應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下的《人機(jī)工程學(xué)》“金課”設(shè)計(jì)與實(shí)踐

李曉娜　劉暢

摘要：為培養(yǎng)具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，提升《人機(jī)工程學(xué)》金課教學(xué)效果，本文研究了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的背景和目標(biāo)，針對(duì)課程特點(diǎn)構(gòu)建理論——實(shí)驗(yàn)——實(shí)踐三位一體的課程體系，采用多元化的教學(xué)手段和貫穿全課程的考核評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)踐。學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力得到了提高，推進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用型專業(yè)建設(shè)，并為同類課程的教改提供了思路。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才;《人機(jī)工程學(xué)》;金課;工業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）07-0035-02

1《人機(jī)工程學(xué)》課程概述

《人機(jī)工程學(xué)》作為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在應(yīng)用型專業(yè)建設(shè)課程體系中占據(jù)舉足輕重的地位，是后續(xù)專業(yè)課開展的基礎(chǔ)。此課程是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)、生物力學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識(shí)，研究人、機(jī)器及其工作環(huán)境之間相互作用，使機(jī)器和人相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的環(huán)境條件，從而提高工效的一門科學(xué)。此課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式一般是以偏重理論知識(shí)的課堂講授為主，作業(yè)為輔的方式，課程成績考核往往以閉卷考試的形式。導(dǎo)致的問題非常明顯，學(xué)生被填鴨式灌輸晦澀難懂的理論，在應(yīng)用時(shí)又感覺無從下手，從而對(duì)課程失去學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，授課效果自然可想而知?；谝陨犀F(xiàn)狀、人機(jī)工程學(xué)的重要作用及應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，以打造“金課”為課程建設(shè)目標(biāo)，筆者將結(jié)合近年的課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐成果對(duì)該課程進(jìn)行探討。

2應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下《人機(jī)工程學(xué)》“金課”設(shè)計(jì)途徑

2.1以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主導(dǎo)的教學(xué)體系

《人機(jī)工程學(xué)》課程內(nèi)容涵蓋人機(jī)工程學(xué)概述、人體尺寸與人體力學(xué)、人體感知、心理及行為特征、顯示與操縱裝置設(shè)計(jì)、作業(yè)環(huán)境與空間設(shè)計(jì)及相關(guān)專題設(shè)計(jì)等諸多內(nèi)容。結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，課程在2017版培養(yǎng)方案的制定過程中，壓縮了理論課時(shí)，增加課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)，增加課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。經(jīng)過調(diào)整，課程從單一的教學(xué)模式衍變?yōu)槔碚摻虒W(xué)——實(shí)驗(yàn)教學(xué)——課程設(shè)計(jì)（實(shí)踐）“三位一體”的課程教學(xué)體系。

以理論課程為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)人機(jī)工程學(xué)的定義、研究的對(duì)象和內(nèi)容、人機(jī)工程學(xué)研究方法，并通過對(duì)人體生理、心理和行為特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，掌握一般人機(jī)設(shè)計(jì)原則和方法。課程中根據(jù)理論學(xué)習(xí)的進(jìn)度，穿插相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，如人體測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)人體測(cè)量數(shù)據(jù)及其應(yīng)用有很好地幫助，反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)、動(dòng)作判斷實(shí)驗(yàn)、雙手調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好地理解理解人的視覺、聽覺、觸覺特性，空間位置記憶廣度等實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生掌握人的學(xué)習(xí)、記憶以及人機(jī)交互方式等產(chǎn)生了積極的影響。最后，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)定人機(jī)設(shè)計(jì)主題，針對(duì)此主題利用一周的時(shí)間進(jìn)行從問題提出、研究與設(shè)計(jì)，到模型實(shí)現(xiàn)這一完整流程的設(shè)計(jì)實(shí)踐。

通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容體系的重新構(gòu)建和合理分配使知識(shí)結(jié)構(gòu)更完整立體，學(xué)生能夠更好地吸收理論知識(shí)，更重要的是如何將理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，這一閉環(huán)體系鍛煉了學(xué)生思考能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，為后續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供了幫助。

