(1.華北水利水電學(xué)院管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南鄭州 450011; 2.華北水利水電學(xué)院科技處,河南鄭州 450011)

祁麗霞1,宋連公2

“人因工程學(xué)”新教學(xué)模式探討

(1.華北水利水電學(xué)院管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南鄭州 450011; 2.華北水利水電學(xué)院科技處,河南鄭州 450011)

祁麗霞1,宋連公2

剖析了人因工程學(xué)科特點(diǎn),針對(duì)學(xué)科實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),提出了“理論講解 +頭腦風(fēng)暴式討論”的課堂教學(xué)組織模式,還規(guī)劃了“人因工程學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架組織.比起傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式,新教學(xué)模式更突出了人因工程學(xué)科理論、實(shí)踐并重的特點(diǎn).

人因工程學(xué);教學(xué)模式;課堂講授;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“人因工程學(xué)”是工業(yè)工程、工程設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,但是現(xiàn)在“人因工程學(xué)”的教學(xué)一般還是沿用傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式.由于人因工程學(xué)科起因于工程實(shí)踐,具有實(shí)踐性、理論性并重的特點(diǎn),其應(yīng)用性才是學(xué)科具有勃勃生機(jī)的根本來(lái)源,傳統(tǒng)的理論講授方式會(huì)使學(xué)生的培養(yǎng)受到很大的制約.本文基于人因工程學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),提出了“理論講解 +頭腦風(fēng)暴式討論”的課堂教學(xué)組織方式,并規(guī)劃了“人因工程學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架組織,形成了理論、實(shí)踐并重的“人因工程學(xué)”新教學(xué)模式.

1 人因工程學(xué)學(xué)科特點(diǎn)

就學(xué)科來(lái)講,人因工程學(xué)[1-2]起源于 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初,到 20世紀(jì) 40年代以后得到較快發(fā)展,逐漸成為跨越不同學(xué)科和領(lǐng)域,應(yīng)用多種學(xué)科的原理、方法和數(shù)據(jù)的一門(mén)新興邊緣學(xué)科.人因工程學(xué)涵蓋面很寬,涉及生理學(xué)、心理學(xué)、解剖學(xué)、管理學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、勞動(dòng)科學(xué)、安全科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊.因研究學(xué)科和領(lǐng)域不同,人因工程學(xué)的命名也不統(tǒng)一.西歐習(xí)慣稱其為“Ergonomics”,中文一般譯為人類工效學(xué);美國(guó)則稱其為“Human Factors”,中文一般譯為“人的因素學(xué)”、“人體工學(xué)”.大多數(shù)工程技術(shù)方面出身的專家則喜歡用“人機(jī)工程學(xué)”,這也是我國(guó)對(duì) Ergonomics的最早翻譯名稱;以錢(qián)學(xué)森、陳信、龍升照為首的我國(guó)航空航天領(lǐng)域的專家們則率先采用了“人—機(jī)器—環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)”(Man-Machine-Environment Systems Engineering)這個(gè)名稱.不管名稱如何變化,這門(mén)學(xué)科是以人為核心因素,將心理學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、人體測(cè)量學(xué)等人體科學(xué)知識(shí)運(yùn)用于工程技術(shù)設(shè)計(jì)和作業(yè)管理,特別是安全設(shè)計(jì)和安全管理.其研究理念著眼于提高人的工作績(jī)效,防止人的失誤,盡可能使系統(tǒng)中的人員在安全、舒適的條件下,統(tǒng)一考慮人—機(jī)器—環(huán)境系統(tǒng)總體性能的優(yōu)化.本學(xué)科應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng),強(qiáng)調(diào)在工程技術(shù)設(shè)計(jì)和作業(yè)管理中考慮人的因素,所以,越來(lái)越多的專家學(xué)者選用“人因工程學(xué)”(Human Factors Engineering)作為學(xué)科的名稱,以突出人的因素在工程上的應(yīng)用.本學(xué)科的主要研究范圍集中在以下幾個(gè)方面.

(1)人的生理、心理、生物力學(xué)特征研究 本類研究的基礎(chǔ)是人體生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué),主要是運(yùn)用測(cè)量學(xué)手段研究人的生理、心理和生物力學(xué)特征,為與人體相關(guān)的設(shè)備、設(shè)施、用具、作業(yè)等以及人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提供有關(guān)人的數(shù)據(jù)資料.

