《人因工程課程設計》課程思政教學案例

課程代碼

S0301640

課程性質

實踐課程

授課對象

專業：工業工程專業，班級：20036811

對應章節

1.第2周實踐

2.第3-4周實踐

3.第5-6周實踐

育人目标

1. 培養學生誠實守信、嚴謹細緻的觀察能力和可持續性思維能力。

2. 引導學生除了能夠用科學工具分析問題，還要具備分析研究的思辨能力、全局觀和人際交往的能力。

3. 引導學生除了能夠掌握科學的設計方法，還要有勇于探索、創新設計的科學精神和創新精神。

課程思政案例教學設計和實施

1.課程思政案例名稱

從發現問題入手，強化學生誠實守信、嚴謹細緻的觀察能力和可持續性思維能力。

1. 教學導入

企業實地考察

2.教學内容

發現問題：

①企業概況（發展曆程、核心競争力、廠區規劃等）；

②布局、産線、工位、産品、物流等；

③工作任務、操作流程、工作排班等。

總思路：以工作場所的改善為切入點，強化學生以人為本，讓人類的生活更舒适和免受傷害，使不同條件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活的職業素質教育。

專業理論與思政融入：

人因工程學是一門研究各種系統中人與其他元素相互作用的科學；它是一種運用理論、原則、數據和方法進行系統設計的職業，以便使系統有利于人的健康和系統的全部性能得到優化。具體包括以下内容：

(1)研究人的生理與心理特性：人因工程學系統地研究人體特性，如人的感知特性、信息加工能力、傳遞反應特性；人的工作負荷與效能、疲勞；人體尺寸、人體力量、人體活動範圍；人的決策過程、影響效率和人為失誤的因素等。

(2)研究人機系統總體設計：人機系統的效能取決于它的總體設計。系統設計的基本問題是人與機器之間的分工以及人與機器之間如何有效地進行信息交流等問題。

(3)研究人機界面設計：在人機系統中，人與機相互作用的過程就是利用人機界面上的顯示器與控制器，實現人與機的信息交換的過程。研究人機界面的組成并使其優化匹配，産品就會在功能、質量、可靠性、造型及外觀等方面得到改進和提高，也會增加産品的技術含量和附加值。

(4)研究工作場所設計和改善：工作場所設計包括工作場所總體布置、工作台或操縱台與座椅設計、工作條件設計等。

(5)研究工作環境及其改善：作業環境包括一般工作環境，如照明、顔色、噪聲、振動、溫度、濕度、空氣粉塵和有害氣體等，也包括高空、深水、地下、加速、減速、高溫、低溫及輻射等特殊工作環境。

(6)研究作業方法及其改善：人因工程學主要研究人從事體力作業、技能作業和腦力作業時的生理與心理反應、工作能力及信息處理特點；研究作業時合理的負荷及能量消耗、工作與休息制度、作業條件、作業程序和方法；研究适宜作業的人機界面等等。

(7)研究系統的安全性和可靠性：人因工程研究人為失誤的特征和規律，人的可靠性和安全性，找出導緻人為失誤的各種因素，以改進人—機—環境系統，通過主觀和客觀因素的相互補充和協調，克服不安全因素，搞好系統安全管理工作。  

(8)研究組織與管理的效率：人因工程學要研究人的決策行為模式；研究如何改進生産或服務流程；研究組織形式與組織界面，便于員工參與管理和決策，使員工行為與組織目标相适應等。

3. 育人元素

誠實守信、嚴謹細緻、可持續性思維

4. 教學方法

采用邊問邊練、邊講邊演、現場考察法，企業課堂法，項目探究、研讨辯論等，組織和引導學生積極參與，引起學生情感共鳴。

2. 課程思政案例名稱

從問題分析入手，引導學生分析研究的思辨能力、全局觀和人際交往的能力。

1. 教學導入

從問題分析入手，引導學生除了能夠用科學工具分析問題，還要具備分析研究的思辨能力、全局觀和人際交往的能力。

2.教學内容

分析問題：

①訪談法,、5W1H法、動素分析法等尋找原因；

②動作分析、流程分析等剖析問題；

③采用人因風險評估工具進行定性和定量分析，确定問題點和行動等級。包括定性和定量分析如下：

全身篩查（定性）：OSHA篩查工具、OSHA視覺顯示終端檢查表等、Washington State警戒區域表、Washington State危害區域表等。

全身風險評估（定量）：QEC) 快速工效學檢查表、Rodgers肌肉疲勞評估、PLIBEL 瑞典工效學危害識别方法、KIM德國關鍵指标法、REBA快速全身評估、OCRA職業重複性活動指數。

