课程设计改革主要内容

四、课程设计改革主要内容

(一)在课程设计题目上,更加注重开放式的设计类型

具体做法是按大类设置课程设计类型和题目,既充分反映学科研究领域特点,又可满足不同兴趣和特长学生的选题需求,给学生充分发挥想象力和尝试独立进行研究探索提供可能[12]。课程设计指导书主要给出如表1所示六大类型题目。

表1 各类课程设计题目基本情况

基于Matlab的作业场所照度(改善)设计类题目,要求针对广义的作业场所(也包括公共服务场所)的照度测量方法、评价及改善进行研究。比如作业区域等照度曲线绘制;车间(道路、教室……)最优照明设计方案等。

基于JACK等人体物理模型软件的作业场所和作业过程建模类题目,要求利用NASA的JACK软件或者CATIA的Ergonomics Design & Analysis等软件对某个作业过程中的人体进行建模,更进一步地可以进行视域、可及度、静态施力、下背部受力、作业姿态、能量代谢、疲劳恢复、舒适度、NOISH提升、RULA姿态和OWAS工作姿态等分析。比如快递分拣作业建模;投掷篮球(铁饼、铅球……)建模;基于JACK软件的公交座椅改进设计等。

互联网环境下用户交互活动绩效研究类题目,主要是针对日益普及和发达的互联网,特别是移动互联网环境,研究如何提高人机交互效率。主要是对现有系统的人机交互活动进行分析、建模、评价和改进。比如手机APP界面优化设计;网站用户使用行为的统计分析和研究等。

作业场所(空间)的人因工程分析与改善设计类题目,要求针对广义作业场所的人因问题(如微气候、照度、色彩、噪声和振动、人机界面等)进行分析、评价及改善设计。比如车间(公交车站、多媒体教室、操作工位……)的人因工程分析、评价与改进设计。

产品人因工程分析与改善设计类题目,要求针对某款产品进行人因问题分析、评价和改进设计。比如基于人因工程学的健身器材(老年人产品、婴幼儿产品、沙发、电子产品、厨房……)的改善设计。

作业过程的人因工程分析与改善设计类题目,要求主要针对某项连续作业活动过程中的人因问题进行分析、评价和改善设计,必要时可借助基础工业工程中的作业研究和时间测定方法辅助分析和研究。比如某产品包装过程中的人因分析、评价和改善设计。

(二)在课程设计时间上,将布置任务时间前移至理论课程教学初期

我校人因工程的课堂教学时间为大三第一学期的第1-15周,而课程设计的时间是第21周。因此我们在理论教学初期,最迟在理论课程结束时就将课程设计任务布置给学生,这样做主要有两个好处:一是学生可以带着设计任务听课和开展课内实验,学习的积极性主动性明显增强;二是上述部分题目需要借助Matlab、JACK和CATIA等比较复杂的软件,因此必须留出足够的时间供学生学习软件。另外,充足的准备时间也有利于提高设计的质量和水平。(如图2)

图2 人因工程课程设计时间按排甘特图

从课程设计题目布置到正式设计周期间,每周固定半天时间供学生和指导教师就设计进展进度、遇到的问题、解决思路和方案等进行探讨和研究。第21周学生主要进行设计说明书的撰写、答辩PPT的制作和分组答辩。合理的设计时间安排、严格的设计过程质量控制和多媒体答辩形式,保证了较好的设计质量和水平[13]

(三)在课程设计指引上,更加重视发现问题并尝试改善的研究习惯养成训练

人因工程课程设计的意义在于:培养工业工程专业学生注重观察、勤于思考、尝试改善的工程知识应用逻辑,切实将理论知识用于解决实际生产生活中的问题。《人因工程学》课程设计定位为针对相应理论教学环节的实践性(改善)设计课程,其主要目的在于加深和巩固对相关基础知识、理论和研究方法的理解和掌握。我们认为,学生如果能够通过本次设计,将相关的人因工程改善思想和方法融入血液并伴随自己一生,将是本课程设计的最大意义所在。

在课程设计指导书附件中提供了一些相关研究内容的文献以及主要中英文文献检索渠道,供学生在选题、确定设计方向和具体研究过程中作为研究思路和研究方法方面的参考。同时强调,提倡学生在更宽广的范围内寻找研究对象和方法,指导书提供的参考文献只作为引导,绝不能代替学生自己查阅文献。

课程设计的分组以最有利于设计效果为前提,提倡学生根据兴趣爱好自由组合,但每组不超过3人。小组成员要共同研究设计方案,根据组内成员特长和任务实现条件进行具体分工,但每个成员都必须知晓课题涉及到的所有知识和内容,不允许由个别成员包办课程设计的情况发生。答辩时,指导教师针对课程设计内容随机对每个学生提问[14,15 ]。

(四)在课程设计说明书的要求上,更加重视逻辑性、多样性和可视化

为了避免学生在具体对象研究过程中“只见树木,不见森林”的局限性,我们要求学生应在对人因工程学教材给出的知识框架体系有了整体认识和把握,对相关重要知识点有了较为准确全面掌握的基础上,综合分析实际生产和生活实践中某个人——机——环境系统存在的问题,并依据人因工程相关标准、准则、原则进行改善设计。

课程设计说明书的内容要基本按照“问题提出—现状分析—改善过程—方案评价与选择—总结建议”的思路进行。“现状分析”要有改善对象现状的详细描述,并且有图像资料佐证。“改善过程”要重视定量化分析和研究、成本—效益思想的应用,以及应用多种表达方式(文字、图片、表格、公式,甚至视频等手段),科学、充分、合理地展示改善过程和结果。“方案评价与选择”中如有实物呈现为最佳,如果因为条件所限,其改善方案在答辩时尚无法物理实现,则需要通过绘图、建模等方式呈现,避免单纯的语言文字描述。涉及到需要标注尺寸的,须按照工程制图和相关建筑设计标准规范标注。

为了避免设计说明书出现“随意模式”[16] ,同时尽量不要限制学生的研究视野,课程设计指导书附件给出了设计说明书的总体框架以及格式要求,提倡以实物模型、计算机建模等“可视化”成果作为设计说明书的补充。设计说明书总字数一般不少于8000字。

(五)在成绩评定标准上,更加重视对探索研究精神的价值判断

与机械设计等纯工程类课程设计的结果比较统一不相同,人因工程实际应用背景往往涉及多种影响因素,大多数情况属于多目标决策问题,因此很难找到一般情况下的“最优解”,更多的是满足某些约束条件下的“近优解”。从这个意义上讲,人因工程课程设计不仅具有“工程”属性,还具有“艺术”特征。正是基于这样的特点,我们摒弃一般的以标准答案作为成绩评定主要依据的做法,而是更加重视实际背景下探索性、创新性设计标准,将“是否利用人因工程基本原理、标准、准则进行深入探索式研究”作为成绩评定的重要依据。这样既体现了“学以致用”的工程设计思维,又将学生的努力方向引向持续的科研探索过程而非一味地“寻找标准答案”,契合了人因工程学课程设计的目的和意义。

课程设计的考核分为过程考核(30%)和成果考核(70%)两部分。过程考核以独立发现问题和解决问题的能力、出勤、工作态度等为主要依据;成果考核以设计说明书、实物(模型)、答辩表现等为主要依据。成绩按照百分制计算,同一组学生的成绩根据各自平时表现、设计中的工作贡献、答辩等情况会有不同。