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1人因工程教學中存在的主要問題
1.1實驗環節和理論知識如何實現互補工業工程作為應用性非常強的專業,其主要專業課應該非常重視學生解決實際問題的能力,這種能力將成為學生畢業后走上工作崗位的核心競爭力。人因工程學科本身實驗性較強,實驗課的學時要占一定的比例。在制定教學大綱時,通常做法是據學校現有實驗設備條件及實驗數據獲取的難易度來開設實驗項目。這樣往往使實驗教學缺乏系統性,與理論教學的互補性不強,教學效果不理想。
1.2課程教學過程中學生興趣不高人因工程是一門非常有用的課程,與學習、生活和工作關系非常緊密。但如果采用一般的課堂教學模式,會發現教學過程中需要學生去記憶大量的規律、條款、標準等。這將導致內容枯燥,學生興趣不高,影響教學效果。
1.3課程教學與學生解決實際問題的能力之間的矛盾重視學生解決實際問題的能力,這種能力將成為學生畢業后走上工作崗位的核心競爭力。人因工程是該專業主干專業課程,但在實際的教學過程中由于教學資源和條件的限制以及其他原因,其教學目標、以及由此確定的教學內容體系常出現重理論而輕實踐的教學模式。這將大大制約培養應用型學生的學習效果。
2教學模式改革嘗試
2.1教學目標的重新定位
教學內容體系的設計、相應教學方法和手段的采用都是為了更好的實現教學目標。教師首先要摒棄過去那種只講理論而輕實踐的思路,應在想辦法提高學生解決實際問題能力的基礎上,對教學目標進行重新定位。目前在各個層次的院校中,部分專業開設了人因工程課程。顯然,不同辦學層次、專業背景、學校類型的學生素質及其知識結構存在差異,人才培養目標也不同。工業工程專業培養目標:對生產及服務系統進行規劃、設計、控制、評價、持續改善與創新的基本能力。所以,結合工業工程專業培養目標,人因工程這門課程的基本教學目標應該達到:使學生在了解人因工程的基本理念、原理、方法、原則的基礎上,能對工業企業生產中的人-機-環境進行系統化的整體評估和改進設計。
2.2教學體系再設計
教學體系的設計是為實現教學目標服務的,在教學內容的選擇上不能隨意,更不能因人或因教材而設定。將教學內容進行層次劃分:基礎型、應用型和擴展型;而教學模塊則設計成十個模塊(根據專業培養目標和企業應用需求的變化會用相應改變),將每個模塊與具體層次進行結合;多種教學方法和手段貫穿于每個模塊的教學過程中,以提高教學效果。這樣形成層次化教學內容、動態化教學模塊和多元化教學方法相結合的三維立體教學體系。見圖1。在基礎型中包括本課程最基本的內容,以保證學生能達到掌握人因工程的基本概念,原理和方法技能的教學要求,特點是相對穩定、原理性強,但略顯枯燥。這部分在整個教學內容中大約占50%左右,安排教學模塊如:人體測量、人體生理和心理特征以及系統功能特征。應用型根據本專業學生畢業后工作能力要求,增強教學內容的前沿性、現實性和研討性,其特點是相對靈活,可以保持動態更新,在整個教學內容中約占35%左右。安排教學模塊如:作業崗位與空間(包括了工作桌椅、工具)設計、人機信息界面設計、作業環境評價分析及其改進。擴展型包括人機安全和人-機-環境總體設計,大概占15%左右。這是對學生提出的更高要求。在重新設計之后,逐步形成“課堂主線相對穩定、框架結構基本成型、教學內容動態更新和教學方法切合實際”的立體化教學體系。
2.3教學方法和手段改革
教學方法和手段運用是否恰當將直接影響教學目標的實現,針對前面總結的一些問題提出幾點改革嘗試。
2.3.1實驗教學的設計和實施人因工程從某種意義上說是一門實驗科學,實驗教學環節的重要地位已無庸置疑。人因工程可開設的實驗項目很多,但務必要合理地設置。要獲得更好的教學效果,實驗方式的合理設計就顯得更加重要。通過研究,將實驗分為三種類型:驗證型實驗、探索型實驗和設計型實驗。(1)驗證型實驗:把人體測量實驗設計成驗證型實驗,讓學生對知識的正確與否加以驗證,鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。(2)探索型實驗:將疲勞強度測定實驗、環境因素與生產率關系測定實驗、反應時測定實驗設計成探索型實驗,讓學生在完成實驗大綱中的基本實驗要求后,自行設計實驗變量或者參數,去探索發現新規律。