上肢風險評估（定量）：RULA快速上肢評估、 ACGIH®TLV®手部活動等級、ACGIH® TLV® 手臂振動、

 Moore& Garg肌肉緊張指數、Utah肩部瞬時評估模型等。

基于生理學的風險評估（定量）：代謝率估算等。

提舉評估（定量）：ACGIH® TLV®提舉篩查法、Snook心理生理表、Washington State 提舉計算器、NIOSH 提舉公式(1991)、Utah 背部受壓模型等。

2. 育人元素

思辨能力、全局觀和人際交往的能力

4. 教學方法

采用案例式、啟發式、探究式、問題式、項目式、情景模拟式、比較式等多種教學方法，組織和引導學生積極參與，引起學生情感共鳴。辯論式教學培養學生全面、辯證的思維；分組學習培養學生的集體觀念和協作意識；案例分析增強理解力；讨論式教學培養學生的自覺性和主動性，從而有效激勵學生學習内動力的産生。

3. 課程思政案例名稱

從解決問題入手，引導學生勇于探索、創新設計的科學精神和創新精神

1. 教學導入

從解決問題入手，構思解決方案入手，引導學生除了能夠掌握科學的設計方法，還要有勇于探索、創新設計的科學精神和創新精神。

2. 教學内容

構思方案：

①操作方式、作業流程優化；

②工具、夾具改進；

③近身作業空間、個體作業空間、整體作業空間優化；

④基于人體測量學的工位改進，桌椅改進等；

⑤人機交互優化；

⑥照明環境改善；

⑦噪聲環境改善；

⑧溫度、濕度等微氣候環境改善。

方案展示：

①制圖、建模或分析仿真軟件；

②紙闆模型或各種成型打樣技術；

③圖、表、實施方案等。

專業理論與思政融入：

• 作業空間的概念：作業空間包括作業者在操作時所需的空間及在作業中所需的機器、設備、工具和操作對象所占的空間範圍。它包括近身作業空間、個體作業場所和總體作業空間，區别如下：

近身作業空間：作業者在某一固定工作崗位時，考慮人體的靜态和動态尺寸，在坐姿或站姿狀态下，為完成作業所及的空間範圍。

個體作業場所：作業者周圍與作業者有關的，包括設備等因素在内的作業區域。

總體作業空間：多個相聯系的個體作業場所布置在一起構成的作業空間。

• 作業空間設計的内涵：

作業空間設計從廣義上看，是指按照作業者的操作範圍、視覺範圍以及作業姿勢等一系列生理、心理因素對作業對象、機器設備、工具等進行合理的空間布局，給人、物等确定最佳（合理）的流通路線和占有區域，以提高系統的可靠性、舒适性和經濟性。從狹義上看，是合理設計工作崗位空間。

• 作業空間設計的一般要求：

• 近身作業空間設計應考慮的因素：作業特點、人體尺寸、作業姿勢、個體因素、維修活動等。

• 作業場所布置原則：重要性原則、使用頻率原則、功能原則、使用順序原則等。

• 總體作業空間設計的依據：組織的生産（作業）方式、工藝（過程）特點決定了總體作業空間結構（即多個個體作業場所的空間結構）。

• 作業空間設計的基本原則:

• 應以人的生理、心理特點為依據，不能超出作業者的作業範圍;

• 從人的要求出發，處理好總體空間與局部空間之間的關系,處理好個體場所之間的相互關系;

• 保證作業的安全，盡量減少疲勞;

• 控制器、顯示器裝置根據重要程度與使用頻率布置在作業範圍的最佳區、易達區和可達區。

• 作業空間設計中人的因素:

作業空間設計的設計即首先要考慮人的需要，為操作者創造舒适的作業條件。作業空間設計需要考慮的人體因素包括：人體測量學、人的視覺要求、人的行為影響、人的主要工作體位等。

• 用人體測量設計工作台時可以遵循以下步驟:

