基于翻转课堂的人机工程学教学方法研究
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0009-03
Research on Ergonomics Teaching Method Based on Flipped Classroom
Zhang Hui
（School of Naval Architecture and Ocean Engineering，Zhejiang Ocean University，Zhoushan Zhejiang，316022，China）
Abstract：In order to improve the students'ability of autonomous learning and knowledge application，a new method of ergonomics teaching based on the flipped classroom is put forward in this paper.Firstly，the mode and method of applying flipping the classroom are analyzed.Then the teaching methods of the existing ergonomics are compared， and the features of methods used to teach ergonomics are analyzed.Some new teaching methods of flip classroom applied to ergonomics are put forward.The steps of the autonomous learning，making the quality teaching video and organizing the classroom learning activity during the teaching process are described. Finally，this method is verified by the example.The results show that the method is effective and feasible.
Key Words：Autonomous learning；Knowledge application；Flip classroom；Ergonomics；Teaching method； Application mod
翻转课堂教学法是以学生课前自主学习、课堂试验练习为主，老师课堂讲解为辅的一种教学方法。这种方法因可极大激发学生的求知欲望，培养学生独立思考能力而被广泛应用，受到各级教学部门的重视。邱芸[1]根据小学语文课堂中学生年龄小、知识点松散等特点，提出了语文翻转课堂应研发高质量微课、培养学生自学能力、提高教师研读能力、增加课堂实效和加强家校联系等方法。吴华[2]等通过对翻转课堂教学的起源、内涵、理论的相关研究，以布鲁姆教育目标分类学理论为基础，构建了初中数学翻转课堂基本流程，并设计了初中数学翻转课堂教学的实施步骤。顾叶斌[3]在语文教学中引入翻转课堂，探讨了翻转课堂在高中作文教学中的应用模式，打破了传统教学结构，推动了课堂转型。彭敏[4]在大学英语读写课的翻转课堂教学实践中，充分利用网络微课平台、精心做好课堂设计、重视对学生的指导和监督，真正转变了教师的角色。从以上分析可以看到，翻转课堂教学法在中小学及大学的基础课教学中应用较多，但在大学专业选修课中应用却较少。大学选修课是学生根据自己的专业需要和兴趣爱好进行选择，而大多数专业选修课中基本概念和陈述性知识较多，学生感觉枯燥乏味，缺乏学习兴趣，因此，迫切需要应用翻转课堂教学法改善大学选修课的教学质量。
1 现有的人机工程学教学方法
人机工程学是一门理论性和实践性都较强的学科，不少教师在该课程的教学方法上进行了有益的探索。郭红光等人[5]针对教学对象的培养目标，展现学科发展前沿，适当增加教学案例与实践，以提高学生的实践能力。适当加大课堂综合表现的比重，充分发挥学生的积极性、主动性，实现课堂教学的高效开展。宋海草等人[6]针对人机工程学课程传统教学模式中存在的问题，提出了基于FC教学方法，通过师生角色转变，提升学生自主学习的主动性和积极性，激发学生的创新能力。杜妍洁[7]根据产品设计趋势，分析用户体验与人机工程学的关联性，提出了注重用户体验研究的人机工程学教学内容、教学方法和实践教学步骤，探索以学生实践为主，讲练结合的方式，进一步引导实践指导设计。陈亦仁等[8]运用调研、实验以及文献研究的方法，详细剖析了传统教学中人机工程学课程所存在的问题，并针对这些问题，提出在教学内容、教学模式和教学手段等方面的改革措施。各方法的特点如表1所示。
上述这些方法都在不同的方面提高了学生的学习兴趣，但老师仍然作为演员在教学中承担了大量的知识讲授任务，学生的自主学习能力没有得到有效激发。因此，该文根据人机工程学的特点提出基于翻转课堂的教学方法。 2 基于翻转课堂的人机工程学教学方法
