面向应用人因工程课程教学模式探究

1、面向应用人因工程课程教学模式探究摘要：针对人因工程课程教学中存在的问题，并结合学 科特点和学生学习规律，提出了面向应用的教学新模式。在 新教学模式中，实例化教学是核心，实验、实习等实践教学 是重要支撑，共同构成以应用为导向的课程教学体系。在实 例化教学设计、应用性实验开发等方面，对新模式进行了探 索和尝试。abstract : direct against extant defect and deficiency in human factors engineering teaching, a new application-oriented teaching mode is put forw

2、ard on basis of characteristics and learning rules this mode of teaching consists of instantiation teaching, experiment and practice , in which instantia/tion teaching is core component, and practical teaching is important support plenty of exploration and practice work has been done in design of in

3、stantiation teaching, selection and organization of cases, development of app1ication-oriented experiments, and so on.关键词：人因工程；教学模式；实例化key words： human factors engineering； teachingmode； instantiation中图分类号：g64文献标识码：a文章编号：1006-4311 (2013) 05-0206-030引言人因工程是工业工程专业四门核心课程之一 1。课程 主要讲授人-机-环境系统设计和改进的思想、原理和

4、方法， 培养学生从事工业工程专业所必需的技能和素养2, 3。目 前，人因工程教学中存在教学内容单一、导向模糊、目标不 明确等共性问题，教学效果同人才培养要求尚有较大差距。 当前，高校毕业生就业形势持续看紧，工业工程专业在国内 人才市场上认知度不高，就业问题更为突出。因此，对这门 培养学生工程应用能力、铸就和凸显专业特色的课程开展教 学改革，已势在必行。2008年以来，河南理工大学人因工程教学组，不断吸收 国内教学改革成果，以工程应用为导向，对人因工程课程教 学模式进行了改革和探索。1面向应用教学模式的提出人因工程是一门边缘交叉学科，涉及生理学、心理学、 人体测量学等十几个学科，知识系统庞杂、松

5、散，远远超出 了学生已有知识和经验水平，课程的价值意义不易被学生领 会认可，这是该课程“难教难学”的深层次原因。因此，针对学科特点和学生认知规律，积极探索了一种 面向应用实际的教学新模式，见图lo其主要教学思想是： 理论课堂采用实例化教学，将人因工程的知识、原理同应 用实例有机结合，构成学生易于接受的“汉堡式”、“比萨 式”学习材料；大量运用能够体现课程价值与魅力的实 例，激发学生学习动机和动力，引导其在理论联系实际的过 程中习得专业知识、技能和素养，见图2；以应用为目的, 改革实验内容和教学方法，合理安排实习内容，指导学生开 展社会实践活动。新模式的教学目标是将概念、原理、方法、 思想、应用

6、实例等转化为学生解决问题向导和工具，使学生 具备解决工程实际问题的知识、能力和意识。从本质上讲， 面向应用的教学过程是一个教师、学生共同参与的理论联系 实际过程。在面向应用的教学模式中，实例化教学是核心，实践教 学是重要支撑。实例化教学的一般过程为：运用实例引导学 生了解和重视要学习的内容；然后讲授概念、原理、方法等 理论性知识，适时穿插实例进行解释说明和启发学生思考； 最后选择综合性较强的实例组织学生讨论。实践教学包括实 验、实习和社会调研等，共同构筑成理论知识和应用能力之 间的转化通道和平台。2实例化教学2. 1实例的收集和整理2. 1. 1实例的收集实例可通过直接和间接两种方式进 行收集

7、。教师可利用实习、参观、游览、出差等机会，有目 的性从现场采集实例素材。实地收集到的资料具有现场感 强、背景资料相对完整等特点，容易引起学生兴趣。从学生 角度来看，授课老师亲身拍摄的第一手影像资料会更有价 值。此外，文献资料、媒体新闻报道、网络社区等都是间接 实例素材的重要来源。收集的文字、图片、视频等实例资料 可用文献管理类软件进行管理。2.1.2实例的整理根据教学内容需要，对收集到的相 关实例素材进行归类、分析、撰写说明书、标注等整理工作。 必要时，还可进行图形处理、补充或重新绘制插图、补充拍 摄影像资料等工作。例如，当实例无配图或图片不清晰时， 可设法进行情景复制，补充拍摄图片或录像。工

