人体工程学作用范文
时间：2023-12-25 17:35:59
导语：如何才能写好一篇人体工程学作用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1 有关人体工程学的含义
人体工程学作为一门综合性学科是近几十年来新兴起来的。当与室内设计联系在一起时人体工程学的含义就为：以人为主体，运用人体测量、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适应人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。因此，室内环境设计不仅仅是对人们在视觉上对环境的设计所呈现出的视觉效果的重视，同时对物理条件和心理条件等所反映到环境上的因素的研究和设计也已予以了高度重视。
2 人体工程学与室内设计的相关内容
2.1 有关人体基础数据
在人体基础数据的来源上，主要从以下三个方面进行获取：第一，人体尺度。第二，人体构造。第三，人体的动作域。这也是我们人体工程学所要研究并提供的基础数据。
2.2 有关人体生理计测
有关人体的各项指标，测量内容主要包含以下几点：人体出力测定、人体触觉反应测定、人体疲劳测定。 包括的生理指标有：皮肤温度、出汗量、血压、心率、耗氧量等。
2.3 有关人体心理计测
有关心理计测的方法是多种多样的，通常情况下所采用的是精神物理学测量法和尺度法等。第一种，精神物理学测量法。第二种，尺度法，是以顺序在心理学这个角度中划分量度。
3 人体工程学对室内设计产生的作用
在现代室内环境设计这门学科中，人体工程学的应用主要有两大方面的功能，一是实用，二是精神。从实用方面来说，主要是指室内设计对人们生活所具有的实用性，也就是从人们生活需要的方面力求最大可能的满足需要的多重性；从精神方面来说，主要指室内环境在人们生活和工作中对人们心理活动上所产生的影响。所以在进行设计的过程中，要考虑到在供人们居住的室内空间的人所具有思维和精神活动的能力对人的精神感受上所产生的特殊作用。
3.1 为确定空间场所活动所需范围提供依据
在设计的过程中，室内设计的基本目的就是要满足人们生活起居的理想舒适程度的要求。通常情况下，不同的形状所呈现的空间，会给人的心理和生理带来不同的感受，比如方形、圆形、八角形等比较严谨规则的几何形式的空间，会给人的视觉和心理感觉上带来一种端正、平稳、肃穆的环境气氛，相反，那些具有不规则形式的空间形式则给人带来一种随意、自然、流动的气氛。在进行室内设计的同时，人体尺度的具体数据及尺寸的选用，应考虑到所有空间与围护，都是在人们的动作和活动的范围安全与否，是否是对大多数人们的适合活动尺寸为宜，并强调一定是在安全第一的前提下进行设计。
3.2 为确定设计家具、设施的形体尺寸及适用范围提供依据
在我们生活的室内环境中，都希望室内的空间和家具的功能能够得到充分有效的利用，不浪费空间，也不会给室内带来拥挤感，能够达到我们预期设计目的并且符合正常人体的生理和心理结构。家具作为室内环境中的主体物，首要的就是一定要符合人体工程学的原理。家具的使用首先就是为人所用，服务于人，只有在使用的过程中让人感觉到非常得体、适当，才能给人的精神和身体带来愉悦和放松的作用。所以，在设计家具的同时，一定要符合人体工程学原理，包括在家具的尺度上、形式上及其布置方式上，也就是说，必须符合人体的尺度以及人体各个身体部位的活动规律，才能让使用者感受到安全性、舒适性、便捷性的目的，这也是家具设计的宗旨。
设计家具的目的是使预期的使用者感到安全和舒适，其规格及形状的尺寸要求所需的基础数据都是由人体工程学来提供。一般情况，例如立位使用的高橱柜的高度我们一般会设在1800～2200mm，宽度一般设在400～600mm 。座位使用的家具，比如桌、椅等家具，应按照人坐在座位上从坐骨结节点的位置进行计算为准。比如一般沙发的高度以350mm为宜，其靠背的角度一般设为100°。
3.3 为确定适应人体的室内物理环境提供最佳参数
室内物理环境的适应群体主要是作为人体居住的重要场所，那么所包括的设计方面主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，比如人在睡眠时，人体正常需要的热量应该为273kJ/h、站着的时候，人体正常需要的热量为420kJ/h、在重体力劳动的情况下，人体所需要的热量为1932kJ/h。又如人们在谈话时的距离也会因不同交谈方式会有一定的设置区分，在会议时，人们之间一般谈话的正常语音交谈的距离在3m，强度应该在45db，生活交谈时，人们之间的正常语音距离应该在0.9m，强度应该在55db等。从医学卫生的角度考虑，在一个良好的居住环境中，气候中空气成分的含量对一个人正常的人体生理功能的保证是非常重要的，对人们体力的恢复和提高工作效率都是很有利的。在室内环境里，在光环境的设计中，如房屋的采光和朝向等也很重要。通常情况下，起居室应该有一个良好的朝向，这样才能起到冬暖夏凉的作用；同时，卧室的采光既要有一定的阳光照射而又要避免过分的烈日暴晒。因此，作为对人体室内物理环境的设计和确定，通过人体工程学能为设计提供最佳参数，在设计的过程中才有可能作出正确的决策。
3.4 对于视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供依据
视觉的要素包括人眼的视力、视野、光觉、色觉，在这些条件下，通过色彩与光线的变换便可创造出不同的视觉效果，创造出不同的室内的环境气氛。人们想要一个舒适、安宁的环境，颜色能起到至关重要的视觉作用。马克思说过：“色彩的感觉是美感中最大众化的形式。”色彩对于一个人的精神和情绪可起到非常直接的影响，不同的颜色在视觉和心理感觉上都会产生不同的感觉。例如，黄色是一种明亮、柔和的色彩，给人的感觉是活跃、充满喜悦之情。中国自古以来将黄色多用于奢华的皇宫中，在今天我国室内环境装饰中，以黄色为基调作为居室装饰的色彩仍然特别受到年轻人的喜爱；绿色，首先会使人联想到春天和负有生命的事物，也是人们比较喜爱的一种色彩。经科学证明，绿色有促进正常血液循环的功效，能缓解眼部压力，消除眼部疲劳的功效。所以需要从事高温作业或者用眼过度的一些工作者可以采用绿色或者蓝色作为室内环境的色调为宜。同样，光线的不同角度或照射强度的大小也会通过视觉给人的精神带来不同感受。因此，只有了解相关的视觉要素信息，才能够为创造更舒适宜人的室内视觉环境设计提供依据。
4 人体工程学对室内设计形成的影响
众所周知，在室内设计领域，人体工程学为该学科提供了大量的、科学的、量化的有关设计依据。可以说，当前室内设计所使用的参考资料、执行标准，大体都来源于对人体工程学的研究。人体工程学对于室内设计来说是基础、是平台，但人体工程学对室内设计的影响却绝非局限于此，还可以表现在以下这两个方面。
4.1 人体工程学对室内设计质量的促进与发展
人体工程学应用于室内设计中，有效地推（下转第页）（上接第页）动了学科专业的发展，总体说来，使现代室内设计的发展产生了三个方面的飞跃：第一、从经验走向科学；第二，从不自觉走向自觉；第三，从定性走向定量。这些发展，促进了艺术与科学的有利结合，有效提高了室内设计的生活质量。可以说，作为一门应用科学，作为人类文明进步的一个产物，人体工程学对提高生活质量、促进环保生活可持续发展有着深远的影响。
4.2 人体工程学对室内设计理念的提升
人体工程学应用于室内设计中，使室内设计的理念在以下几个方面都在发生着改变。第一，将行为实践转变为科学观念融入设计理念之中，由此转变了设计师的设计理念。第二，将个体观念转变为整体概念带入设计理念之中。这种思维方式深深地影响了当代设计领域的思想理念，此类课题为“系统设计”理念提供了用主导思想。第三，将主流思潮转变为前沿思想导入设计理念之中。人体工程学所研究的课题内容和服务对象都是同时代的事物，它的研究理念和目的是直接反映了主流思潮和时代追求，因此始终保持与时代脉搏同步。
5 结语
“以人为本、为人服务” 的理念是人体工程学的研究核心，它的研究内容大量地应用在室内环境设计之中，其中以人的生理内容和心理内容是在应用范围中最为普及的。室内环境是人类进行各种生产、生活的最主要的场所，室内环境设计的好坏不仅反映出人类社会的发展状况而且直接关系到人类的生存质量。人体工程学的广泛应用，不仅能够有效地提高室内环境设计的质量更大大改善了人们生产生活的居住条件。深入而全面地理解人体工程学在室内设计中的作用与影响，有利于促进人体工程学在室内设计中更广泛、更深入更合理的应用，创造更加美好舒适的生（下转第页）（上接第页）活环境。
参考文献：
[1] 来增祥，陆震纬.室内设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
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[3] 霍维国.室内设计[M].西安：西安交通大学出版社，1985.
