趙宏梅 程彬

摘 要： 在應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下，對人機(jī)工程學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的研究與探討，將理論教學(xué)內(nèi)容劃分為四大模塊，并結(jié)合“案例教學(xué)法、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法和小組攻關(guān)法”等教學(xué)方法，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的；同時(shí)為工業(yè)設(shè)計(jì)其它專業(yè)課程的建設(shè)提供了可借鑒的模式。

關(guān) 鍵 詞：人機(jī)工程學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì) 教學(xué)研究

人機(jī)工程學(xué)是一門主要研究“人一機(jī)一環(huán)境”系統(tǒng)的多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)既研究“人-機(jī)、機(jī)-環(huán)境、人-環(huán)境”三個(gè)子系統(tǒng)的屬性，又研究人機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其屬性。從而使整個(gè)系統(tǒng)安全、高效，且對人有較高舒適度和生命保障功能，最終達(dá)到系統(tǒng)綜合使用效能最高。

黑龍江科技大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)經(jīng)過十余年的建設(shè)，對人機(jī)工程學(xué)課程的教學(xué)已提升到研究和實(shí)踐階段。人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的課程體系中占有重要地位。作為基礎(chǔ)知識體系的重要組成部分，該課程教學(xué)的成效關(guān)系到后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列專業(yè)課程教學(xué)是否能順利展開。所以該課程在“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下和前期教學(xué)研究的基礎(chǔ)上，課程教研小組成員對本課程的教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段 進(jìn)行了不斷的探索、研究和實(shí)踐。這門課程的教學(xué)改革歷經(jīng)幾屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，最終取得了良好的教學(xué)效果。

一、課程教學(xué)內(nèi)容體系研究

首先確立教學(xué)內(nèi)容改革的目的，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)：“具有開闊的眼界、良好的個(gè)人素質(zhì)、正確地價(jià)值觀、藝術(shù)與技術(shù)交融的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)；有較強(qiáng)的溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和良好的職業(yè)道德；具備較系統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)核心知識、技能、態(tài)度，適應(yīng)社會的應(yīng)用型設(shè)計(jì)人才，力爭實(shí)現(xiàn)就業(yè)零適應(yīng)期。[1]”教學(xué)內(nèi)容的組織方式是在必要的理論知識基礎(chǔ)上，突出工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的實(shí)用性和應(yīng)用型；適當(dāng)刪減原先主要是適合工技術(shù)專業(yè)工科學(xué)生的純理論研究性的教學(xué)內(nèi)容，時(shí)著力加強(qiáng)本學(xué)科與工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的關(guān)聯(lián)[2]。

人機(jī)工程學(xué)雖以獨(dú)立課程單元存在，但卻輔助于若干產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程，本單元課程既具有相對的獨(dú)立性，又具有較強(qiáng)的延續(xù)性，改革課程內(nèi)容，優(yōu)化理論學(xué)時(shí)，突出注重應(yīng)用的特點(diǎn)。在教學(xué)內(nèi)容的編排上，針對現(xiàn)行教科書章節(jié)安排的不合理，對各章節(jié)進(jìn)行了重新整合，目的是希望在每一個(gè)“人的因素”的知識點(diǎn)后安排與其相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容“機(jī)的因素”，可以馬上理論聯(lián)系設(shè)計(jì)實(shí)際。同時(shí)把相關(guān)的一些“機(jī)的因素”安排在同一或相近章節(jié)，體現(xiàn)一定的內(nèi)在邏輯性[3]。具體實(shí)施方案為：

（1）根據(jù)理論知識的關(guān)聯(lián)性，將課程內(nèi)容分為五大模塊：基礎(chǔ)知識模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、設(shè)計(jì)原理模塊、環(huán)境模塊、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。

模塊一：人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識（第1-3章） 10課時(shí)

知識點(diǎn)：人機(jī)工程學(xué)的基本概述，工業(yè)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)，人機(jī)工程學(xué)綜述，人的感覺特征及心理特征，人的運(yùn)動系統(tǒng)機(jī)能及其特征等。

教學(xué)手段：多媒體課件進(jìn)行理論講授，設(shè)計(jì)案例剖析，課程實(shí)訓(xùn)。

模塊二：人體測量與數(shù)據(jù)應(yīng)用（第4章） 4課時(shí)

