“安全人机工程”课程教学方法改革的探讨

赵恩来 沈荣喜 刘晓斐 李忠辉

摘 要：依据安全科学与工程学科“双一流”建设战略和学校深化教学改革的实践要求，安全人机工程的教学模式需要改革与创新。文章针对目前安全人机工程教学环节中存在的不足，提出在课程内容的不同部分采用翻转课堂教学、设置网络讨论课堂、增设实践教学内容、应用情境教学和现场观摩学习等多种教学方法，来提升课程的教学效果，目的是使学生能够理解课程知识的内涵，最终达到学以致用。

关键词：安全人机工程；教学改革；教学方法；翻转课堂

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）13-0130-03

Abstract： According to the "Double First-Class" university project construction strategy of safety science and engineering disciplines and the requirement of deepening teaching reform in schools， the teaching mode of safety ergonomics needs reform and innovation. In view of the shortcomings in the current security ergonomics teaching process， this paper proposes various teaching methods such as inverted classroom teaching in different parts of the course content， setting up online discussion classes， adding practical teaching content， application of situational teaching and on-site learning. Through these methods， the teaching effect of the course can be improved， so that the students can understand the connotation of the course knowledge， and finally achieve the purpose of applying the knowledge.

Keywords： safety ergonomics； teaching reform； teaching methods； inverted classroom

引言

中国矿业大学安全工程专业在2015年顺利通过安全工程专业全国工程教育认证，并于2018年申请第二轮的全国工程教育认证。针对首次认证过程提出的关注点“安全管理学、安全法学、安全人机工程均为选修课，虽然要求必选，但如何保证值得关注”，我校安全工程学院在制定2016版安全工程专业培养方案时，根据学科“双一流”建设战略、学科培养目标“培养能从事安全系统设计、安全工程施工、安全工程检测、安全技术咨询与评估、安全教育與培训、安全监督与检查的工程技术人员，以及具备安全科学研究潜质、能为国家富强、社会进步做出贡献并具有国际视野的一流技术人才”和安全工程专业全国工程教育认证的要求，将安全人机工程列为专业基础必修课程。因此，随着该门课程性质的转变及培养目标的变化，如何设置课程的教学内容和拟定科学的教学方法、模式，促进教学目的的顺利实现，将直接影响该课程的教学效果。

一、课程现状

安全人机工程在2016版安全工程专业培养方案中被设置为专业基础必修课，课时为24学时，并于第5学期开课。在安全工程专业本科教育认证标准中，安全人机工程覆盖的毕业要求见表1。从表1中可看出，课程的教学目的主要是通过课程教学，让学生具备从事工程工作所需的工程管理知识的能力，即体现在认证标准中“使学生具备解决复杂工程问题的能力”。针对于此，笔者在参考中国计量学院[1]、安徽理大学[2]、南华大学[3]、江苏大学[4]等高校对安全人机工程课程内容设置的基础上，按照中国矿业大学安全工程学院的安全人机工程课程质量标准要求，对该课程的课程内容及实践教学内容进行了分析与设置[5]。

二、安全人机工程课程教学现状

中国矿业大学安全人机工程采用大班教学（>100人）的组织形式，课程设置的七个教学知识模块中，每个知识模块最多设计4个学时，期间还涉及演示实验课，课程内容多学时少，为满足教学安排，往往加快教学进程，教师与学生之间缺乏充分的交流、讨论。此外，授课过程中单纯性课堂讲授占比学时数较多，课程中涉及的概念比较抽象且字面相近，学生在学习过程中容易混淆[6]。课堂教学内容缺乏情境化，启发性案例较少，加上学生专业背景认知不足，在“使学生具备解决复杂工程问题的能力”培养方面存在不足。

综合以上，课程抽象的概念、繁多的知识点、大量图表及其之间的复杂关系、师生之间交流馈乏、案例（情境）教学偏少、实践能力的培养不足等方面的问题，难以激发学生的学习兴趣和调动学生学习的主动性，教学效果较差。

在安全工程专业全国工程教育认证及国家对安全工程专业重视的背景下，作为安全工程专业基础必修课之一的安全人机工程，其教学情况不仅影响本科生教育，同时还影响工程教育认证和我校安全工程专业人才培养目标的实现。因此，针对课程内容，设计灵活多样的教学方法，丰富课程教学环节，提升教学效果显得尤为重要。

三、安全人机工程课程教学方法改革

（一）常规教学方法的改进

多媒体教学演示与教师讲授已成为大部分课程的常规教学方法，本门课程的改进思路体现在二者达到“1+1>2”的效果。授课前，教师对多媒体课件精心设计，包括：授课知识点的罗列、辅助教学的图形、动画、音频及视频文件设计。在每页PPT设计中，力求图多于字，重点及难点突出，辅助教学素材能够帮助学生理解抽象的概念及图表之间的内存关系，尤其重要的是PPT设计过程中要体现出各页授课内容之间的逻辑性和条理性。授课过程中，教师结合PPT内容，多角度、多方位、多层次地引导学生厘清讲课内容的框架，掌握各知识点的内在含义，避免死记硬背，增强学生的记忆效果。如在讲授人机工程学的研究方法时，辅以图片、动画及视频。同时，授课过程中教师要注意自身肢体语言的表达，与学生进行互动[7]，最终做到“人（教师）机（多媒体）合一”，使学生通过“人机结合面”能够调动各种感官，激发学生的求知欲望。