8、具设计、手 工搬运、不良作业姿势、骨骼肌肉失调等方面的实例4, 大多能够在实验室进行情景模拟再现。实例整理工作量大， 可让感兴趣的学生参与。2. 2教学方法施行实例化教学，能否达到突破传统教 学窠臼，关键在于教学方法是否得当。同一个实例，教学方 法得当，则可激发学生的学习兴趣和热情，相反则可能扼制 学生的思维和想象，造成思维惰性和定势。因此，无论是采 用讲授法，还是提问法、讨论法，都应重视学生的主体地位, 充分信任学生的学习认知能力，给学生留出足够的思考、讨 论、发言等时间和机会，引导学生进行自主学习。在教学方法方面，主要借鉴国内倡导的启发式教学方 法、头脑风暴式讨论等方法，下文的教学设计示例

9、有具体说明。 2.3实例化教学设计示例2. 3. 1示例一：人的信息加工人的信息加工原理、特 点、能力限制、影响因素等知识是设计人机系统、研究脑力 劳动负荷的重要认知心理学基础。具体教学目的是：掌握认 知系统记忆、思维和推理活动的特点，以及影响信息处理的 主要因素。教学学时1学时。主要教学流程如下： 以"奇妙的数字'7' ”作为引导。一周有7天；音 阶是7个；彩虹有7色；组织机构中同级部门不超过7个； qc小组成员最好不超过7个激发学生兴趣，同时引出记 忆广度概念。（3分钟） 介绍三种记忆的功能和特点，重点是短时记忆。期间, 用实物、图片向学生展示几张银行卡，要求学生

10、快速、准确 地将号码抄写下来，之后询问学生抄写感受。学生的回答可 能是：a银行卡每4位间隔开，读写方便；b银行卡19位， 比a多4位，19位数字间仅有一个间隔，读写费力且易出错。 教师点评：a卡符合人的认知特点，读写时每次识读4位， 既高效又可靠，可用性优于b卡。若时间允许，还可播放一 组高速公路广告牌照片，引导学生思考广告牌信息量、字体、 安设位置、布设间距、对安全驾驶的影响、广告效果等问题。（20分钟） 指导学生阅读教材，自学记忆中的遗忘及其规律。这 部分内容对学生改善记忆和学习方法有帮助。（7分钟） 精讲“思维的过程”，略讲'推理”和“问题解 决”。列举“按照说明书用散装零件组装

11、成玩具”、“质量 工程师分析质量图表"等例子帮助学生理解“思维的分析 和综合过程”。联系“标准化”、“问题显在化”等管理思 想，介绍“思维的比较和分类过程”。（18分钟） 简要总结（2分钟）。2. 3.2示例二：色彩环境色彩在生产生活中发挥着重 要作用。本节的教学目标是理解色彩三要素、三原色等概念, 了解色彩混合规律和表示方法，掌握色彩对人的心理、生理 的影响规律，熟悉色彩调节和运用的原则和惯例。教学学时 2学时。主要教学流程如下： 首先播放a、b车间的现场录像（a车间实施了 5s管 理和目视管理，b车间未实施），让学生观察车间内的色彩环 境。然后提问若干学生，询问其直观感受。接下来

12、，再展示 几个excel报表文件（a报表使用颜色过多，令人眼花缭乱; b报表色彩运用合理，版式清晰，可读性好；c报表未使用 有彩色，可读性较差），并要求学生作出评价。通过这样的 例子，使学生认识到色彩的功能和作用，并自然过渡到本节 主题内容。（10分钟） 讲授色彩的含义、构成，着重讲解色调、明度、纯度 这三个基本要素。讲解过程中，调用photoshop软件“颜色" 对话框，依次调整色调（h）、饱和度（s）、亮度（b）等数 值，让学生观察色彩的变化。（16分钟） 讲述色彩混合和表示方法。首先简要介绍色光三原 色、颜料三原色及其关系。然后，调用photoshop软件''颜

13、 色”对话框，依次调整“rgb”值和“cmyk”值，演示和验 证加光混合和减光混合。最后简单介绍孟塞尔色彩体系和中 国颜色体系。（24分钟） 引导学生自学“色彩对人的影响”。先让学生快速阅 读教材。然后，播放一组实例照片，以加深学生对冷暖、轻 重、软硬等色彩感觉的认识。最后以实例图片形式，补充介 绍色彩对信息传递的影响（目视性、判读性）（15分钟）。 重点讲授色彩的调节和应用。首先，对照实例照片， 讲解安全色、对比色、环境色及其一般性要求。然后，介绍安全色、工业管道的基本识别色、识别符号和安全标 识、图形符号安全色和安全标志等国家标准，具体介绍 “工业管道八种基本识别色”、“危害程度区的颜色含