(2)機(jī)器(物)設(shè)計(jì)研究 在人機(jī)系統(tǒng)中,人、機(jī)相互作用的過(guò)程就是利用信息顯示器和控制器實(shí)現(xiàn)信息交換的過(guò)程.因此需要研究如何根據(jù)人的特點(diǎn),設(shè)計(jì)顯示器與控制器,使顯示器與人的感覺(jué)器官的特性相匹配,使控制器與人的效應(yīng)器官的特性相匹配,以保證人、機(jī)之間信息交換的迅速準(zhǔn)確性.

(3)人機(jī)功能的分配與優(yōu)化 根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化的需要,研究系統(tǒng)中人與機(jī)各自功能之間的聯(lián)系和制約條件,研究如何合理分配人機(jī)功能,使其發(fā)揮各自的特長(zhǎng)并相互補(bǔ)充、取長(zhǎng)補(bǔ)短、有機(jī)配合,以保證系統(tǒng)的功能最優(yōu).

(4)作業(yè)分析與改善 主要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行作業(yè)分析,以提高系統(tǒng)工作效率;研究人勞動(dòng)時(shí)的生理、心理變化,并據(jù)此確定作業(yè)的合理負(fù)荷及耗能量、合理的作業(yè)和休息制度、合理的操作方法,以減輕疲勞、保障健康,提高作業(yè)效率.

(5)作業(yè)環(huán)境測(cè)評(píng)與改善 研究工作環(huán)境因素對(duì)人的作業(yè)活動(dòng)和健康的影響,并研究改善不良環(huán)境的措施和手段,以便更好地為人提供舒適、安全和保障健康的作業(yè)環(huán)境.

(6)系統(tǒng)的可靠性與安全 隨著工程系統(tǒng)的日益復(fù)雜和精密、操作人員面對(duì)大量的顯示器和控制器,容易出現(xiàn)人為差錯(cuò)而導(dǎo)致事故的發(fā)生.因此需要研究系統(tǒng)的可靠性和安全性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法,研究機(jī)器工作特性對(duì)操作者身體、心理、文化素質(zhì)及專業(yè)技術(shù)的要求,研究人的職業(yè)適宜性及事故傾向性等.

由學(xué)科性質(zhì)和研究?jī)?nèi)容不難看出,人因工程學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,因此,理想的教學(xué)模式應(yīng)做到以下兩點(diǎn):①要注意知識(shí)的系統(tǒng)性、連續(xù)性,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和技能來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力;②要注重訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際操作技能,盡可能模擬實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程與生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)流程,提高學(xué)生工程分析和設(shè)計(jì)的技能.

2 “人因工程學(xué)”課堂教學(xué)組織

由于人因工程學(xué)實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng),其教學(xué)內(nèi)容的組織方式也應(yīng)與一般理論學(xué)科有所差別,應(yīng)該在必要的理論知識(shí)基礎(chǔ)上,突出人因工程學(xué)的實(shí)用性和應(yīng)用性[3-5],要盡量把“理論講解為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生注重應(yīng)用的教學(xué)模式.也就是在一定理論講解的基礎(chǔ)上,做到“理論講授”與“課題實(shí)踐”相結(jié)合,這種教學(xué)方式才會(huì)是人因工程學(xué)比較理想的教學(xué)模式.在課題實(shí)踐環(huán)節(jié)中,“頭腦風(fēng)暴討論法”是一種比較適用于人因工程學(xué)教學(xué)的組織方法.“頭腦風(fēng)暴”是一種常用的創(chuàng)新發(fā)明技法群,又稱智力激勵(lì)法、BS法、自由思考法,是由美國(guó)學(xué)者奧斯本A F于 1939年首次提出、1953年正式發(fā)表的一種激發(fā)性思維的方法[6].將其應(yīng)用于人因工程的課題實(shí)踐,對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生理解應(yīng)用理論知識(shí)的能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情是非常有好處的.

2.1 新教學(xué)方法的組織實(shí)施過(guò)程

結(jié)合“頭腦風(fēng)暴”創(chuàng)新技法的組織實(shí)施特點(diǎn)和人因工程學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),新教學(xué)方法應(yīng)分以下幾個(gè)步驟實(shí)施.

(1)理論講授 根據(jù)教材和相關(guān)參考書(shū)目,對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的理論講解.在講解過(guò)程中,注意總結(jié)要點(diǎn),啟發(fā)學(xué)生考慮理論在實(shí)踐中的應(yīng)用.

(2)討論題目準(zhǔn)備 要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式承擔(dān)任務(wù),即 4～5名學(xué)生組成一個(gè)討論小組,結(jié)合教師的理論講授,在限定的原理和知識(shí)范圍內(nèi),由小組確定研究的題目(對(duì)象),或由教師直接制定研究對(duì)象,由小組進(jìn)行討論,提出方案.

