基于翻轉課堂的人機工程學教學方法探究

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翻轉課堂教學法是以學生課前自主學習、課堂試驗練習為主，老師課堂講解為輔的一種教學方法。這種方法因可極大激發學生的求知欲望，培養學生獨立思考能力而被廣泛應用，受到各級教學部門的重視。邱蕓根據小學語文課堂中學生年齡小、知識點松散等特點,提出了語文翻轉課堂應研發高質量微課、培養學生自學能力、提高教師研讀能力、增加課堂實效和加強家校聯系等方法。吳華等通過對翻轉課堂教學的起源、內涵、理論的相關研究，以布魯姆教育目標分類學理論為基礎，構建了初中數學翻轉課堂基本流程，并設計了初中數學翻轉課堂教學的實施步驟。顧葉斌在語文教學中引入翻轉課堂,探討了翻轉課堂在高中作文教學中的應用模式，打破了傳統教學結構，推動了課堂轉型。彭敏在大學英語讀寫課的翻轉課堂教學實踐中，充分利用網絡微課平臺、精心做好課堂設計、重視對學生的指導和監督，真正轉變了教師的角色。從以上分析可以看到，翻轉課堂教學法在中小學及大學的基礎課教學中應用較多，但在大學專業選修課中應用卻較少。大學選修課是學生根據自己的專業需要和興趣愛好進行選擇，而大多數專業選修課中基本概念和陳述性知識較多，學生感覺枯燥乏味，缺乏學習興趣，因此，迫切需要應用翻轉課堂教學法改善大學選修課的教學質量。

1現有的人機工程學教學方法

人機工程學是一門理論性和實踐性都較強的學科，不少教師在該課程的教學方法上進行了有益的探索。郭紅光等人針對教學對象的培養目標，展現學科發展前沿，適當增加教學案例與實踐，以提高學生的實踐能力。適當加大課堂綜合表現的比重，充分發揮學生的積極性、主動性，實現課堂教學的高效開展。宋海草等人針對人機工程學課程傳統教學模式中存在的問題，提出了基于FC教學方法，通過師生角色轉變，提升學生自主學習的主動性和積極性，激發學生的創新能力。杜妍潔根據產品設計趨勢，分析用戶體驗與人機工程學的關聯性，提出了注重用戶體驗研究的人機工程學教學內容、教學方法和實踐教學步驟，探索以學生實踐為主，講練結合的方式，進一步引導實踐指導設計。陳亦仁等運用調研、實驗以及文獻研究的方法，詳細剖析了傳統教學中人機工程學課程所存在的問題，并針對這些問題，提出在教學內容、教學模式和教學手段等方面的改革措施。各方法的特點如表1所示。上述這些方法都在不同的方面提高了學生的學習興趣，但老師仍然作為演員在教學中承擔了大量的知識講授任務，學生的自主學習能力沒有得到有效激發。因此，該文根據人機工程學的特點提出基于翻轉課堂的教學方法。

2基于翻轉課堂的人機工程學教學方法

翻轉課堂教學法強調學生的課前自主學習和教師的課堂活動組織，因此，在人機工程學的教學過程中，必須做好以下四個步驟。

2.1布置課前自主學習

翻轉課堂教學法主要目標是培養學生的自主學習能力，因此，課前學習任務的布置是必不可少的環節，課前學習內容包含觀看相關課程章節的PPT和知識拓展視頻，以激發學生的興趣，了解基本概念和設計方法。

2.2制作優質教學視頻

除了提供學生一些拓展知識的視頻外，自制教學視頻也是必須的，優質教學視頻可結合教學內容和所用教材，通過視頻形式將教學PPT呈現給學生，以便于學生多次觀看和學習。

2.3組織課堂學習活動

翻轉課堂教學法強調學生課前自主學習，課堂通過完成各種練習了解學生對所學的基本知識和方法的掌握程度。因此，在課堂上老師所做的更多工作是答疑解惑，組織有序的課堂學習活動可起到事半功倍的效果。

