安全人机学课程“教学做一体化”教学模式探索与实践

张超林，王恩元，李忠辉，刘晓斐，沈荣喜，赵恩来

（1.中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 221116；2.煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏徐州 221116）

安全人机学是一门蓬勃发展的新兴学科。自钱学森先生提出人-机-环境系统工程与理论以来，安全人机学的发展得到了极大促进和提升，安全人机工程内涵也变得更加丰富。安全人机学是基于安全的角度和着眼点，运用人机工程学的基本理论与方法，解决人机安全问题的一门新兴交叉学科[1-2]。显然，安全人机学既是一种设计思想和基础理论，也是一种有效的系统综合设计与评价技术。因此，对于安全人机学，如果教学内容只是单一地对书本知识进行单一的展示和讲解，那么学生将会被动地参与到教学过程，再加上该课程内容本就十分抽象且枯燥无味，教学效果不理想是显而易见的。

伟大的教育家陶行知先生曾经说过，“教、学、做是一件事情，而不是三件事情。要在做上教，在做上学”[3]。“教学做一体化”教学模式将突破传统理论和实践教学的界限，把教、学、做三者融合到一起，突出学生动手能力和专业技能的训练，从而更好地构建以学生为中心的课堂体系，在课堂教学中积极发挥学生的主观性和能动性，更加全面地调动学生的学习热情和兴趣[4-5]。这种“教学做一体化”教学方法的目标是培养学生提出问题、分析问题和解决问题的根本能力，从而提高学生进入工作岗位后的社会适应能力。

一 中国矿业大学安全人机学课程介绍

中国矿业大学安全工程专业始建于1952 年，依托江苏省首批“省级品牌专业”和国家级“第二类特色专业”项目建设，在2015 年完成了安全工程专业全国工程教育认证，为中国矿业大学安全工程专业培养学生的国际化和标准化奠定基础[6-8]。安全人机学是面向安全学院国际班开设的一门专业主干课程，课程使用的教材为王保国主编、2016 年机械工业出版社出版的《安全人机工程》，课时共计32 学时，考核满分为100 分，其中课堂研讨、随堂测验和结课考试分别为10 分、10 分和80 分。

安全人机学的教学内容多来源于生产实际，是一门理论性与实践性都很强的应用性课程。经过多年来的教学总结，作者发现在教学过程中往往存在这样的问题：当介绍有关安全人机学的基础理论知识时，学生会觉得内容深奥、难以理解；而在讲解一些基本理论应用时，学生则感到内容枯燥乏味。安全人机学如果继续按照传统的教学模式开展教学活动，将难以取得理想的教学效果，于是需要对传统课程教学模式加以改进，建立一个更加合理、科学的教学新模式。

二 安全人机学课程“教学做一体化”教学新模式

安全人机学是一门综合性和实践性很强的课程，其内容来源于生活生产等实践活动，具有很强的实用性，同时涉及多个学科，综合性、交叉性较强。安全人机学的课程目标是通过课程的学习，使学生了解人机工程学、安全人机工程的发展历程及主要的研究领域，掌握人机功能合理匹配的原则和方法，能够对人机系统进行诊断、评价，同时借助相关参考资料或网络资源进行人机系统的安全设计、绘制相关设计图纸，具备运用安全人机工程原理分析、解决人机系统安全问题的能力。

为了将陶行知先生提出的“教学做合一”教育思想融入安全人机学课程教学实践，提出了安全人机学课程“教学做一体化”教学新模式，如图1 所示。

图1 “教学做一体化”教学模式与思路

（一）优化教学内容、服务专业需求

教学内容是开展课堂教学的关键和核心，对其进行优化主要体现在两个方面。首先是整合教学资源。随着时代的发展和科技的进步，教学资源和内容越来越丰富、形式也愈加多样化，如何高效发挥现代教育的先进性，达到对教学资源的高效整合、合理配置和充分利用，尤为关键。安全人机学课程主要面对安全工程专业，因此在未来的工作中需要解决各类安全问题，因此，在教学过程中，应充分依托现代多媒体教学手段，整合教学资源，适当增加案例教学和场景教学，加强理论知识与生产实践的联系。

其次是优化教学内容。考虑到安全人机学是面向安全学院国际班开设的一门专业主干课程，比普通教学班的24 学时增加了8 学时，因此在教学内容和研讨内容的分配上进行了优化，分别为24 学时和8 学时，见表1和表2。课程使用教材为《安全人机工程》，共计13 章内容，为了保证教学效果以及服务专业需求，对教学内容的设置如下。首先对于和安全系统工程、职业健康与安全等其他专业课程重复的内容，不再进行教学，如教材第2 章“人因失误事故模型”、第8 章第7 节“职业危害以及职业安全与健康”等；其次，在涉及到行业背景的知识时，以矿山安全为例进行分析，如在介绍“机的特性”相关内容时，机的动力学分类及其模型较为枯燥难懂，此时可结合煤矿采掘设备进行分析。在介绍“人为失误事故”的典型案例时，以河南神火集团薛湖煤矿“5·15”较大煤与瓦斯突出事故为例进行讨论。在研讨课中也设置了“矿业行业中安全人机工程研究”讨论主题，不仅能充分调动学生的积极性，还能加强对基础理论知识和行业现状的理解，培养学生专业认同感；同时，对于教材中一些比较前沿的知识点，比较适合集体探讨，如教材中第13 章内容为“绿色和智能化人-机-环境工程的分析与展望”，对应设置了“安全人机工程虚拟实验室进展及展望”专题研讨课。

