陳磊　姜喜迪

摘 要 在分析人因工程實驗教學存在問題的基礎上，提出提高人因工程實驗教學質量的措施和方法，對實驗教學的內容進行重新組織，將實驗項目分為必選實驗和可選實驗，增加綜合設計環(huán)節(jié)，強化人因工程的應用；同時嚴格控制實驗教學過程質量，健全實驗考評體系，增加對實驗操作過程和對實驗結果思考的考核。

關鍵詞 人因工程；實驗教學；PPT課件

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）20-0131-03

Exploration on Improving Experiment Teaching Quality of Hu-man Factors Engineering//CHEN Lei， JIANG Xidi

Abstract On the basis of analyzing the problems existing in the ex-perimental teaching of human factors engineering， the measures and

methods for improving the quality of experimental teaching of hu-

man factors engineering are put forward. The contents of experi-mental teaching were reorganized； the project is divided into man-datory and optional experimental test； and comprehensive design has

been added to strengthen the application of human factors enginee-ring. The quality of experimental teaching is strictly controlled； the quality of the experimental teaching process is strictly controlled， and the experimental evaluation system is well developed. The expe-

rimental operation process and the assessment of the experimental results are increased.

Key words human factors engineering； experiment teaching； PPT courseware

1 前言

人因工程學是工業(yè)工程專業(yè)的核心課程，其研究對象為“人—機器—環(huán)境”組成的系統(tǒng)，通過對作業(yè)環(huán)境的改善、作業(yè)工具的改進以及作業(yè)空間的布置，使人在系統(tǒng)中安全、健康、舒適，整個系統(tǒng)高效運轉[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的不斷發(fā)展，機器設備向著自動化、智能化發(fā)展，但對機器設備的設計、操作、監(jiān)控等工作依然由人來完成。隨著自動化程度的提高，人的因素在工業(yè)系統(tǒng)中的作用更加重要，因為人的小小失誤，可能會造成系統(tǒng)極大的誤差或帶來嚴重的后果。

現(xiàn)代人因工程的應用領域逐漸由工業(yè)生產擴展至社會經濟體系、體育產業(yè)以及家居設計等方面，這些方面都需要人因工程方向的專業(yè)人才[2]。人因工程學的課程體系由理論教學、實驗教學兩大部分組成，實驗教學學時數(shù)一般為總學時的20%左右，實驗教學的質量對人因工程學課程的教學質量有著重大影響。很多學者對人因工程學實驗教學的體系建設、人因工程學實驗教學的改革與實踐、人因工程實驗室建設等方面進行了深入研究[3-5]，本文在前人研究的基礎上，就如何提高人因工程實驗教學質量進行分析探索。

2 人因工程學的特點

人因工程學是一門新興的交叉學科，主要體現(xiàn)在“人體科學”和“工程技術”的結合，包括人體生理學、心理學、解剖學、管理學、勞動科學、系統(tǒng)科學、環(huán)境科學、安全科學、工程學等多學科領域。最初的人因工程由吉爾布雷斯夫婦（Frank B. Gilbreth和Lillian M. Gilbreth）進行的動作研究和商務管理發(fā)展而來；后來梅奧教授組織的霍桑實驗開始重視人、研究人的行為，奠定了人因工程發(fā)展的基

礎；現(xiàn)代人因工程運用虛擬仿真技術在汽車駕駛、航空航天、企業(yè)生產等多領域進行深入研究。在人因工程的發(fā)展和應用過程中，強調經驗數(shù)據(jù)和評價的重要性，采用科學的方法，以客觀數(shù)據(jù)進行檢驗，從而得出人類行為方式的基礎數(shù)據(jù)。

縱觀人因工程學的發(fā)展史，其每一階段的發(fā)展都與實驗緊密聯(lián)系在一起，因此，人因工程學是一門基于實驗興起和發(fā)展的學科。實驗教學是學生學習人因工程知識、理解人因工程理論、掌握人因工程方法的重要途徑，要采取有效措施，保證人因工程實驗教學質量。

3 人因工程實驗教學現(xiàn)狀分析

實驗學時與實驗內容不匹配 人因工程的課程體系涉及人體生理學、心理學、管理學、環(huán)境科學等多學科領域，實驗內容和實驗項目分為三大類：人體生理計測、人的認知測試、作業(yè)環(huán)境測定。根據(jù)文獻[6]，目前可進行的人因工程實驗多達45項，而一般高校人因工程實驗教學的學時數(shù)為8～10學時，實驗學時數(shù)與實驗內容嚴重不匹配。實際教學過程中，受實驗條件和實驗學時的限制，各高校會根據(jù)實際情況選擇性地讓學生進行某一方面的實驗，因此，人因工程實驗教學質量參差不齊，教學質量無法得到保障。

