人機工程學〞教改新方案探究

PAGEPAGE10“人機工程學〞教改新方案探究內容內容內容摘要：為改善木材科學與工程專業(yè)〔人機〔體〕工程學〕課堂教學效果，本文從教學內容與教學形式兩個方面提出了教學改革新方案。教學內容上，突出課程的實用性，為學生將來的生活、學習或工作提供幫助，真正將課程學以致用；教學形式上，突出課程的興趣性、先進性和理論性，將理論知識貫穿于生活中的各種案例去講解，以及穿插在理論經(jīng)過去學習和穩(wěn)固。本文本文本文關鍵詞語語語：木材科學與工程；人機〔體〕工程學；教學改革G642.3A1002-4107〔2017〕06-0047-03人機〔體〕工程學是由人體科學、工程科學、勞動科學和企業(yè)管理科學等互相融合的一門綜合性新興邊沿學科[1]。當下，人機〔體〕工程學在國防、宇航、工業(yè)、交通運輸、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和教育等各個領域得到了特別廣泛的應用，在使人類活動的科學化、適宜化以及提升人機系統(tǒng)效能方面做出了突出奉獻。人機〔體〕工程學是研究人在工作、生活環(huán)境中的生理學、心理學等諸方面因素，協(xié)調人―機器―環(huán)境系統(tǒng)間的互相關系，使設計愈加合理，更合適人的生理、心理特點，最大限度地增長使用者的舒坦感、安全感、可靠性和效率。一、人機〔體〕工程學課程現(xiàn)在狀況“人機〔體〕工程學〞現(xiàn)被定為福建農(nóng)林大學材料工程學院木材科學與工程專業(yè)的專業(yè)選修課，設36學時，2學分。學習本課程的任務在于，使該專業(yè)的學生能夠將人機〔體〕工程學原理運用到常見器具以及室內、家具設計經(jīng)過中，并對現(xiàn)有生活中存在的不合理設計能夠提出優(yōu)化方案。然而，在該課程過去的教學中，一是老師過于依靠書本，照抄照搬書本上的陳腐知識；二是以課堂講授為主，采取“填鴨式〞教學方式滿堂灌，以完成教學任務為授課目的。因而教學內容枯燥乏味，課堂氣氛沉悶，缺乏與學生互動的時機，忽視學生的主觀能動性。另外，所?x教學資料不管是早期朱序璋編著的〔人機工程學〕還是如今項英華編著的〔人類工效學〕[2]，理論知識點和機械設計內容都偏多，而室內設計、家具設計以及家具生產(chǎn)方面牽涉的內容都較少，學生因缺乏機械設計基礎感覺力不從心，也因枯燥的課堂講解而缺乏學習熱情。因而，教學內容與相應的教學形式的從新整合是非常有需要的。整合后，該課程將改變舊有的教學形式，制訂新的教學思路。這樣，一方面使學生能夠輕松、愉快地承受本身感興趣的、有實際意義的、尤為主要的基本概念、理論、方法和技能；另一方面還重視培養(yǎng)學生綜合運用知識和創(chuàng)新理論的能力。二、人機〔體〕工程學教改新方案〔一〕優(yōu)化教學內容在調整教學內容時，重要把握下面幾個方面的原則。1.重視理論聯(lián)絡實際。人機〔體〕工程學是一門以理論為指點思想，結合學生本身情況，強調實用的課程。其中以人為中心，充足考慮人在工作經(jīng)過中的生理、心理特征，內容包含人的形體參數(shù)、人體力學、人的機能特征、人的作業(yè)能力與疲憊、人的天然傾向與可靠性等，強調人與機、人與環(huán)境、機與環(huán)境三者之間的互相聯(lián)絡，不僅在木工專業(yè)方面有較強的應用性，而且人在任何情況下的活動都能具體表現(xiàn)出人機〔體〕工程學的指點原則。因而，在教學內容中，應親密聯(lián)絡實際，多舉實例，讓學生充足領會到這門課的作用。2.及時更新內容。老師一方面應不斷納入人機〔體〕工程學理論研究的最新結果，讓學生充足了解當下發(fā)展的新動向和新趨勢[3]；另一方面應將教學與科研相結合，及時將本人和別人的科研結果轉化為教學內容，實現(xiàn)課程教學內容的動態(tài)更新。再者老師應嚴密聯(lián)絡人機工程應用的最新發(fā)展，利用網(wǎng)絡資源、圖書資源對相關案例及結果向學生介紹，及時將其插入日常教學活動中，促進學生的興趣，豐富課堂教學。在教學經(jīng)過中，還應根據(jù)學生各自的不同情況對教學內容、教學模塊進行適當調整，增長不同的內容，知足多數(shù)學生的需要，使課程能夠發(fā)揮最大作用。3.加強老師的國內外溝通與研討。