李敬强,符史鸿
(中国民航大学安全科学与工程学院 天津 300300)
从高校课程的授课教育体系角度来分析,高校每一个专业所开设的课程,在整个教学过程中都需要合理调配好课堂教育与课程实践环节的关系,才能达到高校人才专业素质全面发展与培养的任务目标。民用航空运输人才培养高校应根据航空公司、民航企事业单位需求和学生的自我发展需求,对相应的授课方式和内容进行调整。
民用航空运输具有高安全性、系统性、全天候服务的属性,岗位人员作息不规律、“人-机-环-管”交互频繁、工作压力大等特征容易诱发其不安全心理与行为,给航空安全运行带来隐患。中国民航大学(以下简称“我校”)于2015 年获教育部批准成为首个开设应用心理学专业的民航院校,以“立足民航,服务社会”为培养目的[1]。航空人因工程学作为我校应用心理学专业的核心专业基础课,是应用心理学系最有民航特色的课程之一,体现了“航空+人因+工程学”三学科交叉特色,它以“人-航空器/设备-环境”为关注的对象,研究系统中人的心理/行为与设备、环境之间的相互作用,探讨如何提高系统工作效率、保障人机安全、并使人舒适地工作的理论与方法[2]。
航空人因工程学对将要从事民航相关工作的学生掌握人为因素差错分析、驾驶舱人机交互设计、人体工学测量及民航岗位人员选拔等有很大帮助。该课程学科内容知识覆盖面广,具有很强的实践性与实用性,因此应当有效结合本专业特点对人才进行培养,划分课程内容重点,同时加强实践环节的课程教学尤其是实验部分,辅以多种教学方法与课程设计等方式提高学生的实践能力。
现阶段的不足是,单从课堂教学这一简单的教学场所出发,依靠有限学时,而不考虑把培养学生的综合实践能力作为主要教学目标,最后培养出的人才在实际工作中的问题解决能力必然有所短缺,例如民航事故原因分析中人的因素的界定、民机驾驶舱工效学评价、人体测量学在民机设计中的应用及民航岗位人员岗位胜任力评估等方面。通过对我校本专业教学情况的调查并结合我校实际情况,现将航空人因工程学教学中存在的问题归纳如下:
航空人因工程学的内容首先是属于交通运输体系下的工程学,主要包含人体科学、技术科学及环境科学三类课程体系。人体科学包含例如生理学、心理学、人体测量学等;技术科学包含工业设计、工程设计、安全工程、系统工程等;环境科学包含环境医学、环境卫生学和环境心理学等课程。这门学科的发展在一定程度上来源于科学实践经验,学生在课堂受教过程中难以直观理解实际应用成果,从而缺乏对这门学科在专业学习中相关度的认知。
学生在学习这门课程前,已经上过了普通心理学、航空生理学等相关课程,所以学生对心理学、生理学课程的专业基础知识已很熟悉,课堂上再次出现这些内容显得有些冗余,并且重复的理论知识不利于激发学生的创新实践能力,从而影响人才开拓创新能力和整体教学质量的提升。一方面由于专业课程时间的比重调配和学生课程时间问题,航空人因工程学的课程时间被定为46 学时(理论课36学时,实验课10 学时),而课程共有9 大章节,使得学生有效完成预期的理论内容与相应的实验变得很困难,时间紧张。另一方面,课程部分内容如心理测量学、安全文化、心理错觉、人的生理等又存在很大程度的交叉和直接关联。心理学测量客观参数的方法和课程有部分重叠之处,安全文化的知识点在“安全管理学”这门课上已有习得、人的错觉与生理信息参数在“普通心理学”“航空生理学”课上也有讲授,一定程度上造成了教学内容重叠,增加了教学时间。
航空人因工程学是一门基于试验发展起来的交叉学科,实验教学是课堂教学的延伸和补充[3],因此实验项目的设立显得尤为重要。首先实验项目的设立需要足够的设备、器材、实验室等作为保证,在我国人因工程学的起步较晚,且在民航领域中,人因工程实验所需的多数设备价格不菲,学校考虑到整体价格投入,在设备采购上往往会购买价格便宜、单一实验设备,或者可替代的其他设备。学生课堂实验教学的开展集中在这些仪器设备,实验项目繁多并且大都是完成简单的验证性实验与演示性实验,例如警觉度评估、团队情景意识测量等,导致实验内容单一、综合性差,缺少设计性与科研性实验。其中演示性实验过多,会让学生完全处于被动接收课程内容的状态,一味地按照老师的讲解与设计思路,学生无法形成深层理解,实验的方法步骤难以自我操作,缺乏自主性,进而逐步丧失实践能力,失去实验的热情与兴趣。
