基于设计三阶段模式的人机工程学课程改革研究与实践

杜 镰

长江大学 湖北荆州 434023

基于设计三阶段模式的人机工程学课程改革研究与实践

杜 镰

长江大学 湖北荆州 434023

通过对工业设计专业人机工程学课程教学方法的探讨，提出了基于设计三阶段模式的教学方式，进一步加强了以设计为中心的教学主导地位。针对不同教学阶段制定了具体的教学内容和实践内容，明确了各阶段的教学目标及评价标准，并提出了教学过程中应注意的几个问题。

人机工程学；工业设计；教学改革；人机设计

一、人机工程学在工业设计专业教学课程中的地位

人机工程学是研究人—机—环境关系的综合学科，是工业设计专业的重要专业基础课。在工业设计专业人才培养方面，该课程对产品设计过程中的“设计什么？怎样设计？设计达到的效果？”3个阶段具有重要指导意义。本文将介绍笔者在这方面的研究与实践。

二、目前我国工业设计专业人机工程学课程教学现状

目前，我国有上百所院校开办了工业设计专业，其中人机工程学课程普遍设为专业基础课，也有的设为专业核心课程。但教学形式或方式有一定差异，主要有3种形式：

1.以理论教学为中心的闭卷考试方式

以理论教学为中心的教学方式也称常规教学方式，就是全面按教材内容章节进行讲述，灵活采用多种教学手段来保证教学质量，如板书、模型、多媒体等。其优点是，教学内容完整、课程体系强，学生基本概念掌握较好，教师比较省时省力。缺点是内容相对比较枯燥，闭卷考试对学生压力较大，后续设计课中有关人机设计知识运用不够熟练。

2.以实践环节为中心的开卷考试方式

以实践为中心的教学方式，大大减少理论教学学时，在保证基本教学内容情况下，加强了教学中的实践环节，如开设了人体测量等多项实验及让学生进行针对工业设计方向的设计小论文等。为保证教学内容的完整性，增加了大量自学内容。考试方式采用实践成绩50%+开卷理论考试50%的方式。其优点是，理论教学与实践并重，加强了实践性，使学生初步掌握了人机学原理在设计方面的应用。另外，学生考试压力相对较小。缺点是缺少大的综合设计训练，学生对较大综合题目上的人机设计能力不足。

3.以案例为中心的设计作业考试方式

以案例为中心的教学方式，一般只介绍必要的基本知识，通过多个案例补充相关知识。而案例以小设计和大设计形式出现。全课程围绕案例进行人机设计。通常有一至二次调查和针对具体方向的小设计，最后进行一次全面的综合大课程设计。通常不再进行笔试，考试成绩按大、小设计的质量进行评分。这种教学方式的优点是，实用性强，能通过案例学习，并能举一反三，学生兴趣高、参与性强，对今后独立进行人机设计应用有较大帮助。缺点是学生对人机工程课程内容学习不够全面。特别是：设计案例知识面过窄，会影响学生对其它知识的掌握。另外，这种教学方式必须保证有较充足的教学时间与多位教师参与指导，才能保证教学质量。

从以上3种人机学教学方式看,各有优缺点,其中：常规教学方式学生实践能力不足是改革最多的；以案例为中心教学方式可以看作最大胆的改革方式,若案例设计组织上不够合理的话,学生将在课程内容和设计实践两方面受影响；而以实践为中心教学方式介于以上两种方式之间。经比较分析,笔者提出了既能保证教学内容完整性,又能兼顾设计实践性的教学方式，即：以设计过程为中心的“设计三阶段模式”的教学方式。

三、基于设计三阶段模式教学改革思路

1.改革的总体思路

依据人机工程学课程应该为工业设计人才培养服务的总原则，提出课程以设计过程三阶段进行改革，分别制定教学内容与学习方法。即分阶段、分层次解决设计中的人机学问题。

具体说将设计三阶段的“设计什么？怎样设计？设计达到的效果？”3个目标，转变成人机工程学课程中要解决的3个目标，就是“寻找产品问题、正确分析原因、重新改良设计”，再简化一下可表达为设计上常用的述语：发现问题、分析问题、解决问题。这3个教学目标实际上就是设计的三个阶段。以设计三阶段为中心重新组织安排教学内容，加强理论教学与实践教学的互动，使学生逐步掌握人机工程学基本原理的同时又能达到较好掌握“人机设计”的综合训练目的。为工业设计专业后续课程打下良好基础。