14、义和 用途”、“几何形状、安全色和对比色的一般含义”等内容。（25分钟） 实例分析和讨论。实例：某汽车配件公司的办公区内、 生产区内地板都采用统一的绿色，试问其合理性。让学生观 看一组车间实景照片，然后引导学生从色彩的心理作用、安 全色等方面进行讨论。（10分钟）3实践教学针对人因工程课程实践性强的特点和应用型人才培养 的需要，对实验教学、各类实习、社会实践等实践教学活动 进行了完善和加强。3.1实验教学河南理工大学人因工程实验室成立于 2004年，面积11加2,装配各种实验室仪器80多台件。成 立之初，实验一般围绕仪器设备开设，项目多而杂，内容综 合性较差，同理论教学和应用实际脱节。为解决这

15、些问题， 实验室根据应用需要对原有项目进行了更新，并且加强了理 论与实验教学的沟通和联系。3. 1. 1实验项目的更新实验室在挖掘现有资源的基础 上，对原有实验项目进行了更新和完善，提高了实验项目的 针对性和实效性，形成了较为合理的实验项目体系。围绕工 效问题，在原有的“照明与工作效率关系测定”、“工作空 间与和工作效率的测定”等实验项目的基础上5,增添噪 声、色彩环境内容，开发了 “工作环境与工作效率关系测 定”实验。该实验主要测定照明、噪声、工作台（椅）高度、 作业姿势（坐、立）、对比色等因素对作业效率的影响。以 研究人机匹配、人职匹配为目的，将各种心理学实验整合 “人的基本动作、心智技能

16、测试”实验，涵盖反应时、注意 集中、注意分配、记忆广度、双手协调、镜画、手臂稳定性 等小实验。在“体力劳动强度测定”实验的基础上，新增搬 举作业定性评价内容，开发了 “搬举作业评价与劳动强度测 定”。新增“人机界面设计与评价”实验，内容包括部分， 一是绘制车间平面图、生产流程图等各种常用管理看板，二 是评价网页的可用性。3. 1.2理论课与实验课的沟通通过教师间的协作和配 合，以及教学资源的共享，增强了理论课和实验课的联系， 从整体上改善了教学效果。在理论教学过程中，教师将部分 仪器、器材、软件等带进课堂，对照实物进行演示和讲解， 既提高了课堂教学效果，又使学生提前熟悉了实验仪器和内 容。例如

17、，在讲授作业环境时，对照实物介绍声级计、照度 计等便携仪器的功能和用法，教学效果就很好；当讲到视野 或作业空间时，用mannequin软件演示视野范围、作业范围, 能给学生留下直观印象；在进行工具设计教学时，实验室有 史丹利公司捐赠的上百件手工工具可供选用。3. 1.3实验软件的开发为丰富实验手段和内容，实验 室同焦作大学信息工程学院合作，开发了人因工程教学软 件。目前版本包括反应时测试、注意力分配能力测试、敲击 实验等十多个功能模块。使用该软件，学生可自行设计一些 实验项目。例如，每隔1小时测试1次反应时，观察人的唤 醒水平、疲劳累积等的变化情况；利用敲击实验研局部肌肉 疲劳的恢复周期问题。

18、（图3）3.2生产实习为使学生在生产实习过程中，能够自觉、 系统地运用人因工程知识、原理发现、提出和解决实际工程 问题，对实习大纲进行修编，明确了人因工程课程的实习内 容和要求，并在指导书中增加了人因工程现场诊断清单6。3.3社会调研在理论教学结束后，组织学生分组（团 队）进行社会调研。调研对象包括商超、医院、银行、图书 馆、餐馆、展馆、网吧等公共场所。调查结束，要求每个小 组提交一份调研报告，并做好汇报准备。完成报告批阅后， 组织一堂成果汇报课，择优或随机抽取调研小组进行汇报。 社会调研成绩按照一定权重计入课程考核成绩。4结语为改善人因工程课程教学效果，结合学科特点和教学心 理规律，提出了面向应用的教学新模式。新模式以应用为导 向，以实例化教学为核心，以实验、实习等实践教学为支撑, 在师生共同参与的理论联系实际的过程中达成教学目标。