人机工程学混合式一流课程教学改革探索与实践

摘  要：探索改革传统教学模式，提高人机工程学课程的教学质量的途经和方法。基于一流课程的建设要求，构建课程目标，提出课程与教学改革需解决的重点问题。课企融通，解决课程内容更新和人才培养对接社会需求的问题。通过线上线下混合、课堂内外互动的教学方式，解决教学有效性的问题。完善实践教学体系，以设计成果为导向，解决学生工程实践能力培养不足问题。组织实施建设和完善课程线下、线上教学内容和资源，进行线上线下、课前、课中、课后多维交互的教学实践。通过近年的实践证明，改革和优化的课程教学模式，在培养学生“以人为本”的创新设计素养和能力方面可取得更好的成效。

关键词：人机工程学;一流课程;混合式教学;产教融合;教学模式

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）01-0022-05

Abstract： To explore the ways and means to reform the traditional teaching mode and improve the teaching quality of Ergonomics course. Based on the construction requirements of first-class courses， the course objectives are constructed， and the key issues are solved by the curriculum and teaching reform are proposed. The course is integrated with enterprises to solve the problem of updating the course content and training talents to meet the needs of society. The study solves the problem of teaching effectiveness through online and offline mixed， interactive teaching methods inside and outside the classroom， improves the practical teaching system and solve the problem of insufficient cultivation of students' engineering practice ability by taking design results as the guide. We organize and implement the construction and improvement of offline and online teaching contents and resources of the course， and carry out the teaching practice of multi-dimensional interaction between online and offline， before， during and after class. Through the practice in recent years， it proves that the reformed and optimized teaching mode of the course can achieve better results in cultivating students' "human-centered" innovative design literacy and ability.

Keywords： Ergonomics; first-class curriculum; blended teaching; teaching-industry integration; teaching mode

2018年教育部发布了《教育部关于加快建设高水平本科教育 全面提高人才培养能力的意见》，为实现本科教育的“四个回归”提出了全方位的指导性意见;2019年4月，启动一流本科专业建设“双万计划”，10月教育部发布《关于一流本科课程建设的实施意见》，11月开始实施一流本科课程“双万计划”，计划从2019—2021年认定万门左右国家级一流本科课程和万门左右省级一流本科课程。一流本科课程是建设一流专业、培养一流人才的基石。混合式教学模式是“互联网 +”和后疫情时代的现代教学模式。线上线下混合式一流课程是一流课程建设的重要组成部分。不同的课程具有自己独特的性质和特点，如何对课程核心要素与混合式教学要素进行有效融合，建设一流本科课程，适应新时代对本科教育教学改革的新要求，已成为高校本科教育工作的重点。

人机工程学是研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的学科。人机工程学研究的对象是产品设计中与人有关的问题，将人的需求和能力置于设计技术体系的核心位置。目的为产品、系统和环境的设计提供与人相关的科学数据。追求实现人类和技术完美和谐融合的目标。通过本课程培养学生“以人为本”的思想意识和创新设计实操能力。本课程是人体科学、工程技术、环境科学、美学及社会学等多学科交叉形成的综合学科，理论和实际应用并重，广泛应用于各个设计领域。在工业设计专业人才培养方面具有举足轻重的作用，是高校工业设计专业的专业基础和专业核心课程之一。由于课程内容涉及面广泛，存在理论知识内容量大、课时有限、实践不足等问题。根据国家一流课程建设要求，树立课程建设新理念，采用混合式教学模式将理论教学和实践教学有效融合，扩展教学的深度和广度，推进课程改革创新，进一步提高人才培养质量。

一  基于一流课程建设的人机工程学教学改革策略

（一）  构建合理有效的课程教学目标

根据四川轻化工大学（以下简称“我校”）“建设特色鲜明、优势突出的高水平综合性大学”的办学定位，结合“高素质应用型人才”培养目标和我校学生情况，注重提升课程的高阶性、突出创新性、增加挑战度，契合学生解决复杂问题等综合能力养成要求。确定人机工程学的课程目标如下。

知识目标：了解人机工程学学科的发展历程及未来趋势，深入理解人体特性包括人体测量数据及人体数据应用原则、人体感知与运动特性、人的心理与行为特征等基础理论知识。

素质目标：培养“创新设计、人机协调、可持续发展”发展理念 ，结合“五大发展”时代主题，立德树人，课程思政，培养学生“以人为本”的思想观和设计观。

能力目标：能够应用人的感知响应系统的特性及人体测量数据，对产品的人机信息交流方式和界面进行创新设计;能够利用人体测量数据、生物力学、人体解剖结构等生理和心理需求对工作环境、工作台椅、家居产品、工具、包装及智能装备等产品进行创新设计。理解人性化设计和人机工程学设计的关系，掌握人机系统设计方法;理解可持续设计、共用性设计等理念和方法。并能遵循人性化、包容性、可持续原则进行人机环境复杂系统的优化和创新设计。

