“模块化”教学模式在《安全人机工程学》课程中的应用研究

黄优 王洪波

摘  要：应贵州工程应用技术学院转型发展的需要，针对我校《安全人机工程学》课程传统教学模式中存在的问题，为实现培养应用型人才的培养目标，对《安全人机工程学》课程的教学模式进行研究，提出采用“模块化”教学模式进行教学改革。教学实践证明“模块化”教学模式在提高学生学习兴趣，培养学生创新能力和解决复杂工程问题的能力方面具有明显效果。

关键词：模块化;教学模式;安全人机工程

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）25-0090-03

Abstract： In response to the needs of the transformation and development of Guizhou Institute of Engineering and Technology， aiming at the problems existing in the traditional teaching mode of the "safety ergonomics" course of our school， in order to achieve the goal of training applied talents， the research on the teaching model， and propose to adopt the "modular" teaching model for teaching reform. Teaching practice has proved that the "modular" teaching mode has obvious effect on improving students' interest in learning， cultivating students' innovation ability and solving complex engineering problems.

Keywords： modularization; teaching mode; Safety Ergonomics

一、概述

安全人機工程学是从安全的角度出发，以安全科学、系统科学和行为科学为基础，运用安全原理及系统工程的方法去研究在人-机-环境系统中人与机及人与环境保持什么样的关系，才能保证人的安全。也就是说，在实现一定生产效率的同时，如何最大限度地保障人的安全健康和舒适愉快。它是一门跨门类、多学科交叉的新兴分支学科[1]。《安全人机工程学》是一门重要的专业基础课程，也是安全工程专业学生毕业后从事安全管理和安全设计类工作所必须具备的专业技能。

目前我校《安全人机工程学》课程教学中采用的是传统的讲授方法，即课堂上由一名专业教师讲授理论、原理，学生课后复习，其他教师完全不参与课程教学或甚少参与，再有就是实践教学所占比重太小，这种教学方法下存在许多的问题：

1. 由于本课程涵盖的内容较多，涉及面广，而课时有限，授课教师精力有限，不能深入研究整个知识体系，授课教师为完成教学任务，赶教学进度，课堂上留给学生提问、讨论的时间较少，导致教学内容局限、表浅，学生不能深入透彻理解课程内容，教学效果较差。

2. 教学方法单一，教学效果差，学生对理论难以真正理解和掌握。传统教学模式在课堂上主要讲授理论知识，学习者似乎能听懂，可听完后大部分学生还是似懂非懂。要自己真正动手时却不知从何入手。这是因为目前使用的教学方法不能帮助学习者更好地理解、掌握和运用所讲授的理论知识，所以大多数同学很难透彻地理解和掌握。因而导致学习者的学习兴趣和积极性逐渐降低，当然也就影响了学习者的学习效果。

3. 实践环节少且不够理想。目前可供该课程选用的合适的实验项目甚少，所以学生做实验所达到的效果与教学要求存在较大的差距，效果很不理想。学生不能把理论知识与实践相结合，没有真正掌握基础理论及运用理论的技能和方法，就不能在今后的工作中将所学的理论知识有效地运用到实践活动中。有些学校在这一环节增加了一些单一的小实验，但仅仅靠增加单一的小实验还是不能满足学生系统掌握本门课程理论知识的要求，对培养学生应用理论知识解决实际问题的能力也没有多大帮助，而一些学校即使采用了课程设计的实践教学方法，但多是由任课教师一人辅导全班学生的设计，由于任务过于繁重，故一般都是采取老师统一给定设计题目，具体给出设计要求和内容，这样就约束了学生的想象空间，甚至学生就死板的按照老师给的设计内容进行填充，最终导致大部分学生的设计说明书基本雷同的结果，这就失去了本教学环节培养学生的创新能力和动脑动手能力的意义了。

4. 学生学习主动性不强。传统的“填鸭”式教学方法给学生以枯燥乏味的感受，学生学习缺乏主动性，甚少对所学知识进行“加工”，只是一味的接受老师的“灌输”，不会主动去思考。这样的学习方法对于知识的牢固掌握是非常不利的。

