略论教学工效学及其功能，本文主要内容关键词为：工效论文,功能论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
教学工效学(Teaching ergonomics)又称教学人类工效学，是近年来迅速发展起来的一门新兴学科。工效学(Ergonomics)是1949年底英国学者墨里(K.F.H.Murrell)以希腊语词头“Ergo”（出力、工作的意思）和词尾“nomos”（正常化、规律的意思）创造出“Ergonomics”（“人的工作规律化”的意思）这一新学科名称的。工效学是研究人的工作效能的综合性学科。教学工效学作为工效学一门分支学科，是运用工效学、教学论、人类学、心理学等有关学科的知识，研究如何使师生与教学媒体及教学环境相互适应，使师生能舒适、安全、有效地从事教学活动，从而提高教学效率的一门科学。
教学工效学不同于教学工程学，它是从“空间链”上来研究如何提高教学效能的，以工效学为主要理论基础；而教学工程学则是从“时间链”上研究如何使受教育者成才，具体说，即从社会需要出发，根据受教育者生理、心理特点，从一定年龄开始制订教学措施，使受教育者在一定年限内成为某一方面的专门人才，以教育学为主要理论基础。教学工效学也不同于教学工艺学，它的研究范围较广泛，从某种意义上讲，可以囊括教学工艺学的某些研究课题；而教学工艺学则是研究利用现代科学技术以提高教学质量的一门技术科学，这些现代技术又主要是指电唱机、幻灯投影器、电影、录音机、录像机、闭路电视等，仅是教学媒体的一部分，其研究范围较狭窄。
教学工效学是一门正在兴起和迅速发展的有着广阔应用前景和理论价值的综合性的边缘学科，是工效学的重要分支学科之一。众所皆知，工效学的应用十分广泛，在工农业生产领域应用工效学，可以使劳动更加科学、合理，从而大大提高劳动效率。在体育运动领域，利用工效学制订运动员的训练计划，寻找各种运动项目的最佳动作类型，可以提高体育水平。工效学在生物医学工程、劳动医学、生态学等诸多领域也得到广泛的应用。
在教学领域，教学工效学更是具有巨大的功能，在教学过程中，利用教学工效学的原理，创造一个舒适、安全、有效的教学环境，使师生与教学媒体相适应，既有益于师生身心健康，又有效地提高教学效益。下面对其主要功能分而述之。
一、减轻教学负担，提高教学效率
早在1632年，捷克大教育家纽·杨·夸美纽斯在《大教学论》中就提出要“寻找一种教学方法，使得教师因此可以少教，但是学生可以多学。”然而，三百多年过去了，教学负担过重，教学效率不高的问题一直是教学领域里长期没有得到解决的令人棘手的问题。
有的老师为了让学生多学，采取加重学习负担的办法。殊不知，学生学习负担过重，会导致过度疲劳，因为学生在学习的时候，大脑皮质兴奋区域的代谢就逐步加强，血流量和耗氧量都增加，使得脑的工作能力逐渐提高。但若长时继续下去，消耗过程逐渐超过恢复过程，就会产生疲劳，学生会感到头昏脑涨，全身乏力，烦燥不安，头热足冷等症状。疲劳经过适应休息，一般能消失，但若不休息，继续学习，就会使疲劳积累，产生过度疲劳，过度疲劳导致学生学习能力下降，学习能力下降导致教学效率不高，教学效率不高又导致有的老师更加增加学习负担来解决教学任务重、教学时间少的矛盾，长此下来，便形成了一种恶性循环。
教学工效学可以使这个问题得到一定程度的解决，1884年德国学者莫索(A.Mosso)对人体劳动疲劳进行了研究。当人作业时，将人体通以微电流，随着人体疲劳程度的不同，电流也随之变化，然后再用电信号将人体的疲劳程度测量出来。这一研究为后来形成的工效学打下了基础，教学工效学可以采取视觉反应时、明视持久度和眼电兴奋性等来测定教学过程中学生疲劳程度。如用视觉反应时测试学生疲劳程度，我们知道，人体对光亮等信号刺激产生反应的速度决定于大脑皮质的兴奋性，兴奋性越高，反应的潜伏时间就越短，反之，则越长。当学生疲劳时，大脑皮质神经细胞的活动机能降低，对光的辨别能力减弱，反应时间就会延长，通过用视觉反应时计来测定视觉反应时来判定学生疲劳程度。
我们一般以早期疲劳的出现作为判断学生学习负担的标准，当教师通过测试发现发生出现早期疲劳后，应分析学生疲劳产生的诱因，是学习负担过重？还是课程表安排不当？抑或教室的噪音或其他因素所致？然后采取有效措施，排除引起疲劳的诱因，做到既能减轻学生学习负担，又能提高教学效率。