2.4實施翻轉課堂教學

在實施翻轉課堂的教學活動中，需要對各主要步驟的效果進行評價，以便及時改進教學方法，更好地實現課堂翻轉。

3應用實例

人機工程學是一門研究人、機與環境的相互關系的學科，主要包括人體因素、人機界面、作業環境和人機系統設計等內容，主要探討應用人機工程學的原理和方法,進行人機系統的設計與分析評價的方法。進行翻轉課堂教學是人體測量章節，通過該章節的學習，可了解人體測量方法，測量數據的標準化，理解和掌握測量數據標準化的計算過程；了解手握式工具設計、工作座椅設計的生理學基礎和基本原則，懂得座椅設計的過程，熟練掌握座椅的設計原則。

3.1布置課前自主學習

3.1.1對象分析

在進行翻轉課堂設計時，必須考慮學生的知識結構及所學專業。這里所授課學生為機械電子專業的大四學生，電工電子方面的課程學習較多，機械設計及制造方面的課程相對了解較少，已學過理論力學、材料力學、機械設計、機械制造工藝學、計算機輔助設計等內容，但掌握情況良莠不齊，教學時應遵循以應用為目的。因此，有必要在課前任務中布置更多激發興趣的視頻或PPT。

3.1.2課前學習資料

(1)本科《人機工程學》教材，人體測量的配套PPT、動畫；(2)產品的設計原則（視頻）；(3)習題：測量本人身體的各種尺寸。通過課前學習安排，可使學生觀看視頻，了解生活中常見的人體測量基本術語，吸引學生對人體測量的注意力；學習人體測量基本術語及測量方法，掌握座椅設計的相關知識；利用案例分析，通過觀看座椅的經典設計案例，分析座椅的設計原則；根據課前任務完成的反饋情況，通過小組討論或學生上課講解等形式，鼓勵學生自己歸納、總結產品的設計原則。

3.2制作優質教學視頻

優質教學視頻可供學生反復觀看,加深知識的理解。視頻錄制的方法有很多，最常用的方法是利用CamtasiaStudio軟件進行錄制，該軟件是一款專門捕捉屏幕音影的軟件，能記錄影像、音效、鼠標移動的軌跡和解說聲音等屏幕動作，另外，還具有及時播放和編輯壓縮的功能，可對視頻片段進行剪接，輸出AVI及GIF等常用格式。使用時，需先安裝CamtasiaStudio軟件，再打開MicrosoftPowerpoint，可發現增加了一個名為“加載項”的菜單，如圖1所示。點開后可看到有五個圖標，先點擊“麥克風”和“話筒”圖標，開啟設備，然后點擊“預覽”圖標查看聲音和圖像效果，調整結束后，即可點擊“錄制”圖標開始錄制，圖2為錄制的效果圖。

3.3組織課堂學習活動

在翻轉課堂教學法中，課堂學習主要是為了檢驗學生課前學習的效果，有針對性地歸納總結所授章節的知識點，以評價學生的學習成果。組織課堂學習活動時，需進行以下幾項工作。(1)了解學習內容：在人體測量章節中，工作座椅的人機工程學設計方法，相關的人體測量方法,工作座椅設計的生理學基礎和基本原則已布置為課前學習任務。(2)制定學習目標：在人體測量章節中，學生需了解座椅設計的過程，熟練掌握座椅的設計原則，學生需設計出新型的座椅。（3）設計課堂活動：在進行課堂活動設計時，需分步驟、分形式和分時間安排不同階段的活動，具體活動安排如表2所示。設計良好的課堂活動可檢查課前任務的完成情況，應用理論知識于設計實踐，培養學生的自主動手能力，獲得較好的課堂教學效果。

3.4實施翻轉課堂教學

經過以上三個主要步驟后，翻轉課堂教學已基本完成，但還需進行評價，這種評價通常通過學生所完成的學習任務進行。該章節的學習任務是設計出個性化的座椅，大部分學生都可通過課堂實踐在規定的時間內完成，因此，該章節的翻轉課堂教學是可行的。詳細的翻轉課堂設計如表3所示。

4結語

翻轉課堂法是一種新型的教學模式，可有效培養學生自主學習能力，同時對老師提出了更高的要求。但在實踐中，需根據不同的教學內容，針對不同的教學對象，在設計中采用不同的教學方式，以適應不同的教學要求。該文采用翻轉課堂教學法對部分章節進行了教學改革，有目的地提高了學生的學習興趣，獲得了較好的效果。下一步還需研究針對大班與小班學生進行翻轉課堂教學活動的問題。

作者:張惠 單位:浙江海洋學院船舶與海洋工程學院