基于PBL教学理念的《人机工程学》实训教学模式研究

王肖烨

（宝鸡文理学院机械工程学院，陕西宝鸡 712016）

STEM教育背景下，新工科人才培养是各国工业设计领域高端人才培养的大势所趋，对《人机工程学》实训教学也提出了更高的要求。不仅要求实训教学因时而进，因势而新，推出新的人机实验、特色课程、教学模块，而且要求实训教学能够挖掘学生的学习积极性与学习兴趣，培养学生未来职业发展的必备能力。传统的《人机工程学》教学普遍采用“理论讲授结合问答授课”的形式开展教学，不可避免的存在知行分离、理实脱节问题，制约了学生的创新思维及能力的培养[1]。而PBL教学理念是一种集实践式教学、体验式教学、项目式教学为一体的教学模式，具有“超学科”学习、“以生为本”、教学整体性强等特征，为《人机工程学》实训教学及工业设计专业的人才培养提供了新的人才培养路径。

1 PBL理念在《人机工程学》实训教学中的应用内涵

1.1 培养模式层面：实现教学模式的翻转

PBL教育注重以问题驱动或项目式教学为引领，能够缓解传统灌输式教学背景下“教”与“学”关系的矛盾，改变“教师”与“学生”的角色，真正把学习“还给学生”。在PBL教学体系中，教师不仅是《人机工程学》学科的知识传授者，学生知识与困惑的反馈者，还是学生自主探究与合作讨论中开展人机实验的协助者。而学生也不再简单的承担着“被动学习者”的角色，而是工业设计专业人才培养中的亲身体验者、主动探索者，更新了人才培养理念，促进教学模式的翻转。

1.2 课堂教学方面，活跃实训课堂的气氛

受传统单一的理论式教学模式影响，不少学者在《人机工程学》学习中，对教师的课堂讲授产生的较强的依赖性，学生学习积极性与主动性不强，课堂气氛抑郁，学生在学习中承担的角色逐渐淡化，为乐学、善学的课堂气氛营造带来了困境。与之相比，PBL教学理念则有效的解决了以往教学模式的弊端，通过问题设计、学习小组划分、案例学习研讨，使学生在自主、合作探究中进行知识的获取与理论体系的建构，活跃课堂气氛，并将引导学生在实践课堂学习中，树立多学科学习及终身学习理念，积极的参与到学习过程。

1.3 能力提升层面：培养学生的多元智能

PBL教学理念不止是强调创新的教育，而且是知行合一、理实结合的教育，在知识点的自主探究中，能够激发学生的批判、质疑、反思能力，增强学生的自我管理、自我反思能力，还可以让学生在自主研讨中，主动发现问题与解决问题，增进对人体测量学、心理学、美学等学科领域知识的认识与理解。同时，通过PBL学习兴趣的建立，营造轻松、愉悦的学习环境，使学生在小组讨论、交流中，增强口头表达能力、交流沟通能力、动手操作能力、创新创造能力等，促进学生的多元智能培养与发展[2,3]。

2 PBL理念在《人机工程学》实训课程中的应用原则

2.1 以生为本，开展个性化的问题设计

根据工业设计专业的人才培养定位、《人机工程学》学科特点及学生的职业发展需求等，紧密结合学生的兴趣、个性及学科定位设计适合学生自主研讨、合作探究的驱动式问题，引导学生通过查阅资料、调研、数据分析、总结归纳、小组讨论等途径，形成解决问题的有效路径，达到激发学生学习兴趣，培养综合能力、职业素养的目的[4]。

2.2 协同共育，共建实训课程教学资源库

基于校企合作理念，针对工业设计专业的就业方向，通过开展广泛的市场调研，对目标企业进行调查访问，深入把握用人单位的人才选聘需求及岗位要求，在《人机工程学》教学中，建立涵盖技能目标、知识目标、素养目标及创新能力目标的多元化教学目标体系，并在此指导下与用人单位共建《人机工程学》项目资源库，筛选企业的经典案例在课堂中穿插，使学生提前熟悉岗位需求，激励学生主动提升自己的意愿，提升学生的自我学习管控能力。