在教学过程中，教师本身负担也很重，有的老师一周十几节课，有的更多，在目前教学条件下，还主要靠教师言语讲授，言语讲授离不开声音。来自肺里的气流提供了产生言语声波的能量，声带就把这种能量转换为一种听得见的蜂音，而舌、唇、颚等器官，则通过改变声道的形状而把蜂音变成能够区别的语音。言语声音的可懂度或清晰度取决于一定的音高、声速、频率、响度等因素，有的教师由于不懂得教学工效学中的动作经济原理，讲课时要么用高八度声音，声嘶力竭，久而久之，导致发音器官病变；要么讲课声音象放连珠炮一样，不适当停顿，导致自己噪子受累和学生听觉疲劳，影响教学效率。教学工效学则利用动作经济原理来研究教师讲课时的发音。所谓动作经济原理即指各项作业中节约动作、节约能量和提高工效的原理。根据动作经济原理，教师讲课时，音阶要有高有低，抑扬顿挫，给学生以悦耳动听之感；音度要变化自然，与教学内容和谐一致；当教学进入高潮时，音色应明亮些，进入低潮时，音色应深沉些；还必须注意音节，讲究停顿，停顿掌握得当，教师既可以借以换气，减少疲劳，又可以使学生缓和精神，松驰有致；教师要有意识地注重音势，音势强不等于声音高或音量大，音势弱也不等于声音低或音量小，音势是指教师讲课时的气势，如有的教师备课充分，胸有成竹，居高临下，尽管使用平和稳重的语音，也能让学生感到那震慑人心的气势。总之，根据动作经济原理，教师讲课声音要有轻有重，有高有低，有快有慢，有缓有急，唯其如此，才能舒适、省力、高效，才能提高教学效能，才能彻底根除发音沙哑等教师职业病。
二、优化教学媒体设计，增进师生身心健康
二战期间，一些国家，尤其是美国，大力发展高效能和威力大的新式武器和装备，但失败的教训屡见不鲜，如飞机，由于飞机座舱及仪表位置设计不当，造成驾驶员误读仪表盘和误用操纵器时发生意外事故，特别是驾机作战时，由于操作不灵活，命中率很低。造成失败的主要原因是设计有关仪器时，没有充分考虑人的生理、心理特征，不能适应人的操作要求。这些教训，引起了人们的重视，认为设计有关仪器设备时，仅有工程技术知识不够，还得利用工效学原理。
同理，在教学过程中，诸多教学媒体，如课桌椅、黑板、教科书、练习薄、教学仪器、电教教具以及体育课用的单杠、双杠、篮球架等等，亦要根据教学工效学原理进行合理的科学设计，使之与师生的身高、体重、形状、结构和活动相协调，具有高度的精确性和安全性，从而达到最优化的教学工效。
如课桌椅高差、距离、型式等，一般教师似乎不重视，认为无关紧要。其实课桌椅高差、距离、型式等如果不科学、不合理，不仅使学生形成明显的不良姿势，影响视力和身体正常发育，而且容易疲劳，影响教学效率。根据教学工效学原理，可以设计科学合理的课桌椅高低差，距离、形式，使学生感到舒适、轻松、安全，有利于提高学习效率。教学工效学研究表明，科学合理的课桌椅高差约等于学生人体的三分之一坐高；课桌椅之间距离应有二至四厘米的负距离，正距离和零距离都不能使学生保持良好的读写姿势，课桌椅的型式应以分离式及升降式为宜，分离式可以让学生自由调节身体与课桌的距离，升降式可以让学生根据个体特点进行合理的调节桌椅高低。
再如体育课用的单杠、双杠、篮球架等，亦以可调式为宜，而目前许多中小学的这些体育教具，千篇一律以成人活动高度安装，有的学校即使安装了可以调节高低的装置，但应根据学生身高调节多少，也无科学标准，一般是体育教师跟着感觉走，随心所欲地调节。教学工效学的研究为体育教师提供了可依据的科学标准，可以极大地提高体育教学效果。
简言之，在教学过程中，利用教学工效学原理来优化教学媒体的设计和利用，可以增进师生身心健康，极大地提高教育效能。
三、创造安全、舒适、有效的教学环境，改善教学卫生
在教学过程中，噪音能引起师生肌肉收缩，血糖上升，心跳加快，瞳孔放大，久而久之，会出现头痛、头晕、耳鸣、失眠等症状，使教师思维紊乱，学生智力迟钝，降低教学效果。因此，应运用教学工效学有关原理来创造一个安全、舒适、有效的教学环境。教学工效学研究表明，教室应避开交通干线、繁华的闹市区、噪音较大的工厂等场所，教室应安静、卫生、通风、阳光充足、空气清新。唯其如此，才能有益于教学卫生，有利于提高教学效率。
教室的大小、安排、色彩、采光和微气候亦很重要，据教学工效学研究表明，教室大小与安排应根据学生人数和所觉、视觉特点而定，教室长一般为8—9M，宽约6M，高约3.5M左右。第一排课桌前缘至黑板距离不应小于2M，最后一排课桌后缘至黑板距离不应大于8.5M，否则，会影响学生视听效果，降低教学效率。
