胡瑩瑩

濱州學(xué)院 山東濱州 256600

1 安全人機(jī)工程的教學(xué)現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著人們對(duì)生產(chǎn)環(huán)境適宜性、宜人性的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注人、機(jī)、環(huán)境之間的關(guān)系問(wèn)題。而解決三者之間關(guān)系問(wèn)題的根本途徑是以安全為著眼點(diǎn)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法來(lái)解決人機(jī)界面存在的問(wèn)題。安全人機(jī)工程課程作為安全工程學(xué)的重要分支之一，在安全工程專業(yè)的課程體系中起著承前啟后的重要作用，幫助學(xué)生從通識(shí)課平臺(tái)步入更高層次的專業(yè)殿堂，為學(xué)生畢業(yè)后從事安全工程設(shè)計(jì)、監(jiān)察管理、檢測(cè)評(píng)價(jià)等奠定基礎(chǔ)。

安全人機(jī)工程教學(xué)內(nèi)容主要包括人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)、生理心理特性和運(yùn)動(dòng)輸出、人機(jī)系統(tǒng)及安全、人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和作業(yè)環(huán)境安全設(shè)計(jì)以及人機(jī)系統(tǒng)的安全分析等。本課程理論性較強(qiáng)，涉及安全人機(jī)工程的理論和準(zhǔn)則等基礎(chǔ)理論的知識(shí)點(diǎn)較繁雜，單純采用傳統(tǒng)的講授式為主的教學(xué)方法，會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)課堂內(nèi)容枯燥難懂，難以形成學(xué)習(xí)興趣，久而久之會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)效果。針對(duì)安全人機(jī)工程課程的特點(diǎn)，越來(lái)越多的課程研究側(cè)重于將情境教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)討論、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等引入安全人機(jī)工程的教學(xué)過(guò)程。而翻轉(zhuǎn)課堂在安全人機(jī)工程教學(xué)中的應(yīng)用還沒(méi)有得到足夠的重視。

2 翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展現(xiàn)狀

翻轉(zhuǎn)課堂的雛形最早出現(xiàn)于2000年，由美國(guó)邁阿密大學(xué)的教師在教授經(jīng)濟(jì)學(xué)入門(mén)課程的過(guò)程中實(shí)踐得出；2007年美國(guó)科羅拉多州一所中學(xué)的兩名化學(xué)教師為了給缺課的學(xué)生補(bǔ)課，使用視頻錄制軟件對(duì)PowerPoint和講課聲音進(jìn)行錄制，并上傳到網(wǎng)絡(luò)供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，這種模式大受學(xué)生歡迎，被廣泛傳播和學(xué)習(xí)，收獲了意外的反響[1]。后來(lái)在此基礎(chǔ)上逐漸形成了學(xué)生課前通過(guò)觀看在線視頻自主學(xué)習(xí)理論知識(shí)，課堂上進(jìn)行互動(dòng)討論、內(nèi)化吸收的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式得到了廣泛的傳播，通過(guò)對(duì)課堂內(nèi)外任務(wù)的重新分配，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)。

實(shí)際上，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式與安全人機(jī)工程的課程特點(diǎn)是非常契合的。一方面，安全人機(jī)工程的理論準(zhǔn)則較多，在有限的課時(shí)限制條件下，只有通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂模式，將理論部分的學(xué)習(xí)進(jìn)行前置，才能釋放出足夠多的課堂時(shí)間來(lái)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)例分析和內(nèi)化討論。另一方面，翻轉(zhuǎn)課堂的模式可以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行課下的自主學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)的特點(diǎn)決定了學(xué)生可以自主選擇學(xué)習(xí)節(jié)奏、學(xué)習(xí)時(shí)間，還可以對(duì)安全人機(jī)工程難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行多次點(diǎn)播、多次重復(fù)學(xué)習(xí)[2,3]。學(xué)生可以根據(jù)自己的個(gè)性化需求和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)來(lái)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，避免了傳統(tǒng)課堂上教師無(wú)法照顧到所有學(xué)生的需求而只能對(duì)授課對(duì)象進(jìn)行“一刀切”的弊端。

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的安全人機(jī)工程教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂在線學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)

要保證學(xué)生課下基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的效率，首先需要對(duì)在線學(xué)習(xí)資源進(jìn)行完善的設(shè)計(jì)。對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式而言，最核心的組成部分就是在線教學(xué)視頻資源，還包括PowerPoint課件、練習(xí)測(cè)試題、仿真動(dòng)畫(huà)、延伸拓展、參考資料清單等輔助性教學(xué)資源[4]。

按照安全人機(jī)工程的課程內(nèi)容，將教學(xué)視頻資源分為人機(jī)學(xué)參數(shù)，人的生理、心理和生物力學(xué)特性，安全人機(jī)功能匹配，人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和分析四大模塊，用思維導(dǎo)圖法將每一模塊的核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，分解出重點(diǎn)和難點(diǎn)，理清內(nèi)涵關(guān)系和邏輯結(jié)構(gòu)，再對(duì)每一核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)視頻課件的制作和教學(xué)視頻的錄制，控制每一個(gè)視頻的時(shí)長(zhǎng)在15～20分鐘，以防止學(xué)生出現(xiàn)抵觸心理和逆反情緒。例如，針對(duì)安全人機(jī)功能匹配模塊，可將其分為4個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)視頻的制作，包括顯示器與人的信息感覺(jué)通道相匹配，控制器與人的運(yùn)動(dòng)特性相匹配，顯示器與控制器相匹配，環(huán)境條件與人的生理、心理及生物力學(xué)相匹配，如圖1所示。

