“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革探索與實(shí)踐

鄧麗　　陳波　　李陵　　魏峰

[摘 要]人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)的重要專業(yè)課程，其理論體系貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。文章以人機(jī)工程學(xué)課程為突破口，闡述了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革思路，在教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)模式、教學(xué)活動(dòng)組織方面進(jìn)行了初步的探索。教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化“以人為本”的設(shè)計(jì)思維;教學(xué)模式，平衡教師的“主導(dǎo)”和學(xué)生的“主體”之間的關(guān)系;教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和積極性。這些舉措在人機(jī)工程學(xué)課程中取得了良好的教學(xué)效果，對(duì)創(chuàng)造高效課堂具有一定的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]以學(xué)生為中心;人機(jī)工程學(xué);工業(yè)設(shè)計(jì);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（2022）05-0014-04

高等教育正在由“外延式”發(fā)展轉(zhuǎn)向“內(nèi)涵式”發(fā)展。隨著信息技術(shù)、心理科學(xué)、教育科學(xué)的發(fā)展，高等教育開(kāi)始重視“以學(xué)生為中心”的教育理念?！耙詫W(xué)生為中心”是一種教學(xué)理念、教學(xué)范式，在課程教學(xué)改革中如何具體實(shí)施？本文以人機(jī)工程學(xué)課程為例進(jìn)行了探索。國(guó)際人機(jī)工程學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）將人機(jī)工程學(xué)定義為：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素;研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用;研究在工作中、家庭生活與閑暇時(shí)怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學(xué)科[1]。人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的重要專業(yè)課，貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)程，利用其理論可對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和判斷，保證設(shè)計(jì)產(chǎn)物能夠符合人的使用，提升產(chǎn)品使用舒適度。筆者所在院校的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)是四川省首批卓越工程教育實(shí)踐建設(shè)專業(yè)及四川省首批地方普通本科高校應(yīng)用型示范專業(yè)，重視實(shí)踐教學(xué)、突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)。在省級(jí)教改項(xiàng)目“基于N-CDIO的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索”的支持下[2]，本文積極探索如何將“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念融入人機(jī)工程學(xué)課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

一、“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革思路

《老子》云：“授人以魚(yú)，不如授之以漁?！痹谖鞣剑睦韺W(xué)家卡爾·羅杰斯在1952年首次提出“以學(xué)生為中心”的觀點(diǎn)。越來(lái)越多的教育工作者達(dá)成了共識(shí)：教師的職責(zé)是教會(huì)學(xué)生研究學(xué)問(wèn)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，在大學(xué)教學(xué)中應(yīng)該實(shí)現(xiàn)從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變，即從“課堂、教師、教材”向“學(xué)生、學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)過(guò)程”的轉(zhuǎn)變。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)主動(dòng)退出傳統(tǒng)教學(xué)的中心地位，讓學(xué)生在教學(xué)中真正行動(dòng)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)從教師“傳授模式”向?qū)W生“學(xué)習(xí)模式”的轉(zhuǎn)變。為了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，改變教師“滿堂灌”和“獨(dú)角戲”的講課方式，應(yīng)由“講授”知識(shí)向“引導(dǎo)”學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)轉(zhuǎn)變。教師是導(dǎo)演，學(xué)生是主角，課堂就是學(xué)生的舞臺(tái)。教師組織、引導(dǎo)、熏陶、啟迪學(xué)生，起輔助作用，使學(xué)生思考、感悟、行動(dòng)、探索，做學(xué)習(xí)的主人。

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念是范式的改革，首先需要從思想方面發(fā)生變化。在教學(xué)改革上，由“重教法”轉(zhuǎn)向“教法學(xué)法并重”[3];在教學(xué)主體上，由“教師”轉(zhuǎn)向“學(xué)生”;在教學(xué)方法上，由“講授”轉(zhuǎn)向“引導(dǎo)”;在教學(xué)內(nèi)容上，由“基礎(chǔ)教材”轉(zhuǎn)向“能力培養(yǎng)”;在教學(xué)手段上，由“傳統(tǒng)教學(xué)”轉(zhuǎn)向“信息化教學(xué)”;在教學(xué)考核上，由“單一考試”轉(zhuǎn)向“綜合評(píng)價(jià)”。要處理好教師的“主導(dǎo)”和學(xué)生的“主體”之間的師生關(guān)系，教師能夠充分地尊重并接受、理解并平等對(duì)待、啟迪并影響、激勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生。要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性并使其主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

