王多琎

1.上海理工大學康復工程與技術研究所（上海，200093）

2.上?？祻推餍倒こ碳夹g研究中心（上海，200093）

3.民政部神經(jīng)功能信息與康復工程重點實驗室（上海，200093）

0 引言

高等教育的發(fā)展決定了一個國家或地區(qū)的核心競爭力，也決定了其在全球價值鏈分工中的地位［1］。目前，我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)人才資源缺乏，與行業(yè)的發(fā)展和轉型升級無法匹配，這需要高等教育機構建立相應的培養(yǎng)平臺，改變傳統(tǒng)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)人才培養(yǎng)方式，尤其是需要發(fā)揮自身的優(yōu)勢和特色，實現(xiàn)醫(yī)工交叉復合型人才的培養(yǎng)［1］。高校的教學培養(yǎng)計劃中所開設的每一門課程都應該為本專業(yè)的教學目標服務，而且，理論和實踐環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)才能完成人才培養(yǎng)的任務。當然，具體的課程設置需要根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的方向來定義。

上海理工大學在2006 年設立了我國第一個康復工程技術專科專業(yè)與醫(yī)療器械工程（康復工程）本科專業(yè)，2013 年作為上海市應用型本科試點專業(yè)進行建設，經(jīng)過十余載的發(fā)展目前已經(jīng)取得了長足進步。在送走這培養(yǎng)了十余屆畢業(yè)生的同時，專業(yè)培養(yǎng)方案也在隨著市場需求的變化和學生自我發(fā)展的需要日趨成熟。但無論如何調(diào)整，最初為專門培養(yǎng)醫(yī)工結合型高級康復工程人才所設立的初衷沒有改變。所以，培養(yǎng)目標中特別注重學生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。

人因工程是康復工程專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課。結合專業(yè)特點，該課程以人的生理、心理特性為依據(jù)，運用系統(tǒng)工程的觀點，分析研究人-機-環(huán)境之間的相互作用，使患者的康復過程效率更高、更安全、更舒適。歸根結底，人因工程是一門以設計為導向的學科，在進行系統(tǒng)設計的過程中，要求同學們學生能運用理論知識解決實際問題。本文介紹針對康復工程專業(yè)的人才培養(yǎng)所進行的一系列課程創(chuàng)新設計和改革嘗試。

1 課程內(nèi)容的優(yōu)化

人因工程學的基礎性教學模塊由各種理論、準則、數(shù)據(jù)以及方法等原理性比較強的知識點構成，在整個教學計劃中約占60%［2］。經(jīng)調(diào)查，這些內(nèi)容比較枯燥導致學生學習興趣不高。在這種情況下，要如何將人因工程課程應用于康復工程課程體系中，則必須在教學內(nèi)容上尋求一定的教學方法創(chuàng)新。

1.1 課程內(nèi)容

人因工程課程具有較強的知識交叉特點和實踐性，并且涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，因此有必要結合康復工程的專業(yè)特點，從內(nèi)容上進行取舍。比如，我國目前實行的是分級康復治療模式，其中社區(qū)及家庭層面的后遺癥期康復在整個康復階段占有的比重最大，因此如何開發(fā)合適應的家庭康復的產(chǎn)品，對廣大患者回歸正常生活意義重大，但目前市場上可供選擇的產(chǎn)品較少。鑒于考慮到產(chǎn)品的概念設計在整個康復產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要性［3］，因此在課程內(nèi)容設置中加大了產(chǎn)品概念設計階段的知識點，比如用戶需求分析，多目標決策等。此外，康復產(chǎn)品的屬性決定了其較高的安全要求，為此結合不同的案例，將可用性測試的相關內(nèi)容穿插到了理論教學過程中，這樣更貼合本專業(yè)需求，也更具專業(yè)特色。

1.2 教材選擇

經(jīng)過教學團隊的長時間探索，確定盡量避免以某單一書本作為具體教材，這樣可以避免特定書本由于出版時間太久而導致某些內(nèi)容與目前實際情況有所出入的問題。比如，Wickens 等所著的《人因工程學導論》里的案例稍顯陳舊，在授課過程中缺乏說服力，所以，教學團隊參考了大量國外資料并經(jīng)篩選后納入日常授課內(nèi)容中，其中包括Luczak 的《Arbeitswissenschaft》和Backhaus 的《Usability-Engineering in der medizintechnik》，另外還有關于醫(yī)療器械人因工程及可用性設計的國際標準ISO/IEC 60601-1-6 和ISO/IEC 62366，以及交互系統(tǒng)的人因工程學設計標準ISO 9241-210 等等。這些知識點立足于專業(yè)的需求，力求使學生意識到人因工程在康復工程中的地位與重要性，使他們明白無論在康復產(chǎn)品的概念設計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)，還是在其使用及售后服務階段，人因工程的思想與方法始終貫穿于康復產(chǎn)品的整個壽命周期管理中。

