安全人機學課程“教學做一體化”教學模式探索與實踐

張超林，王恩元，李忠輝，劉曉斐，沈榮喜，趙恩來

（1.中國礦業(yè)大學安全工程學院，江蘇徐州 221116；2.煤礦瓦斯與火災防治教育部重點實驗室，江蘇徐州 221116）

安全人機學是一門蓬勃發(fā)展的新興學科。自錢學森先生提出人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程與理論以來，安全人機學的發(fā)展得到了極大促進和提升，安全人機工程內(nèi)涵也變得更加豐富。安全人機學是基于安全的角度和著眼點，運用人機工程學的基本理論與方法，解決人機安全問題的一門新興交叉學科[1-2]。顯然，安全人機學既是一種設計思想和基礎理論，也是一種有效的系統(tǒng)綜合設計與評價技術。因此，對于安全人機學，如果教學內(nèi)容只是單一地對書本知識進行單一的展示和講解，那么學生將會被動地參與到教學過程，再加上該課程內(nèi)容本就十分抽象且枯燥無味，教學效果不理想是顯而易見的。

偉大的教育家陶行知先生曾經(jīng)說過，“教、學、做是一件事情，而不是三件事情。要在做上教，在做上學”[3]?！敖虒W做一體化”教學模式將突破傳統(tǒng)理論和實踐教學的界限，把教、學、做三者融合到一起，突出學生動手能力和專業(yè)技能的訓練，從而更好地構建以學生為中心的課堂體系，在課堂教學中積極發(fā)揮學生的主觀性和能動性，更加全面地調(diào)動學生的學習熱情和興趣[4-5]。這種“教學做一體化”教學方法的目標是培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的根本能力，從而提高學生進入工作崗位后的社會適應能力。

一 中國礦業(yè)大學安全人機學課程介紹

中國礦業(yè)大學安全工程專業(yè)始建于1952 年，依托江蘇省首批“省級品牌專業(yè)”和國家級“第二類特色專業(yè)”項目建設，在2015 年完成了安全工程專業(yè)全國工程教育認證，為中國礦業(yè)大學安全工程專業(yè)培養(yǎng)學生的國際化和標準化奠定基礎[6-8]。安全人機學是面向安全學院國際班開設的一門專業(yè)主干課程，課程使用的教材為王保國主編、2016 年機械工業(yè)出版社出版的《安全人機工程》，課時共計32 學時，考核滿分為100 分，其中課堂研討、隨堂測驗和結課考試分別為10 分、10 分和80 分。

安全人機學的教學內(nèi)容多來源于生產(chǎn)實際，是一門理論性與實踐性都很強的應用性課程。經(jīng)過多年來的教學總結，作者發(fā)現(xiàn)在教學過程中往往存在這樣的問題：當介紹有關安全人機學的基礎理論知識時，學生會覺得內(nèi)容深奧、難以理解；而在講解一些基本理論應用時，學生則感到內(nèi)容枯燥乏味。安全人機學如果繼續(xù)按照傳統(tǒng)的教學模式開展教學活動，將難以取得理想的教學效果，于是需要對傳統(tǒng)課程教學模式加以改進，建立一個更加合理、科學的教學新模式。

二 安全人機學課程“教學做一體化”教學新模式

安全人機學是一門綜合性和實踐性很強的課程，其內(nèi)容來源于生活生產(chǎn)等實踐活動，具有很強的實用性，同時涉及多個學科，綜合性、交叉性較強。安全人機學的課程目標是通過課程的學習，使學生了解人機工程學、安全人機工程的發(fā)展歷程及主要的研究領域，掌握人機功能合理匹配的原則和方法，能夠對人機系統(tǒng)進行診斷、評價，同時借助相關參考資料或網(wǎng)絡資源進行人機系統(tǒng)的安全設計、繪制相關設計圖紙，具備運用安全人機工程原理分析、解決人機系統(tǒng)安全問題的能力。