[4] 张月.室内人体工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
篇2
【关键词】《人体工程学》 展示设计专业 融合创新
“人体工程学（Human Engineering），也称人类工程学、人体工学、人间工学或工效学（Ergonomics）。工效学Ergonomics原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”，即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人体工程学是由6门分支学科组成，人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究学。
人体工程学作为独立学科有40多年的历史。它诞生于第二次世界大战之后的欧美，主要产生于工业社会大量生产和使用机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系。早期的人体工程学主要研究人和工程机械的关系，即人机关系。其内容有人体结构尺寸和功能尺寸，操作装置，控制盘的视觉显示，这就涉及到了心理学、人体解剖学和人体测量学等，继而研究人和环境的相互作用，即人―环境关系，这又涉及到了心理学、环境心理学等。至今，人体工程学的研究内容仍在发展，并不统一。在迅速发展的设计行业里，人体工程学发展速度非常快，特别是室内设计行业，未来则将向着多元化、人性化和智能化的方向发展。
人体工程学是展示设计艺术专业教学中重要的专业必修课程之一。设计师必须具备人体工程学方面的知识和修养，并且能妥善地解决和处理人体工程学问题，才能取得设计上的成功。随着人们生活品质的提升和文化事业的蓬勃发展，人们更追求空间的舒适和愉悦。按照人体工程学基础而进行的展示设计是舒适愉悦的前提。本课程通过对人在某种工作环境中的生理、心理学等因素的研究；培养学生树立一种科学态度，达到人―使用物―环境的相互结合；通过设计使得在展示空间中提升信息传递的效率，确保人的健康、安全和舒适等问题，使设计真正地服务于人。通过本课程的学习，使学生得到人体基本形体构造的知识，同时使学生懂得人体一些重要尺寸在展示设计专业中的应用，为展示设计的后续课程及今后实际工作打下扎实的基础。
由此，我们的课程教学就不能泛泛讲解《人体工程学》中的基础内容，我们要将该课程的基础内容与展示设计专业进行改革与融合创新，使之成为为我专业所用的专业基础课程。
2013年，由北京印刷学院设计学院会展方向陶海鹰老师主笔，根据专业特点，形成了《人体工程学》课程的本专业教学大纲。成果如下：《人体工程学》通过对人在某种工作环境中的生理、心理学等因素的研究；培养学生树立一种科学态度，达到人―使用物―环境的相互结合；通过设计使得在展示空间中提升信息传递的效率，确保人的健康、安全和舒适等问题，使设计真正地服务于人。
基本要求如下：第一章，展示中的尺度问题。了解人体工程学的发展与应用，并熟悉展示空间环境中人的各种尺度关系。了解人体工程学在展示设计中的意义。第二章，展示的通道分布于陈列设计。了解展示的观众通道分布是按人流股数计算的，大型展示活动一般采用多线通道；了解和熟悉展示设计的陈列密度，以及与展厅空间跨度、净高的关系；了解阅读心理及阅读习惯并能设计视觉流程；从人体工程学的角度分析展示中的陈列高度，以及与参观者视线的相对位置；了解展示设计与视觉特征的关系。第三章，展示信息传达效率的提升。了解展示信息传达的有效途径；熟练运用展示设计语言来更好地传递信息。第四章，展示设计的色彩与照明。了解并掌握展示空间环境中的色彩与照明设计原则，研究展示空间中色彩与照明对人的心理作用。了解掌握展示设计中的色彩应用规律。了解掌握在展示设计中对光源、光照的要求。
篇3
【关键词】人机工程学；港口机械驾驶室；布置；设计
随着我国经济的快速发展，以及基础设施建设的不断推进，港口机械作为助力我国基础设施建设的重要力量，在基础设施的建设当中发挥的力量越来越大。由于港口机械的特殊性，要求设计者在对于港口机械相关的操作装置，室内灯光、工作平台以及驾驶空间等一些列相关设施的设计的时候，要更加注重对于港口机械驾驶员的操作方便性、安全性以及工作效率等方面进行较为综合的考量。
一、港口机械驾驶室的人机工程布置
1.座椅的布置
在港口机械的驾驶室当中，驾驶员通常是采用坐姿在驾驶室内将操作，而座椅就成为连接驾驶员与港口机械之间的一个重要的连接点，而且我们对于座椅的布置和设计在很大程度上关系到了驾驶员的操作舒适度以及驾驶室内其他的相关设施的布置，对座椅采用合适的安置，对于改善人和座椅之间的关系并且为驾驶员的工作创造一个安全舒适的工作环境都有十分重要的作用。
我们在对座椅的位置确定时，第一步就是对座椅上的髋点进行确定（支撑点）作为人体的大腿与躯干的连接点，支撑点的设定在很大程度上关系着，驾驶员在驾驶室内的舒适度。而驾驶员在驾驶室内可以按照自己的意愿来对驾驶室内的座椅进行调整并在合适的位置进行入座。而驾驶员入座之后自身髋点的垂直以及水平的移动之间的关系，直接决定着驾驶员座椅的调节量。因此我们在进行支撑点的设定时首要考虑的就是驾驶员的身体舒适度。从而确保驾驶员在驾驶室内无论怎么动都能获得舒适的驾驶环境。
2.眼椭圆位置的确定以及椭圆位置对于驾驶室布置的作用
眼椭圆是驾驶员采用正常的驾驶姿态在驾驶员的座椅上面眼睛位置的一个相关的统计分布图形。我们通过对于驾驶员驾驶时的眼睛位置进行摄影，并且对所得的相关数据进行分析和探讨，最终发现他们是呈现二维正态的分布的，而此时等分位的分布图形呈现出椭圆的形状。
在驾驶的过程当中，随着驾驶员的座椅靠背的不断变化，眼椭圆也是在不断的进行着变化的，我们通常采用定位线的方法来进行确定。
假设驾驶员的眼椭圆定位线为L，以垂直工作线上的支撑点作为定点，水平工作线离最后支撑点的高度为635mm。当座椅的靠背角为25°时，眼椭圆自身坐标中心正好与水平或者是垂直的工作线进行交点和重合。靠背角小于25°时，眼椭圆的位置偏向前上方；大于25°时，偏向后下方。眼椭圆及其定位线在车身侧视图中的位置。眼椭圆的建立为司机室的布置和设计提供了基础。
3.各种手操纵件的布置
在机械进行作业或者是行驶的过程当中，驾驶员眼前的工况和视野始终处于不断的变化当中，而且驾驶员本身也始终处于精神较为紧张的状态。这就要求驾驶员在操作的过程当中上半身在几乎不用往前倾的前提之下，就可以对于驾驶室中的各种手柄和操作按钮进行较为方便的操作，这对于减轻驾驶过程中的疲劳也具有十分重要的作用，而且对于驾驶员在操作过程中的作业和行驶的安全也起到了一定的保护作用。也正是基于此，国际化标准组织对于驾驶员的界面和手伸做了相关的规定（具体见ISO3958）。
驾驶员在驾驶过程中的界面和手伸都要以较为正常的姿势来进行分布，脚则要在合适的踵点上面进行支撑，此时驾驶员的一只手应握住操作杆，另外的一只手应伸及自己所能达到的最大空间界面，以此依据来对操纵件和各种的操纵按钮等进行合理的分布。
4.显示装置
