張兵之

（江蘇海洋大學(xué) 江蘇連云港 222005)

引言

為加強課堂教學(xué)工作，提高學(xué)生素質(zhì)，教育從業(yè)人員及高校管理者進行了無數(shù)次的創(chuàng)新，各種新穎的教學(xué)方式紛至沓來，如對分課堂，翻轉(zhuǎn)課堂等，這些教學(xué)方式的出現(xiàn)，給往日千篇一律的教師只管教，學(xué)生自在學(xué)的單一模式帶來顛覆性的革新，受到普遍好評，現(xiàn)也在全國各高校逐步推廣。但在實驗教學(xué)中，創(chuàng)新的理念還不多見，結(jié)合筆者多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗和有關(guān)文獻查閱，認為將人因工效學(xué)理念融入實驗教學(xué)中可能會取得更好結(jié)果。

人因功效學(xué)于20世紀50年代開始興起并飛速發(fā)展起來，在傳統(tǒng)上被分為兩大流派，功效學(xué)（Ergonomics）和人因?qū)W（Human factors）。功效學(xué)關(guān)注的是工作怎樣影響人，旨在降低人們在工作中的疲勞感。人因?qū)W傳統(tǒng)上對人機界面比較關(guān)注，旨在將人與環(huán)境及設(shè)備相互作用時的行為研究通透，以舒適工作系統(tǒng)和設(shè)計安全為重點。通過改善學(xué)生們學(xué)習(xí)時的感官感受，一方面使其身體上接受知識速度效率提高，另一方面使其心理狀態(tài)改善，轉(zhuǎn)變成積極的態(tài)度去學(xué)習(xí)。這兩方面都能提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。

實驗教學(xué)中引入工效學(xué)的目的主要有兩個：第一，使人工作更為舒適；第二，使人工作更加安全。如今我國對基于人因與工效學(xué)的實驗教學(xué)工作的研究還比較少，因此，將人因工效學(xué)理念推廣到實驗教學(xué)中來可能會帶來新的突破。傳統(tǒng)上工效學(xué)研究的重點是人機之間的相互作用關(guān)系，近年來這門系統(tǒng)思維導(dǎo)向的邊緣學(xué)科已經(jīng)拓展到更為廣泛的人類活動層面，身體機能、認知、社會、組織乃至環(huán)境等相關(guān)因素都被納入研究考量的范圍，但其中人的因素往往是整個系統(tǒng)的核心。因而在具體的人因?qū)W設(shè)計實踐中，人本設(shè)計(Human Centered Design) 越來越被當作一種跨領(lǐng)域的指導(dǎo)原則。而談及以人為本，一個不可忽視的因素就是人類個體本身的復(fù)雜性和多樣性，單一個體就可能擁有不同層面的多種需求和不同方面的能力局限。

本文從教學(xué)設(shè)計的人因功效學(xué)與學(xué)生參與實驗的人因工效學(xué)兩方面進行實驗設(shè)計。

一、實驗教學(xué)的人因功效學(xué)設(shè)計

實驗的目的是圍繞專業(yè)教學(xué)服務(wù)，理科實驗教學(xué)多與具體課程相配套，如無機化學(xué)相應(yīng)有無機化學(xué)實驗，海洋生物學(xué)對應(yīng)海洋生物學(xué)實驗等。因而，設(shè)置實驗課的目的，既是理論教學(xué)的延伸，也是為了讓學(xué)生更好地理解理論知識。對某部屬高校和某省屬高校的部分實驗教師發(fā)放了10份調(diào)查問卷，問卷內(nèi)容與數(shù)據(jù)如下所述，見表1。