对于很多高校而言,人因工程实验室中的设备通常只能做一些简便、低难度的测量型实验如闪光融合频率实验(Critical Flicker Frequency,CFF),或者简单的光照测量、反应时测量、记忆广度测试等,实验室建设不具规模,导致缺乏系统的应用型实验仪器,不具备培养实践能力的功能[4]。并且学校在制订航空人因工程学大纲时,实验教学部分只有10 课时,仅约总课时的五分之一,最具有民航实践意义的驾驶舱模拟机在实践教学环节因为课堂人数原因,也主要以讲解为主,学生上手操作机会少,难以真正达到试验目的。人因工程学是一门强调实践性的学科,在不同学校的各个专业都会有相应偏重点,会根据专业特性特点和学校背景来进行实验教学设计,但是由于专业的开设属于初级阶段,因此会借鉴其他学校的人因课程设计思路,没有做到针对本校、本专业实际情况的实地考察,导致课程内容没有系统化,使得本专业学生对专业知识的理解更加模糊,不利于学生对人因课程知识的深度理解与实践能力培养。
专业课程教学改革,应以人才的实践能力为培养目标,旨在提高学生的就业竞争力,掌握基本人因工程学思想与仪器设备的使用知识储备,努力使学生能力满足企业需求。鉴于此,课程组按照循序渐进的方式开展实践能力培养,从“理论课堂—实验课堂—课程教学设计”三个环节着手,提高学生的实践能力,使其向具备良好人因工程素养的民航从业人员方向努力。
课程组根据人因学的学科发展趋势及民航运输领域对该方面人才需求的特征对课程内容进行了重新设计与结构调整。首先将课程内容设计为4 个模块:人生理/心理特点和人工作能力限度相适应、工作空间设计要求相关问题、人的绩效和工作负荷的计算建模及航空复杂系统人机交互过程和人机界面设计要求相关问题。此外,对学生已学习过的专业课基础内容进行整理删减,突出航空相关的人因工程内容,尤其是着重强调对驾驶舱设计、人的差错、生物节律等人机工效学与人体生理性内容,此类内容往往是导致事故的主要原因。经过重新规划后的理论内容总课时为32 课时。
实验教学体系与理论内容相对应,课程组将航空人因工程学内容划分为4 大模块:①航空人员心理认知模块,主要包含反应时测量、学习曲线、脑力负荷、心理疲劳等;②航空人员作业疲劳测定模块,主要指体力劳动引起疲劳,包括生理疲劳、生物节律、心率、血压等;③人体测量模块;例如驾驶舱设计,根据飞行员动态尺寸与静态尺寸来设计操作按钮设定与飞行显示器;④人机交互模块,主要内容为人机交互界面评价与设计,通过对人与航空器之间作业产生的交互的研究,进行评价打分,最终确定设计方案。实验部分的总课时为16 课时。
加强航空人因工程实验课教学平台建设,对于昂贵实在无力购买的机器,采取平替的办法解决。①加大实验室经费投入,提高实验室使用率,扩大规模;②实验课上教师对学生起到重要的指导作用,可以推进学生的实验完成度,因此要进行实验教师能力培养,每个年度让教师参加教学培训课、实习,从而加强教师队伍建设;③校方与不同航空公司、机场合作成立联合教学/实践中心或基地,使任课教师与学生了解民航实际运行与管理,提高学生与企业的沟通度与合作默契,要做到“知中行,行中更知”,学生在民航运行环境里,能够最直观地了解其运行规律与现场环境,更易提高学生的实践能力。
案例教学在航空人因工程学课程中的作用尤为重要,通过直入主题分析真实航空事故案例来提升学生的民航安全意识,避免类似错误重蹈覆辙[5]。教学案例可以选取事故主要由人的因素引起的空难事件,并对整个事件从头到尾进行细致讲解,包括但不限于时间、地点、机组人员状态、情境等信息,最为重要的一点是每一次的案例分析最后要附上官方事故调查报告网站,以供学生课后自主查阅文献,以此锻炼学生自主翻译文献的能力,充分参与案例分析全过程。针对民机驾驶舱工效学设计内容,可以进行案例教学,选取“法国航空447 号班机空难事件”提升学生对航空器运行知识的掌握,加强对学生实践能力的培养。
深入细化原本课程设计,不再单纯以理论考试或小论文形式作为成绩标准,为了培养学生的实践能力,应当把实验操作环节加入成绩评定的过程,展现形式可以以录制视频的方式呈现在PPT中,实验内容可以是简单的人体测量、记忆广度测试等,旨在激发学生实验的自主性,提升学生的实践能力。最终的实验成绩评定可以采取教师与学生相结合打分的形式进行,教师可根据实验操作难度,以实验规模为标准对成绩进行打分,占70%,学生则按照PPT展现效果和讲解状态进行打分,占30%。
当前,民航类院校人才培养与社会需求仍然存在“错位”现象。航空人因工程学应融合人体科学、技术科学与环境科学等学科内容,通过“理论课堂—实验课堂—课程教学设计”三个环节的教学改革措施,根据培养目标合理选择课程内容重点,加强对实验教学的重视度,提高学生对航空人因工程学的学习自主性,提升学生的实践能力,最终实现人才培养与社会需求全面对接。航空人因工程学的教学模式还需进一步探索、不断完善,以提高课程教学质量,培养出满足民航岗位要求的专业人才。