（二）翻转课堂的方法应用

翻转课堂（Inverted Classroom），是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在此教学模式下，学生在课堂时间内更加专注于主动的基于项目、问题或知识点的学习，从而获得更深层次的理解。在翻转课堂教学过程中，利用“提出问题-查找资料-资料筛选-表达陈述-研究讨论-总结反思-学得知识”的模式[8]进行教学，学生课后按照“提出的问题”自主规划学习内容、学习节奏和呈现知识的方式，教师采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。比如在讲授显示器与控制器设计时，可以提出“视觉显示器的设计中如何考虑安全人机工程问题”来进行翻转课堂的教学，而其教学效果的好坏主要取决于讲授环节的“问题提出和研究讨论”、知识呈现环节的“资料筛选+表达陈述”及互动环节的“总结反思”，同时也可通过量化指标进行评价，按百分比来设计，可将翻转课堂的教学效果评价分为以下几个方面：学生的陈述表达（15%）+资料的时效性、完整性（10%）+PPT制作（15%）+小组自我评价（10%）+外部组员评价（20%）+教师评价（15%）+互动效果（15%），具体应用参见表2。

（三）网络讨论课堂的设置

“互联网+”时代，学生可以通过互联网学习丰富的在线课程，比如安全人机工程精品课程资源网站“http：//jpkc.lcu.edu.cn/phys/renjigongcheng”，中国矿业大学图书馆丰富的电子图书及期刊资源，如《Applied Ergonomics》、《Journal of Cognitive Engineering and Decision Making》等，也可通过电子邮箱、QQ群、微信群建立网络讨论课堂。学生将翻转课堂或授课过程中遇到的问题或建议以邮件的形式发给任课教师或发布在QQ群、微信群中，由任课教师或助教及时反馈[6]。通过建立网络讨论渠道，加强了师生间的互动交流，同时也提高了课后答疑的效率，有助于提高教学效果。

（四）情境教学模式的应用

针对安全人机工程中繁多的抽象概念，情境教学模式通过创设具体情境，使学生与创设的情境共融，引导学生自主学习，激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性和积极性，实现师生间的良好互动[9]。比如，讲授人体测量数据如何正确运用时，可在教学过程中给学生设置以下情境：“1. 测量宿舍桌的具体尺寸；2. 以宿舍人员的人体测量数据为基准；3. 试设计适合本宿舍的课桌”。通过此情境，可以让学生深入理解人体测量数据运用的各项基本原则，达到学以致用。

（五）实践教学内容的设计

实践教学是提高教学质量、培养创新人才的关键环节[3]。针对我校安全人机工程的授课学生的特点（大三学生、专业知识面窄）及課程现状，我们准备设计三个实验：“人的视觉反应时间实验”、“注意力分配实验”、“噪声对人的作业及心理影响”。通过实验设计及分析，有助于学生理解安全人机工程中有关人机功能的合理匹配及作业环境对员工人体生理活动、心理活动的影响，加深学生理解“人”、“机”、“人机结合面”的内涵，提高学生参与课程的兴趣及主动性，提高学生解决实际问题和创新的能力，此能力将成为学生毕业后走上工作岗位的核心竞争力。

（六）现场观摩学习

观摩学习是授课环节中“情境”教学的现实化，我校安全工程专业学生可利用生产实习的实践条件，在工矿企业进行安全人机工程的实践学习。比如，授课过程中讲授“作业环境（温度、光）设计”内容的实践运用，可结合企业实际情况，来分析井下作业环境的合理性？如何改善企业的环境来提供生产工艺流程的安全性及生产效率等？观摩学习是双向互动的过程，是转化知识达到“学以致用”的过程。通过观摩学习，能够激发学生对课程知识的兴趣和关注，提升课程的教学效果。

四、结束语

科学、合理的课程教学模式与方法能够在完成既定教学任务的前提下，激发学生内在的学习动机，更好的实现课程教学目标。笔者依据安全人机工程课程建设现状，提出了课程教学方法的优化及改进思路，从而能够使教师面向学生授课过程中，将理论知识实践化，增强学生学习的主动性及互动性，最终实现课堂教学的高效目标。

参考文献：

[1]刘辉，袁昌明，王信群，等.安全人机工程教学内容设置与教学方法研究[J].科学咨询，2011（8）：94-95.

[2]张雷林，石必明，周亮.“安全人机工程”课程建设与教学方法实践[J].科技视界，2016（23）：10+34.

[3]王淑云，蒋复量，刘迎云，等.基于核特色的“安全人机工程学”教学内容的优化与创新探索[J].中国地质教育，2014（2）：76-79.

[4]朱方，刘宏，解清杰.“安全人机工程”课程建设与教学方法实践[J].中国电子教育，2013（22）：136-137.

[5]赵恩来，李忠辉，沈荣喜，等.基于工程教育专业认证的《安全人机工程》教学内容设置研究[J].高教学刊，2017（22）：133-134+137.

[6]吴建松，杨小彬，秦跃平.“安全人机工程学”教学方法优化与实践[J].安全，2015（5）：64-67.

[7]郭红光，王飞.安全人机工程学教学改革的探索与研究[J].山西经济管理干部学院学报，2014，22（4）：93-95.

[8]邓奇根，牛国庆.“安全系统工程”课程的教与学探讨[J].中国电力教育，2010（18）：100-102.

[9]时亚丽，徐昆伦.情境教学模式在“安全人机工程”课程中的应用研究[J].青岛远洋船员职业学院学报，2014（4）：41-43.