學生對大部分實驗缺乏積極主動性 作業(yè)環(huán)境的測定，該部分實驗靈活性較大，學生可持實驗設備到多個場所進行測量，獲取實驗數(shù)據(jù)，完成對作業(yè)環(huán)境的分析與評價。學生對該部分實驗有一定的積極主動性，但該部分實驗較少，通常只有1～2個學時。

人體生理計測類實驗主要為人體尺寸測量、勞動強度與生理特征參數(shù)關系測量等，學生通過使用多種人體尺寸測量器具，掌握獲取人體尺寸的方法，并能進行相應的統(tǒng)計分析。在進行該實驗時，學生只是機械地按照測量方法測試人體各部分的尺寸，然后填入固定的表格，幾乎沒有學生自主發(fā)揮的空間。

人的認知特征測試實驗通過測量人的反應時、運動時、深度知覺、廣度知覺、注意分配、記憶廣度等，獲取人的主要心理特征參數(shù)。該部分實驗項目比較多，但各實驗項目相互獨立，學生在有限的時間內要學習多種儀器的操作方法，才能獲取實驗數(shù)據(jù)，大量的時間花費在熟悉實驗儀器上，沒有對實驗本身進行深入思考，只是按操作步驟一步步操縱實驗器材，獲得實驗數(shù)據(jù)。整個實驗過程中，學生缺乏積極主動性。

實踐教學平臺單一，缺少綜合性實驗 人因工程是一門由實驗科學發(fā)展起來的學科，很多內容是基于對實驗結果的分析和應用。但實際教學過程中由于多方面的原因，人因工程實驗設備相對比較少，而且現(xiàn)有的實驗設備基本上都是單個的實驗設備，只能進行相對簡單的演示性實驗或驗證性實驗。中國礦業(yè)大學（北京）人因工程實驗設備主要集中在兩個方面：人體測量和人的認知特征。人的認知特征實驗包括反應時、雙手平衡、注意分配與集中、深度知覺等，這些實驗項目之間相互獨立、缺乏聯(lián)系。學生進行實驗，只是針對某一知識點的驗證或測量，無法起到串聯(lián)學科內容的作用。另一方面，這些實驗的過程和步驟都是固定的，學生只需機械地按操作步驟即可獲得相應的實驗數(shù)據(jù)，在整個實驗過程中缺少獨立思考的過程。因此，需要改進現(xiàn)有實驗內容，調動學生的主觀能動性，增加綜合性、設計性實驗。

4 提高實驗教學質量的措施和方法

重組實驗教學內容 將實驗教學按實驗內容模塊化，完善實驗教學體系，在每個模塊內將實驗項目分為必做實驗和選作實驗，給予學生適當?shù)淖杂啥取Ｔ趯嶒灲虒W的最后階段，為將人因工程學課程各部分內容串聯(lián)起來，增加綜合設計環(huán)節(jié)。將人因工程實驗分為基礎實驗、綜合實驗和應用實驗三個模塊?；A實驗是進行后續(xù)實驗的基礎，主要包括人體測量實驗兩項、人的認知特征（運動時反應時測量、注意分配、注意集中、深度知覺、視覺反應時等）實驗18項、微氣候測量實驗三項以及作業(yè)疲勞與生物力學測試實驗七項，共計30項實驗。各高校可根據(jù)實際情況對實驗項目進行劃分，分為10～15項必做實驗和15～20項選作實驗。其中，必做實驗要求所有學生按實驗教學大綱進行實驗，撰寫實驗報告；選作實驗可根據(jù)學生的興趣愛好，每人選作2～4項。該種方式既能保證學生按教學大綱完成實驗項目，又能根據(jù)學生的興趣愛好選擇一部分實驗項目，充分調動學生的積極性，使學生真正“愿意”做實驗。

學生完成基礎實驗課程以后，進入綜合實驗課程階段。綜合實驗課程包括勞動強度測定與評價、作業(yè)環(huán)境對人認知能力的影響、人因數(shù)據(jù)綜合應用等多項內容。通常情況下，勞動強度測定與評價實驗通過模擬某一種運動或勞動形式（功率自行車、跑步機、搬運等），通過實時測量勞動過程中人體的心率、肺功能、血壓等數(shù)據(jù)，研究人對勞動強度的適應規(guī)律；作業(yè)環(huán)境對人認知能力的影響實驗，通過模擬不同工作環(huán)境，測量人的運動時反應時、注意集中等認知參數(shù)，研究工作環(huán)境對人的認知的影響；人因數(shù)據(jù)的綜合分析包括分析樣本水平與總體水平的關系、個體差異的應用等方面。