人机系统中，显示装置按其显示方式分为模拟式、数字式和屏幕式三类，其功能是通过可视化的数值、文字、符号、标志、图形、可听的声波以及其它人体可感知的刺激信号向“人”传递“机”的各种运行信息。视觉显示装置的人机工程学问题，要根据人体相关测量参数，确定驾驶员与显示装置间的观察距离，并且根据操作者所处的位置，确定显示装置相对于操作者的最优布置区域，选择有利于传递和显示的信息、易于准确快速认读的显示器型式、字符表达形式及与其相关的匹配条件，如颜色、照明条件等。
二、人体工程学在港口机械的乘坐及设计方面的基本要求
设计人员在进行驾驶室的座椅设计时，首先需要考虑的就是人体的生理特点以及身体各部位体压的分布合理性。在进行相关参数的选择时，应该对于操纵的轻便性和舒适性之间的矛盾进行良好的协调，并且对于驾驶员在驾驶中的视觉效应和舒适性之间的矛盾也予以解决。
1.驾驶员的坐姿
座椅舒适程度的是由人体的基本生理特点和坐姿来决定的，而且这其中最为需要引起注意的就是颈椎。颈椎是人在坐立时整个人体重量的一个重要支撑，由于脊柱由上而下所承受的重量会越来越大，而且随着重量的变大，腰曲的变形也会更加的严重。如果在人坐姿时不能保持一个正确的姿势就很容易引起腰痛以及腰酸等不适症状。因此我们在进行座椅的设计时首先需要保证的就是能够让驾驶员在操作时保持正确的姿势，臀部首先应该离开座椅的靠背并稍微的前移，此时小腿应该同时往前移动最终使得小腿与大腿之间的夹角保持在110°左右。而且，对于在港口机械上进行操作的驾驶员来说，为了能够具有良好的视觉效应和较好的操纵性。驾驶员在行驶的过程中应该适当地减小大腿和小腿之间的夹角，而且肩部要保持微垂的合理姿势。操作员在进行操作时首先应该注意的就是前方视野的开阔性以及操控的便利性，为此有的时候操作者要在一定的程度上牺牲乘坐的舒适性。
2.身体压力的分布
人体在座椅上的压力，应考虑臀部不同部位在产生不舒适感之前所能承受的。座垫上的体压分布应是坐骨部分的压力最高，然后由坐骨周围向臀部逐步降低，直到与座垫前缘接触的大腿下面趋于最低值；靠背上的体压分布应该是肩胛骨和腰椎骨两个部分压力最高，即以肩胛骨（相当于第5～6胸椎之间的高度）和腰垫（相当于4～5腰椎之间的高度）作为支撑，以保持正常的腰曲弧形和保护腰椎不易损伤。
结论
对港口机械驾驶室进行人机工程学的设计，能够让驾驶员在更加方便舒适的工作环境中进行工作，对于更好的发挥港口机械的作用和减少驾驶员的疲劳度都有较好的作用，并且对港口机械的实用性和安全性获得了大幅度的提升，具有较高的理论和现实意义。
参考文献
[1]杨英，张国忠，冯丽敏.用因子分析法确定工程机械驾驶室尺寸因子G.东北大学学报21（3），2000 .
[2]丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2005.
篇4
关键词：人机工程学;农业机械化及其自动专业;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0119-03
国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）将人机工程学定义为：“人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素（研究对象）;研究人和机器及环境的相互作用（研究内容）;研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科（研究目的）。”简言之，人机工程学是研究“人―机器―环境”系统中人、机械和环境三个要素之间关系的一门学科[1，2]。在现在的全球化竞争中，以解决人的“安全、高效、舒适、省力”问题和人、机器、环境相互协调为目的的人机工程学的相关理论和方法已经被运用在工业设计的各个方面。作为农业机械化及其自动专业的一门专业课程，人机工程学的主要目的是让学生熟悉并掌握人机工程学的基本理论和方法，培养学生在产品设计中运用人机工程学知识的能力[3]，为学生在农业机械化装备研究、设计、制造、试验鉴定、推广应用、系统规划和企业经营管理等方面工作奠定基础。
一、人机工程学传统教学的弊端
1.教学内容缺乏针对性。现行的人机工程学教材均面向工程设计、工业设计等专业，教材编写者大都考虑本专业的培养目标、教学内容、学生背景知识、就业方向以及在本专业内部人机工程学与其他课程的衔接，例如，工业设计专业以培养具有创新性产品设计能力的工业设计专业人才为目标，人机工程在工业设计专业就更加注重实用性和应用性，而弱化理论。现行教材中出现的案例在工程设计等专业较为常用，而农业机械化及其自动化专业学生熟悉和关心的农业机械设计相关内容在人机工程学教材中很少体现。因此，学生在使用教材时感觉到“人机工程学”这门课和其他课程无法很好地联系和衔接，在以后工作中没有实际应用价值，对学生个人能力培养和未来发展帮助不大，这就直接导致学生在上课时缺少主动思考和积极学习的动力。
2.教学方法陈旧。教学过程是学生、教师及教学内容相互作用、相互协调的一个过程，最终目标是让学生这个教学“中心”学习到本课程的概念、理论，并学会在实际设计中使用本课程的理论方法。然而，目前我国人机工程学课程教育模式仍然是“以教师为中心，以课堂为中心，以教材为中心”[4-6]，教学过程中以教材的知识讲授为重点，忽略学生使用知识的能力培养，造成学生只懂“理论”不懂“实践”的奇怪现象。在实际人机工程学教学活动中，虽然教师以多媒体教学为主，但事实上仅仅是将板书内容搬到了电脑屏幕上，教学内容依然是教材上的内容，教学方法依然是传统的知识灌输方法。这样的结果致使学生被动接受，减少了教师和学生互动的内容，压抑了学生主动思考、主动学习的能力，使得学生出现负面情绪，直接导致课程的内容不能被学生学习和理解，也偏离了教学目标。
3.考核方式单一。传统的人机工程学课程考核方式不注重学生的实践能力，单纯以理论知识为考核目标，以闭卷考试为考核手段，造成学生在课堂上不积极，临考前几天把课本的知识点死记硬背下来，而这种短时间记忆很快又被遗忘。显然，这种考核方式不能促使学生积极学习、主动思考，无法检测学生的实践动手能力，也达不到构建科学理论知识结构和培养实践能力这一重要教学目标。
二、“人机工程学”教学改革方法探索
1.教学内容建设。人机工程学涉及人、机械和工作环境，要求学生不仅要具有深厚的工程技术学科的基础还必须广泛学习生理学、心理学、人机解剖学、人体测量学、人体运动学以及环境保护等相关学科。农业机械化及其自动化专业的“人机工程学”教学内容建设要求针对本专业学生的知识背景、培养目标和就业方向结合本课程的特点对现有教学资料进行整合，突出人机工程学在农机产品设计的应用，删减部分工业设计等内容，增加具有农业机械特点的设计案例。因此教学任务重，各部分跨度大，重难点多。本课程的突出难点是在教学内容安排上，既要突出融知识传授、能力培养、素质教育于一体，又要体现人机工程学在农业机械化及其自动化学科的最新研究应用情况。因此，在课程建设中应采用理论教学―实验教学―单项实验―小课题设计―课程设计的教学链。课程教学中以农业机械设计为主线，着重讲述人体测量数据、人的生理和心理特性及其在农机产品设计中的具体应用，并尽可能地阐明问题最原始的出发点及其应用的可能性和局限性。另外，人机工程学作为一门迅速发展的学科，新的理论方法不断涌现，而且越来越多地被运用在包括农业机械产品在内的许多工业产品设计领域。因此，在教学过程中需要不断关注人机工程学的最新文献动态，了解最新的理论和方法，同时与其他院系、研究机构保持联系密切，关注本学科的最新技术和发展方向，不断更新充实教学内容。