人機(jī)工程學(xué)是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的課程，知識(shí)點(diǎn)多且細(xì)，易使人感到枯燥乏味;如果教師教學(xué)手段單一，就容易影響學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。據(jù)某項(xiàng)調(diào)查，一些學(xué)生對(duì)人機(jī)工程學(xué)課程的印象是“理論課”，而部分工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生尤其是藝術(shù)類的學(xué)生對(duì)理論課不感興趣[4]。部分學(xué)生在后續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)人機(jī)知識(shí)的靈活應(yīng)用存在一定問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文以“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念為核心[5]，在教學(xué)內(nèi)容梳理、教學(xué)模式構(gòu)建和教學(xué)活動(dòng)實(shí)施方面進(jìn)行了初步探索——合理運(yùn)用信息化教學(xué)，結(jié)合超星學(xué)習(xí)通、多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)通的碎片化學(xué)習(xí)以及多媒體教學(xué)圖、文、聲、像、影并茂的特點(diǎn)，優(yōu)化組合，以提高教學(xué)效率和增進(jìn)教學(xué)成效。

二、基于大學(xué)生認(rèn)知模型，設(shè)計(jì)“以人為本”的教學(xué)內(nèi)容體系

學(xué)習(xí)是認(rèn)知模型的構(gòu)建與表征、預(yù)測(cè)與決策、驗(yàn)證與修改的過(guò)程。以教師講授為主的課堂教學(xué)，通常按照教學(xué)大綱內(nèi)容依次展開(kāi)。而以學(xué)生為中心的教學(xué)，要求教師充分理解大腦的發(fā)展、工作以及學(xué)習(xí)方式，認(rèn)識(shí)大學(xué)生在18歲到25歲年齡段的體能、心智等方面的特點(diǎn)。根據(jù)認(rèn)知科學(xué)原理，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)多樣化、具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生能充分發(fā)揮大腦潛能，通過(guò)構(gòu)建認(rèn)知模型來(lái)認(rèn)知和想象外部世界。通過(guò)激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的正面情緒，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的能力。

人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)繁雜，偏重理論、原理、公式和數(shù)據(jù)，且部分概念較為抽象，學(xué)習(xí)相對(duì)比較枯燥。課程開(kāi)設(shè)在大二階段，學(xué)生剛開(kāi)始接觸專業(yè)課，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)還不夠清晰。一些工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生存在感性思維能力優(yōu)于邏輯思維能力的思維特點(diǎn)，容易對(duì)枯燥的理論學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒，影響學(xué)習(xí)效果。因此，課程組在分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，從大學(xué)生學(xué)習(xí)的角度審視和梳理了人機(jī)工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

從探討身邊的人機(jī)問(wèn)題導(dǎo)入課程，到結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)討論學(xué)科發(fā)展前沿和趨勢(shì)。人機(jī)工程學(xué)主要研究人—機(jī)—環(huán)境的最佳匹配，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，課程組設(shè)計(jì)了“以人為本”的教學(xué)內(nèi)容體系，圍繞“人”的特點(diǎn)、“機(jī)”的規(guī)律和“環(huán)境”的協(xié)調(diào)需求展開(kāi)人機(jī)工程學(xué)基本原理和方法的學(xué)習(xí)。如圖1所示，課程內(nèi)容重點(diǎn)從“人”的角度展開(kāi)，需要掌握人體尺寸及應(yīng)用方法、人的感知系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)人的行為的影響等生理特性，理解情感與情緒的概念，以及情緒是產(chǎn)生事故的最大因素，掌握人是如何觀察、閱讀、思考、決策、記憶的等心理特性。“機(jī)”主要是從人機(jī)交互的角度，了解工位與作業(yè)姿勢(shì)的關(guān)系、工位與人體尺寸的關(guān)系，掌握由作業(yè)姿勢(shì)確定工位尺寸的方法，能將作業(yè)姿勢(shì)和人體尺寸相結(jié)合來(lái)設(shè)計(jì)工位尺寸。了解顯示元件、操縱元件形態(tài)、尺寸設(shè)計(jì)方法，掌握界面布局設(shè)計(jì)的原則，并能很好地應(yīng)用在具體問(wèn)題中?！碍h(huán)境”主要是與人和機(jī)相關(guān)的環(huán)境，了解噪聲、照明等環(huán)境因素對(duì)人的健康影響，掌握進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)分析的方法。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)后，能夠掌握人機(jī)工程學(xué)基本理論，熟悉人機(jī)分析的基本方法，了解人機(jī)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，具有發(fā)現(xiàn)、解決具體設(shè)計(jì)中人機(jī)問(wèn)題的基本能力。