1.3 案例教學

案例教學法是英美國家法學院最主要的教學方法，后來被廣泛用于如醫(yī)學、經(jīng)濟學、管理學等其它學科，是一種深受學生歡迎的教學方法［4］。理論知識只有通過不同案例的呈現(xiàn)，學生才能有切實的體驗。但是在教學實踐中，要避免將舉例子認為是案例教學的錯誤觀念。案例教學中的主角是學生，通過引導使他們對事件進行分析、討論、交流，作出正確的判斷和決策，從而提高學生解決問題的能力。而舉例教學的主角是老師，在已經(jīng)對原理進行了充分講解的情況下，用實例讓學生領會該如何運用原理或加深對原理的理解［4］。

在案例教學中，教學團隊對案例的選擇遵循真實性、完整性、典型性、啟發(fā)性和時效性等原則，案例范圍涉及醫(yī)院、企業(yè)及康復生活的各個方面，這樣可以增進學生與老師之間、課堂與外界之間、以及同學之間的平等互動、對話和研討，這不但便于學生對教學內(nèi)容的理解，也更有利于系統(tǒng)化思維的養(yǎng)成。每一個案例的描述，要切入具體的知識點，并且引出可供討論的議題，便于分組討論。比如，在講解生理人因工程的安全與健康知識點的時候，可將塵肺病患者開胸驗肺的新聞［5］作為教學案例，引導各小組學生根據(jù)不同的人因工程學研究方法提出自己的解決方案，進行組間討論與交流。在這個過程中，學生各自的設計和想法都會得到一定程度的提高與完善，課后再將本小組的成果通過書面作業(yè)的形式提交，老師對結果進行點評。該方法的實際效果在每個小組的書面報告中便可體現(xiàn)，因為相互的交流使學生學會了從多個角度對實際中工作場所的設計問題進行分析，如工作場所空間布局設計、環(huán)境設計、人體的生理數(shù)據(jù)調(diào)查、用戶需求調(diào)查等。案例教學可以大大提高學生對課程的興趣，促進其提出問題、分析問題和解決問題能力的提高，同時有利于創(chuàng)新性思維的養(yǎng)成，形成整個教學環(huán)節(jié)中師生互動的良好學習氛圍。

2 授課方式的改進

傳統(tǒng)授課方式在現(xiàn)代大學的課堂里似乎顯得單調(diào)和乏味?，F(xiàn)在是一個信息化高速發(fā)展的時代，學生們也適應了這種信息化的生活方式，相對于過去的信息傳播和獲取，現(xiàn)代大學生依靠網(wǎng)絡和各種終端設備，獲得的信息無論在速度還是在數(shù)量上都是質(zhì)的飛躍。但是，如何在課堂上將這個優(yōu)勢發(fā)揮出來，需要在授課方式上做出一定的調(diào)整。

2.1 明確分工

在人因工程的教學中，教師的任務是向學生教授各種研究方法，學生則是通過具體的項目來解決各種實際問題。人因工程課程被安排在本科三年級下學期進行，在這個階段，所有學生基本上都正在參加各種校內(nèi)外實習項目。這樣學生一方面可以在自己的項目中運用所學的人因工程學知識，深刻領會各種理論和工具的用法；另一方面，學生運用系統(tǒng)化思維分析和解決問題，成果水平也會得到大幅度提升，實現(xiàn)雙贏的效果。

2.2 多種方式

在課堂上，為提高學生的參與感［6］，傾向于用多種方式來促進學生對知識點的掌握。多媒體、實物模型、移動端信息檢索、分組討論、現(xiàn)場問卷調(diào)查以及實驗等，都被用來作為教學手段。比如，在講到選擇性注意的時候，借助于細微特征變換的魔術視頻會起到很好的效果，因為大家的注意力都在魔術師手上，而忽略了其它變化；在講工作記憶的時候，使用類似雨課堂的手段，可以讓同學們掃描二維碼進行線上答題，看看誰可以準確地記住視頻里給出的信息，回答完畢后老師可以在自己的手機端當場看到大家的作答情況，進行點評。

游戲環(huán)節(jié)也是參與式教學法的一種常用手段，是一種學生比較容易接受的框架模式［7］。問卷調(diào)查顯示，每個班級選擇“喜歡教學過程中增加游戲環(huán)節(jié)”的人數(shù)都超過總人數(shù)的90% 左右。這些教學方式信息量大、內(nèi)容相對直觀、生動，通過多維度的感官刺激，增強了與學生的互動，在課堂趣味性增加的同時也加深了學生對知識點的理解和印象，極大地激發(fā)了學生的興趣，有助于提升學生主動思考的能力以及對理論知識的鞏固，一定程度上也避免了課堂上學生因厭煩枯燥的講解而產(chǎn)生的抵觸情緒。