2.教学方法建设。积极采用参与互动式、体验式、现场教学、案例教学法和项目实训法等现代教学方法进行教学。通过对课程重要概念进行课堂讨论，加深学生对人机工程学基础概念理解，重视引导学生积极思考，激发学生创新思维。通过案例教学，分析人机工程学在农业机械产品的应用，增强课程的实用性，让学生能更深刻地理解人机工程学在本学科中的应用途径和未来方向，充分锻炼学生分析和解决实际问题的能力，在案例教学过程中注重使用现代化教学手段，包括视频、教学软件和计算机辅助设计软件等。通过课堂练习、单项实验、小课题设计和大课堂设计四个实践环节，动态检验教学质量，培养学生的设计实践能力。在某些章节之后，组织对某些案例或问题进行专题讨论，鼓励学生提出自己的观点、看法，对学生的讨论、作业、设计等进行评价、辅导和展示，提高学生的学习热情。另外，充分利用学校其他专业的资源和校外合作企业，结合优秀实例进行讲解，积极调动学生的积极性。提高学生的创意构思，养成团队协作意识，注重设计质量、讲求工作效率的良好工作作风。这样通过教、学、练、交流、验证一系列的环节，让学生真正理解、掌握、运用人机工程学。
3.实验教学建设。实验教学是培养学生运用理论方法解决实际问题的最重要环节，也是人机工程学课程教学的一个重要环节。实验教学应基于人机工程学学科特点，结合本专业学生的知识背景，以培养学生理论与实践相结合的创新意识，促使学生系统学习本学科理论方法并运用于实际设计中为目的，采用循序渐进的原则，根据教学进度安排相应课题。本课程通过实验室实验和社会实践调研两方面完成实验教学。实验室实验以综合性和设计性实验为主，主要包括人体静态特征尺寸测量与分析、人体动态特征尺寸测量与分析、农业机械化装备的座椅、显示装置及操纵装置人机学设计、农机机械化安全人机学设计等。社会实践调研主要需要深入到市场、田间、农村一线，调研并分析现有农业机械装备在人机工程学方面存在的问题，并提出改进方案。通过实验教学内容和体系建设，完善具有农业机械化及其自动化专业特色的人机工程学实验教学大纲和实验方案体系。
4.考核体系建设。考核体系是检验教学质量，促进教学相长的一个重要手段。如果要剔除传统教学的弊端，就必须首先改革以闭卷考试为主的传统单一考核体系，建立一种注重知识结构和实践能力的多维考核体系。根据课程中理论知识、设计方法和综合应用不同阶段的不同特点，以培养学生科学的知识结构和解决实际问题的实践动手能力为目标，设计不同的课堂作业和课后练习，例如收集文献资料、观察人机工程学在农机产品设计中的应用等。在每一章结束后设计一个小课程设计，小课程设计是学生将课堂所学知识进行内化的一个必不可少的过程，重点考查学生对本章知识的运用。在期末将传统的闭卷考试改为大课程设计，大课程设计需要学生融合本课程所学重要理论知识，综合运用多种设计方法，个人独立完成一个完整的设计，包括文献、调研、设计图纸和最后答辩。
三、师资队伍和教学团队建设
教学团队是教学工作的核心，是学科教学质量的基本保证，也是师资队伍的重要组成部分[7，8]。利用优秀的教学团队以农业机械化及其自动化专业培养目标为中心，对人机工程学的教程进行修订，使其更加符合农业机械化及其自动化专业的培养目标和本专业学生的知识结构，对课程内容进行优化，丰富课程内容，协调与其他专业课的关系，最终提高本课程的教学质量。人机工程学本身作为一门独立课程以外，也是其他机械类专业课程的补充，因此可以联合其他专业课教师，共同组成专业课程教师群，共同建设人机工程学及其相关专业课程。同时，建立公平高效的团队运行和激励机制，健全青年教师培训机制，吸引更多青年教师加入到人机工程学课程建设队伍。
本文分析了传统人机工程学教学内容、教学方法和考核方式，提出传统教学的弊端。根据作者多年在人机工程学课程的一线教学实践，结合农业机械化及其自动化专业的培养目标、专业特点和学生的背景知识结构，总结探索出人机工程学在农业机械化及其自动化专业教学方面需要改革的方向，具体从教学内容建设、教学方法建设、实验教学建设、考核体系建设及教学团队建设等几个方面进行论述，对今后的人机工程学在农业机械化及其自动化专业的教学计划制定及教学任务安排方面均具有重要指导意义。
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篇5
人体工学课程是工业设计、家具设计、视觉传达设计、展示设计、环境艺术设计等专业学生的设计必修基础课，是形成设计人才基本设计理念和专业修养的出发点。该课程能够帮助学生建立人本理念、科学设计观的初步设计概念，并帮助学生掌握任务分析、环境评价的科学的设计流程和设计方法，从而提升学生科学分析和解决实际问题的实践能力和创新思维。
国内高等院校设有环境艺术设计专业的艺术设计学院均有开设此课程，一般作为设计理论基础课程设置在大学二年级上学期，学时48节左右，但在课程教学中普遍存在重理论、轻实践，理论和实践的衔接脱节，专业针对性缺乏，学生兴趣低下等问题，因此，课程教改势在必行。
一、课程的重要性
随着20世纪后期可持续发展思想在世界范围内的推广，环境艺术设计概念从艺术设计专业中脱颖而出。20世纪80年代后期，环境艺术设计专业随着国内艺术设计界的环境意识的高涨而诞生。从1988年国家教委设立此专业到1998年成为艺术设计专业的下属专业方向的十年间，全国600余所高校建立了环境艺术设计方向。该专业旨在培养能运用设计理论基础和技能基础知识，在设计企事业单位进行概念设计和方案实施的。创新思维与专业技能并重的专业人才。
而人体工学课程是环境艺术设计专业课程体系中的设计启蒙课程，为家具设计、室内设计初步、住宅空间设计等专业设计课程提供基础性的导向。其内容可以划分为基础理论和理论运用两大版块进行教学内容的安排。该课程可以帮助学生了解人在使用环境时的生理、心理、行为特点，为确定空间范围、家具尺度及人对环境的感知能力提供设计依据，主要体现在以下三个方面：
1.引导学生奠定环境设计的人本理念基础和设计领域的科学基础。
2.培养学生运用人体工学研究方法进行数据获取、分析和设计实践及研究。
3.提供给学生环境设计参考数据、环境舒适度参数等技术支持。
二、教学现状及存在的主要问题
1.缺乏专业针对性。人体工学研究范围极其广泛，包括心理学、生理学、解剖学、工业与工程设计、建筑与照明工程、管理工程等专业领域，具有交叉学科的内容综合性强、学科边界模糊等特点，因此，在课程教学中难免出现教学方向模糊、教学目的不明确等情况，然而针对环境艺术设计专业特点和培养目标对学科内容进行筛选和提取是尤为重要的。
面向环境艺术专业的人体工学课程应从培养应用型人才为目的和理论课程结合课题实践的教学结构来调整教学的侧重点，这是提高专业针对性的出发点。