我校人機(jī)工程學(xué)設(shè)置為 56 課時(shí)，為了使學(xué)生能夠掌握全面系統(tǒng)的理論內(nèi)容，其中理論課為 48 課時(shí)，實(shí)踐課為 8 課時(shí)。實(shí)踐課設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要掌握雕刻機(jī)、快速成型機(jī)、MVTA行為分析系統(tǒng)、眼動(dòng)儀、三維運(yùn)動(dòng)捕捉與分析系統(tǒng)、事件相關(guān)電位分析系統(tǒng)等軟硬件的原理和操作方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，提高自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)課更高的目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生對(duì)人機(jī)研究的興趣，后續(xù)可在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等的課題中對(duì)這些人機(jī)設(shè)備的使用及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行更加系統(tǒng)和深入的學(xué)習(xí)。

三、基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和學(xué)習(xí)共同體理論，構(gòu)建CNP教學(xué)模式

常規(guī)教學(xué)方式多是采用理論學(xué)習(xí)，以教師講授為主，結(jié)合板書(shū)、多媒體等教學(xué)手段來(lái)呈現(xiàn)教學(xué)章節(jié)內(nèi)容。這種教學(xué)形式保障了課程體系和教學(xué)內(nèi)容的完整性，學(xué)生對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握較好，教師的備課難度小。然而，運(yùn)用單向的教師講、學(xué)生聽(tīng)的知識(shí)傳輸方法，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是認(rèn)知過(guò)程的主體，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，具有培養(yǎng)富有創(chuàng)新和探索精神的人才的優(yōu)勢(shì)[6]。但是如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“學(xué)”，而忽視教師的主導(dǎo)作用，當(dāng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的自由度過(guò)大時(shí)，就容易偏離教學(xué)目標(biāo)的要求。教師可以幫助學(xué)生從更高的高度、更全面的視角跳出來(lái)認(rèn)識(shí)自己。學(xué)習(xí)共同體理論認(rèn)為學(xué)習(xí)者及其助學(xué)者組成學(xué)習(xí)共同體，彼此之間在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行溝通、交流，分享各種學(xué)習(xí)資源，有利于在學(xué)習(xí)中發(fā)揮群體動(dòng)力作用，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)[7]。因此，應(yīng)結(jié)合兩者的觀點(diǎn)平衡教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”之間的關(guān)系，在N-CDIO工程教育模式的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生愛(ài)上人機(jī)工程學(xué)這門(mén)課程，并最終愛(ài)上“學(xué)習(xí)”的過(guò)程。

課程組要從學(xué)生的視角思考：學(xué)習(xí)任務(wù)是否適當(dāng)？在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)遇到什么困難？然后再思考如何為學(xué)生提供“腳手架”，以學(xué)生如何學(xué)來(lái)決定教師如何教。如圖2所示，以“學(xué)”為中心，以“教”為主體，學(xué)生和教師組成學(xué)習(xí)共同體C（Community），在N-CDIO工程教育模式N的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的P（Purpose），使學(xué)生喜歡這門(mén)課程。蘇格拉底曾說(shuō)：“最有效的教育方法，不是告訴他們答案，而是向他們提問(wèn)?！币虼?，課程倡導(dǎo)的主線是向?qū)W生提出問(wèn)題，從問(wèn)題出發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)能力的提升。在獲取和應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程中，學(xué)生是學(xué)習(xí)者，教師作為助學(xué)者提供線上和線下的幫助。應(yīng)融合翻轉(zhuǎn)課堂和“線上+線下”混合式教學(xué)，合理調(diào)整課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)時(shí)間，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)由教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在線上，學(xué)生可通過(guò)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的N-CDIO工程實(shí)踐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與企業(yè)的交流，應(yīng)用學(xué)習(xí)通獲取學(xué)習(xí)資料，與教師線上互動(dòng)。學(xué)生應(yīng)在課前完成項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)實(shí)踐過(guò)程中的問(wèn)題和自身的不足。線下課堂應(yīng)實(shí)行“雙向”交流，教師與學(xué)生之間適當(dāng)轉(zhuǎn)換角色。寶貴的課堂時(shí)間主要用于師生交流和生生互動(dòng)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。從小組作業(yè)中選擇完成情況較好且分析對(duì)象不同的作業(yè)出來(lái)，由小組長(zhǎng)或者組員共同上講臺(tái)匯報(bào)。沒(méi)有上講臺(tái)的學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)通發(fā)表不同意見(jiàn)，教師不干預(yù)、不批評(píng)，但要從大方向進(jìn)行把控和引導(dǎo)，指出本次作業(yè)存在的共性問(wèn)題，并鼓勵(lì)其余小組參考答辯組的設(shè)計(jì)再去完善作業(yè)。這樣的互動(dòng)形式大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)討論的興趣以及增強(qiáng)了學(xué)生之間的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