2.2以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主導(dǎo)的教學(xué)手段和方法

2.2.1多元化授課手段

1）碎片式導(dǎo)入。碎片化指課堂中的碎片化的時(shí)間，即45分鐘里學(xué)生可以高度集中精力學(xué)習(xí)的以外的碎片化時(shí)間，合理利用這些時(shí)間直接關(guān)系到課堂的授課效果。通過5至8分鐘的微課、慕課以及網(wǎng)絡(luò)視頻資源，主要內(nèi)容是與課堂內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)和設(shè)計(jì)案例，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。同時(shí)，碎片式導(dǎo)入的內(nèi)容還可以有互動(dòng)式討論、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等。本課堂常用的導(dǎo)入方法有情景導(dǎo)入、舊知導(dǎo)入、問題導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入、事例導(dǎo)入（利用常見、經(jīng)典的案例來導(dǎo)入課堂，通過對(duì)案例的分析、對(duì)比、總結(jié)，來使學(xué)生達(dá)到觸類旁通的效果）、經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入（利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和素材進(jìn)行課堂導(dǎo)入，加深學(xué)生理解）。

2）啟發(fā)式教學(xué)。課程在第一章概述中，即開始引導(dǎo)學(xué)生對(duì)人機(jī)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行關(guān)注，概念講解完畢后組織討論專題“生活中的人機(jī)學(xué)問題巡視”，啟發(fā)學(xué)生對(duì)日用物品進(jìn)行觀察和思考，如書包是如何設(shè)計(jì)的，不同的牙刷手柄的使用體驗(yàn)區(qū)別，公交車上的扶手設(shè)計(jì)等。在后續(xù)章節(jié)的理論學(xué)習(xí)中，對(duì)難懂的理論配合設(shè)計(jì)案例講解進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用啟發(fā)。如講到人體關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，結(jié)合水龍頭的發(fā)展演變史，幫助學(xué)生理解理論內(nèi)容。人體的各個(gè)關(guān)節(jié)部位都有其有限的活動(dòng)范圍，而這些活動(dòng)范圍與設(shè)計(jì)直接相關(guān)。如腕關(guān)節(jié)主要有2個(gè)自由度的活動(dòng)。人的手腕的活動(dòng)范圍非常有限，水平方向大概只有50°左右，并且活動(dòng)起來不舒適，垂直方向稍微好一些，活動(dòng)角度大概130°左右，人體的這個(gè)條件直接影響了水龍頭的發(fā)展。詳細(xì)來看，第一種螺旋式水龍頭，使用時(shí)需要旋轉(zhuǎn)很多圈，多次變換手的姿勢(shì)去調(diào)節(jié)開關(guān)和水流大小，因?yàn)闃飩?cè)偏和尺側(cè)偏加起來不過才50°而已;第二種扳手式，只需要90°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，手的活動(dòng)角度小了;第三種抬啟式，變水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)為垂直方向的運(yùn)動(dòng)，可以更舒服地垂直調(diào)節(jié)開關(guān)和大小，并且有的可以水平方向調(diào)節(jié)水溫;第四種感應(yīng)式。從這個(gè)案例可以更好地理解這一知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容及應(yīng)用。

2.2.2多平臺(tái)課程實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)法作為傳統(tǒng)的教學(xué)方法之一，在很多課程中都有運(yùn)用。它是理論教學(xué)的有效補(bǔ)充手段。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要是以教師操作示范，學(xué)生被動(dòng)模仿的教學(xué)模式為主。顯然這種教學(xué)模式不適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型工業(yè)設(shè)計(jì)人才的要求，需要針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法等各方面對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行改革和探索?！度藱C(jī)工程學(xué)》教學(xué)實(shí)驗(yàn)，被測(cè)對(duì)象是人機(jī)系統(tǒng)，因此，實(shí)驗(yàn)往往集中表現(xiàn)在對(duì)整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)的一系列心理參數(shù)和受心理、生理影響的技術(shù)物理參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、組織和分析?！度藱C(jī)工程學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)兩種。實(shí)驗(yàn)室中利用人機(jī)工程學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器，如動(dòng)作判斷儀、空間位置記憶廣度測(cè)試儀、手指靈活性測(cè)試儀等，將學(xué)生合理分組，高質(zhì)量高效率完成實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是使用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)，它充分利用了多媒體、云計(jì)算、3D虛擬仿真等先進(jìn)技術(shù)，學(xué)生可以利用自己的電腦進(jìn)行相關(guān)心理實(shí)驗(yàn)。兩種形式實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)方法都為前期實(shí)驗(yàn)原理講授，實(shí)驗(yàn)隨堂指導(dǎo)，批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.2.3完整流程的課程設(shè)計(jì)