2.缺乏前沿理论的拓展。人体工学属于交叉学科领域，是科研的热点，但目前相关教材中缺少最新研究成果的反映。国际人类工效学协会(IEA)成立了20个技术委员会对工作分析和设计的行为理论、老龄化社会、儿童和教育环境的人机工学、设计的人机工学、健康护理人机工学、人机交互、组织设计和管理等方面进行深入研究。根据国际人机工学研究组织的研究成果和方向深入扩展学科理论。选择性地引入相关新理论，对于扩大学生知识面，加深学生对学科的认识和了解，提升学生的综合设计能力起着关键性的作用。
3.缺乏完善的实践流程。主要表现为用于实践环节的课时比例分配不均匀；课程单元内容和单元实践验证的衔接不紧密。
三、教学改革方案
就以上提出的教学现状及存在的问题，总结了以下三点教改方案。
1.加强学科针对性。在有限的课时内，全面学习所有内容并不切实际，因此就环境艺术设计学科而言，需要对学科内容进行筛选提取，从而加强学科针对性。
(1)扩充系统中的环境因素及其与人机的关系。为了帮助学生更深入理解环境因素在设计中的重要性，在讲授人体工学的性质、学科范围、发展史、定义、研究内容等基础理论知识的基础上，扩充了^―机一环境系统中环境因素及其与人的关系的相关知识，比如环境中人的行为心理、肢体活动范围、人的感知觉与环境因素的关系。
(2)增加建筑及环境评价知识。为了促进人体工学理论向实践的转化，提高学生的知识广度，在教学中引入了人机工程评价和居住后环境评价(POE)量化理论，分析了人机因素和环境评价因素，引导学生建构评价项目群，对评价结果进行量化，并训练学生按照环境评价程序收集空间数据，为环境设计奠定基础。
(3)缩减作业环境中的人体因素。其中包括人的输入与输出系统、人的肌肉施力和作业效率、人的信息加工过程、人的感知觉环节知识。
2.深化教学理论。为推动通才教育的总体目标的实现，增加学生的知识广度，使学生更深入了解人体工学学科的应用范围，提升专业设计素质的全面性。针对缺乏最新研究成果的扩展现状，为增强学生的设计科学观和理性分析能力。针对课程的理论研究途径引人以下两点内容：
(1)引入任务分析法。为细化并完善设计流程，在教学中引人人机工学研究行为的任务分析法，就行为主体的行为过程进行层级分解，了解分解每个行为节点间的衔接性，并根据每个节点确定行为主体的行为需求。从而寻求功能设计的突破口。
(2)引入其他设计领域的人体工学知识。在满足环艺设计专业教学要求的基础上，以设计为主线，用户为中心，通过相关人机工程内容介绍和案例剖析，引导学生学习了有关人体工学在产品设计领域和视觉传达设计领域的应用。产品设计领域中，主要通过家具设计教学来扩展教学广度。侧重家具设计的人体因素。包括工作面高度设计、座位的设计和床的设计；视觉传达设计领域中，教学侧重人的视觉特性和视觉信息辨认能力限度。
3.完善实践流程。
(1)增加实践性教学环节课时量。学时总共48节，实践性教学量由原先的8节增加至16节，占总课时量的30％。
(2)将课程单元内容和单元实践紧密衔接。将人体尺寸测量、人体结构模型制作、实地尺寸测量、空间环境的人、机、环境因素调研、环境评价和课题设计等实践内容同理论教学结合起来。
(3)控制好“择取――过程一总结”三个环节的参与程度和质量。为了将实践教学作为环艺教学的行之有效的方法，必须做好实践教学内容和范围的“择取”；注重“引导”的方法和质量；明确“总结”以后应当做什么。
(4)以“理论讲授为中心”向“以典型案例分析为引导”转变。通过对典型案例的讲解，增强学生对人机工程学理论的认识。以理论讲授为中心的教学方式容易使学生产生枯燥厌学的情绪，为了提高学生的学习
兴趣，并加深对交叉性学科理论知识的理解，提高学生理论转化为实践的能力，教学方式由“以理论讲授为中心”向“以典型案例分析为引导”转变，因此典型案例的筛选和引导方法就显得很重要。
四、实践情况
通过2009年12月14日至12月31日的人体工学课程验证了教改方案的有效性。此次课程授课对象为08东方室内，授课人数为32人，授课地点为艺术学院楼7103室。
在充分考虑教学实践的可参与性和参与程度后，把专业教室确定为实践教学场，按照单元教学内容结合单元实践作业来完成理论与实践的初步转换，分析实际问题，把设计课题和实际环境结合，做到“实题实做”，切实增强学生的主观感受和设计分析和实践能力。
1.通过缩减人体输入与输出系统、人体信息加工和人的感知觉等单元知识后，把更多课时安排在人体尺度、行为心理、与环境的关系和环境评价内容上，使得学生对环境艺术设计专业的人体工学知识掌握的程度加深。
2.在人体尺寸与作业空间单元环节中，进行人体尺寸测量和教室实地测量实践，为学生建立基本的尺寸概念和环境设计的人本概念。在统一测量项目的前提下，以班级为样本(≥30人)、小组为单位进行人体静态和动态尺寸测量，如图1所示，并根据其中1名组员的尺寸测量结果制作人体结构模型；实地尺寸测量环节要求学生使用常用测量工具对教室家具和教室环境的结构性尺寸的测量，记录整理作为改造性设计的参考依据，通过此环节建立起学生的初步尺寸概念；在空间环境的人、机、环境因素环节中，由学生自行调研任意空间完成；在家具设计中的人体因素环节中，按照任务分析法，针对面向绘图过程的设计专用课桌椅进行参照性设计，并进行了最终的绘图桌椅设计验证。结果表明，学生通过运用此方法明确了设计的目的，增强了设计过程的科学性和合理性；
在环境评价环节中。按照评价六个流程制定专业教室环境评价计划。按照环境中的声、光、热、空气和空间五种环境类别分别制订计划，每一类别分为物理测定、语义差别量表问卷调查和半结构式访谈三个侧面依次实行，收集并汇总原始数据资料，运用数理统计方法进行数据统计，建立环境评价模型，得出综合评价结果。
篇6
Zhu Yongtao；Li Zhongwei
（Xinxiang Medical College，Xinxiang 453003，China）
摘要: 设计了一种基于单片机AT89C5l为控制核心的便携式电子血压计，介绍了电子血压计测量的原理，论述了其软硬件设计方法。该血压计利用APM BP300压力传感器采集血管对血管壁压力并将压力信号转换为电信号，经A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号并送入单片机，最后进行计算、存储、显示等处理。
Abstract: The portable electronic sphygmomanometer based on microprocessor is designed, the paper introduces the principle of measurement of the electronic sphygmomanometer, discusses the hardware and software design method. The pressure signals are collected by the APM BP300 pressure sensor and the A/D conversion module will convert analog signals into digital signals into the microprocessor, finally, the device completes the data computation, storage, display operations.