知識點(diǎn)：人體測量的方法與常識，常用人體測量資料、人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

教學(xué)手段：多媒體課件講授，設(shè)計(jì)案例剖析，課程實(shí)訓(xùn)，網(wǎng)絡(luò)互動。模塊三：人機(jī)界面及各種裝置設(shè)計(jì)（第5-8章） 18課時(shí)

知識點(diǎn)： 人機(jī)的信息界面圖形符號設(shè)計(jì)、顯示裝置設(shè)計(jì)與選擇、操縱裝置設(shè)計(jì)與選擇、工作椅設(shè)計(jì)主要依據(jù)。

教學(xué)手段：多媒體講授，設(shè)計(jì)案例剖析，課程實(shí)訓(xùn)。

模塊四：安全設(shè)計(jì)（第9章） 4課時(shí)

知識點(diǎn)： 了解與掌握事故分析、作業(yè)環(huán)境分析與安全設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。教學(xué)手段：多媒體講授，設(shè)計(jì)案例剖析，課程實(shí)訓(xùn)。模塊五：人機(jī)總體設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢（第10章） 4課時(shí)

知識點(diǎn)：與人體相關(guān)產(chǎn)品的選擇及設(shè)計(jì)。

教學(xué)手段：多媒體講授，設(shè)計(jì)案例剖析，課程實(shí)訓(xùn)，師生互動。

（2）優(yōu)化理論課各部分的授課時(shí)數(shù)，突出重點(diǎn)內(nèi)容。如：增加操作空間、人機(jī)信息界面設(shè)計(jì)部分的學(xué)時(shí)數(shù)，減少熱、振動等環(huán)境的理論授課學(xué)時(shí)。

（3）結(jié)合煤炭優(yōu)勢，教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重操作空間、操作面板、人機(jī)交互、人機(jī)協(xié)調(diào)等內(nèi)容，優(yōu)化理論學(xué)時(shí)，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，以理論原則和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，共同完成實(shí)踐項(xiàng)目。

二、課程教學(xué)方法和手段的改革

《人機(jī)工程學(xué)》課程針對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容中探索，從教學(xué)手段中發(fā)掘，既要遵循教學(xué)的普遍規(guī)律，又要有針對性、創(chuàng)造性，從而逐漸形成了具有鮮明特色的教學(xué)方法。在教學(xué)中主要采用案例教學(xué)法、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法和小組攻關(guān)法方法等教學(xué)方法。

1、案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是國際上推廣的一種生動直觀的先進(jìn)教學(xué)方法，采取案例教學(xué)導(dǎo)入，理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，采取師生共同討論，廣泛聽取學(xué)生的見解，教師最后進(jìn)行總結(jié)，避免了教師上課“一言堂”的做法。

2、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法

為了將教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。我們在教學(xué)中以“項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法”鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類設(shè)計(jì)競賽，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為載體，教師采用一對一指導(dǎo)的形式，以人機(jī)原理和產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論為依據(jù)，幫助學(xué)生解決實(shí)際問題，師生共同攻關(guān)，使學(xué)生不僅學(xué)會了設(shè)計(jì)，部分教師和學(xué)生還以此為契機(jī)，為自己的設(shè)計(jì)生涯畫上了光輝的一筆，師生均受益匪淺，項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法獲得了豐碩的成果：多名同學(xué)在不同層次的競賽上獲獎(jiǎng)；教師和學(xué)生多人申報(bào)外觀專利，如圖1 雪花書桌，圖2小廚寶。

通過項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)使同學(xué)熟練掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)人機(jī)工程學(xué)的知識和研究方法，并能夠完成以人機(jī)為核心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和以產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)（基本要素與應(yīng)用要素）為延伸設(shè)計(jì)的完整工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、小組攻關(guān)法

“小組攻關(guān)法”是根據(jù)學(xué)生的心理特征而實(shí)施的一種教學(xué)方法，這種方法是“項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法”的補(bǔ)充。學(xué)生在小組中彼此分享各人的意見和獨(dú)到的見解，共同研討，解決問題，通過“小組攻關(guān)法”加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和交流溝通能力。