為了將陶行知先生提出的“教學做合一”教育思想融入安全人機學課程教學實踐，提出了安全人機學課程“教學做一體化”教學新模式，如圖1 所示。

圖1 “教學做一體化”教學模式與思路

（一）優(yōu)化教學內(nèi)容、服務專業(yè)需求

教學內(nèi)容是開展課堂教學的關鍵和核心，對其進行優(yōu)化主要體現(xiàn)在兩個方面。首先是整合教學資源。隨著時代的發(fā)展和科技的進步，教學資源和內(nèi)容越來越豐富、形式也愈加多樣化，如何高效發(fā)揮現(xiàn)代教育的先進性，達到對教學資源的高效整合、合理配置和充分利用，尤為關鍵。安全人機學課程主要面對安全工程專業(yè)，因此在未來的工作中需要解決各類安全問題，因此，在教學過程中，應充分依托現(xiàn)代多媒體教學手段，整合教學資源，適當增加案例教學和場景教學，加強理論知識與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系。

其次是優(yōu)化教學內(nèi)容?？紤]到安全人機學是面向安全學院國際班開設的一門專業(yè)主干課程，比普通教學班的24 學時增加了8 學時，因此在教學內(nèi)容和研討內(nèi)容的分配上進行了優(yōu)化，分別為24 學時和8 學時，見表1和表2。課程使用教材為《安全人機工程》，共計13 章內(nèi)容，為了保證教學效果以及服務專業(yè)需求，對教學內(nèi)容的設置如下。首先對于和安全系統(tǒng)工程、職業(yè)健康與安全等其他專業(yè)課程重復的內(nèi)容，不再進行教學，如教材第2 章“人因失誤事故模型”、第8 章第7 節(jié)“職業(yè)危害以及職業(yè)安全與健康”等；其次，在涉及到行業(yè)背景的知識時，以礦山安全為例進行分析，如在介紹“機的特性”相關內(nèi)容時，機的動力學分類及其模型較為枯燥難懂，此時可結合煤礦采掘設備進行分析。在介紹“人為失誤事故”的典型案例時，以河南神火集團薛湖煤礦“5·15”較大煤與瓦斯突出事故為例進行討論。在研討課中也設置了“礦業(yè)行業(yè)中安全人機工程研究”討論主題，不僅能充分調(diào)動學生的積極性，還能加強對基礎理論知識和行業(yè)現(xiàn)狀的理解，培養(yǎng)學生專業(yè)認同感；同時，對于教材中一些比較前沿的知識點，比較適合集體探討，如教材中第13 章內(nèi)容為“綠色和智能化人-機-環(huán)境工程的分析與展望”，對應設置了“安全人機工程虛擬實驗室進展及展望”專題研討課。

表1 安全人機學教學內(nèi)容

表2 安全人機學研討內(nèi)容

（二）創(chuàng)新教學方法、調(diào)動學生積極性

教學方法的創(chuàng)新體現(xiàn)在多個層面。首先，在開展具體的教學活動中，教師需要針對教學班級的實際情況靈活設置“理論教學”“實踐教學”“案例教學”等先后教學順序，實現(xiàn)“教學做一體化”教學過程。在“教學做一體化”的課堂教學過程中，要將理論教學與實踐教學有機地融合為一體，既能強化實踐教學，又能培養(yǎng)提高學生的實踐能力，同時，還能進一步加強教學過程的積極性和互動性，從而提高學生的學習興趣，最終改善課堂教學效果。同時，將多種教學方法相結合，融入到“教學做一體化”教學過程中，不同階段也應采取不同的教學方法。