关键词：血压测量 单片机 压力传感器
Key words: blood pressure measurement；microprocessor；pressure sensor
中图分类号：TH789；TP393文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0157-02
0引言
随着社会的快速发展，人们生活水平不断提高，人们也越来越观注自己的身体健康，医疗检测设备的家庭化逐渐成为了趋势。血压是身体健康与否的一个重要指标，合适的血压是维持人体正常新陈代谢的必要条件。同时，血压的高低也反映了人体心脏和血管的功能状况。血压监测对防病治病、及早发现疾病，都具有重要意义，特别是近年来，高血压在中老年人群中呈高发态势。因此，研制家庭化的智能型便携式血压计具有重要的意义。
医院大量使用的传统式血压计多为水银式血压计，其优点为数值稳定，其缺点为：无法一人自行操作，且必须专业医护人员操作，肉限观察误差极大主观性强，体积较大不易携带[1]。为了克服水银血压计的缺点，本文设计了一种家用电子血压计，其具有使用简单、可一人独自操作、体积轻巧便于携带等诸多优点，特别适用于家庭使用。
1血压测量的原理
目前大多数无损血压自动检测仪器都采用振荡示波法，也简称为示波法。本设计也采用示波法测量血压，原理如下：首先采用充气袖套来阻断动脉血流，由于心搏的血液动力学作用，在气袖压力上将重叠与心搏同步的压力波动，即脉搏波。当气袖压力远高于收缩压时，脉搏波消失。随着袖套压力下降，脉搏开始出现。当袖套压力从高于收缩压降到收缩压以下时，脉搏波会突然增大，到平均压时达到最大值。然后又随袖套压力下降而衰减。示波法血压测量就是根据脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。与脉搏波最大值Amax对应的是平均压，收缩压和舒张压分别由脉搏波最大振幅的比例来确定[2]。整个测量过程脉搏波幅度的变化见图1所示。
由图1可知，我们通常取脉搏波最大值Amax前面幅值为0.5Amax处的瞬态位置对应血压直流分量为收缩压，最大值往后找幅值为0.8Amax的瞬态位置对应血压直流分量为舒张压[3]。
2系统硬件设计
本设计是基于单片机控制实现的血压测量系统，以高性价比单片机AT89C5l为控制核心。硬件电路由压力传感器、气泵气阀系统、信号转换处理电路、单片机控制和显示等部分组成[4]。系统利用APM BP300压力传感器采集血管压力信号，并转换成电信号，电信号首先通过放大电路，之后有带通滤波器滤波将信号转化为适合单片机的输入信号，最后经过AD转换器将模拟信号转变为数字信号并送入单片机，单片机对采集的数据进行分析，计算出人体血压的两个关键指标“舒张压”和“收缩压”，之后单片机将数据存储到存储器中，并将相关数据送到液晶显示屏。系统硬件各个模块相互协调工作，共同完成任务，其基本工作原理图如图2所示。
3软件设计流程
本系统软件设计本着简介高效的原则，采用了C语言编写程序。C语言相对汇编语言有诸多优点，在C语言编程中，可以对单片机的基本结构无需了解，对处理器的指令集也不必了解，寄存器的分配以及各种变量的数据的寻址都有编译器去完成，从而保证了程序层次清晰，结构紧凑，可移植性好，大大节省了开发时间[5]。系统软件流程图如图3所示。
4小结
系统通过软件优化调试后，能够较好的达到设计的要求，同时该系统也存在一些小的问题需要进一步研究解决，比如说功能还需要一定改进，测量精度需要提高等等。总之，该电子血压计具有使用简单、易操作、体积轻小、低功耗、等诸多的优点，基本可以满足血压计家庭化趋势的要求，具有很高的应用价值。
参考文献：
[1]何庆华等.振动法血压测量中血压的判定方法[J].生物医学工程学杂志，1998，15，（4）：369.
[2]黄力宇等.基于单片机的血压监护仪的研制[J].中国医疗器械杂志，2002，26，（4）：253-254.
[3]Yelderman M，Ream A K. Indirect measurement of mean blood pressure in the anesthetized patient[J]. Anesthesiology，1979，50，（3）：253-256.
篇7
关键词：生理学 教学 生物医学工程
一、引言
生物医学工程学是多学科交叉边缘学科，结合了生物学、医学、工程学等专业。生物医学工程的前身是生物医学电子学专业，其建立起源于电生理学。国内众多理工科、医科及综合性院校都开设了生物医学工程专业，其培养目标是使毕业生能够理解、阐明并应用数学、物理学、工程学原理解决医学问题；能够成功地从事职业实践并继续深造；具有独立的学习和工作能力，高度重视职业及伦理责任。相应的课程设置主要包括工程类课程和医学类课程等。
其中，生理学是研究生命现象及其本质，全面介绍人体各系统的功能及活动本质的学科，内容详尽，覆盖知识面广。不论对于医科院校还是工科院校，生理学是生物医学工程专业必修基础医学课程之一，对于将工科课程与医学知识有机融合起到不可替代的桥梁作用。生理学作为生物医学工程专业中一门有代表性的基础医学课，其课程设置需考虑如何平衡有限学时与广泛的生理学知识点、结合考虑工科院校学生的思维个性、工科院校的生物医学工程专业的培养方案特色等。本文重点讨论工科院校生物医学工程专业生理学的教学问题。
二、生理学教学的现状分析
（一）授课对象与医学院教材的冲突
目前国内尚无生物医学工程专用的生理学教材，而大多数院校选用人民卫生出版社的《生理学》教材。首先，该生理学教材原本针对医药卫生专业撰写，有很强的专业性，与生物化学、组织与胚胎学、病理学、药理学等众多基础医学课程关联密切，又离不开临床医学课程知识。其次，生理学是一门以实验科学为基础的学科。再次，生理学课程的系统性非常强，当选择性讲授教材内容时对知识点的取舍需非常慎重。对于缺乏基础医学知识、医学实验技能及实验经验的工科院校学生而言，在有限的学时内完全照搬传统教材是不现实的，而且严重影响学生的学习效果。
（二）教师背景与生物医学电子学专业知识的冲突
工科院校中生理学教师多为医学类专业出身，而基于生理学为综合性实验学科，医学背景的教师能将生理学中有关基础医学和临床医学背景的概念、理论解释清楚，但是对于生理学中诸多涉及理工科的实验技术及仪器原理却不一定能理解透彻，并阐述清楚。因为没有扎实的工科知识背景和丰富的生理学实验经验，是无法与工科背景的学生良好的互动，从而影响生理学的教学效果。
三、对策分析与讨论
（一）教学大纲及生理学教材的建设
须对生理学的教学大纲内容谨慎斟酌。要综合考虑以下几方面的因素。第一，引导和培养学生的学习兴趣，适当增强疾病与健康管理的内容。第二，结合本院校系的学科特色，增强教学大纲内容与本院校系生物医学工程专业学科特色的关联。第三、工科院校的生理学学时安排比较少。例如，重庆大学生理学的理论学时是32个，第三军医大学生理学理论学时是70个。因此建议重点讲特定生理系统的研究方法，对于未讲授内容，建议学生自学。在此基础上，编撰适合工科院校生物医学工程专业的特色生理学教材。
重庆大学生物医学工程系的学科特色是电子信息与仪器，所以在具体生理系统原理及介绍中，尽量结合该生理系统的相关医学仪器为例，一方面，应用实例有助于学生更生动地理解该生理系统的工作原理，另一方面，也能将空洞的生理学理论与后续的医学仪器原理及设计课程结合起来，引导学生理解医学仪器的设计原理，提高学生对专业的兴趣。
例如，讲授肺在生理状态下的弹时，补充呼吸疾病患者的肺丧失弹性情况做对比；在讲授第五章呼吸调节类型分为自主呼吸与随意呼吸时，强调临床上重症患者在清醒状态与睡眠，麻醉状态下呼吸机的意义；讲授呼吸系统的呼吸运动原理时，结合人工呼吸、简易呼吸机及智能性呼吸机的原理与设计等。
（二）生理学教师应增强仪器及设备专业知识的培训