靈活運用課程設計環(huán)節(jié) 在課程理論教學結束后，進入課程綜合設計環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)要求學生運用人因工程的基本理論和方法，對工業(yè)生產的某個環(huán)節(jié)或生活中的某個方面進行分析，找出“不人因”的地方，之后運用人因工程的原理，從作業(yè)姿勢、作業(yè)空間、作業(yè)環(huán)境、人機界面交互等方面提出改進的思路，最后給出設計方案。綜合設計能夠將基礎層和應用層的知識點串聯(lián)起來，使學生在整體上對人因工程有一個全面的、整體的理解和掌握，將人因工程理論知識和生產生活實際結合起來，鍛煉了學生分析、解決實際問題的能力。由于人因工程在生活、生產中的應用非常廣泛，人因工程的課程綜合設計可以不同于其他課程的綜合設計，即不必限定一定的題目或范圍，可充分發(fā)揮學生的主觀能動性，依據(jù)學生的興趣愛好自由選擇生活、生產中的某一方面進行綜合分析，能夠極大提高學生參與綜合設計的積極性，從而促進教學質量的提高。

嚴格控制實驗教學過程 相比于醫(yī)學、生物學等專業(yè)，普通工科院校工業(yè)工程專業(yè)實驗相對較少，學生缺乏相應的實驗操作技能訓練。雖然實驗課前指導教師會進行有關實驗方面的說明和指導，但學生在實驗過程中容易出現(xiàn)實驗過程不熟悉、思路不清晰、操作混亂等問題。因此，應對實驗教學方法進行改革，針對必選實驗，將實驗操作方法提前下發(fā)，讓學生提前了解實驗操作步驟；對一些實驗內容制作成PPT課件，動態(tài)演示實驗流程和結果分析，使學生在實驗過程中保持思路清晰、步驟明確；一些重要的實驗項目由指導教師親自示范操作，操作過程中詳細講解實驗步驟、技巧和注意事項。在指導教師輔導實驗過程中，增加師生之間的互動交流，指導教師認真觀察學生的操作方法，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，要求學生的實驗操作規(guī)范、高效，從而使得實驗結果準確可信。針對選做類實驗和設計類實驗，學生要加強與指導教師的溝通，以科學、合理的方法設計實驗，使實驗目的明確、實驗方案可行，從而以正確的操作步驟和規(guī)范的操作方法完成實驗。

健全實驗教學考評體系 通常情況下，實驗教學考核主要集中在兩個方面：出勤率和實驗報告。這就造成一些學生雖然到了實驗課的課堂，但并不一定認真做試驗，更不會對實驗現(xiàn)象和結果進行認真分析和思考，從而造成許多實驗報告“雷同”，使實驗教學失去應有的意義。對實驗教學的考核應分為四部分進行：出勤率、實驗過程考核、實驗報告、心得體會（思考）。各部分的比重分別為20%、40%、20%和20%。實驗過程的考核由實驗指導教師在實驗過程中進行考評，記錄學生在實驗過程中的操作方法、步驟，對實驗結果的收集、整理等方向，根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)進行考評。提高實驗操作過程考評在實驗教學考評體系中的比重，可以促進學生規(guī)范實驗操作，提高學生參與實驗教學活動的積極性和主動性。心得體會要求學生結合實驗過程和結果，寫出自己的體會、收獲以及對實驗的思考，著重考查學生對實驗過程、結果的分析、理解?？己嗽摬糠謨热菘梢源龠M學生對實驗的思考，也可檢查學生實驗報告是否雷同。

5 結論

實驗教學是人因工程課程教學內容的重要組成部分，實驗教學的質量對人因工程學課程教學質量有著重要影響。提高人因工程學實驗教學質量，需要從教學內容、教學方法、教學過程以及實驗教學考評體系等多方面進行改革和創(chuàng)新。中國礦業(yè)大學（北京）工業(yè)工程專業(yè)教學團隊對人因工程實驗教學進行探索和思考，取得一定的效果，學生參與實驗教學的積極性不斷提高，實驗教學質量逐步得到提升。

參考文獻

[1]廖斌.工業(yè)工程專業(yè)人因工程教學模式改革探索與實踐[J].中國安全生產科學技術，2013，9（8）：95-98.

[2]蔣祖華.人因工程[M].北京：科學出版社，2011.

[3]陳成明，張麗珍，曹守啟，等.人因工程綜合性實驗教學改革和實踐[J].中國教育技術裝備，2015（24）：148-150.

[4]董雅文，趙小惠，張寶鋒.對人因工程課程實驗教學的幾點思考[J].實驗科學與技術，2011（6）：110-112.

[5]陳磊，萬斯來.人因工程課程實驗教學改革探索[J].教育現(xiàn)代化，2017（10）：27-28.

[6]吳慧蘭.人因工程實驗[M].上海：華東理工大學出版社，2014.