技术人性化视角的工程技术教育

吴勇华+刁叔钧

[摘 要]工程技术教育不仅要传授学生科学技术知识，更要从技术人性化角度来培养学生。针对我国许多高校研究生和本科生开设的人机工程学课程，根据该课程的“人—机—环境”系统性特点，本着以人为本的工程技术观和服务于不同学科专业的教学需求，我们提出以技术人性化为中心的教学改革思路。针对课程的教学内容，构建以人为中心的“金字塔”教学改革方法。这一方法能使学生从本质上掌握和综合运用“人机工程学”知识，实现以人为本的“人—机—环境”系统的协调统一。

[关键词]人机工程学；技术人性化；工程技术；教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）12-0039-04

系统地向学生传授科学技术知识是大学工程技术专业教育长期以来秉持的原则。这对工程技术人才的培养具有重大意义，对现代工业发展具有很大的推动作用。然而，工业化以来对科学技术知识的盲目崇拜已经使人类在环境、生态、资源、社会伦理等方面付出了巨大的代价。在工程技术教育领域，有必要对现有的工程技术教育观念和方法进行深刻的反思。

人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人、机（泛指大到机器和工程设施，小到个人产品的一切器物）、环境三大要素之间关系的科学，是研究人的需求特性、工作生活环境与机器三者相匹配的问题，是为解决工业社会系统中人的效能、安全、舒适和健康问题而提供理论与方法的一门科学。人机工程学在高校的工业设计、工业工程、机械工程、车辆工程、安全工程、计算机等众多学科、专业的研究生和本科学生教育中受到重视。目前，我国有相当数量的高等院校开设了该课程。

人机工程学是一门处于发展中的新兴学科，在研究人、机、环境三要素的基础上，注重“人—机—环境”的系统性和整体性，寻求达到安全、健康、舒适、高效生产和工作的目的。[1]我们需要充分理解人机工程学课程所关注的以人为本的精髓，采用合理的教学方法，制定合理的教学内容，这样才能提高教学质量，达到较好的教学效果。为此，本文提出从技术人性化的角度讨论人机工程学课程的教学问题，由此引发对科学技术人性化的思考。

一、人机工程学课程性质

科学技术作为第一生产力在人类社会发展中发挥着至关重要的作用。技术与人两者总是不可分割的，研究技术及其产品和工业社会中的人的和谐关系就是人机工程学发展的起因。所以，人机工程学又叫人体工程学、人因工程学、人类工程学、工效学、工程心理学等，是一门研究人、机、环境三者之间协调、一致性的学问。人体科学、环境科学和技术科学及其产品三者之间的相互整合，构成了本课程的内容体系。从表面上看，该课程研究的是狭义的人、产品和环境之间相互协同的关系；从本质上看，该课程研究的是人、技术和社会之间的和谐问题。所以，该课程其目的就是为人类在工业社会建立一个舒适、安全、高效、和谐的工作与生存环境提供理论和方法。

科技产品的设计以及产品技术的发展总是要围绕人的需求来展开，并要适应和满足人类的生理和心理的特点。这些观念已逐渐在广大工程技术人员和消费者中形成共识。那么，工程技术人员在开发新产品、设计新项目的过程中应该遵循什么思想方法来考虑这些要求？这就需要深入到具有技术人性化功能的人机工程学精髓之中来进行探究。

二、技术人性化的人机工程学

（一）技术人性化思考

技术人性化是指技术对人需求的全方位的满足，是“科技以人为本”基本理念的体现。[2]技术人性化是当代高新技术发展的一个最为鲜明的趋势。技术人性化以满足人性需求、促进人类可持续发展为中心，通过引导科学技术发展按照人性需求加以改变，并使它以正能量为人服务，从而实现人真正意义上的自由解放。[3]科学技术的发展给人类社会带来了巨大的变化，既放大了人类的力量，同时也放大了破坏的力量，会产生某些非人性、负能量的恶果，从而给人类带来麻烦、威胁甚至灾祸。如1986年的切尔诺贝利核电站泄漏事故，2011年日本福岛核电站的爆炸泄漏，世界水利工程史上负面影响最难消除的阿斯旺大坝工程，家用电器的广泛使用导致臭氧层这一人类保护伞的破损，等等。这些威胁和灾难是技术对人性异化的结果。要想让技术更好地为人类服务，就必须积极寻找将技术赋予人性化的因素，实现技术的人性化功能，从而在当今科技快速发展的浪潮中保护人类。