圖1 安全人機(jī)工程在線教學(xué)核心知識(shí)點(diǎn)的分解示例

在教學(xué)視頻的基礎(chǔ)理論講授部分，也應(yīng)當(dāng)適時(shí)拋出一些思考問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生保持探究的熱情和涉獵相關(guān)知識(shí)的興趣，同時(shí)幫助學(xué)生通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的思考和分析理解一些晦澀難懂的知識(shí)點(diǎn)。例如，在講解概論部分時(shí)，以切割工件的切刀下落過(guò)程為例，引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣避免切刀對(duì)送料工人手部的機(jī)械傷害，學(xué)生能夠想到的安全技術(shù)措施很多，但是從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)講，可以通過(guò)設(shè)置雙手控制按鈕來(lái)控制切刀下落的動(dòng)作，從而避免傷害事故。對(duì)這一問(wèn)題的闡述，能夠幫助學(xué)生理解事故及其預(yù)防是可以通過(guò)人機(jī)工程學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在講解“控制器與人的運(yùn)動(dòng)特性相匹配”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，以汽車駕駛的離合器、剎車和油門(mén)腳踏板的位置為例，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么油門(mén)設(shè)置在距離身體更遠(yuǎn)一些的最右側(cè)。從駕駛員在緊張狀態(tài)下身體習(xí)慣性做出收縮動(dòng)作的角度進(jìn)行講解，闡明這樣的控制器設(shè)置方式能使駕駛員即便在緊急狀態(tài)下也能最大限度地減小踩錯(cuò)油門(mén)的失誤率，幫助學(xué)生掌握控制器要與人的運(yùn)動(dòng)特性相匹配的內(nèi)涵。

在線練習(xí)測(cè)試題題庫(kù)的創(chuàng)建，是為了引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此要確保練習(xí)測(cè)試題目的應(yīng)用性，練習(xí)題目的設(shè)計(jì)要考慮與大學(xué)生生活貼近度高、符合大學(xué)生的生活體驗(yàn)和心理特點(diǎn)，同時(shí)考慮生產(chǎn)實(shí)踐的需要。例如，在《人體測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理》這一章節(jié)中，設(shè)計(jì)如圖2所示的題目：制衣廠喜歡什么樣的正態(tài)分布曲線？在“隔斷類設(shè)計(jì)”這一知識(shí)點(diǎn)中，設(shè)計(jì)練習(xí)題目要求學(xué)生對(duì)公共衛(wèi)生間的隔斷等私密類隔斷以及辦公室格子間等監(jiān)視類隔斷進(jìn)行比較，進(jìn)而選擇正確的百分位數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，加深學(xué)生對(duì)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則—最大最小準(zhǔn)則的理解和掌握。

圖2 人體尺寸正態(tài)分布圖

3.2 線上線下互動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

前置教學(xué)視頻的錄制剪輯和上傳需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)支持，才能確保點(diǎn)播效果。經(jīng)過(guò)比較，選擇超星學(xué)習(xí)通作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)端的主要載體，將教學(xué)視頻、任務(wù)發(fā)布等資源通過(guò)學(xué)習(xí)通小程序進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，為學(xué)生課前進(jìn)行安全人機(jī)工程基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)提供良好的互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)時(shí)間碎片化，隨時(shí)隨地零距離無(wú)障礙在線交流討論，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，有效促進(jìn)學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)”到“我要學(xué)習(xí)”的自發(fā)轉(zhuǎn)變，并可借助這個(gè)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)著力打造課上課下交流的無(wú)縫對(duì)接，顯著提升教學(xué)效果。

3.3 教學(xué)效果的監(jiān)督管理功能的實(shí)現(xiàn)

為達(dá)到督促和檢查學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果的目的，教師須將項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法融入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中進(jìn)行安全人機(jī)工程在線教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建。通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)在每次課堂教學(xué)之前提前發(fā)布應(yīng)用性強(qiáng)的項(xiàng)目任務(wù)要求，使學(xué)生按項(xiàng)目任務(wù)要求和分組設(shè)置進(jìn)行項(xiàng)目資料的學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備，教師在線進(jìn)行輔導(dǎo)答疑，在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)課堂有限課時(shí)里的知識(shí)內(nèi)化和討論，既能通過(guò)項(xiàng)目任務(wù)的完成情況監(jiān)督和評(píng)價(jià)學(xué)生的課前在線學(xué)習(xí)進(jìn)度，又能鍛煉學(xué)生應(yīng)用安全人機(jī)工程理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教學(xué)效果事半功倍。

3.4 定期調(diào)查教學(xué)平臺(tái)的使用反饋

為防止出現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)端和手機(jī)程序不穩(wěn)定等帶來(lái)的學(xué)習(xí)障礙，定期發(fā)布調(diào)查問(wèn)卷對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況進(jìn)行收集和分析，對(duì)反映較為集中的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)關(guān)注和修復(fù)。通過(guò)相關(guān)功能的技術(shù)設(shè)置，避免出現(xiàn)教學(xué)視頻的播放進(jìn)度和完成情況受人為干預(yù)(如只播不學(xué))的漏洞情況，確保翻轉(zhuǎn)的教學(xué)視頻播放進(jìn)度與學(xué)習(xí)進(jìn)度的一致性，從而更好地提升教學(xué)平臺(tái)的使用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

基于翻轉(zhuǎn)課堂的安全人機(jī)工程教學(xué)模式，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)流程的重構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助答疑的良好效果。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂在線教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建，可以有效解決學(xué)生對(duì)安全人機(jī)工程復(fù)雜理論接受度較低的難題，有效提升教學(xué)效果。