表1 基于人因?qū)W的實驗課程設(shè)計調(diào)查問卷（教師卷）

從人因工效學(xué)的角度對教師問卷結(jié)果的分析：①您認為你所教授的實驗課程重要性如何？大部分教師都認為實驗課程很重要，這對于理科來講是可以理解的，理科的研究與發(fā)展離不開實驗；②您設(shè)計實驗課內(nèi)容的依據(jù)是什么？這題的選擇出現(xiàn)了明顯的分歧，與實驗教學(xué)人員所屬學(xué)校有關(guān)，不同高校教學(xué)經(jīng)費和實驗室條件差別較大，普通高校受限于經(jīng)費和辦學(xué)時間，在實驗室配備上相對落后，很多實驗很難開展，也從側(cè)面反映出高校的教學(xué)水平有差異；③您在設(shè)計實驗項目時最關(guān)注的內(nèi)容是什么？這題與上題一脈相承，反映出高層次院校在實驗教學(xué)設(shè)計中更關(guān)心的是實驗開出以后，能不能達到效果，而普通高校還在思考，如何能完成實驗教學(xué)；④您認為實驗教學(xué)環(huán)境影響重要嗎？（實驗藥品擺放整齊、衛(wèi)生狀況等），大部分老師認為好的實驗教學(xué)環(huán)境很重要，一方面工作井井有條，另一方面可以擁有身心愉悅的心情，個別選擇不重要的，也有可能是實驗開出已不易，不能奢望更高要求或者從培養(yǎng)學(xué)生技能的角度，教會才是目標，過程可以忽略；⑤您如何設(shè)計實驗考核方式？這道題選擇比較分散，也反映出實驗教學(xué)的特點或與理論課不同。一方面，不同學(xué)科實驗教學(xué)內(nèi)容、條件、組織方式差異巨大，如化學(xué)相關(guān)實驗，組織考核從藥品、準備、時間等各個方面消耗較大，而相應(yīng)許多物理相關(guān)實驗可能消耗要少許多，自然實驗教學(xué)人員會根據(jù)各自實際選擇更適合的考核方式。另一方面，也反映出，實驗考核方式的改革正呈現(xiàn)百花齊放的現(xiàn)象，對應(yīng)教學(xué)改革和考核，實驗教學(xué)也在進行改革，也導(dǎo)致了，實驗考核方式的多樣化；⑥您對所授課程實驗條件是否滿意？這題老師的答案普遍是負面的，反映出實驗教學(xué)人員對更好實驗條件的向往及教學(xué)投入的方向；⑦您認為在設(shè)計實驗項目時應(yīng)與學(xué)生共同商討嗎？大部分教師認為不需要和學(xué)生商討，這應(yīng)該是多年實驗教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)，實驗課程是專業(yè)性和知識性及實踐性很強的學(xué)科，其內(nèi)容設(shè)計要具有很強的專業(yè)知識、對實驗室條件有很好的了解、對實驗過程中時間、器材、藥品……都要做到心中有數(shù)，而這些顯然絕大多數(shù)學(xué)生不具備，因而商討的實際意義不大；⑧您認為實驗室是否需要根據(jù)實驗內(nèi)容重新設(shè)計（如實驗臺的設(shè)計、擺放要符合人因工效學(xué)）嗎？過半的教師認為還是有必要的，符合人因功效學(xué)的實驗室在減少實驗過錯、優(yōu)化實驗流程、增加實驗舒適度等方面是有貢獻的，但也要看到還有不少的老師認為不需要，體現(xiàn)了不同教學(xué)層次的差異性；⑨您認為如何開展實驗教學(xué)效果更好？這題全部選擇的是先板書講解，后在實驗過程中解惑的方式進行，符合學(xué)生學(xué)習(xí)認知的規(guī)律，可以有效規(guī)避部分學(xué)生無準備進入實驗室的情況（實際上這種情況普遍存在），同時也與準備充足的學(xué)生開展實驗不沖突；⑩您認為實驗室的急救設(shè)施配備是否合理及必要？雖然都意識到急救設(shè)施配備很有必要，但多數(shù)認為其配備的不合理，這與實驗室安全的認識過程有關(guān)，隨著安全意識的加強，高校管理者普遍加大對實驗室安全的投入，購買了許多急救設(shè)施，但是由于與實驗室建設(shè)不同時、對不同實驗室安全要求無法做到區(qū)別對待，因而在配備適用性與安裝位置等方面產(chǎn)生不合理現(xiàn)象。

二、學(xué)生參與實驗的人因功效學(xué)設(shè)計

在過去一年中我們發(fā)放了1000份調(diào)研問卷，收回有效答卷1000份，有效答卷回收率100%。問卷內(nèi)容與數(shù)據(jù)見下表所列，見表2。

表2 基于人因?qū)W的實驗課程設(shè)計調(diào)查問卷（學(xué)生卷）

從人因工效學(xué)的角度對學(xué)生問卷結(jié)果的分析：1、2、12、13四題的選擇，說明學(xué)生們認可實驗課程在學(xué)習(xí)中的重要性，并希望能在實驗過程中更好地鍛煉自己；3、6、7題學(xué)生們的選擇，說明學(xué)生們對實驗課的態(tài)度，認真對待實驗一般也認可實驗的重要性，虛心接受老師的教導(dǎo)，相反也容易得出實驗課無用、老師教導(dǎo)無方的結(jié)論；4、5題學(xué)生們的選擇，反映了，一定要在實驗前，做好實驗的示范及講解工作，這是防范實驗失誤、確保實驗安全的最重要環(huán)節(jié)；第8題的選擇，反映了同學(xué)們更希望實驗課程能安排在2小時以內(nèi)，這也符合保持充沛體力和旺盛精力的規(guī)律，要防止在實驗課上搞疲勞戰(zhàn)術(shù)；第9題的選擇說明人因功效學(xué)對同學(xué)們來講還屬于新鮮事物，還不了解；第10題的選擇說明實驗試劑、器材的合理清晰的擺放，有助于提高學(xué)生實驗準確度和效率；第11題的選擇說明對實驗課程中出現(xiàn)的大型儀器操作，同學(xué)們兩極分化的認知，由于大型儀器價格昂貴、操作專業(yè)性要求高，基本上采取教師示范，同學(xué)們觀摩的教學(xué)方式，認真的同學(xué)收獲較大，而自我要求差的學(xué)生則多出現(xiàn)散漫的情況；14、15題的選擇，反映了部分實驗課的內(nèi)容相對于學(xué)生來講還是偏難的，表現(xiàn)在原理復(fù)雜、實驗步驟的依據(jù)及實驗結(jié)果預(yù)測等都有可能超綱，也提醒教師要注意實驗前的講解要講深、講透。