（二）  课程与教学改革需要解决的重点问题

1  课企融通，解决课程内容更新和人才培养对接社会需求的问题

坚持“研学结合、产教融合”的发展战略，与地方企业共建校企一流课程教学团队、工业设计中心和创新设计工作室等。如通过与四川省宜宾五粮液集团有限公司、四川省宜宾普拉斯包装材料有限公司、四川省宜宾普什集团3D有限公司、自贡彩灯文化传播运营有限公司和成都浪尖工业设计有限公司等地方企业建立长期的校企合作平台和基地，进行有限课程共建，推进课程内容融合企业最新需求，适度提升课程的难度，结合企业的需求真题训练学生的创新设计能力，让学生了解市场和生产方向的需求，解决人才培养和社会需求脱节的问题。

2  线上线下结合、课堂内外互动，解决教学有效性问题

面向新经济、新工科发展需求，坚持OBE人才培养理念，通过线上教学激发学生课外学习动力，培养学生自学能力;通过探究式、讨论式、报告答辩式等多元互动方式开展线下课堂教学，采用案例教学，评析讨论成功的人机设计案例、师生原创案例。对于学生参与设计的企业真题项目作品，教师课后持续跟进指导，针对设计过程存在的问题提出改进意见，调动学生学习内在动力和增负，培养学生创新设计和解决实际问题的能力。

3  完善实践教学体系，解决学生工程实践能力培养不足问题

在实验教学方面，建设和不断完善人机工程学基础实验，人机基础实验主要是测试和采集人体基础生理能力和心理参数，加深学生对理论知识的理解和体验;建立用户体验实验室，如建立ErgoLAB人机交互实验室，达到能够实现基于虚拟现实和仿真环境、基于实验室环境和基于真实世界现场环境的人机环境交互多因数据的同步采集、分析和研究，通过深入研究人机交互过程中人的行为特征和生理心理变化规律，提升人机工程学理论教学的深度，增加课程教学的难度和挑战度。

在设计实践方面，建立人机案例库，通过校企合作真题、学科竞赛项目训练学生的设计实战能力。

二  课程教学内容及组织执行方法

（一）  科学构建系统完整的课程教学内容

针对工业设计专业的需求和特色组织课程内容，同时兼顾其他设计类专业。教学内容安排上突出融知识学习、能力培养、素质教育于一体，同时体现人机工程学科、工业设计学科发展的最新的研究、应用情况。课程基础理论部分包括人的生理和心理特征和数据，应用部分主要对人机的信息交流界面、工作环境、工作台椅、家居产品、工具、包装及智能装备等产品的人机要素进行系统设计，提升部分内容是与时俱进的学科前沿性理论与方法。实践教学内容包括人机基础实验、人机案例、真题项目和学科竞赛项目实训。并保持持续优化完善和更新理论与实践教学内容。

1  理论课主要内容

理论课主要内容包括人机工程学的发展历史、重要性及与工业设计的关系，人体测量数据及其应用，人体感知响应特性，人的心理与行为特征，人机的信息界面、工作台椅、手握工具、作业岗位和作业空间等典型人机系统的设计;产品的人性化、包容性、可持续设计理念和方法。课程的难点是人体测量数据、人的生理和心理特性在产品设计中的具体应用。

2  实验课教学内容

通过人机工程教学实验，弥补课堂理论教学中的不足，增加学生的感性认知和体验;掌握一些常用的测量方法;深化理论知识，使理论与实际结合起来;培养学生具有一定的实验方案的设计能力、对实验的原始数据分析处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力等。人机工程学基础实验教学内容包括人体动作技能类、知觉类、感觉类、反应类、注意类和学习记忆类实验。研究类实验包括眼动、脑电、表情、行为及肌电等用户人体生理参数的联合采集、分析和处理等，开放实验。另外还包括设计作品人机要素测试、验证，通过3D打印模型制作等方式进行，开放实验。

3  设计实践教学内容

企业真题和学科竞赛项目驱动的设计实践教学。结合校企共建课程的企业真题设计是实践设计的真实案例，企业希望在真题真做设计实践中获得理想的设计，有更多更好的合作伙伴及优秀设计人才加入企业的合作。真题真做不仅是企业社会责任的体现，同时也是给予学生在读期间接触真实设计案例锻炼的实践机会。另外就是结合国内外设计竞赛选题进行实践教学。

建立人机案例库。建立人机案例库应遵循案例建设的综合完整性、真实原创性、典型性、时代性的原则和标准，进行案例的收集、筛选整理和创作，建成包含师生原创及其他典型人机产品的丰富的案例库，供案例教学使用。