从人文视角来看，机器工业时期以来，工具理性的泛滥、科技崇拜的盛行、拜物主义的形成等，导致了科技人文因素的失落。[3][4]著名的技术史和技术哲学家刘易斯·芒福德指出，“在今天技术高度发达的时代，是以‘巨机器为代表的单一技术为主导的时代，产生了机器的神话，人沦为机器的奴隶，于是应该转向多元化的、民主的技术，恢复人在技术发展中的主体地位，实现人和技术的协调发展”。伟大的爱因斯坦也曾经说过[5]：“关心人本身，应该始终成为一切技术上奋斗的主要目标。” 如果技术是朝向人的尺度和人性特征所创造和发展，那它将给人带来的是满足感、舒适感和自由感。控制论的创始人维纳通过自己的研究实践得出结论[6]：“技术的发展，对善和恶都带来无限的可能性……不能从市场的观点，从节省了多少钱的观点来看待这种新的可能性……出路只有一条：建立一个以不同于买卖关系的人的价值为基础的社会。”这些论述对于形成和推动人类社会认识技术的两面性，引导科学技术朝着“技术人性化”方向发展有着重要的启示意义。

（二）技术人性化教育

如何正确引导技术朝着具有人性化因素的方向发展，如何正确理解和实施技术人性化教育，促使技术走向“人—机—环境”的良性发展道路，这是值得全世界关注的重要议题。然而，技术人性化虽然有助于缓解和治理人与自然、人文与技术的紧张状态，有助于解决人、机、环境之间的矛盾，但如果还局限于从技术问题到技术方案的角度来谈解决问题，那么其思路还是狭窄的。我们认为，只有从人与自然、人文与技术、人与机器的总体的生态平衡的视角来考察问题，也就是在“人—机—环境”的总体框架内来讨论问题，才能找到富有远见的解决问题的方案。

自然界与人类的和谐统一的“天人合一”正是现代科学技术发展中所迫切需要的至关重要的理念。所以，现代技术产品设计和生产过程中以人为本的思想逐步发展为一门新的学科，即人机工程学。人机工程学是一门研究技术人性化的学科，设计技术人员应该通过学习本课程接受到技术人性化教育。

技术人性化教育是一个在技术活动中关注生命的动态过程。实施技术人性化教育，应始终突出人的主体地位和作用，树立以人为本的思想，坚持人的自然属性与科学技术属性的辩证统一。然而，从我国高校教育的现状来看，技术人性化教育的实施尚处于中低水平。在工程技术教育中不难看出，教学工作鼓励的是固有知识、结论的机械认同，而不是独立、创新、发展的思维；追求的是学生技术知识与能力的标准化，而不是关注技术的人文关怀及技术的应用对人产生的弊端。这样的教学模式势必会造成学生只注重技术的思维定势。

（三）人机工程学体现了技术人性化教育

针对在新时代背景下对工程技术人员加强技术人性化的教育问题，美国学者A·Woodcock提出了“人机工程教育学”的理论。他认为人机工程教育是技术与人文的桥梁，是科学技术研究、人性关怀以及社会生活三者之间的交集，是大学对人类社会发展中技术文明的认知教育。他认为“人机工程教育学”在大学教育中具有十分重要的地位。[7][8]对“人—机—环境”知识的缺乏和漠视，使人类的社会生活和生产遭遇了许多问题，使技术产品与使用者碰到了许多麻烦，影响了技术产品的正常使用、人们的彼此交往和工作效能的提高。

虽然现代技术产品的设计出现了绿色设计、生态设计、以人为本的设计等理念，但这些理论方法在实施过程中遵循的仍是技术思维，强调的仍是技术功能，忽视了以人为本的人性因素。所以在本课程教学的过程中，如果只是将教材里的内容逐一地讲解，那么学生对于人机工程学的定义、研究对象以及在产品设计中的作用就不是非常的理解，容易把本课程单纯地看作是一门以数据分析、技术研究为主的课程。可见，确立以技术人性化为观点的人机工程学教学改革思路契合了人机工程学课程的精髓。

三、从技术人性化角度谈人机工程学课程教学改革

（一）教学改革思路

在课程教学过程中，一些问题始终萦绕在我们的脑海中：我们研究、学习本课程的终极目标是什么？教师应该教给学生的是什么？作为一门新兴的学科，它的魅力在哪里？这是我们在本课程教学中应该正视、思考的问题。[9][10][11]我们根据该课程的“人—机—环境”特点及服务于不同学科专业的教学需求，基于技术人性化思路，提出了以人为中心的“金字塔”的教学模式，从人性化角度指导人机工程学教学工作。

人机工程学“金字塔”教学改革方法是由塔底面的三个“点”和塔上“顶点”形成的一个金字塔形状，如图1所示。塔底面第一个“点”就是人的特征的讲述，其内容主要是关于人的特征本身的教学；第二个“点”是“机”的设计规律的探索，其内容更多的是技术理性分析；第三个“点”是工作环境的协调性保证。这三个层面应相互结合，层层递进，最后形成“人—机—环境”一体化效果，即人机综合效果，实现“人—机—环境”系统中人的最佳感受，这就是“金字塔”的“顶点”。只有这样才能真正体现本课程的魅力，形成一个完备的课程教学过程。