老師及相關科研人員能夠多加入國內外人機〔體〕工程學的研討會，與同行專家一起溝通，進而承受最新資訊，把握當下學科發(fā)展動態(tài)及研究熱門、難點。眾所周知，在當今信息與科技發(fā)達的社會，憑空捏造是不可行的，只要開放式地接收外來信息，然后將信息整合成自己可用的資源，能力使自己立于不敗之地。因而，任何一種事物和一項研究都必需通過不斷地溝通能力有發(fā)展，有創(chuàng)新，有突破。“人機〔體〕工程學〞這門課程，當然也不例外。通過溝通，教學內容能夠愈加充分，教學素材能夠愈加靈敏與可靠。4.提供資金支持。人機〔體〕工程學要打破傳統(tǒng)的填鴨式教學方式，不拘泥于課堂教學，添加一定的課外理論活動，這勢必須要資金的支持。有了資金，便能夠開創(chuàng)建立人機模型制造室和人機模仿環(huán)境；有了制造室和模仿環(huán)境，便能夠激發(fā)學生的學習興趣，拓寬學生的學習與研究思路。結合最最最近幾年所使用的教學資料與查閱的相關文獻[4-6]，整合后的新的教學內容以及學時分配如此圖1所示。教學內容〔28學時〕圖1調整后的人機〔體〕工程學教學內容圖1中，由原來的40學時調整為如今的28學時，內容精簡、重點突出且實用性強。重要分四個部分：緒論、人的生理與心理特征、安全人機〔體〕工程學以及人機工程設計原則。接下來對每章內容的布置做出如下解釋。第一部分緒論重要介紹人機〔體〕工程學研究內容、研究方法及發(fā)展趨勢，使學生明確為什么要學習本課程、從本課程中將學到什么、本課程與我們自己具有多大的關系以及該學科今后的發(fā)展方向是什么。學生在明確學習目的、學習方法及該課程的研究內容以后，接下來的章節(jié)才不會盲目跟從，對本身有幫助的或者感興趣的內容會比較專心致志。第二部分是人的生理與心理特征。這部分內容一方面介紹人的形體尺寸范圍、測量方法、在今后產(chǎn)品設計經(jīng)過中的應用原則以及人體各部位受力、施力特點；另一部分介紹人的心理特征及對工作經(jīng)過產(chǎn)生的影響。通過本章學習，學生能了解自我的生理、心理特征及局限性，工作經(jīng)過中應怎樣保衛(wèi)自己、發(fā)揮各部位最大功能，最終提升工作安全性與效率。同時學生也要學會怎樣運用人體尺寸去設計產(chǎn)品，以及明確如此設計的原理是什么。本章內容與學生乃至任何人都息息相關。所有人對自己的關注度遠跨越對別人的關注度，因而，本章內容可將學生的留意力集中在自己身上，知足學生關注自己、了解自己的這種需求。第三部分安全人機〔體〕工程學，重要從辦公室人機關系調節(jié)、作業(yè)能力與疲憊、勞動安全與事故預防以及作業(yè)環(huán)境等四節(jié)內容逐一介紹。辦公室人機關系調節(jié)重要介紹辦公室存在的桌椅、電腦及其附件與人員之間的關系能否恰當，怎樣根據(jù)現(xiàn)有條件對其調整，以符合使用者本身的條件，這樣可提升使用者的工作效率與身體各部位的安全性。此節(jié)內容實用性較強，不僅使每位學生體驗到幫助別人的成就感，而且也從中學會怎樣調整自己所用的辦公設備，有效保衛(wèi)自我。作業(yè)能力與疲憊重要介紹人在勞動經(jīng)過中的能量代謝方式、勞動經(jīng)過中人的心、肺等各器官的調節(jié)與適應情況以及提升作業(yè)能力與降低疲憊的辦法。此節(jié)內容重要使學生把握勞動經(jīng)過帶來的人體的生理變化規(guī)律，以及根據(jù)這一規(guī)律應怎樣合理布置勞動，以避免在學習和工作中對自己造成傷害而不自知。此節(jié)內容與學生本身安全性親密相關，學生學習的積極性也必將被提升。勞動安全與事故預防重要使學生了解人在各種緊急情況下的本能反應情況、事故發(fā)生的重要原因及預防辦法。通過此內容的學習，希望學生面對緊急情況，能夠有意識改變本能反應，同時避免因操作欠妥、心理忽略、作業(yè)姿態(tài)不合理等原因造成悲涼的事故。此節(jié)內容有關生活中的各種緊急情況的發(fā)生與處理，牽涉學生們的本身安全。學生們在以往的生活中并未接觸或聽聞，因而必將高度看重，積極學習。作業(yè)環(huán)境重要使學生了解照明與色彩、噪聲與振動、空氣污染對工作者造成的危害大小，以及明確怎樣避免這些危害。本節(jié)內容將使學生們對生活中存在的這些現(xiàn)象有全面的新的認識，以提升學生們的警惕性與安全意識。