提高工科院校生理学授课教师的综合素质，可从三方面开展工作。第一，增强生理学教师的专业技能培训，包括派遣其到医药院校生理学教研室旁听生理学精品课程，丰富基础医学和临床医学知识；同时增加生理学教师参加各种生理学实验及新型医疗仪器的使用培训，增强各种医疗仪器原理及操作技能。第二，生理学教师的选拔，要重视医学背景与工科背景的综合。例如，本科为医学专业，研究生阶段为工科背景或者本科为工科背景，研究生阶段为医学专业为佳。第三，通过开展科研项目来训练生理学教师，从而丰富生理学教师的综合专业技能。一个科研项目的顺利完成，融汇贯穿了医学问题的发现、生理机制分析及工科技术解决方案的全过程。重庆大学于2012年7月与第三军医大学成立生物医学工程联合学院，对两校的生物医学工程专业本科生实行相同的培养方案中，医学类课程由第三军医大学教师与重庆大学教师组成联合课程教学组进行授课。
事实上，生理学教师的综合性高素质要求也符合生物医学工程专业本科教育的广泛性特征。在本科教育排名第一的约翰霍普金斯大学认为：最新的生物医学工程本科教育就是使其能继续在研究生、医学以及职业学校中接受教育或在产业领域谋求职业。
（三）加强生理学实验及实验教材的建设
生理学是一门实验性学科，生理学教学的建设离不开生理学实验室及实验教材的建设。一方面，生理学的概念和理论来源于大量动物实验和临床病例；另一方面，生理学实验可以让学生对课本上的概念和理论有更加感官、形象的认识，训练学生的实验技能，提高学生的学习兴趣。
工科院校生物医学工程专业教研室在开展生理学实验的过程中，不具备医药院校的实验条件，所以应该充分发挥工科院校的特色，充分利用现有的工科院校特有的实验资源。工科院校的教师和学生对生理学实验中各种仪器的理解更深刻，仪器操作能力更强，对各种生理信号分析处理水平更高。首先，增强医学仪器在生理学实验设置中的比重。利用学生对强大的虚拟软件的熟悉，通过医学仪器的操作，加强学生对生理系统机制的理解。其次，提高各种生理信号分析处理在实验内容中的比重。充分利用工科学生对数据处理软件的熟悉对生理信号进行深度处理，增强学生对生物医学信号的印象和理解。例如，重庆大学生物医学工程专业生理学的设置应该结合本系生物医学电子与仪器的优势，在生理学实验的设置中增强医学电子信号的检测比重，具体表现在增加各种生物医学传感器的实验，开展各种生理信号的采集实验。
四、小结
生理学在生物医学工程专业课程体系中承担着承上启下的综合性作用。首先，生理学教学需传授给学生丰富复杂的基础医学理论与实验知识，从而训练学生在将来的学习与研究中能提出需要解决的医学问题。再次，使学生理解各种生物医学仪器的设计原理，提高学生学习各种医学仪器设计的兴趣。因此，生理学教学的宗旨无论是对教学大纲，还是专业教师以及生理学实验都提出了更高的要求。所以，生理学的教学改革研究需要理清发展思路，充分利用工科院校的特色资源，发挥工科院校的教学优势，准确定位本单位的教学大纲，提高专业教师的综合素质，丰富生理学实验，最终才能提高教学水平，把学生培养成能够成功从事职业实践并继续深造的合格的生物医学工程本科毕业生。
参考文献：
[1]高莉，刘健，陈强，浅谈工科院校生物医学工程专业生理学的课程建设[J]，医学信息，2009，22（10）：2007-2009
[2]李小慧，吴建盛，理工院校生物医学工程专业解剖生理学教学的思考，中国电力教育，2013（10）：161—162
篇8
[关键词]地球化学;持续发展;研究。
中图分类号：P59 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0177-01
引言
目前地球化学在地质探矿、环境保护、农业生产、灾害预报等领域发挥着重要的作用，已逐渐成为地球科学最活跃、最有生命力的学科之一。本文主要介绍地球化学的发展现状，同时结合矿产勘探实际工作来论述地球化学在地质找矿中的重要作用。
一、地球化学研究的现状
虽然地球化学思想的萌芽阶段可以追溯到遥远的过去，但是在早期阶段，主要是对与地壳的化学组成有关的某些地球化学现象的定性的描述。直至20世纪上半叶，地球化学才独立成型，作为一门独立学科，正式登上国际舞台。然而随着化学、物理学和地学等领域的发展，地球化学迎来了大发展时期，当前地球化学研究手段日渐先进，研究领域不断扩展，研究精度不断提高，这些彰显了地球化学的活力。地球化学强劲生命力的另一个体现是原有分支的迅猛发展和新分支的不断涌现，下面通过几个主要分支的叙述来反映地球化学的发展现状。
环境保护被确立为我国的一项基本国策，全社会都关注着控制污染和保护生态环境的事业。人类利用自然改造自然的进程是与时俱进，一天比一天发展迅猛，人类对这方面的能力也在不断加强，自然和人类之间的相关活动，引起了地球化学的问题，针对现状之中的问题，我们应该进行具体情况的具体分析。
二、地球化学的危害
矿产资源开发利用过程中形成大量固体废弃物，？它们对人类居住的生态环境构成极大的危害。固体废弃物分为金属矿固体废弃物、非金属固体废弃物、能源有机固体废弃物。不同种类矿山固体废弃物有着不同的岩石、矿物、地球化学特征，因而有不同的环境污染效应。
矿山固体废弃物可以污染水、土壤、空气。当通过以矿石，尾矿的形式堆放时，也有污染。废石堆中的硫化矿物与空气接触，可强烈氧化释放出SO2、CO2、H2S、NO等有害气体，而粒径极细（<10μm）的尾矿干燥后会随风飘扬形成飘尘，污染大气和环境。废石或尾矿风化中可形成溶于水的化合物或重金属离子，经地表水或地下水严重污染周围水系及土壤，危害人体健康，影响农作物、森林、禽蓄和鱼类的生长和繁殖。如大部分矿山废弃物中含有硫铁矿，其风化或以化学作用形成酸性废水，严重危害森林、农田、人类和动物的生长。矿山废石和尾矿露天堆放，其中的有害成分经过风化、雨淋、地表径流的侵蚀渗入土壤，
使土壤被有害物质、放射性物质等污染，造成土壤酸化、盐渍化，导致结构改变，破坏土壤中微生物的生长，影响作物根系生长。废石堆放的不稳定易引起岩堆移动和泥石流等灾害，而且尾矿堆放侵占土地，破坏自然景观，尤其是任意排放和坝址的不合理布置，对环境危害极大。据统计，全球采掘工业每年排放的工业固体废物总量达数百亿吨，在我国，黑色金属矿山每年排放的废石尾矿约6.2亿吨，有色金属矿山每年排出的废石尾矿达11500万吨，煤矸石约1.3亿吨。这些废石、尾矿的大量排放，严重破坏了土地资源的自然生态环境，不仅侵占大量土地，破坏自然景观，而且其成分十分复杂，含有多种有害成分甚至放射性物质，可污染矿区和周围环境，构成严重的社会公害。原矿直接携带超标污染物质，如放射性元素及其他有害组分;选矿过程中使用的化学药剂残存于固体废弃物并与其中某些组分反应，产生新的污染源;在地表堆放条件下，固体废弃物发生氧化、水解和风化等表生变化，使原本无污 染的组分转变为污染组分，如有色金属矿山普遍存在的某些重硫化物;流经固体废弃物堆放场所的地表水，通过与固体废弃物相互作用，溶解某些有害组分并携带转移，造成大范围污染;由于某些金属矿山固体废弃物颗粒极细，
矿山废弃地主要包括矿体采完后留下的塌陷区和采空区;由低品位矿石、开采的岩石碎块、剥离表土堆积而成的废石堆积地;矿山辅助建筑、机械设施、采矿作业面等用后废弃的土地;尾矿堆积形成的尾矿废弃地。
三、地球化学发展趋势
近十年来，随着可持续发展战略的提出，勘察地球化学得到了迅速的发展，但它也面临着如下的挑战，主要表现在以下几个方面。（1）全球各介质中的地球化学基准与全球化学填图;（2）埋伏区三位地球化学分散模式、深穿透地球化学与埋伏区矿产勘查;（3）新理论、新方法的研究与推广。随着较大比例尺矿产评价工作的开展和新领域的开拓，现在有的方法技术尚存诸多的问题，需要分类进行专门的研究，以推进探新理论、新方法的研究。例如，难识别矿种或难识别类型的地球化学勘查与评价方法;巨量金属的聚集机理、地球化学块体与大型矿产区或巨型矿床的定量评价;（4）资料的合理利用与开发;（5）知识及观念的更新。长期以来化探的主要任务是找矿，这个观念和思路不能适应新形式发展和开拓新领域的需要;面对需要解决的社会经济问题，化探的发展应走与地质、物探及相关环境学科结合的综合研究之路;面对科学技术发展的新要求，化探要发挥自身优势，找到自己的“闪光点、突破点、结合点”，并在综合研究中站到解决问题的前沿。