为顺应学校转型发展的需要，着力解决课程存在的上述问题，加强对学生解决复杂工程问题能力的培养，研究《安全人机工程学》新的教学模式势在必行。

二、“模块化”教学模式设计

经学院安全教研室几位专业老师的研究与实践探索，提出采用“模块化”教学模式对《安全人机工程学》课程进行教学改革。

“模块化”教学模式，将课程教学所有环节划分为理论教学、实验、课程设计和作品竞赛4个“模块”。如图1所示：

（一）理论教学模块

理论教学内容统筹整合并划分成若干相对独立的知识“模块”，每个知识“模块”的教学由精专这方面的专业教师来承担，以求把每个模块的知识都讲精、讲透、讲好。理论教学内容模块见表1。

（二）实验教学模块

把实验教学作为课程的一个“模块”，在教学过程中加大实验教学的比重，除了增加一些基础性（人体测量实验;人的安全反应限度实验）以外，还适当添加一些创新性实验项目（如人机系统的设计与改善实验;操控室设计、评估测试与优化实验;工作场地设计与评估测试实验等）。实验安排详情见表2。

通过上述实验，让学生掌握人体的相关参数及其测量，人体生理和心理特性与安全的关系，为人机系统的安全设计或评估与优化提供依据，并培养学生的创新能力，学生发现问题、分析问题和解决问题的能力也会得到显著提高。

（三）课程设计模块

在教学后期给学生布置课程设计或任务，教师只需给出综合性设计实践的基本要求，让学生自由组建学习小组，以小组为单位进行社会调研，收集整理并分析资料，发现问题，分析问题并找到解决问题的办法，教师只需对学生的设计选题与学生进行讨论并给出指导意见和建议，适时对学生的设计、作业等进行评价、辅导和展示;这可以提高学生的学习热情;使用专用设计室让学生进行设计实践和师生间、学生间的相互交流，让学生真正掌握人机，理解人机、运用人机。

（四）竞赛模块

鼓励学生应用安全人机工程学基本理论进行作品设计与创作。在此过程中，教师对学生给予方法和技术指导，对设计作品进行评价，对项目进行审查，评选出优秀设计作品，并推荐参加学校开展的作品设计大赛、全国高校安全科學与工程学术年会的大学生实践与创新作品大赛，申报大学生创新创业训练计划项目或者申请国家发明和实用新型专利。最终所有优秀作品将存放于安全人机展览室内，供以后的教学和学生参观学习用。通过这一教学模块的实施，可使学生学以致用地把安全人机工程学的理论知识应用到参赛作品的设计中去，采取竞赛的方式，可以很大程度上调动学生的主动性和积极性，并且学生能从竞赛获奖、项目立项或专利获批中获得成就感。这个模块的设计主要是为了提高学生对本门课程的学习兴趣，培养学生学以致用、理论联系实际的能力。

三、教学效果对比

1. 期末考试成绩得到较大提升，如图2所示。

2. 学生参加各种竞赛的积极性和获项目立项的总数与质量都得到极大提高。2017年以来我院学生参加学校及行业开展的各种作品设计竞赛的积极性和主动性得到了很大的提高，我院获立项的大学生创新创业训练计划项目在数量和质量上都取得飞跃式进展。2017年我院安全工程专业学生的大学生创新创业训练计划项目仅2项获得立项，省级和校级各一项，而2018年我院安全工程专业学生获大学生创新创业训练计划项目立项13项之多，其中国家级5项，省级6项，校级2项。

四、结束语

从《安全人机工程学》课程特点、存在的问题和“模块化”教学模式的优点和教学效果综合分析可知：《安全人机工程学》课程采用“模块化”教学模式可使学生的理论知识学习更加牢固，通过实验教学模块和课程设计教学模块可以让学生对知识的感性认识上升为理性认识，让学生的学习变被动为主动，更能让学生运用理论知识解决实际问题的能力得到培养和锻炼。可见“模块化”教学模式具有灵活性、趣味性、启发性、教学互动性等特点，在激发学生学习兴趣，提高学生创新能力和解决问题的能力方面有显著效果。

参考文献：

[1]王保国，王新泉，刘淑艳，等.安全人机工程学（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2016.

[2]赵恩来，李忠辉，沈荣喜，等.基于工程教育专业认证的《安全人机工程》教学内容设置研究[J].高教学刊，2017（22）：134.