《人机工程》实践式教学模式初探

2022-09-12

人机工程是一门集人体学、工程学、环境学和管理学为一体的综合性边缘学科。它研究的对象是人、机器和环境组成的人机系统, 研究的内容是人、机器和环境的相互关系和相互作用, 强调的是以人为本的人文精神。人机工程的教学必须贯穿人文精神、批判精神和创新精神。人机工程又是一门综合性和应用性学科, 因此人机工程的教学必须强调实践。人机工程是一门新兴学科, 人们对《人机工程》的教学方法还在不断进行改革和探索[1,2]。为了在《人机工程》的教学中培养学生的实践和创新能力, 我们在《人机工程》的教学中引入实践式教学模式, 将理论教学融入实践活动, 在实践中培养学生的自学能力、动手能力、应用能力和创新意识, 活跃了教学氛围, 激发了学习兴趣, 培养了学生能力, 取得了较好的教学效果。

1 实践式教学模式

实践式教学也被称为模拟教学, 是一种全新的教学形式。学生通过直接参与与教学内容密切相关的一系列活动, 达到掌握知识和技能的目的[3]。实践式教学强调实践在学习和教学中的主导地位。实践式教学方式可分为课程实验、课程设计、课程实习、模拟实践、社会调查、专业实践等形式。

2 人机工程实践式教学模式

为了在《人机工程》的教学中采用实践式教学模式, 如图1所示, 我们将《人机工程》的教学内容分为六个模块:人体尺寸和测量、人的感知和心理、人机交互界面、操控装置、座椅和工作台以及作业空间和环境, 并为每一模块设计了一个相关的实践课题。每一模块又包括自学、讲授、讨论、调研、设计 (作业) 和讲评等教学环节。

在课程开始的时候, 将全班学生分为六个小组, 给每个小组分配一个模块的内容自学, 要求小组同学自学这一模块, 然后分工合作准备这一模块的讲授内容和讲稿, 以培养学生的自学能力。课程进行到这一模块的时候, 首先由同学自己来讲授这一模块的内容。由于每个小组的学生都不愿意输给其他小组, 所以他们的准备是比较认真的。学生讲完后, 老师再对这一模块的重点和难点进行针对性的讲解。然后将这一模块的实践课题和要求布置给学生, 要求学生结合课题进行调研。调研重点是这一模块的知识在生产、生活和产品中的应用以及存在的问题和需要改进的地方, 写出调研报告, 以培养学生应用人机工程知识发现问题、分析问题的能力, 并为课题的设计打下基础。调研后, 可以就调研结果在课堂上进行一次讨论。这样可以开拓学生视野, 相互交流, 取长补短。然后, 每个学生结合自己的调研和模块课题的要求拟定自己的具体课题题目, 开始课题设计。课题完成后, 我们选取部分比较好的同学的设计进行点评, 并给每个同学的设计打分, 做为平时成绩。

为了将理论和实践相结合, 我们为每一模块设计了一个课题, 例如针对人体尺寸和测量模块, 我们设计了班级或年级同学人体尺寸测量和统计的课题, 让学生掌握人体测量统计的内容和方法;针对人机交互界面模块, 我们设计了手机、mp3或手表界面设计的课题, 由于是工业设计专业的学生, 手绘能力比较强, 因此往往能设计出美观、新颖和富有创意的界面;针对操控装置模块, 我们设计了手握物品 (笔、梳子、牙刷、鼠标等) 设计的课题, 这一课题难度比较大, 要在充分了解和掌握人手结构、功能和尺寸的基础上才能设计出比较满意的产品。因此在这一模块的讲授和讨论环节, 要对手的结构、功能进行充分的讲解, 并给出一个手握物品设计的实例, 让学生了解手握物品的设计方法和思路;针对座椅和工作台模块, 我们设计了为自己设计一把舒适座椅的课题。学生往往对这一课题比较感兴趣, 根据自己的坐姿尺寸、人机工程的要求和个人喜好设计一把自己的座椅;针对作业空间和环境模块, 我们设计了为自己设计一个满意学习空间 (寝室或书房) 的课题。这一空间包括书架、书桌、座椅、台灯、电脑等空间物品和环境的设计, 主要考虑人机工程的要求和环境对人的影响, 只要求效果图, 不要求详细的设计;最后作为课程的考核, 我们要求学生根据人机工程学的要求对某一产品进行创新设计, 要求有设计说明书和设计简图。

教学实践表明, 通过在《人机工程》的教学中引入实践式教学模式, 避免了过去单纯理论教学的枯燥乏味, 活跃了课堂氛围, 激发了学生的学习兴趣, 培养了学生的自学、动手和创新能力, 提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力, 为今后在产品设计中应用人机工程知识打下了基础。通过《人机工程》的学习, 有超过一半的同学在进行毕业设计的时候能够将人机工程的知识应用于自己的毕业设计中, 对产品进行改良或创新, 取得了较好的教学效果。

摘要：本文对实践式教学模式在《人机工程》教学中的应用进行了初步的探索。教学实践表明, 这一教学模式能激发学生学习兴趣, 培养和提高学生的动手能力和创新意识。

关键词：人机工程,实践式教学模式