王平凯 王俊力 岳晓峰 赵世彧 李昕泽
（长春工业大学 机电工程学院，吉林省，长春，130012）
[摘 要]本文提出基于现实生活案例的人因工程课程设计模式的研究，人因工程课程设计是工业工程专业的重要实践性教学环节。让学生以开放式的课程设计题目入手，充分利用本门课程所学到的相关理论知识，结合现实生活中的案例从人因工程学的角度加以优化改善分析，最终达到符合人因的设计。通过实践证明，这一教学模式能明显激发出大 学生处理现实生活中问题的兴趣、能力和创新性。
[关键词]课程设计；人因工程；教学模式；教学实践
[中图分类号]G642.0 文献标识码：A
1 引言
“高等教育普及化与高校人才培养”国际论坛暨中国高等教育学会院校研究分会2020年学术年会中提出适应学生特点、教学内容特点以及培养目标需要，是高职育人机制调整的关键。新的教学模式除了重视课程本身内容随时代背景而更新，还应该打造出适应当代大背景要求下的课程新目标，即建立积极互动并逐步将学生作为教学主体，教学相长。大学本科教育是高等教育的基础，本科教育教学改革具有基础性的作用[1]。
本文将以工业工程专业人因工程课程设计——《某超市人因工程学分析及改善设计》为例，进行课程设计模式研究。
2 超市收银区人因工程分析及改善设计
2.1 某超市购物现状
1.购物路线未标明。在顾客量很多的情况下购物通道非常拥挤，多处路段顾客滞留，没有明确的商品指示牌导致顾客盲目寻找商品从而加剧拥堵。
2.购物车造成拥挤。超市的购物通道为双向通行的，大多数货架之间的距离只能同时通过两个手推车，在人多时就造成道路拥挤。某些路段只能通过一个手推车，更是给超市通道造成了很大压力。
3.货架过高以及陈列摆放不合理。超市货架最高为6层，每层高度为30cm，最高一层拿取相对困难。对于顾客需求量大的物品类型，摆放得不合理。
2.2 针对超市现存问题的优化与改善
1.购物路线方面优化与改善。首先，针对整体路线指示牌优化。对于路线指示牌优化，参照一些大型商场的设计，如图1在超市的进门处把每层的对应商品区域罗列出来。同时，在扶梯出口处设置一个对该层整体的详细导购路线图，如图2所示。
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其次，针对标签路线指示牌优化。将标签指示牌移到货架外边，可将每个货架的标签左右均设置一个，方便各通道的顾客提前了解到商品摆放的信息；同时，避免标签之间相互遮挡，在同一侧，可以将标签高低错开排列，并用不同的颜色区分开来，以解决遮挡的弊端。概念图如图3所示。
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除此之外，在宣传促销产品的时，使用视觉、听觉环境相结合。在声音、色彩的刺激之下，顾客可以更好地掌握超市优惠政策，一定情况下，可以达到超市盈利的目的。
2.针对购物车本身的改善
超市入口处会有摆放整齐的购物车，经过仔细测量，购物车的基本尺寸如下表1所示：
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考虑人体工程学及人的行为心理习惯等多方面因素。对于未成年人来说，一般是由大人带领；对于老年人来说，也多会有中年人陪同。所以设定18-60岁之间的人为主要使用群体。六大区域年龄为18-60岁人的身高平均值如下表2所示：
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根据表2可知，华北地区18-60岁男性的平均身高为1693毫米，18-60岁女性的平均身高为1586毫米。根据表3和4可知，男性的肘高值比女性的肘高值高，根据人体数据运用准则应选用男子第50百分位数和女子第50百分位数的平均值作为基本参数，应该在左右，在此基础上加一个宽放率，根据实地测量的购物车高度，在表1中可以看出，超市的购物车是95cm比较合理。
3.针对超市货架的改善
首先，超市货架的摆放要遵循“大与小，轻与重”的原则。商品摆放时，重量轻、体积小的商品应该摆放在货架上端，重量重、体积大的商品应该摆放在货架下端。一方面，是为了保持货架的平衡，避免货架出现倾斜、歪倒的现象，另一方面，这种布局也符合人们的视觉习惯和审美标准。
其次，超市的货架应该按一定的优先顺序摆放。超市货架一般不会太高，最顶端一层和最底下的两层往往被消费者忽略，这就要求超市在摆放商品时，主要商品或有优惠活动的商品要摆放在最引人注意的货架层上，建立一定的优先顺序。
2.3 利用Flexsim软件对超市收银区仿真与评价
1、仿真基本参数设置
Flexsim软件仿真中，利用流动实体模拟顾客在超市中的流动状态，顾客到达时间服从泊松分布，服务时间服从指数分布，顾客经过购物之后，60% 的流动实体进入到自助收银区的等候区，40% 的流动实体进入人工收银区的等候区，在等候区排队进行结账。为了方便区分，人工收银在下方，自助收银在上方，整体布局如下图4所示。
2、优化前后顾客等待时间和等待队长
仿真时间按一天28800秒（8小时）设置，优化前购物时间服从期望为20分钟，方差为2分钟的随机分布，人工收银数设置为6台、结账时间设为8分钟，自助收银数设置为12台、结账时间设为5.5分钟；优化后购物时间服从期望为15.5分钟，方差为1.5分钟的随机分布，人工收银数设为5台、结账时间设为7分钟，自助收银数设为17台、结账时间设为4.5分钟。通过Maximum Content设置，在Dashboard上面用柱状图直观统计出人工和自助收银区的平均等待时间和平均等待队长，如图5和图6所示，由图5和图6得表5优化前后直观地对比。