做反應時測定實驗,讓學生按照自己設計好的實驗方案做實驗,發現人的左手和右手反應時間會有差別、人對視覺信號和聲音信號的反應時間會有差別、人對不同顏色的反應時間會有區別,通過一些統計方法得出一些有意義的結論,并對人機環境系統的設計起一定的指導作用。(3)設計型實驗:將自定義實驗設計成設計型實驗,能否在確定好目標后自行設計出合理科學的實驗在國外被視為一種非常重要的能力。讓學生自己在確定好研究目標后,在實驗室已有條件的基礎上自己選擇實驗設備和條件、選擇被試、設計實驗過程、實驗過程的執行、混淆變量的控制、實驗后數據分析、從分析中得出結論等。這對培養學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的動手能力有獨到的優勢。工程應用和實踐是人因工程研究的最終目標,是其應用和發展的動力和源泉,所以在教學中將實踐教學作為實驗教學的擴展是非常有必要。在課程教學最后階段組織學生到實際的工廠現場(結合專業需要)考察,發現問題、解決問題;通過布置課外實際課題給學生,比如:學校宿舍區夜間噪聲環境測定與評價、學校某教室照明條件評價與改善研究、校園道路標致設計等,使學生在實踐中進一步了解和掌握相關的原理和方法,激發了學生的學習興趣,并提高了學生綜合運用所學理論知識解決實際問題的能力。
2.3.2案例教學方法的應用人因工程設計原理應用的領域比較多,范圍比較廣,同一原理在不同專業領域應用中存在一些差異。為了使學生能更好地掌握人因工程原理在其專業領域中的使用范圍和應用方法,在教學中選擇相關實際應用案例,通過對具體案例的評析、講解和討論,使學生理解其中所隱含的人因工程知識和設計原理,掌握相關教學內容和設計方法,并激發學生的學習熱情。在選擇案例時應注重案例的真實性、典型性和價值性,案例的選取可以分為三類:第一種,人因工程教學中的經典案例,比如美國三里島核電站事故、前蘇聯切爾諾貝利核電站爆炸事件等;第二種,隨著社會科技的發展,人因工程的最新應用成果,比如:神七、神八飛船中的座艙設計、天宮一號的設計等;第三種,較好的學生作品,比如高年級同學對多媒體教室控制臺的評價和設計。這樣更有利于激發學生的興趣和積極性,使學生加深對案例的研究和所學知識的結合,領會理論應用的條件和環境,有利于學生分析問題和解決問題能力的培養。
2.3.3開放式的課堂討論(互動式)人因工程設計原理是人機系統設計的主要依據,為了讓學生更好地掌握各種設計工作必須遵循的原理,采用開放式教學方式。通過“提出問題(教師)—思考(學生)—上臺闡述(學生)—臺下質疑(學生)—臺上解釋(學生)—釋疑和總結(教師)”的方法,由教師提出問題,讓學生帶著問題去學,學習中再提出新的問題,由教師進行釋疑解惑,如此反復進行,最后由教師進行總結。比如在學習體力勞動強度過程中,我國勞動強度評價模型和標準比較難理解同時也存在問題。教師可以給出討論問題“該模型和標準有哪些不足?”通過學生的思考和討論,慢慢得出一些比較共識的觀點,比如勞動強度應該還與勞動者的性別、年齡、工作方式、作業所處環境等有關,最后教師做總結并給出更深一層的任務:結合其他課程(比如《系統工程》中的系統評價知識)自己設計客觀合理的體力勞動強度綜合度量模型,以報告的形式給出。這種教學過程其實就是一個提出問題解決問題的過程,很多復雜難以理解的內容和難以掌握的設計原理就變成若干可以直接解答的問題,隨著這些問題的解答,學生更系統地了解和掌握了人機設計中需要運用和遵循的各種原理,同時活躍了課堂教學的氣氛,使學生不再是課堂上被動的接受者,提高了學生的學習積極性和自覺參與性,培養了學生大膽思維、勇于探索和分析問題、解決問題的能力。
3結束語
教學模式是為教學目的服務的,不能僵化死板,只有結合學科培養目的和特點才能達到良好的教學效果。本文在結合工業工程專業培養方案和社會需求的基礎上對教學體系進行了再設計、并著重對教學方法和手段的改進進行了研究,并運用到了實際的教學工作中,得到了較好的教學效果:進一步培養學生的人因工程意識,促進學生的社會化過程,提高分析和解決人因工程學問題和其他社會問題的能力,更好的適應社會工作環境。當然,對人因工程的教學研究是一項長期而艱巨的工作。提高人因工程課程的教學質量,不僅要從工業工程專業的需要更新教學內容、改進教學形式等,還要重視加強師資隊伍的建設。教師要不斷進取,拓寬專業范圍,并應從事與專業相關的科研實踐工作,增強實踐經驗。這樣才能使人因工程的教學更趨完善。
作者:廖斌單位:四川師范大學商學院