三、以“科研促教學(xué)”為理念，將科研融入教學(xué)

結(jié)合黑龍江科技大學(xué)的煤炭專業(yè)特色和“科研促教學(xué)”理念，結(jié)合該課程建設(shè)，2007年成功申報(bào)黑龍江教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目《基于人機(jī)工程學(xué)的采煤機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用研究》，將采煤機(jī)的操作系統(tǒng)的人機(jī)協(xié)調(diào)課題研究融入課堂，讓學(xué)生在真題實(shí)踐中得到鍛煉，采用學(xué)生的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，為企業(yè)提供設(shè)計(jì)參考；將人機(jī)協(xié)調(diào)理論應(yīng)用于采煤機(jī)目前在我省尚屬首例，在本領(lǐng)域處于黑龍江省內(nèi)領(lǐng)先水平。

人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)又稱為TSD（Total System Design）設(shè)計(jì)法。TSD設(shè)計(jì)法的中心思想是系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須分為一系列具有明確定義的設(shè)計(jì)階段，而每個(gè)階段的設(shè)計(jì)活動和任務(wù)必須是明確的。這是典型的系統(tǒng)化解決問題策略?！翱傮w”的意義是強(qiáng)調(diào)人機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)組成成分都應(yīng)給予全面的考慮，以克服長期以來設(shè)計(jì)中忽略人和人的效能問題，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使系統(tǒng)的每個(gè)組成成分都為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)而能夠協(xié)調(diào)一致地發(fā)揮各自的功能。

結(jié)合采煤機(jī)的操作流程進(jìn)行操縱面板設(shè)計(jì)，采煤機(jī)手動操作系統(tǒng)的操作流程為：開啟運(yùn)輸機(jī)→采煤機(jī)→泵電機(jī)→站選擇→左、右截割；并具有急停手柄和備用手柄。

根據(jù)采煤機(jī)手動操作系統(tǒng)的操作流程，分析采煤機(jī)的工作空間、操縱裝置的形狀編碼和力的大小、作業(yè)場所的布置原則來進(jìn)行操縱面板設(shè)計(jì)，如圖3采煤機(jī)操作界面所示。

“科研促教學(xué)”是提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑?？蒲谐晒艹鋵?shí)和改革教學(xué)內(nèi)容、科研活動能促進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)環(huán)境的改善，課外科研小組能培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，面向本科生學(xué)術(shù)講座能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識；從而形成“科研水平提高—教師教學(xué)能力提高—教學(xué)質(zhì)量提高—學(xué)生質(zhì)量提高”的良性循環(huán)。在教學(xué)內(nèi)容研究的基礎(chǔ)上，開展科學(xué)研究和實(shí)踐設(shè)計(jì)總結(jié)，編著《產(chǎn)品設(shè)計(jì)》教材，其中重點(diǎn)章節(jié)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)。該書的出版標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)課程的教學(xué)達(dá)到了一定的理論水平。

四、結(jié)語

通過本課題的研究實(shí)踐，給學(xué)生提供大量的符合社會需求的設(shè)計(jì)實(shí)踐機(jī)會，加深學(xué)生對專業(yè)的理解，提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，擺脫以往教學(xué)中理論脫離實(shí)際的狀況，使學(xué)生更好地認(rèn)識和感受工業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)和實(shí)踐狀況，使學(xué)生獲得符合現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，使學(xué)生在就業(yè)競爭中更具競爭力；使教師在教學(xué)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程中，能使人機(jī)相關(guān)原理與產(chǎn)品設(shè)計(jì)有機(jī)融合，提高教師的專業(yè)水平、實(shí)踐知識和設(shè)計(jì)指導(dǎo)能力；作為以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)的建設(shè)，對于工業(yè)設(shè)計(jì)其它專業(yè)課程的建設(shè)提供了可借鑒的模式。

黑龍江科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目，編號：JY13-54

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宏梅，李洪綱.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探究[J]. 設(shè)計(jì)，2012（2）.

[2] 陳靜波.工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)[J].裝飾，2004（2）.

[3] 閆朝華.人機(jī)工程學(xué)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J]. 合肥學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（7）