在理論的教學過程中將不同案例分析、討論貫穿于課堂教學中；在抽象概念的教學過程中讓學生直觀感受，如在講解“人的差錯行為”時，可以結合常見的連續(xù)書寫1—500 阿拉伯數(shù)字游戲，開展隨堂測試，讓學生親身體會人的差錯率，既貼近生活，又能直觀展示理論應用，寓教于樂，效果顯著；在講授“安全防護裝置設計”一節(jié)內(nèi)容時，提前鼓勵學生在宿舍、食堂、圖書館、實驗室及打印店等不同場所，尋找是否有相關的安全防護裝置設計實例，以及是否有設計不合理之處，然后在課堂上以學生接觸較多的情景之一——打印店切割書本時的安全防護設計為例，展開相關內(nèi)容講解，理論聯(lián)系實際，既能讓學生明白安全防護裝置的重要意義，又能樹立工作生活中的安全意識；針對“不同顯示裝置的設計原則”相關內(nèi)容，以電腦、手機、手表和鐘表等學生隨時能接觸到的對象為例，從指針、刻度的形狀及大小等方面展開對比，也可以基于中國礦業(yè)大學新開的1818 美食城中不同店鋪的廣告牌，介紹顯示裝置配色原理，如圖2 所示，課后同學們?nèi)ナ程镁筒蜁r即可鞏固所學知識，不僅能直觀理解、活學活用，還能牢牢掌握相關知識點。

圖2 中國礦業(yè)大學食堂窗口不同顏色配色實例及原理

（三）完善考核方式、鞏固教學效果

目前針對大學生的課程，尤其是專業(yè)課程，如何開展考核是一個非常棘手的問題，傳統(tǒng)的以結果考試為主的考核方式，會導致學生死記硬背知識點而忽視工程應用，當下較為流行的以課程論文為主的考核方式，又造成學生忽視課堂教學過程?？己朔绞降牟缓侠硇?，不僅造成考核結果評判不公正，更重要的是無法真實反映學生學習情況，難以為后續(xù)課程教學提供準確的反饋，無法有針對性地提升教學水平，從而造成惡性循環(huán)。

因此，為了進一步提升教學效果，還需完善并優(yōu)化考核方式。具體而言，適當提高課堂研討和隨堂測驗所占比重，分別由原來的10 分提高至20 分，相應地，結課考試降低至60 分。其中，課堂研討共計8 學時，分別圍繞安全人機學設計8 個研討主題（表2），將班級學生分為8 組，每組圍繞一個主題解讀30 分鐘，之后老師和同學們相互討論交流20 分鐘，同時每一組在講解時，老師和其他組同時對該組進行評價，打分，并計入最終成績。這樣不僅能提高學生參與積極性，也能大大提高研討的質量和水平。對于隨堂測試，一方面參考教材例題和習題，同時結合安全人機在生活中的應用，如計算班級學生身高等相關參數(shù)、計算自己的生理周期（智力、情緒和體力）等，充分調(diào)動學生的參與感和積極性。采用上述考核方式，不僅可以全方位考核學生真實水平，還能總結、反映出教師的教學效果，從而有針對性地改進教學方法，提升教學效果，達到良性循環(huán)。

三 結束語

安全人機學在安全工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中占有舉足輕重的地位，對培養(yǎng)復合型安全專業(yè)人才具有非常重要意義。本文結合中國礦業(yè)大學安全人機學課程建設現(xiàn)狀，將陶行知先生提出的“教學做合一”教育思想融入安全人機學課程教學實踐，提出基于“教學做一體化”理念的安全人機學課程教學模式。該教學模式以課程目標為導向，創(chuàng)新教、學、做等多個關鍵環(huán)節(jié)的教學思路與內(nèi)容，通過完善考核方式并以考核結果為參考，進一步指導教、學、做各環(huán)節(jié)并豐富其內(nèi)涵，即通過“教學做一體化”思路實現(xiàn)教和學的相互促進和提升，使理論知識和實踐應用更加有效地結合在一起，能夠充分調(diào)動學生的主觀性和能動性，實現(xiàn)學生的全面發(fā)展，為其他高校安全工程專業(yè)本科教學人才培養(yǎng)提供了一定的參考和指導。