色彩能潜移默化地影响师生的情绪和心态，为了使师生产生良好的智力情绪和教学心态，教室色彩应冷暖适度，既具有美感和科学性，又能使师生情绪愉悦和心态良好。天花板应是白色，白色能保证自然或人工照明系统的效率。反之，彩色天花板不仅减弱光线，而且可能把学生注意力引向天花板。学生面对的正面墙应是舒适的低色调，如淡绿、浅黄等；侧墙颜色可与白色相近，以增加反射率；教室地面宜灰色，课桌椅宜木黄色，黑板则以墨绿色或黑色为宜，不反光，表面平坦无光泽。教室外墙及课外娱乐场所则宜采用温暖颜色，如淡红、桔黄等，暖色可以使学生保持一种活泼欢快、舒适开朗的情绪，易于消除学习疲劳。
教室的采光对教学效率有直接的影响，按教学工效学研究，教室自然采光要求是，黑板面和课桌面不仅要有足够的照度，而且照度分布要均匀，不能出现眩光现象，自然采光不足的教室一概要采取人工照明来弥补。
教室的微气候指教室的气温，湿度和气流等，这一切都是教学环境的重要内容，对教学效率有重要影响。教室气温过冷或过热，都容易引起师生身体不适乃至患病，通风条件不好，二氧化碳含量过大，则气流污浊，使师生精神不振，严重影响教学效果。因此，教师应根据教学工效学研究成果，创设良好宜人的教室的人工微气候，以保护师生身体健康，提高教学效率。
以上我们对教学的物质环境进行了探讨，当代教学工效学亦很重视教学的精神环境，通过构建教学的精神环境来激发师生教学的积极性、自觉性和主动性。教学精神环境主要指一种教学气氛，或者说教室里的一种文化氛围，教师唯有创造教学美才能构建好教学的精神环境，对此，我们已有另文述及，（参见：汪刘生：《试论教学美》，《教育研究》1990年12期。）这里不赘。
四、协调“人—机—环境”系统，发挥教学效能
在工效学研究发展史上，经历了研究人适应机，机适应人，人机相互适应几个阶段，最后深入到研究人、机、环境三者协调的“人—机—环境”系统。从而使工效学得到了长足发展。
从教学工效学角度考察教学系统，教学系统实际上是一个由教师引起的，并在与学生共同调整和控制下不断协调发展的“人—机—环”系统，其中“人”主要指教师和学生。“机”财指各种教学媒体，“环境”即教学环境。协调“人—机—环境”教学系统，即把信息作业和现代化教学媒体引入教学系统，就可以认识和改造教学系统中的宏观世界和微观世界，使教学各要素有序发展，从而发挥最优化教学效能。
国外对此已展开了研究，并取得了令人瞩目的成绩。如前苏联的暗示性控制装置，“利用各种信息作业，可最大限度地调动学生的潜能，获得使传统教学理论工作者难以想象的记忆量。如学习英语、德语、法语，学生在十天到十二天内可掌握三、四千单词，能用日常词汇进行阅读、翻译、对话和写作。学习日语，在十五天至二十天内掌握一千三百个单词。用传统方法学习，平均需要两年才能达到这样的成绩。”（转引自吴杰编著：《教学论——教学理论的历史发展》，吉林教育出版社1986年版，第248页。）
在国内，有的学校把现代化教学媒体如计算机技术引入教学过程，建立起“人—机—环境”教学系统，也取得了令人瞩目的成绩，如物理、化学课中的电磁场理论、波动理论、涉及分子、原子、带电粒子等微观世界的教学内容，过去靠挂图、静态模型说明讲解，枯燥、抽象、难懂，学生学起来吃力。采用计算机三维动画软件，用彩色动态图形把微观世界的图景活灵活现地描绘出来，把抽象的问题直观化，学生记得牢、理解得深，激发了学生强烈的求知欲望和浓厚的认知兴趣。我们应用教学工效学原理到小学书法教学中，也极大地提高了书法教学的效率。我们把小学生学习书法看作是一个“人—机—环境”系统，根据动作经济原理，对小学生学习书法的一系列动作进行分析研究，确定哪些动作是必要的，哪些动作是不必要的。如有的学生写字不一气呵成，而习惯于重描有关笔划，或者喜欢不时用毛笔沾墨水，这些便是不必要动作，去掉不必要动作，提高必要动作的效率，使写字动作规范化，便迅速提高了书法教学的速度和水平。
教学工效学近年来在国外越来越受到重视，已发展成为教学领域内一门重要的应用学科。教学工效学在国内是一门正在形成和发展的新兴学科，其基本理论鲜为人知，尚待建立严密的科学范式。但无庸讳言，教学工效学是一门具有广阔的应用前景和理论价值的新兴学科。为了提高教育教学效能，亟待对教学工效学进行深入的研究和探讨，使之不断地充实、完善和发展。