“安全人機工程”課程教學方法改革的探討

趙恩來 沈榮喜 劉曉斐 李忠輝

摘 要：依據安全科學與工程學科“雙一流”建設戰(zhàn)略和學校深化教學改革的實踐要求，安全人機工程的教學模式需要改革與創(chuàng)新。文章針對目前安全人機工程教學環(huán)節(jié)中存在的不足，提出在課程內容的不同部分采用翻轉課堂教學、設置網絡討論課堂、增設實踐教學內容、應用情境教學和現(xiàn)場觀摩學習等多種教學方法，來提升課程的教學效果，目的是使學生能夠理解課程知識的內涵，最終達到學以致用。

關鍵詞：安全人機工程；教學改革；教學方法；翻轉課堂

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）13-0130-03

Abstract： According to the "Double First-Class" university project construction strategy of safety science and engineering disciplines and the requirement of deepening teaching reform in schools， the teaching mode of safety ergonomics needs reform and innovation. In view of the shortcomings in the current security ergonomics teaching process， this paper proposes various teaching methods such as inverted classroom teaching in different parts of the course content， setting up online discussion classes， adding practical teaching content， application of situational teaching and on-site learning. Through these methods， the teaching effect of the course can be improved， so that the students can understand the connotation of the course knowledge， and finally achieve the purpose of applying the knowledge.

Keywords： safety ergonomics； teaching reform； teaching methods； inverted classroom

引言

中國礦業(yè)大學安全工程專業(yè)在2015年順利通過安全工程專業(yè)全國工程教育認證，并于2018年申請第二輪的全國工程教育認證。針對首次認證過程提出的關注點“安全管理學、安全法學、安全人機工程均為選修課，雖然要求必選，但如何保證值得關注”，我校安全工程學院在制定2016版安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案時，根據學科“雙一流”建設戰(zhàn)略、學科培養(yǎng)目標“培養(yǎng)能從事安全系統(tǒng)設計、安全工程施工、安全工程檢測、安全技術咨詢與評估、安全教育與培訓、安全監(jiān)督與檢查的工程技術人員，以及具備安全科學研究潛質、能為國家富強、社會進步做出貢獻并具有國際視野的一流技術人才”和安全工程專業(yè)全國工程教育認證的要求，將安全人機工程列為專業(yè)基礎必修課程。因此，隨著該門課程性質的轉變及培養(yǎng)目標的變化，如何設置課程的教學內容和擬定科學的教學方法、模式，促進教學目的的順利實現(xiàn)，將直接影響該課程的教學效果。

一、課程現(xiàn)狀

安全人機工程在2016版安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案中被設置為專業(yè)基礎必修課，課時為24學時，并于第5學期開課。在安全工程專業(yè)本科教育認證標準中，安全人機工程覆蓋的畢業(yè)要求見表1。從表1中可看出，課程的教學目的主要是通過課程教學，讓學生具備從事工程工作所需的工程管理知識的能力，即體現(xiàn)在認證標準中“使學生具備解決復雜工程問題的能力”。針對于此，筆者在參考中國計量學院[1]、安徽理大學[2]、南華大學[3]、江蘇大學[4]等高校對安全人機工程課程內容設置的基礎上，按照中國礦業(yè)大學安全工程學院的安全人機工程課程質量標準要求，對該課程的課程內容及實踐教學內容進行了分析與設置[5]。

二、安全人機工程課程教學現(xiàn)狀

中國礦業(yè)大學安全人機工程采用大班教學（>100人）的組織形式，課程設置的七個教學知識模塊中，每個知識模塊最多設計4個學時，期間還涉及演示實驗課，課程內容多學時少，為滿足教學安排，往往加快教學進程，教師與學生之間缺乏充分的交流、討論。此外，授課過程中單純性課堂講授占比學時數(shù)較多，課程中涉及的概念比較抽象且字面相近，學生在學習過程中容易混淆[6]。課堂教學內容缺乏情境化，啟發(fā)性案例較少，加上學生專業(yè)背景認知不足，在“使學生具備解決復雜工程問題的能力”培養(yǎng)方面存在不足。

綜合以上，課程抽象的概念、繁多的知識點、大量圖表及其之間的復雜關系、師生之間交流饋乏、案例（情境）教學偏少、實踐能力的培養(yǎng)不足等方面的問題，難以激發(fā)學生的學習興趣和調動學生學習的主動性，教學效果較差。

在安全工程專業(yè)全國工程教育認證及國家對安全工程專業(yè)重視的背景下，作為安全工程專業(yè)基礎必修課之一的安全人機工程，其教學情況不僅影響本科生教育，同時還影響工程教育認證和我校安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。因此，針對課程內容，設計靈活多樣的教學方法，豐富課程教學環(huán)節(jié)，提升教學效果顯得尤為重要。

三、安全人機工程課程教學方法改革

（一）常規(guī)教學方法的改進

多媒體教學演示與教師講授已成為大部分課程的常規(guī)教學方法，本門課程的改進思路體現(xiàn)在二者達到“1+1>2”的效果。授課前，教師對多媒體課件精心設計，包括：授課知識點的羅列、輔助教學的圖形、動畫、音頻及視頻文件設計。在每頁PPT設計中，力求圖多于字，重點及難點突出，輔助教學素材能夠幫助學生理解抽象的概念及圖表之間的內存關系，尤其重要的是PPT設計過程中要體現(xiàn)出各頁授課內容之間的邏輯性和條理性。授課過程中，教師結合PPT內容，多角度、多方位、多層次地引導學生厘清講課內容的框架，掌握各知識點的內在含義，避免死記硬背，增強學生的記憶效果。如在講授人機工程學的研究方法時，輔以圖片、動畫及視頻。同時，授課過程中教師要注意自身肢體語言的表達，與學生進行互動[7]，最終做到“人（教師）機（多媒體）合一”，使學生通過“人機結合面”能夠調動各種感官，激發(fā)學生的求知欲望。