經(jīng)過改革，配合課程內(nèi)容設(shè)置為期一周的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過查找人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)，提出方案設(shè)計(jì)，生成設(shè)計(jì)圖紙，完成模型制作。課程設(shè)計(jì)目的即在于更加系統(tǒng)地運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用型實(shí)踐。整個(gè)流程如下。首先，在課程最后兩周確定設(shè)計(jì)主題，同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)室模型制作設(shè)備，選擇合適的制作材料，完成具有一定效果的模型制作;其次，在課后進(jìn)行資料查閱、設(shè)計(jì)調(diào)研，接下來進(jìn)行方案提出、分小組討論、教師指導(dǎo)、方案匯報(bào)等環(huán)節(jié)進(jìn)行方案確定，在此期間老師進(jìn)行統(tǒng)計(jì)模型制作材料統(tǒng)一采購或?qū)W生自行準(zhǔn)備;再次，進(jìn)入模型制作環(huán)節(jié);最后，進(jìn)行課程作業(yè)匯報(bào)展覽（如圖1、圖2、圖3）。通過制作實(shí)體模型可以使學(xué)生清晰地了解多種材料的特性，以及個(gè)體設(shè)計(jì)方案的可行性，動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能力得以提升。

2.3以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的考核與成績?cè)u(píng)價(jià)

通過對(duì)課程體系的設(shè)計(jì)，可以確定本課程的主要培養(yǎng)目標(biāo)為學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力。那么，以往的試卷考試形式早已不可取，泛泛的一兩次課程作業(yè)也不能衡量學(xué)生的真實(shí)成績。結(jié)合課程建立的三位一體課程體系，課程的考核內(nèi)容將隨之改變。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師講授的目的不再是傳授理論，而是理論的實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的是為了在設(shè)計(jì)中能夠?qū)⑷藱C(jī)原則和方法有效應(yīng)用。學(xué)生是課程的主體，成績?cè)u(píng)定貫穿于課程的全過程中。從課堂的主題討論、主題報(bào)告，到實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、到課程設(shè)計(jì)方案開展、設(shè)計(jì)模型制作等各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。如在上一輪的課程設(shè)計(jì)結(jié)課環(huán)節(jié)，在教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的課程作業(yè)進(jìn)行了展示和互評(píng)打分環(huán)節(jié)，學(xué)生的參與性被調(diào)動(dòng)起來，同時(shí)利用自己的認(rèn)知體系對(duì)同學(xué)們的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，促進(jìn)了學(xué)生的交流，提升了積極性和參與性。由此可以看出，考核的方式是階段化、過程化、多元化的，這樣更能清晰地評(píng)價(jià)學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，并且能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3結(jié)語

“金課”的打造與建設(shè)是為了讓課程更好地適應(yīng)當(dāng)前學(xué)生的需求和社會(huì)的需求。面向培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，通過近年來對(duì)課程體系的不斷設(shè)計(jì)與改革，可以確定，課程能夠逐漸通過人機(jī)工程學(xué)有關(guān)的理論學(xué)習(xí)、課程實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生了解人機(jī)工程學(xué)的基本理論體系，在設(shè)計(jì)中能夠從人機(jī)工程學(xué)的基本原則出發(fā)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，創(chuàng)造性地提出解決方案。目的是將學(xué)生培養(yǎng)成能夠在設(shè)計(jì)中有人機(jī)工程自覺意識(shí)的應(yīng)用型工業(yè)設(shè)計(jì)人才。課程的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)在于能夠?qū)崒?shí)在在將理論知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用，吻合培養(yǎng)目標(biāo)和課程建設(shè)目標(biāo)。創(chuàng)新性在于，構(gòu)造理論+實(shí)驗(yàn)+實(shí)踐三位一體的課程體系，多元化的教學(xué)手段和評(píng)價(jià)方式，真正培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。