三、展望

隨著人因工效 學(xué)理念的發(fā)展，可以預(yù)見在實驗教學(xué)領(lǐng)域其必將逐步融入。作為實驗教學(xué)人員，應(yīng)盡早適應(yīng)潮流并積極做出改革。預(yù)測有可能在以下幾個方面率先做出變化。

1.創(chuàng)新實驗教學(xué)形式：盡管很多實驗是對應(yīng)相應(yīng)理論課程設(shè)定，但理論與實踐之間還是存在很大差別，實驗原理等部分內(nèi)容可能超綱等原因，不能完全放手讓學(xué)生自學(xué)，但也要注意與理論教學(xué)的區(qū)別，可以利用實驗場地更靈活、開闊等便利條件，轉(zhuǎn)換授課方式，更多的肢體語言、靈活的講解、精彩的案例教學(xué)等方式激發(fā)學(xué)生討論的興趣，使得課堂氛圍更輕松，減少學(xué)生在接受知識上存在的抗拒心理。即在實驗教學(xué)形式上要有創(chuàng)新。

2.創(chuàng)造學(xué)生在實驗過程中發(fā)揮主動性的條件：傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，大多數(shù)高校實驗教師往往會結(jié)合大綱要求對學(xué)生進行“喂養(yǎng)式教學(xué)"，教學(xué)單一，課堂更是無聊，融入人因工效學(xué)理念后，要求學(xué)生能自主對學(xué)習(xí)進行探討，通過實驗與理論的雙向結(jié)合，使學(xué)生在完成實驗的過程中實現(xiàn)對知識的深入理解。人因工效學(xué)教育要求學(xué)生要發(fā)揮主觀能動性，即在實驗教學(xué)設(shè)計中，提高學(xué)生參與實驗的主觀能動性。

3.加強理論研究，主動將人因工效學(xué)研究引入實驗教學(xué)改革：現(xiàn)階段，對實驗教師來說，熟悉人因功效學(xué)的合格教師出現(xiàn)人才短缺的現(xiàn)象既是一個挑戰(zhàn)，更是一個機遇。如何培養(yǎng)滿足時代要求的高素質(zhì)實驗教學(xué)人才是現(xiàn)如今面臨的一大難題？因此，為適應(yīng)時代發(fā)展要求，高校在師資培養(yǎng)上需要加強對人因功效學(xué)理論的深入研究，引進人因工程人才，加強高校實驗教學(xué)人才隊伍的建立，推動理論的重大進步，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的技術(shù)突破。在對人因功效學(xué)研究和改革的過程中，各科實驗教學(xué)人員應(yīng)該攜手共進，深入探討有關(guān)改進教育形式以便更好地適應(yīng)新理念、融入新理念。同時加強與國外學(xué)者的交流與合作，引入國外先進理念并實現(xiàn)本地化，并摸索出符合中國國情的獨有特色的實驗教學(xué)模式，實現(xiàn)自我與學(xué)生的共同提升與進步。

4.實現(xiàn)智能化教學(xué)：智能化的教學(xué)環(huán)境是教學(xué)改革的一大重要舉措。在高校中，實行智能化教學(xué)可以有效幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的盲區(qū)，從聽覺、視覺、觸覺等多種感官深刻體會知識的奧妙，學(xué)生能夠真正地將自身與知識融在一起，不單純只是為了應(yīng)付考試，而是把所學(xué)到的東西變成自己的，做到隨用隨取。同時在新疫情時代，智能化教學(xué)也是應(yīng)對疫情的一大利器。

上述發(fā)展趨勢可用下圖概括：

圖1

結(jié)語

縱觀老師和學(xué)生問卷情況，可以看出，人因功效學(xué)理念在高校理科實驗教學(xué)中還沒有得到應(yīng)有的重視，學(xué)生對人因工效基本上處于一無所知的境況，但在希望實驗教學(xué)改革中如何降低實驗疲勞感（實驗課時間），引入更好的人機交互（實驗器材擺放等）方面在考慮相關(guān)因素，即在貫徹執(zhí)行環(huán)節(jié)如實驗試劑、器材擺放、實驗時長、實驗過程中已不知不覺中引進人因工效學(xué)做法。相對應(yīng)的人因工效學(xué)理念在教師中廣泛被接受，但受限于學(xué)校資金、資源等方面條件限制，無法系統(tǒng)地將人因工效理念完全引入實驗教學(xué)。本次問卷調(diào)查說明，可以將人因功效學(xué)理念融入理科實驗教學(xué)中。