四、基于積極學(xué)習(xí)策略，實(shí)施5P和5M的課堂教學(xué)活動(dòng)

教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和情緒，促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。課程組合理運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法，在實(shí)施過(guò)程中總結(jié)出如圖3所示的教學(xué)策略：以項(xiàng)目（Project）作為載體，以問(wèn)題（Problem）為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生參與（Participation）的興趣，在過(guò)程（Process）中學(xué)習(xí)，達(dá)到提升能力的目的（Purpose）。人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)的，人機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其設(shè)計(jì)原則都要應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中去。人機(jī)工程學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)是將前人的研究成果加以靈活應(yīng)用，然而為了應(yīng)對(duì)閉卷考試，學(xué)生往往通過(guò)死記硬背的方法去記憶大量的知識(shí)點(diǎn)，考試過(guò)后很快就遺忘了。在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中能考慮到人機(jī)因素，但是考慮得不全面、不深入，缺乏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目有利于學(xué)生去分析人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中的人機(jī)問(wèn)題，明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要考慮的人機(jī)因素，學(xué)生收獲的是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路，而不僅僅是一個(gè)設(shè)計(jì)方案。項(xiàng)目的推進(jìn)促使學(xué)生積極探究問(wèn)題，主動(dòng)去查找資料、觀看教學(xué)視頻，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)人機(jī)工程學(xué)是要靈活運(yùn)用理論知識(shí)去解決實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題，而綜合性的設(shè)計(jì)項(xiàng)目能夠真實(shí)地反映學(xué)生的知識(shí)掌握程度和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。

秉承陶行知“生活即教育”的理念，以生活中的人機(jī)問(wèn)題為導(dǎo)向，教師通過(guò)合理的配置項(xiàng)目任務(wù)環(huán)節(jié)將以往零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成系統(tǒng)的實(shí)踐項(xiàng)目（M1項(xiàng)目式）。教師在教學(xué)過(guò)程中成為組織、引導(dǎo)和輔導(dǎo)的角色，為學(xué)生提供資料和學(xué)習(xí)方法。設(shè)置具體的設(shè)計(jì)任務(wù)，在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考（M2啟發(fā)式）。學(xué)生自創(chuàng)學(xué)習(xí)情境，分析人機(jī)工程設(shè)計(jì)要素，列出可能存在的問(wèn)題和優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案（M3情境式）。引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)，動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。例如，在手持式工具設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)中，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品的手柄，通過(guò)PVC板和油泥等材料做出模型。在“做中學(xué)”的過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、討論，得出隱含在問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，并且在知識(shí)點(diǎn)的講授過(guò)程中（“做中教”）采用啟發(fā)設(shè)問(wèn)、引導(dǎo)思索、原因解釋、總結(jié)提升的教學(xué)形式（M4討論式）。學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師應(yīng)以“問(wèn)題誘發(fā)—學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐—教師歸納總結(jié)”為主線，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力（M5探究式）。

五、改革實(shí)踐

下面以人機(jī)工程學(xué)第六章案例剖析中第一節(jié)“手持式工具設(shè)計(jì)”來(lái)說(shuō)明課程改革實(shí)施過(guò)程。

（一）學(xué)情分析

授課對(duì)象是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)大學(xué)本科二年級(jí)學(xué)生，他們已經(jīng)具備初步的設(shè)計(jì)及表達(dá)能力，可以開(kāi)展自主合作探究式學(xué)習(xí)。在前面的學(xué)習(xí)中，他們已經(jīng)掌握了人體尺寸及應(yīng)用方法、人的生理及心理特性、作業(yè)姿勢(shì)、工位與作業(yè)效率的關(guān)系等知識(shí)，因而本次課主要是激發(fā)學(xué)生思考人機(jī)工程學(xué)理論如何為產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)，人體特性等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)如何在手持式工具設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用。

（二）教學(xué)重難點(diǎn)

手持式工具設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其設(shè)計(jì)思路既是教學(xué)的重點(diǎn)又是教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生在運(yùn)用手持式工具設(shè)計(jì)要點(diǎn)解決設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，常常不能從人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)角度考慮，忽略了與以前所學(xué)知識(shí)的融合。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，課程組選取了三款產(chǎn)品進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，將知識(shí)貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)程。

（三）教學(xué)實(shí)施

1.課前自學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂

學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通預(yù)習(xí)，利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上發(fā)布的指導(dǎo)書(shū)、教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資料。教師利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)學(xué)生測(cè)試的結(jié)果，獲取學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