1. 決定在設計中需要重點考慮的人體尺寸

2. 确定使用設備或設施的人群，從而建立需要考慮的尺寸範圍

3. 确立所要适用的設計原則（極端設計，可調範圍設計或平均設計）

4. 在有些情況下需要選擇适應人口的比例（90%，95%等）或其他的相關設計問題；

5. 為總體确立人體測量數據表，抽出相關值；

6. 如果需要穿特别的衣物，增加适度的寬容（有些可以查閱人體測量的文獻）；

7. 建立所設計的設備或設施的同尺寸的實體模型，利用實體模型，選擇極端的使用者完成典型的任務。世界上所有的人體測量數據都不能代替這種實體模型。

• 人的視覺要求：包括視野、主要視力範圍、眼高、視覺運動規律等。

• 人的行為影響：人進行正常作業除了所必須的物理空間。實際上，人對作業空間的要求，還受社會和心理因素影響。一般來說，人的心理空間要大于操作空間要求。當人的心理空間要求受到限制時，會産生不愉快的消極反應或回避反應。因此，在作業空間設計時，必須考慮人的社會和心理因素。

• 人的主要工作體位：作業時體位正确，可以減少靜态疲勞，有利于提高工作效率和工作質量。作業空間設計時，應能保證在正常作業時，作業者具有舒适、方便和安全的姿勢。作業過程中，作業者通常采用坐姿、立姿、坐立交替相結合的姿勢，也有一些作業有跪姿和卧姿。

• 作業空間設計的内容：作業空間經常又被稱作工作空間包迹，指人體進行工作的三維空間。作業空間設計内容包括：作業範圍設計、工作台設計、作業空間的布置等。

• 作業空間的設計評價，是指在作業空間的設計過程中或設計完成以後，對設計方案進行比較、評定，由此确定各方案的價值，判斷其優劣，以篩選出最佳的設計方案。設計評價是設計過程中不可缺少的一步，包括評價方法、評價步驟、評價内容。

• 經驗評價法：适用于方案不多，問題不複雜的情況。評價時可根據評價者的經驗，對方案做簡單粗略的分析和評價。如采用淘汰的方法，經過分析直接去除不可取的方案。

• 數學分析法：運用數學工具進行分析、推倒和計算，通過得到的定量參數進行評價。數學分析法中主要有排隊法（通過排隊的方法去除較差的方案）、記分法（通過給方案打分的方法去除低分方案）等。

• 實驗評價法：通過模拟實驗或樣機試驗來評價。是一種較準确的評價方法，适用于較重要的方案設計。

3. 育人元素

勇于探索、創新設計的科學精神和創新精神

4. 教學方法

采用邊問邊練、現場考察法，邊講邊演、企業課堂法，項目探究、研讨辯論，數字仿真和實物模拟并行，教師導演學生串演，企業導師案例點評，生講生評、生問生答，以練代講、邊做邊評等方法。組織和引導學生積極參與，引起學生情感共鳴。辯論式教學培養學生全面、辯證的思維；分組學習培養學生的集體觀念和協作意識；案例分析增強理解力；讨論式教學培養學生的自覺性和主動性，從而有效激勵學生學習内動力的産生。

特色及創新

1. 課程人因工程以人為本的理念與思政元素天然融合，課程設計的整個過程及成果報告的各個部分，均與思政育人元素無縫銜接。

2. 通過企業項目和企業文化，讓學生浸潤式地感受思政育人點，潤物細無聲。

教學成效

1. 學生在企業考察中尋找問題的過程，要求學生必須實事求，具有敏銳的觀察力，這點在學生的選題意義中可以體現。

2. 通過實踐，學生使用科學工具分析問題的能力得到很好的鍛煉，在分析研究中，可以考察學生的思辨能力、全局觀和人際交往的能力。

3. 在方案構思中，學生必須結合各種建模方針的科學的設計方法，這非常挑戰學生的探索、創新設計的精神，這點在課程設計報告的設計部分可以體現。

教學反思

在整個實踐過程中，在發現問題階段，學生往往積極性非常高，充滿熱情，但也有個别同學會有畏難情緒，覺得企業看上去很先進，管理井然有序，我一個沒有經驗的大學生能做什麼？在不斷的溝通、交流和鼓勵中，學生多數都很好找到問題切入點。

而在構思方案階段，普遍存在能力不足，手段有限的情況。部分學生會挑戰難題，主動去自學一些建模仿真工具，而部分學生思路就比較局限，需要進一步思考更好的解決方式。