表1 安全人机学教学内容

表2 安全人机学研讨内容

（二）创新教学方法、调动学生积极性

教学方法的创新体现在多个层面。首先，在开展具体的教学活动中，教师需要针对教学班级的实际情况灵活设置“理论教学”“实践教学”“案例教学”等先后教学顺序，实现“教学做一体化”教学过程。在“教学做一体化”的课堂教学过程中，要将理论教学与实践教学有机地融合为一体，既能强化实践教学，又能培养提高学生的实践能力，同时，还能进一步加强教学过程的积极性和互动性，从而提高学生的学习兴趣，最终改善课堂教学效果。同时，将多种教学方法相结合，融入到“教学做一体化”教学过程中，不同阶段也应采取不同的教学方法。

在理论的教学过程中将不同案例分析、讨论贯穿于课堂教学中；在抽象概念的教学过程中让学生直观感受，如在讲解“人的差错行为”时，可以结合常见的连续书写1—500 阿拉伯数字游戏，开展随堂测试，让学生亲身体会人的差错率，既贴近生活，又能直观展示理论应用，寓教于乐，效果显著；在讲授“安全防护装置设计”一节内容时，提前鼓励学生在宿舍、食堂、图书馆、实验室及打印店等不同场所，寻找是否有相关的安全防护装置设计实例，以及是否有设计不合理之处，然后在课堂上以学生接触较多的情景之一——打印店切割书本时的安全防护设计为例，展开相关内容讲解，理论联系实际，既能让学生明白安全防护装置的重要意义，又能树立工作生活中的安全意识；针对“不同显示装置的设计原则”相关内容，以电脑、手机、手表和钟表等学生随时能接触到的对象为例，从指针、刻度的形状及大小等方面展开对比，也可以基于中国矿业大学新开的1818 美食城中不同店铺的广告牌，介绍显示装置配色原理，如图2 所示，课后同学们去食堂就餐时即可巩固所学知识，不仅能直观理解、活学活用，还能牢牢掌握相关知识点。

图2 中国矿业大学食堂窗口不同颜色配色实例及原理

（三）完善考核方式、巩固教学效果

目前针对大学生的课程，尤其是专业课程，如何开展考核是一个非常棘手的问题，传统的以结果考试为主的考核方式，会导致学生死记硬背知识点而忽视工程应用，当下较为流行的以课程论文为主的考核方式，又造成学生忽视课堂教学过程。考核方式的不合理性，不仅造成考核结果评判不公正，更重要的是无法真实反映学生学习情况，难以为后续课程教学提供准确的反馈，无法有针对性地提升教学水平，从而造成恶性循环。

因此，为了进一步提升教学效果，还需完善并优化考核方式。具体而言，适当提高课堂研讨和随堂测验所占比重，分别由原来的10 分提高至20 分，相应地，结课考试降低至60 分。其中，课堂研讨共计8 学时，分别围绕安全人机学设计8 个研讨主题（表2），将班级学生分为8 组，每组围绕一个主题解读30 分钟，之后老师和同学们相互讨论交流20 分钟，同时每一组在讲解时，老师和其他组同时对该组进行评价，打分，并计入最终成绩。这样不仅能提高学生参与积极性，也能大大提高研讨的质量和水平。对于随堂测试，一方面参考教材例题和习题，同时结合安全人机在生活中的应用，如计算班级学生身高等相关参数、计算自己的生理周期（智力、情绪和体力）等，充分调动学生的参与感和积极性。采用上述考核方式，不仅可以全方位考核学生真实水平，还能总结、反映出教师的教学效果，从而有针对性地改进教学方法，提升教学效果，达到良性循环。

三 结束语

安全人机学在安全工程专业的培养方案中占有举足轻重的地位，对培养复合型安全专业人才具有非常重要意义。本文结合中国矿业大学安全人机学课程建设现状，将陶行知先生提出的“教学做合一”教育思想融入安全人机学课程教学实践，提出基于“教学做一体化”理念的安全人机学课程教学模式。该教学模式以课程目标为导向，创新教、学、做等多个关键环节的教学思路与内容，通过完善考核方式并以考核结果为参考，进一步指导教、学、做各环节并丰富其内涵，即通过“教学做一体化”思路实现教和学的相互促进和提升，使理论知识和实践应用更加有效地结合在一起，能够充分调动学生的主观性和能动性，实现学生的全面发展，为其他高校安全工程专业本科教学人才培养提供了一定的参考和指导。