2.3 不同地點

所謂處處留心皆學問。僅靠課堂教學是無法充分理解和掌握人因工程知識的，所以要求學生們在醫(yī)院實習、企業(yè)實習、展會參觀、康復工程實驗室學習等環(huán)節(jié)中，帶著人因工程的思想，去發(fā)現(xiàn)康復應用中的問題以及產(chǎn)品設計的缺陷和不足，找出不符合人因工程的設計缺陷，找出問題、分析問題、解決問題、改進設計方案等。通過不同地點、場景的思考與實踐，真正地調(diào)動學生學習的積極性與主動性。

人因工程課程內(nèi)容多，學時相對緊張。為了提高課程教學質(zhì)量，同時更好地培養(yǎng)學生的自學能力，對于一般性的教學內(nèi)容和知識點，老師會提前通知大家進行自學，課堂上直接進入教學重點和難點的講解，輔以對自學內(nèi)容的提問和總結，既節(jié)約了時間，也使學生加深了對所學內(nèi)容的理解。此教學方法也可提高學生的學習能力和表達能力。

3 考核方法的擴展

傳統(tǒng)的試卷問答在多元化的課程內(nèi)容和授課方式的影響下，逐漸過渡為更具專業(yè)特點和有更多選擇內(nèi)容的考核方式。平時成績的比重加大，占總成績的30%～50%，可以由用戶的需求分析報告、概念設計方案的多目標決策分析和實踐項目匯報等內(nèi)容組成。期末考試成績只占總成績的50%～70%，通常需提交關于康復產(chǎn)品的設計類論文，綜合考量學生對人因工程這門課程的掌握情況。對平時成績的強調(diào)旨在提醒學生要注重積累，力求深刻理解和掌握課程中所介紹的具體研究方法和工具。

多種考核內(nèi)容，提高了學生參與本課程和項目實踐的主動性和自覺性，進一步加強了他們提出問題、分析問題以及解決問題的能力，也契合康復工程專業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量應用型人才的辦學目標。

4 效果初顯

有研究顯示，學習者特征諸如年齡范圍、認知水平、心智水平和心理接受能力、是否接受多樣化的教學方式、學習者控制能力等會影響教學方法創(chuàng)新［8］。本研究中，人因工程課程的教學對象為上海理工大學本科三年級的同學，年齡范圍為20～22 歲，其認知與心智水平俱佳，控制能力、心理接受能力和參與度無缺陷。在每一屆上這門課的學生中隨機選擇30% 來進行效果評估。在未告知實驗目的的前提下，在第1 次課后作業(yè)和期末考試中分別解決1 個類似的產(chǎn)品設計問題，該問題可以反映出學生對用戶需求分析、決策以及產(chǎn)品的概念設計等所學內(nèi)容的掌握情況。分別對4屆學生前后兩次的成績進行對比，成績見表1。由表1 可見，4 屆學生的成績改進比較明顯。

表1 學生第一次作業(yè)與期末成績比較Tab.1 Score comparison of students' first assignments and finals

對樣本進行t檢驗，4 屆學生的均值前后2 次成績，在統(tǒng)計學意義上有顯著差異（P＜0.05），但是4 屆學生的2 次差異并不明顯（P＞0.05）。

經(jīng)過近4 年的教學實踐，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、參加競賽、專利申請與畢業(yè)設計等方面學生參與的百分比呈上升的趨勢，如圖1 所示。

圖1 康復工程專業(yè)歷年本科生數(shù)據(jù)對比Fig.1 Data comparison of undergraduates majoring in rehabilitation engineering over the years

每年都有多人申請或參加上海市大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、全國大學生生物醫(yī)學工程創(chuàng)新設計大賽、國際大學生挑戰(zhàn)賽（Global Student Innovation Challenge），并屢獲佳績。這些成果的取得和人因工程課程的教學改革有著密切的聯(lián)系，使學生對于該課程有了更深一步的了解，知識掌握更加牢固，在培養(yǎng)興趣的同時又可以激發(fā)學生的熱情，提出并參與一些有意義的課題，這些課題的提出又豐富了該課程的內(nèi)容，形成了一個良性的循環(huán)。

5 結語

人因工程課程在教學方面的大膽探索，在康復工程專業(yè)方向的人才培養(yǎng)方面起到了積極和正面的作用。這些改革措施也是在不斷探索、不斷積累、不斷完善，力求形成成熟的、有自身專業(yè)特色的人才培養(yǎng)機制。