2.3 创新驱动，建立实训课程创新平台

以人机新实验开发为主，案例分析为辅，在传统的人机实验实训项目基础上，借鉴STEAM教育、新工科人才培养的先进理念，开发反应时测定实验、闪光融合临界频率测定实验、视觉反应时测定实验、注意分配实验等丰富的人际新实验，满足不同学生的学习需求。此外，可依托工程设计专业的现有硬件条件，建立实训课程创新平台，供学生进行机械、计算机、硬件等方面的工科产品开发设计实践应用[5,6]。

3 基于PBL理念的《人机工程学》实训教学模式构建

3.1 内容设计，明确方向

在《人机工程学》实训教学中，可按照实训课程内容体系的不同，将实训课程划分为生活化人机实验实训、科学类人机实验实训及学生创意类实训3类。其中，生活化人机实验以生活中常见的物体，如桌椅等为素材，引导学生通过人体尺寸测量、产品分析、模型制作、产品设计方案改良等，加深学生对专业知识的理解与掌握。在科学类人机实验实训方面，主要借助声光反应测定仪等设备，开展反应时测定实验等，引导学生遵循实验流程，通过观察、动手实践等形式，记录实验数据等，丰富学生的知识认知。而在学生创意类实训方面，学生可以个人或PBL小组的形式，以实物方式展现创意成果，巩固学生的知识体系。

3.2 巧设问题，引入课程

立足工业设计专业的定位、人才培养需求等进行驱动性问题设计，要求问题设计能够激发学生的兴趣与探索动力，易于评估问题的实施效果，并拥有一定的深入研讨、拓展价值，适合学生进行自主探究及合作探究，迎合学习的个性、学习需求。在问题设计过程中，应注重问题设计的多元化、丰富化，不仅应考虑学生的知识目标、技能目标掌握情况，而且需要结合学生的素养、职业能力发展要求，更加侧重于“用户-操纵系统-安全舒适-使用方法-使用环境”系统问题设计，促进问题设计与应用实践的融合与对接。

3.3 自主探究，发散思维

围绕提出的问题，学生可通过调研分析手段，进行自主探究，期间，教师可根据学生的数据统计、调研分析及调研方法情况循循善诱，引导学生摆脱传统思维的桎梏，为学生提供一个大胆的创造性舞台，学生可以充分发挥自己的创意，运用不同的调研方式、设计思路获得对问题或知识的理解，培养学生发现、质疑、批判与反思能力，使学生从不同的角度看待问题，掌握运用多学科知识理论、思维解决问题的能力[7-9]。

3.4 合作研讨，互助学习

针对学生自主探究阶段遇到的问题，可借助PBL小组共同解决[10]。PBL合作小组以兴趣互补、知识互补为基础建设准则，按照6-8人的数量进行PBL小组划分，每个小组设立组长、实行小组组长负责制，每个小组亦可设定个性化的小组名称，小组的实训表现、评分等通过排名的形式呈现，营造竞争性的学习氛围。PBL小组既可针对前期教师提出的问题进行研讨，又可以共同进行人机小实验的创新实践、创新创意产品的开发设计等，充分发挥不同学生的主观能动性，从而融入到学习讨论过程。

3.5 案例分析，头脑风暴

依托与用人单位建立的《人机工程学》项目案例库，由教师选择用人单位近3年以来的典型项目案例，带领学生进行实战操作。学生可充分发挥头脑风暴思维，各显其能，利用个人的创意与思维形成问题的解决路径及解决方式，并熟悉项目案例的设计思维、设计理念、基础理论，学会从多视角、跨学科思想分析问题，提升案例式教学的实效[11]。

3.6 个性点拨，总结升华

在实训教学过程中，教师可紧密结合学生的学习状况、小组的合作探究情况及人机实验设计、完成进度，进行个性化的点拨、指导，使学生走出学习的误区，并指导学生努力对照课程的学习目标、专业的人才培养需求，寻找发展差距，从而提升自我。

3.7 创意设计，学以致用

依托专业及课程建立的创新设计实验室，学生可以个人或小组的形式，进行创新创意产品设计，亦可作为学生创新创业项目孵化的原始基地，定期开展学科知识竞赛、学科技能竞赛等，培养学生主动参与到实训学习过程中，进行知识的内化与学以致用[12]。

4 结语

PBL教学理念在《人机工程学》实训教学中的应用，不仅将改变“教”与“学”的角色，激发学生学习学习，在实训中锻炼自我，进行能力的升华，而且将为学生提供更多培养自身能力的平台与机遇，有助于促进学生的全面发展，在未来具有广泛的应用前景。