2.教学内容安排

为了突出产品设计主线，笔者围绕着设计三阶段安排教学内容，删减了人机工程学中有关劳动疲劳产生机理、作业方法研究等内容，简化了有关人机系统分析方法与综合评价中较深的数学问题。在保证基本理论教学内容后，最大限度地安排了由市场调查、验证性实验、设计性实验及综合设计大作业等组成的实践活动(见表1)。从表1可看出，在教学过程中，每个阶段都有为保证能实现教学目标的教学内容、设计案例分析、实践内容和人机设计评价标准，实现了课程的理论学习与人机设计能力同步提高的效果。

表1 人机工程学教学内容、评价标准及教学目标一览表

3.考试方式研究

依据人机工程学考试目的是让学生掌握本课程的基本理论和实际应用方法，分析前3种教学方法及考试形式的利弊，提出“人机工程学课程考试为卷面考试加课程设计”的考核模式。经多次试行后认为，卷面考试用开卷更合适一些，既可以保证学生对教学基本内容有一个全面复习，同时准备应考压力相对较小。课内调查、实验与小设计等实践活动可按平时成绩打分，在考试总成绩的20～50%之间调整。人机工程学课程结束后进行两周以上的课程设计，将单独解决人机设计在实际工程(产品)中的运用问题。若课程设计结束采用答辩方式考核每位同学的课程设计作业，教学效果会更好。

四、实施教学设计三阶段模式时应注意解决好以下几点问题

1.发现问题阶段分清人机问题与其它问题的区别

能区分产品中的人机设计范围是发现问题阶段的基本教学目标。当学生第一次做人机学问题市场调查时，容易分不清哪些是人机学问题。如：要求学生调查某款手机中哪些问题是人机设计范畴。不少学生会把自身认为产品不好的问题提出来，如：手机内存太小、外观不够美、外壳不结实等，但细心的人会看出这几个问题是属于产品功能设计、外观设计、材料强度设计范畴。因此，在讲解人机学基本定义的同时，应反复强调人机设计评价标准(见表1)，即影响产品安全、舒适、操作高效的问题才是人机工程学应解决的问题。

2.分析问题阶段确定人机问题的类型与设计依据

能发现产品中人机学问题，只达到教学的最基本的要求。教学重点是分析问题阶段。如手机的屏幕设计尺寸、按键尺寸、键操作力度、键盘排列是否合理等，光凭直觉是不能正确判断的。因此，在这个阶段必须通过教师讲解，做实验和专题小设计，让学生了解产品与人体尺寸、感觉特征和运动特征的关系，掌握产品其人机设计依据。可以说，正确地区分人机学问题的类型及合理选择设计依据是完成人机设计的保证。教学上要努力保证这个目标的实现。

3.解决问题阶段处理好人机设计与其它功能设计的矛盾

绝对按人机最佳参数设计产品有时并不是最好的选择。当进入解决问题阶段，学生们了解了视觉传达设计、工作空间设计、室内设计、创新设计等相关设计与人机学关系后，可以看到，很多时候人机设计要服从于其它功能性设计才更合理。人—机—环境是一个系统,工业产品的第一要素还是功能第一,因此,最初为满足一定功能而设计的产品,通常还存在一些人机性能不好的问题，学习改良产品的人机性能是本阶段综合设计实践的主要目标。有些同学在课题设计中未能全面考虑，为了提高某种人机性而改进了产品的某些部位，可能又带来另外一些人机性不好的问题。有时这些改良会影响产品的使用功能。教师的作用就是在教学中及时纠正可能发生的各式各样问题。

[1]谷远亚.人机工程学教学改革的实践探索[J].中国科教创新导刊，2008,3：60

[2]赵可恒,邢益波.工业设计专业人机工程学课程改革之思考[J].广西轻工业，2007,12：141

[3]闫朝华.人机工程学课程教学改革的研究与实践[J].合肥学院学报(社科版)，2008,4：113～116

Research and practice of teaching innovation of human engineering course on three-step-mode of design

Du Lian
Yangtze university, Jingzhou, 434023, China

the teaching methods of human engineering in industrial design are discussed, and a new teaching means based on three-step-mode is put forward, which strengthens the dominant position of design central. Specific teaching and practical content aimed at different teaching stage are set up, and the teaching goals and valuation standards are confirmed, thus some opinions in the teaching course are brought forward.

human engineering; industrial design; teaching reforming

book=67,ebook=509

2010-01-26

杜镰，硕士，副教授。