（二）翻轉課堂的方法應用

翻轉課堂（Inverted Classroom），是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在此教學模式下，學生在課堂時間內更加專注于主動的基于項目、問題或知識點的學習，從而獲得更深層次的理解。在翻轉課堂教學過程中，利用“提出問題-查找資料-資料篩選-表達陳述-研究討論-總結反思-學得知識”的模式[8]進行教學，學生課后按照“提出的問題”自主規(guī)劃學習內容、學習節(jié)奏和呈現(xiàn)知識的方式，教師采用講授法和協(xié)作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習。比如在講授顯示器與控制器設計時，可以提出“視覺顯示器的設計中如何考慮安全人機工程問題”來進行翻轉課堂的教學，而其教學效果的好壞主要取決于講授環(huán)節(jié)的“問題提出和研究討論”、知識呈現(xiàn)環(huán)節(jié)的“資料篩選+表達陳述”及互動環(huán)節(jié)的“總結反思”，同時也可通過量化指標進行評價，按百分比來設計，可將翻轉課堂的教學效果評價分為以下幾個方面：學生的陳述表達（15%）+資料的時效性、完整性（10%）+PPT制作（15%）+小組自我評價（10%）+外部組員評價（20%）+教師評價（15%）+互動效果（15%），具體應用參見表2。

（三）網絡討論課堂的設置

“互聯(lián)網+”時代，學生可以通過互聯(lián)網學習豐富的在線課程，比如安全人機工程精品課程資源網站“http：//jpkc.lcu.edu.cn/phys/renjigongcheng”，中國礦業(yè)大學圖書館豐富的電子圖書及期刊資源，如《Applied Ergonomics》、《Journal of Cognitive Engineering and Decision Making》等，也可通過電子郵箱、QQ群、微信群建立網絡討論課堂。學生將翻轉課堂或授課過程中遇到的問題或建議以郵件的形式發(fā)給任課教師或發(fā)布在QQ群、微信群中，由任課教師或助教及時反饋[6]。通過建立網絡討論渠道，加強了師生間的互動交流，同時也提高了課后答疑的效率，有助于提高教學效果。

（四）情境教學模式的應用

針對安全人機工程中繁多的抽象概念，情境教學模式通過創(chuàng)設具體情境，使學生與創(chuàng)設的情境共融，引導學生自主學習，激發(fā)學生的學習興趣，提高學習的主動性和積極性，實現(xiàn)師生間的良好互動[9]。比如，講授人體測量數(shù)據如何正確運用時，可在教學過程中給學生設置以下情境：“1. 測量宿舍桌的具體尺寸；2. 以宿舍人員的人體測量數(shù)據為基準；3. 試設計適合本宿舍的課桌”。通過此情境，可以讓學生深入理解人體測量數(shù)據運用的各項基本原則，達到學以致用。

（五）實踐教學內容的設計

實踐教學是提高教學質量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關鍵環(huán)節(jié)[3]。針對我校安全人機工程的授課學生的特點（大三學生、專業(yè)知識面窄）及課程現(xiàn)狀，我們準備設計三個實驗：“人的視覺反應時間實驗”、“注意力分配實驗”、“噪聲對人的作業(yè)及心理影響”。通過實驗設計及分析，有助于學生理解安全人機工程中有關人機功能的合理匹配及作業(yè)環(huán)境對員工人體生理活動、心理活動的影響，加深學生理解“人”、“機”、“人機結合面”的內涵，提高學生參與課程的興趣及主動性，提高學生解決實際問題和創(chuàng)新的能力，此能力將成為學生畢業(yè)后走上工作崗位的核心競爭力。

（六）現(xiàn)場觀摩學習

觀摩學習是授課環(huán)節(jié)中“情境”教學的現(xiàn)實化，我校安全工程專業(yè)學生可利用生產實習的實踐條件，在工礦企業(yè)進行安全人機工程的實踐學習。比如，授課過程中講授“作業(yè)環(huán)境（溫度、光）設計”內容的實踐運用，可結合企業(yè)實際情況，來分析井下作業(yè)環(huán)境的合理性？如何改善企業(yè)的環(huán)境來提供生產工藝流程的安全性及生產效率等？觀摩學習是雙向互動的過程，是轉化知識達到“學以致用”的過程。通過觀摩學習，能夠激發(fā)學生對課程知識的興趣和關注，提升課程的教學效果。

四、結束語

科學、合理的課程教學模式與方法能夠在完成既定教學任務的前提下，激發(fā)學生內在的學習動機，更好的實現(xiàn)課程教學目標。筆者依據安全人機工程課程建設現(xiàn)狀，提出了課程教學方法的優(yōu)化及改進思路，從而能夠使教師面向學生授課過程中，將理論知識實踐化，增強學生學習的主動性及互動性，最終實現(xiàn)課堂教學的高效目標。

參考文獻：

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[9]時亞麗，徐昆倫.情境教學模式在“安全人機工程”課程中的應用研究[J].青島遠洋船員職業(yè)學院學報，2014（4）：41-43.