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从表5可知自助收银区优化前顾客等待时间为158秒，优化后降为34秒，时间减少了78.5%，顾客排队长度减少了3/4；在人工收银区，优化前顾客等待时间为742秒，排队等待结账顾客多达15人，优化后顾客等待时间仅需要139秒，减少了81.3% ，顾客排队长度也缩短了73.3% ，优化效果明显。
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2.4 超市改善优化结论
课题运用了人因工程课程的有关理论，站在“以人为中心”的角度改善了楼层标签的布局、货物标签位置，方便顾客在较短时间内找到自己所需物品；利用有关数据验证了超市购物车的高度还是在合理的范围内。希望此次的优化改善研究能够对超市管理作出一些贡献和参考。
3 课程设计模式研究主要内容
3.1 题目更为开放，减少对学生思维约束
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[3]，下表5列出部分参考题目：
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题目一结合2020年新冠疫情大背景设置的题目，学生可以在这个范围内自行研究选题，充分结合本门课程，针对医疗必需品生产加工的环境、生产厂家的布局、工作台的尺寸是否符合人—机—环境的关系进行优化。
题目二、四和五这3个题目是针对公共场所进行相关优化与改善的设计，受用者的范围比较大，主要以普通大众的进行优化，即要求有一定的普适性，需要结合色彩、噪声等方面进行人因设计和改善，加以应用于实际中。
题目三和六这2个题目研究的对象某个物品，需要学生站在特定某个物品的受用者角度，利用所学到的知识发现违背人因理念的设计，然后利用人——机关系理论进行改善设计，使得该物品品符合人因工程理论知识。
3.2 重视引导学生发现问题，养成优化研究习惯
人因工程课程设计目的是培养IE专业的学生重观察、善思考，将所学理论知识和现实中发现的问题加以比较，力求找到满足人因理念的改善设计方案，进一步提高工程知识的应用逻辑。人因工程课程设计这门必修课程在加深和巩固学生对人因工程基础知识、理论和研究方法理解和掌握的基础上，更希望通过这次课程设计，培养出学生“以人为本”的观念，可以将工程改进的理念带到平常的生活中，逐渐成为处理问题的习惯，这就使得课程设计的意义提升了到新的高度，这也是高校老师所追求的。
3.3 成绩评定以学生多元性、创新性为评价标准
相比于机械、电气等工程性比较强的课程设计来说，人因工程课程所涉及的实际应用背景、范围往往比较宽泛，研究结果也是由许多影响因素共同作用下得到的，人因工程课程设计在具有“工程”属性的基础上，还同时兼备“实用”特征。基于此特征，我们并不给学生设定一贯的标准答案作为最后成绩评估依据，相反我们设定的标准更注重对当今社会实际背景下的探索化和创新化的研究。体现了“因材施教”的教学理念，同学发现问题及时和老师一起研究探讨，确定最终的改进方案，逐步引导学生进入持续的自主科学性研究探索之中，并不是一味地“寻找唯一标准答案”。
4 结语
通过将人因工程课程设计模式研究应用在近三年工业工程专业的教学中，我们发现相较于之前，学生的发现问题的主动性以及将发现的问题能利用有关人因工程理论知识解决的能力大幅度提高。很多大四的工业工程学生反映，在完成课程设计后，他们会经常用“以人为本”的思维看待身边存在亟须解决的问题，他们突然觉得身边的人机环境系统问题太多了，这就在无形之中帮助学生养成改善优化成为今后的一种研究习惯。学生在探索性研究性人因工程课程设计中初步体验到的科学研究方法，同时也为大学本科毕业设计提供了一种多角度看待问题、解决问题的思路。
当学生将发现的违反人因思想问题解决之后，在此过程中，学生更系统地、更全面地了解和掌握相关理论知识，使学生由被动接受者转变成主动探索者，潜移默化地提高学生对这门课程的积极自主探索性，对培养学生发散思维、大胆解决问题的能力有不可否认的帮助。
参考文献
[1]谢桂华．建设高等教育强国重大课题研究回顾与思考[J]．中国高教研究，2016，1：31—34．
[2]郭伏,钱省三.人因工程学[M].北京:机械工业出版社,2018.
[3]钱洁，房健民，陈志宏．生物技术专业综合性和设计性实验教学改革与实践[J]，实验室研究与探索，2014，33(1)：207—210．
基金项目：教育部产学合作协同育人项目“地方高校工业工程专业创新创业实践教育改革研究”（201802309012）；2020年吉林省本科高等教育教学改革重点课题“基于STEM理念的机械类一流专业新生态建设研究与实践”；吉林省教育科学“十三五”规划项目“新工科背景下地方高校创新创业工程实践教育体系改革研究”（GH180185）;吉林省教育厅本科高等教育教学教学项目“新工科背景下工业工程专业创新人才培养模式研究”；吉林省高等教育学会高教科研项目“新工科背景下地方高校校-企-赛协同育人模式的研究与实践”（JGJX2018D88）