第四部分內容一方面使學生了解常見顯示裝配與控制裝配的設計原則，強化與回首前面所學內容；另一方面結合學生專業(yè)特點提出設計原則在家具設計與室內設計中的應用與指點意義，以迎合學生將來的就業(yè)需求。木材科學與工程專業(yè)的學生將來可能從事家具設計、室內設計工作，可能從事木工設備研發(fā)工作，因而，此章節(jié)內容布置6個學時進行講解?！捕池S富授課形式在教學方面，不僅要重視授課內容，同時還應結合學生及專業(yè)特點開展形式多樣的授課手段。一方面，讓學生輕松、愉快地把握所學內容；另一方面，引導學生怎樣開展自學，培養(yǎng)學生的自立學習能力。而且，這也能促進學生之間互相溝通，互相協(xié)作的時機。下面筆者重要從課堂教學、課外理論以及課堂與課外相結合等方面來具體論述人機〔體〕工程學的授課形式。1.課堂教學。課堂教學是傳統(tǒng)教育中必不可少的教學形式，多以板書與多媒體相結合的方式進行。板書重要用于輔助多媒體教學，對多媒體上無法具體表現(xiàn)出的內容加以解釋說明，做進一步補充，使學生能夠對某一知識點把握透徹，完全明白其意；多媒體重要用于展現(xiàn)教學資料內外的主要內容，是學生承受信息的重要途徑，因而在課件制造方面應做到：內容具有鮮明的邏輯性和主次順序；版面設計不宜太復雜，多采取白底黑字，布局應簡潔明了，文字不宜堆積；多采取動畫效果逐級依次顯示，給學生留下考慮的空間。同時以問題為導向，鼓勵學生積極討論，發(fā)表自己的看法，老師在其中給予需要的引導。除此之外，借助相關測量儀器，課上對人體重要尺寸進行演示性測量與分組互動式測量，將理論知識在實際測量經(jīng)過中介紹給學生；借助人體模板，介紹其應用范圍，以獲得直觀感受。同時，有意識地將CDIO培養(yǎng)形式逐步應用于教學經(jīng)過[7]，讓學生經(jīng)過構思〔Conceive〕、設計〔Design〕、施行〔Implement〕和操作〔Operate〕四個經(jīng)過的訓練，能夠將人機〔體〕工程學應用于家具設計與制作經(jīng)過，以加強工科的可操作性。當說到第四章第三節(jié)靜態(tài)肌肉施力時，可請學生們做個簡單的靜態(tài)肌肉施力的測試，相信學生們會對本節(jié)內容把握得更好。因而，課堂上除了老師講授外，還應重視輔助教具的使用，以及以發(fā)問的形式與學生構成互動等相關手段的運用。對于某些章節(jié)，還可嘗試運用FC〔翻轉課堂〕教學形式[8]，以提升學生學習的自立性。即將相關視頻〔大多是英文材料〕以作業(yè)形式布置下去，學生一要聽懂，翻譯出視頻內容；二要能夠從中提出1―2個相關問題。對于提出的問題，其他學生積極討論給出答案:::，最終能夠在課上構成濃烈厚重的討論氣氛，把相關知識點聯(lián)絡起來并真正把握。2.課外理論。除課堂教學外，還應該多布置課外理論課。木工專業(yè)是一門工科學科，學生應對機械設計方面的內容作適當?shù)牧私夂褪煜?。因而，應結合木材科學與工程本身的專業(yè)特點，多布置課外理論活動。例如：帶學生走進木工車間，熟悉木工刀具與用具的生產(chǎn)流程，了解木工機械的設計方法與問題；同時，走進家具市場及家具加工廠，了解家具設計原則和設計理念，結合實際回首人體常用尺寸及百分位數(shù)的選擇。另外，還應鼓勵學生多留意公共場所設備的設計及擺放，使學生能夠學以致用，利用所學知識，解釋人―機―環(huán)境三者存在的關系。3.課堂與課外相結合。人機〔體〕工程學這門課重要針對大三的學生進行授課，因而應多加培養(yǎng)學生本身的學習能?有院脫?習能力，使其今后能夠更好地適應和完成該課程的相關研究內容。所以，能夠使學生發(fā)揮課堂與課外相結合的作用，到達共同考慮、解決某一問題的目的。例如：老師能夠給學生布置一項課外作業(yè)，讓學生課下搜索某一章節(jié)的相關資料，然后在課堂上分組討論。通過這種討論的方式，加深學生對問題的理解。這也是采取任務驅動法來突出學生的主體性和老師的主導性[9]。另外，老師可以以引導和鼓勵學生將課堂上所學的理論知識，快速直接地轉化成生活中詳細的實物。例如：把握了人體尺寸、人體脊柱的構造、不同姿態(tài)下的脊柱形狀以及人體力學這幾個方面的知識，便能夠對座椅進行設計；把握了人體動、靜態(tài)尺寸的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，便能夠對車輛駕