立的創(chuàng)新設(shè)計實驗室，學(xué)生可以個人或小組的形式，進行創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計，亦可作為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目孵化的原始基地，定期開展學(xué)科知識競賽、學(xué)科技能競賽等，培養(yǎng)學(xué)生主動參與到實訓(xùn)學(xué)習(xí)過程中，進行知識的內(nèi)化與學(xué)以致用[12]。

4 結(jié)語

PBL教學(xué)理念在《人機工程學(xué)》實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用，不僅將改變“教”與“學(xué)”的角色，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，在實訓(xùn)中鍛煉自我，進行能力的升華，而且將為學(xué)生提供更多培養(yǎng)自身能力的平臺與機遇，有助于促進學(xué)生的全面發(fā)展，在未來具有廣泛的應(yīng)用前景。