“金字塔”的教学方法就是将教学思路与过程分解为 “人的需求是什么？怎样为人设计？达到什么样的人机协调效果？”三个支撑点，即分阶段、分层次解决设计中的人机学问题，以达成“人—机—环境”一体化的效果。以三个“点”为基础，以“顶点”为中心目标组织安排教学内容，加强理论教学与实践教学的互动，这样不仅能使学生掌握本课程的基本原理和方法，更重要的是能使学生深刻地认识和理解人与技术之间的和谐问题。

（二）课程教学改革内容

为此，我们将人机工程学课程分为三个维度和一个目标，即人的维度、机的维度（包含人机交互和作业等）、环境的维度和人性化需求目标，如表1所示。课程教学的重点是“人”，在课程内容安排上围绕“人”的维度来展开。首先通过人体测量和人体基础数据使学生掌握人的特征尺度及其在“人—机—环境”中的具体应用方法；然后从与技术产品设计有关的人的“中枢神经系统”、“感觉系统”、“运动系统”3大系统知识来讲述其与技术产品设计的关系及应用方法。“机”的维度主要是以人机交互，如显示系统、操作系统、手握式工具和工作桌椅为主的人机信息界面与常用工具设计，生产作业主要是作业姿势、动作设计、作业岗位和作业空间分析，其他主要研究人机系统的总体设计、虚拟人机学、绿色人机学、智能化人机学和事故成因分析及其安全设计等。环境维度因素主要是与人和机器有关的环境因素，如热环境、光环境等。人性化目标关注人在系统中的最直接感受，如安全感、舒适感、健康状态、卫生条件及工作效率。通过以上内容的教学安排可给学生构建出一个清晰的、以人为中心的课程框架体系，从整体性把握课程内容，强化各部分的内在联系。

（三）技术人性化教学改革的作用

以人为本、以技术人性化为目标的人机工程学教学改革对技术产品设计和工业生产过程的作用可以概括为：1.重视人的因素，在技术研究和产品设计中满足人的基本需求；2.考虑“机”功能的合理性，为技术研发提供科学依据；3.考虑环境因素，为技术产品提供设计准则；4.重视“人—机—环境”系统的和谐，为技术设计提供理论依据和工作程序。

以人为中心、以技术人性化为目标的人机工程学教学改革不仅可以提升当今大学生的科技素养，还可以增强他们对以人为中心的实施能力。最佳的设计技术必然是人、环境、技术、经济、文化等因素的和谐统一。为此，工程技术人员应在以上各方面中找到一个最佳平衡点。从技术、人的关怀和社会方面来判断最佳平衡点的标准，就是在技术设计中坚持技术人性化的主导思想，并将以人为本贯穿于技术工作的全过程。

四、结束语

为了提高人机工程学课程教学质量和学习效果，要根据各专业人才的培养目标明确人机工程学的教学目的，在教学模式上不能仅局限于传授知识技术，还要重视技术的人性化思想的培养，紧紧围绕“人—机—环境”和以人为本的教学理念。在教学内容组织上注重与背景学科的融合，重视学生人机工程学思想的培养以及对课程基础理论和基本技能的掌握，拓宽本课程教学的广度。在教学方法上要针对本课程的具体内容，采用案例教学、实践教学和理论教学相结合的教学方式。只有这样，才能达到各专业应用型人才培养对本课程的要求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2005.

[2] 许鸣洲.技术的人性化：趋势与课题[J].科学技术与辩证法，2005（5）：70-74.

[3] 卢旺林.论两种不同意义上的技术人性化[J].科学管理研究，2006（1）：48-51.

[4] 贾丽丽.基于人性技术化与技术人性化的哲学思考[J].科学之友，2009（12）：125-126.

[5] 爱因斯坦.爱因斯坦全集（第3卷） [M].北京：商务印书馆，1979.

[6] 诺伯特·维纳.人有人的用处[M].北京：商务印书馆，1978.

[7] Woodcock A. Ergonomics，education and children：A personal view[J].Ergonomics，2007（10）：1547-1560.

[8] 卢兆麟，汤文成.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].工程图学学报，2009（6）：1-9.

[9] Vink Peter，Koningsveld Ernst A P，Molenbroek Johan F. Positive outcomes of participatory ergonomics in terms of greater comfort and higher productivity[J].Applied Ergonomics，2006（4）：537-546.

[10] 杜镰.基于设计三阶段模式的人机工程学课程改革研究与实践[J].中国现代教育装备，2010（11）：67-69.

[11] 马如宏.人因工程课程教学研究[J].盐城工学院学报（自然科学版） ，2006（2）：66-68.

[责任编辑：陈 明]