(3)小組討論 首先小組內(nèi)要明確負(fù)責(zé)人,由負(fù)責(zé)人組織討論,明確每位成員的主要任務(wù),包括題目分析、查閱資料、完成個(gè)人設(shè)計(jì)方案等.其次進(jìn)行小組內(nèi)部討論,每位學(xué)生就自己的理解對(duì)案例做出現(xiàn)狀分析和說(shuō)明,提出實(shí)施方案(或改進(jìn)的措施),重點(diǎn)闡述實(shí)施方案(或改進(jìn)的措施)的理由和難易程度,然后大家集思廣益,展開(kāi)討論,最終確定小組解決問(wèn)題的方法和觀點(diǎn).這也是對(duì)學(xué)生協(xié)調(diào)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng),因?yàn)閰⒓佑懻摰膫€(gè)體要努力說(shuō)服其他成員接受自己的觀點(diǎn),而最終的結(jié)果是,有些學(xué)生要放棄自己的個(gè)人觀點(diǎn)以服從小組的共同利益.

(4)小組匯報(bào) 課堂匯報(bào)也是討論教學(xué)的中心環(huán)節(jié).由每個(gè)討論小組選派一名代表上臺(tái),講述本組對(duì)題目的理解、分析、判斷、論證和決策過(guò)程,說(shuō)明解決問(wèn)題的實(shí)施方案和步驟等,各小組成員可對(duì)本組的發(fā)言進(jìn)行補(bǔ)充.然后,組織全體學(xué)生對(duì)該組所表達(dá)的觀點(diǎn)或出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn),如果存在對(duì)同一觀點(diǎn)的相反意見(jiàn),允許學(xué)生適當(dāng)進(jìn)行辯論.教師要注意鼓勵(lì)學(xué)生多角度、多因素地觀察分析問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移和拓寬思維的能力,啟迪他們學(xué)以致用的創(chuàng)造意識(shí).

(5)歸納總結(jié) 解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的方案不是唯一的,不同的設(shè)計(jì)目的和側(cè)重點(diǎn)可以產(chǎn)生不同的優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案.討論結(jié)束后,教師在課上進(jìn)行歸納總結(jié),側(cè)重對(duì)整個(gè)討論情況進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)正確的論點(diǎn)或有獨(dú)到之處的觀點(diǎn)給予肯定和完善,對(duì)有客觀答案的問(wèn)題要給出正確的答案,或者對(duì)某些主觀題提出教師個(gè)人的看法,并對(duì)某些可以更深一步思考的問(wèn)題,做出啟發(fā)式的誘導(dǎo).

2.2 新教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

比起傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式,表面上給予教師的時(shí)間少了,但是,新教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的授課方式無(wú)法比擬的.

(1)“理論講授 +課題實(shí)踐(小組討論、案例分析)”模式用理論教學(xué)為討論教學(xué)提供分析問(wèn)題的基礎(chǔ)和框架,用討論教學(xué)來(lái)加深對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的理解與應(yīng)用,兩者互為補(bǔ)充、相輔相成,更契合人因工程學(xué)的學(xué)科性質(zhì)——既注重傳統(tǒng)理論教學(xué)環(huán)節(jié),也注重創(chuàng)新應(yīng)用環(huán)節(jié).

(2)更能鍛煉教師的課堂組織能力和水平.新教學(xué)模式中,教學(xué)的主體是學(xué)生,教師起引導(dǎo)作用,但對(duì)教師的要求更高.討論教學(xué)要以學(xué)生的主動(dòng)參與為基礎(chǔ),這就要求教師能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性,去自主探究、合作交流.

(3)更有助于學(xué)生能力的培養(yǎng).新教學(xué)模式相對(duì)更加靈活開(kāi)放,更有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的組織管理能力和協(xié)作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、交流合作能力等.

3 人因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)劃

如前所述,人因工程實(shí)踐性強(qiáng),從原理上講,它在很大程度上是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué).因此,除必要的理論教學(xué)之外,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分必然成為人因工程課程不可或缺的環(huán)節(jié).

人是人—機(jī)系統(tǒng)中的主導(dǎo)因素.不管是學(xué)科還是實(shí)際的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn),人的因素變得越來(lái)越重要,任何系統(tǒng)或工程都必須充分考慮人的因素.根據(jù)人因工程的研究?jī)?nèi)容,筆者以為,人因工程實(shí)驗(yàn)課框架應(yīng)該包括人體生理測(cè)量、認(rèn)知測(cè)試、作業(yè)分析、作業(yè)環(huán)境測(cè)評(píng) 4部分內(nèi)容.