翻转课堂教学法强调学生的课前自主学习和教师的课堂活动组织，因此，在人机工程学的教学过程中，必须做好以下四个步骤。
2.1 布置课前自主学习
翻转课堂教学法主要目标是培养学生的自主学习能力，因此，课前学习任务的布置是必不可少的环节，课前学习内容包含观看相关课程章节的PPT和知识拓展视频，以激发学生的兴趣，了解基本概念和设计方法。
2.2 制作优质教学视频
除了提供学生一些拓展知识的视频外，自制教学视频也是必须的，优质教学视频可结合教学内容和所用教材，通过视频形式将教学PPT呈现给学生，以便于学生多次观看和学习。
2.3 组织课堂学习活动
翻转课堂教学法强调学生课前自主学习，课堂通过完成各种练习了解学生对所学的基本知识和方法的掌握程度。因此，在课堂上老师所做的更多工作是答疑解惑，组织有序的课堂学习活动可起到事半功倍的效果。
2.4 实施翻转课堂教学
在实施翻转课堂的教学活动中，需要对各主要步骤的效果进行评价，以便及时改进教学方法，更好地实现课堂翻转。
3 应用实例
人机工程学是一门研究人、机与环境的相互关系的学科，主要包括人体因素、人机界面、作业环境和人机系统设计等内容，主要探讨应用人机工程学的原理和方法，进行人机系统的设计与分析评价的方法[9]。
进行翻转课堂教学是人体测量章节，通过该章节的学习，可了解人体测量方法，测量数据的标准化，理解和掌握测量数据标准化的计算过程；了解手握式工具设计、工作座椅设计的生理学基础和基本原则，懂得座椅设计的过程，熟练掌握座椅的设计原则。
3.1 布置课前自主学习
3.1.1 对象分析
在进行翻转课堂设计时，必须考虑学生的知识结构及所学专业。这里所授课学生为机械电子专业的大四学生，电工电子方面的课程学习较多，机械设计及制造方面的课程相对了解较少，已学过理论力学、材料力学、机械设计、机械制造工艺学、计算机辅助设计等内容，但掌握情况良莠不齐，教学时应遵循以应用为目的。因此，有必要在课前任务中布置更多激发兴趣的视频或PPT。
3.1.2 课前学习资料
（1）本科《人机工程学》教材，人体测量的配套PPT、动画；
（2）产品的设计原则（视频）；
（3）习题：测量本人身体的各种尺寸。
通过课前学习安排，可使学生观看视频，了解生活中常见的人体测量基本术语，吸引学生对人体测量的注意力；学习人体测量基本术语及测量方法，掌握座椅设计的相关知识；利用案例分析，通过观看座椅的经典设计案例，分析座椅的设计原则；根据课前任务完成的反馈情况，通过小组讨论或学生上课讲解等形式，鼓励学生自己归纳、总结产品的设计原则。
3.2 制作优质教学视频
优质教学视频可供学生反复观看，加深知识的理解。视频录制的方法有很多，最常用的方法是利用Camtasia Studio软件进行录制，该软件是一款专门捕捉屏幕音影的软件，能记录影像、音效、鼠标移动的轨迹和解说声音等屏幕动作，另外，还具有及时播放和编辑压缩的功能，可对视频片段进行剪接，输出AVI及GIF等常用格式。
使用时，需先安装Camtasia Studio软件，再打开Microsoft Powerpoint，可发现增加了一个名为“加载项”的菜单，如图1所示。点开后可看到有五个图标，先点击“麦克风”和“话筒”图标，开启设备，然后点击“预览”图标查看声音和图像效果，调整结束后，即可点击“录制”图标开始录制，图2为录制的效果图。
3.3 组织课堂学习活动
在翻转课堂教学法中，课堂学习主要是为了检验学生课前学习的效果，有针对性地归纳总结所授章节的知识点，以评价学生的学习成果。组织课堂学习活动时，需进行以下几项工作。
（1）了解学习内容：在人体测量章节中，工作座椅的人机工程学设计方法，相关的人体测量方法，工作座椅设计的生理学基础和基本原则已布置为课前学习任务。
（2）制定学习目标：在人体测量章节中，学生需了解座椅设计的过程，熟练掌握座椅的设计原则，学生需设计出新型的座椅。
（3）设计课堂活动：在进行课堂活动设计时，需分步骤、分形式和分时间安排不同阶段的活动，具体活动安排如表2所示。设计良好的课堂活动可检查课前任务的完成情况，应用理论知识于设计实践，培养学生的自主动手能力，获得较好的课堂教学效果。
3.4 实施翻转课堂教学
经过以上三个主要步骤后，翻转课堂教学已基本完成，但还需进行评价，这种评价通常通过学生所完成的学习任务进行。该章节的学习任务是设计出个性化的座椅，大部分学生都可通过课堂实践在规定的时间内完成，因此，该章节的翻转课堂教学是可行的。详细的翻转课堂设计如表3所示。
4 结语
翻转课堂法是一种新型的教学模式，可有效培养学生自主学习能力，同时对老师提出了更高的要求。但在实践中，需根据不同的教学内容，针对不同的教学对象，在设计中采用不同的教学方式，以适应不同的教学要求。该文采用翻转课堂教学法对部分章节进行了教学改革，有目的地提高了学生的学习兴趣，获得了较好的效果。下一步还需研究针对大班与小班学生进行翻转课堂教学活动的问题。
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