2.案例分析，導(dǎo)入新課

通過(guò)播放紀(jì)錄片《舌尖上的中國(guó)》和《大國(guó)工匠》中的片段，實(shí)現(xiàn)多感官學(xué)習(xí)，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生思考如何進(jìn)行手持式工具設(shè)計(jì)，并展示課前測(cè)試的結(jié)果，用學(xué)生做錯(cuò)較多的題來(lái)激發(fā)學(xué)生的好勝心。

3.提出問(wèn)題，引導(dǎo)探究

通過(guò)項(xiàng)目式和啟發(fā)式等教學(xué)方法，以項(xiàng)目為主線，培養(yǎng)學(xué)生解決人機(jī)問(wèn)題的能力。這節(jié)課的重點(diǎn)是手持式工具與手密切接觸的手柄設(shè)計(jì)。教師先給出手柄設(shè)計(jì)項(xiàng)目，三款產(chǎn)品的手柄分別在作業(yè)姿勢(shì)、施力、手部尺寸方面存在較為明顯的缺陷，再將學(xué)生分成三組，分別設(shè)計(jì)額溫槍的手柄、核桃?jiàn)A的手柄以及雨傘的傘柄。

4.互動(dòng)辯論，獲取知識(shí)

培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題是本次課的重點(diǎn)。學(xué)生在便利貼上羅列出使用產(chǎn)品的人物、時(shí)間、地點(diǎn)、事件，并粘貼在KT板上進(jìn)行思維發(fā)散。根據(jù)人、時(shí)、地、事進(jìn)一步列出情境圖，列表的每一種連線代表了不同人物的使用需求。學(xué)生創(chuàng)設(shè)使用情境，分析作業(yè)姿勢(shì)，通過(guò)人—機(jī)匹配得到手柄的形態(tài)和尺寸，在課堂上快速做出手柄的草模型。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，各小組展示匯報(bào)實(shí)踐過(guò)程和成果，師生互動(dòng)，教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，提出實(shí)踐中遇到的問(wèn)題與其他小組及教師進(jìn)行探討。教師引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地解決問(wèn)題，提供解決問(wèn)題的思路，并引出問(wèn)題背后的知識(shí)點(diǎn)，共同完成教學(xué)任務(wù)。

5.知識(shí)延伸，深入探索

以學(xué)生拍攝的手柄使用的微視頻引出主觀評(píng)價(jià)法。以主觀評(píng)價(jià)法的不足引導(dǎo)學(xué)生思考客觀評(píng)價(jià)法。引導(dǎo)學(xué)生課后進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，對(duì)比測(cè)試手柄的舒適度，拓展知識(shí)的廣度和深度。

6.課堂總結(jié)，問(wèn)題引申。布置為環(huán)衛(wèi)工人設(shè)計(jì)一把掃把的課后作業(yè)，要求學(xué)生利用手機(jī)制作手柄使用的微視頻并以作品發(fā)布的形式發(fā)表，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

（四）學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

課后學(xué)生設(shè)計(jì)的掃把手柄大小、形狀與人手的尺寸和解剖條件相適應(yīng)，使用掃把時(shí)人體姿勢(shì)自然、舒適，符合手和手臂的施力特性。整體而言，此次教學(xué)取得了較好的教學(xué)效果。

以考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力為導(dǎo)向，課程采用過(guò)程與結(jié)果相結(jié)合的方式來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。最終成績(jī)由課堂成績(jī)（占比80%）和實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占比20%）構(gòu)成，課堂成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（占比60%）和期末成績(jī)（占比40%）構(gòu)成。其中，平時(shí)成績(jī)根據(jù)學(xué)生完成5個(gè)人機(jī)設(shè)計(jì)分析課題時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的合作能力、溝通能力、思維能力和水平，以及學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通完成的小測(cè)試和線上互動(dòng)情況來(lái)評(píng)分。

六、結(jié)論

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念是一種范式的轉(zhuǎn)變，需要在課程改革中真正落實(shí)。本文以人機(jī)工程學(xué)課程為突破口，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)活動(dòng)組織方面入手，實(shí)施課程改革。實(shí)踐表明，課程教學(xué)以學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果為中心，教師從“知識(shí)傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)組織者”，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高了課堂學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提升了實(shí)踐能力;通過(guò)解決課題實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題，激發(fā)了對(duì)人機(jī)工程學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。這在一定程度上轉(zhuǎn)變了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，使其在生活和工作中隨時(shí)能從人機(jī)的角度探究問(wèn)題，學(xué)會(huì)了用系統(tǒng)的方法來(lái)解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]