(1)人體生理測(cè)量 本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容屬于人體生理特征范疇,應(yīng)包含獲取人體尺寸及人體動(dòng)態(tài)生理特征參數(shù)的方法,并要求學(xué)生能對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析,從而為合理設(shè)計(jì)器具、工作場(chǎng)地、服裝,制定工時(shí)定額和預(yù)防作業(yè)疲勞提供科學(xué)依據(jù).

(2)認(rèn)知測(cè)試 本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容屬于人的認(rèn)知心理特征范疇,要使學(xué)生通過(guò)該類實(shí)驗(yàn),掌握獲取人的主要心理特征參數(shù)(例如利用深度知覺(jué)儀、動(dòng)覺(jué)方位辨識(shí)儀、動(dòng)作穩(wěn)定器等進(jìn)行知覺(jué)和動(dòng)覺(jué)水平測(cè)試,利用注意集中能力和分配能力測(cè)試儀測(cè)試被試者的注意集中和分配能力,利用反應(yīng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)試儀測(cè)試反應(yīng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間等)的方法和途徑,為合理地制定工作負(fù)荷和考核指標(biāo)、職業(yè)培訓(xùn)等提供科學(xué)依據(jù).

(3)作業(yè)分析 作業(yè)分析屬于提高型實(shí)驗(yàn),要求模擬工廠生產(chǎn)實(shí)際操作,選取工序進(jìn)行作業(yè)分析并提出改進(jìn)建議.這部分實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性最強(qiáng),與工業(yè)企業(yè)管理聯(lián)系最為緊密.通過(guò)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),可使學(xué)生對(duì)人因工程學(xué)在企業(yè)管理中的應(yīng)用產(chǎn)生直接的認(rèn)識(shí),從而為制定工時(shí)定額,進(jìn)行合理的作業(yè)分析與改善提供科學(xué)依據(jù),也可與企業(yè)物流結(jié)合對(duì)更大的系統(tǒng)進(jìn)行分析.

(4)作業(yè)環(huán)境測(cè)評(píng) 本部分實(shí)驗(yàn)要使學(xué)生掌握測(cè)定作業(yè)環(huán)境主要影響因素的方法,并能對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行合理的分析和評(píng)價(jià),從而為改善環(huán)境條件、提高人機(jī)系統(tǒng)的工作效率提供科學(xué)依據(jù).該類實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)結(jié)合具體工作場(chǎng)地進(jìn)行,一般要求學(xué)生能使用溫濕度計(jì)、聲級(jí)計(jì)、風(fēng)速計(jì)等環(huán)境測(cè)量工具對(duì)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量分析.

4 結(jié)論

教學(xué)模式是為教學(xué)目的服務(wù)的,不能僵化死板,只有結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)才能達(dá)到良好的教學(xué)效果.本文提出的教學(xué)模式注重人因工程學(xué)科應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),提高了學(xué)生的自主性,可以更有效地達(dá)到教學(xué)目的.當(dāng)然,根據(jù)學(xué)校、學(xué)生和專業(yè)設(shè)置的不同情況,人因工程學(xué)教學(xué)模式還需要進(jìn)一步的探索和完善,以培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)社會(huì)建設(shè)需要的專業(yè)人才.

[1] 周一鳴,毛恩榮.車(chē)輛人機(jī)工程學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1999.

[2] 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1991.

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[5] 汪惠芬,劉婷婷.“人機(jī)工程學(xué)”課程教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].中國(guó)制造業(yè)信息化,2007,36(9):71-75.

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D iscussion on a New EducationalModel of Human Factors Eng ineer ing

Q ILi-xia1,SONG Lian-gong2

(1.College of M anagement and Econom ics,North China University of W ater Resources and Electric Power, Zhengzhou450011,China;2.Science and Technology Department,North China University of W ater Resources and Electric Power,Zhengzhou450011,China)

Analyzes the discipline characteristicsofHuman Factors Engineering(HFE),and a new classroom instruction pattern“Explanation(Theory)+Brains-Stor m-Discuss”is proposed.It has planned the teaching frame organization of experiment forHFE.Compared with the traditional teachingmode,the new education model has highlighted the characteristic that HFE pays equal attention to theory and practice.

human factors engineering;education mode;classroom instruction;experiment teaching

G640

A

1007-0834(2010)04-0063-03

10.3969/j.issn.1007-0834.2010.04.022

2010-10-12

祁麗霞(1977—),女,河北石家莊人,華北水利水電學(xué)院管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授,研究方向:人機(jī)工程.