结语
利用地球化学相关知识革新以往陈旧的技术，用高新技术改造我国以往的矿山工业。
提高利用程度，实现清洁生产。以降级生产成本和对环境的破坏。如矿床开采、选矿、冶炼、矿产资源综合利用和尾矿的再利用等，不但能降低矿产开发利用的成本，而且可保护环境，并且具有巨大的经济效益和环境、社会效益。因此国家应当重点支持这些方面的研究，通过地球化学技术上的突破，带动环境的改善和经济效益提高。
参考文献
[1] 原振雷，肖荣阁。矿山固体废弃物的岩石矿物地球化学研究
[2] Simon P.Vriend，等.地球化学工程学―21世纪的环保产业[M].北京：地质出版社2001.1
篇9
关键词：旅游观光小火车结构人性化性能；
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-04-00-02
前言：观光小火车作为一种在旅游风景区、商业街等区域的乘用工具，乘客一般为旅游者或顾客，因此观光小火车视野宽阔、乘坐舒适性是重要的性能指标；另外观光小火车需要在区域较小的、周周行人较多的环境中驾驶，无轨观光小火车驾驶员需要频繁使用加速踏板、方向盘以及制动器等，有轨观光小火车驾驶员也要通过操作面板在既定的轨道来控制车辆行驶和停车、避让路上行人及障碍物，驾驶员极易产生疲劳，因此在观光车设计中应以人为本，充分考虑人性化设计要素，设计出乘坐舒适、驾驶轻便的产品。
一、旅游观光小火车结构
观光小火车按供能系统分为蓄电池观光车和内燃观光车，按运行机构又分为无轨观光小火车和有轨观光小火车，是一种在指定区域内行驶，以电动机或内燃机及其他动力驱动，具有动力机车和一节至四节车厢和乘用功能的游乐设备。以休闲、观光、游览为主要设计用途，适合在旅游风景区、综合社区、商业街等指定区域运行的车辆。观光小火车被纳入特种设备管理一般设计有1到4节车厢，其中3节车厢观光小火车是目前使用最普遍的车型。
电动旅游观光小火车主要由机车、驱动电机、电机控制器、铅酸蓄电池、仪表盘、车厢、轮胎或转向架等组成。通常最高车速≤10km/h（GB/T18165-2008），成员数量一般在24～120座，爬坡能力≤10%，驻车制动：≤15%。
二、电动旅游观光车整车结构与设计思路
针对于旅游观光小火车而言，不可依能载人的理念进行设计，如何实现其设计目标，满足使用者（包括驾驶者和乘坐者）的舒适需求，是当前在观光小火车设计过程中需重点考虑的问题，这就需要从小火车的结构出发，将各个结构进行合理匹配，实现各子系统之间的完美结合，才能从根本上实现观光小火车设计的最终目标，这就需要从其车身、能量供应和驱动系统、以及行走系统和控制系统等方面进行科学有效设计：
（一）车身设计
车身的设计包括两个部分，一是仿古蒸汽机车外形的驱动机车部分，以表现小火车的火车元素、驾驶空间和能源载体为主要功能，二是排列成一列的车厢部分，以载客为主要功能。两部分都主要使用钢架结构和玻璃钢造型，钢架结构保证车身的牢固性，玻璃钢材质可以通过特殊工艺进行曲面设计，够让整个车身显得简洁、明快，具有一定的时尚感，同时还能减轻车体上部的重量，使小火车在行驶的过程中更平稳安全。例如小朋友们喜爱的小火车――托马斯的造型可以通过玻璃钢成型制作为这一交通设施增加各种快乐元素。
另外成人乘坐的活动空间和小朋友乘坐时的安全保障应该是设计者首要考虑的因素。车厢部分除去传动的转向架或轮胎机架，车厢侧墙和车厢顶部形成的空间范围是观光小火车的乘坐空间。乘坐空间的安全和舒适设计才能体现观光小火车的人性化和服务意识。从小火车是有场所考虑体现小火车的附加值，则应当让驾驶者和乘坐者的视野更加宽阔。在使用条件满足的条件下车厢可通过半开放式设计，驾驶室和车厢前挡均采用全透明的玻璃窗设计。
（二）能量系统、驱动系统
能量系统及驱动控制系统是电动旅游观光小火车重要的组成系统，要确保观光小火车能够正常通行，就必须对这两大系统进行科学设计。能量系统主要使用内燃机供能或性能较强大的铅酸型蓄电池或锂电池，电池大小根据车体大小与载客量多少进行配置，能量设备一般安装在煤水车的内部，这样可以适当均衡机车的受力，避免明显打滑现象。驱动系统主要采用直流型的电动机，直流电动机具有非常明显的优点：即成本低、调速稳、控制简单，技术比较成熟，其调速使用电子调速器，可有效控制车速，易于爬坡、起步，动力平稳。
（三）行走系统、控制系统
车身的走行机构和转向架或者轮胎机架机构正常运转是保障小火车运行的主要因素，行走系统的稳定对于观光小火车而言也是十分重要的，小火车的行速主要由低、中、高3个档位构成，并进行手动更换档位，3个档位的调节模式能够很好的进行电动观光车的调速与变速，并实现平稳调速，从而使驾驶人员能够在驾驶过程中保持平稳，更加灵活轻便，提高了电动观光车的安全性和舒适性。
电气控制系统同样也是电动旅游观光小火车的重要组成，其包括低压、高压电气系统以及整车的控制系统，需要对于整车的各个结构系统进行监控，并确保各个系统保持正常的工作状态，同时确保供能系统的运行最佳，以免由于个别系统故障而导致整车问题。
三、电动旅游观光车设计需求要点
（一）显示装置的设计要求
显示装置的功能是通过可视化的数字、文字、曲线、符号、标志、图形、图像、可听的声音以及其他人体可感知的刺激信号向人传递机车的各种行信息。观光小火车主要显示内容有里程表或计时表、车速表、电流或蓄电池状态指示器、发动机水温或水温报警装置、机油压力表或油压报警装置、蓄电池充电（报警）指示灯和燃油表，气压制动系统的气压表等。
观光小火车显示装置可向操纵人员提供车辆状况及运行过程的有关信息，使操作人员可以及时进行合理操纵，从而使车辆按预期的要求运行。因此，对显示装置合理设计的要求使人即能迅速而准确地接受信息，又不易疲劳。显示装置的尺寸、指示器、字符、符号和颜色的设计应适合人的生理和心理特征，所显示的信息的形式应直观、形象、符合人的习惯；与所使用的环境形成良好的匹配，包括照明、色彩等。
（二）操作装置的设计要求
操纵装置是操作者用来操作观光小火车以改变其运行状态的装置。操纵装置的基本功能是把操作者的响应输出转换成观光小火车设备的输入信息，进而控制观光车的运行状态。要求每个操纵装置均能明确地作者辨认出来。尽量利用自然的操纵动作或借助操作者身体部位的重力进行操纵。显示装置、操作者和操纵装置，组成一了个完整的人机系统的信息传递环节。操纵系统的设计应使操作者安全、准确、迅速、舒适、方便地持续操纵。
（三）乘坐空间设计要求
观光小火车的乘坐空间主要包括构成车厢高度、宽度要素的车厢板与上顶间的封闭或半封闭区域，车厢的高度和宽度设计既要考虑乘坐者舒适度，也要考虑适应运行环境的尺寸范围。座椅的空间布置及座椅参数设计人机工程学作为主要依据，设计合理的乘坐空间及座椅可以保证乘坐者的安全、健康、舒适、方便，可以使乘坐者人体肌肉组织放松，减少人体能耗，消除疲劳。
乘坐人员上、下车进出口的设计也是车身设计的重要部分，进出口的宽度应当不小于双肩宽度，设置必要的扶手，台阶、地面采用防滑措施，以确保安全。门的安装方式安全、牢固、可靠，有防夹、防撞灯装置。
针对儿童乘坐的车厢设计需要考虑更多的特殊情况，小朋友在遇到周围的新鲜事物常常会突然坐起、跳跃甚至小跑。从安全性的角度，设计时适当减少一些舒适上的要求适当增加身体上的限制。
另外，应充分考虑乘坐人员的视野的宽阔。车身和内部选用合适的色彩，使游客或顾客产生赏心悦目的感觉。
四、结语
综上所述，我国观光小火车行业近10多年来一步步取得了较大发展，市场需求空间也逐渐扩大。但是应该认识到，目前观光小火车在设计上还没形成较系统、较完善的体系，国内观光小火车装置设计（即驾驶空间）和乘坐空间设计中都存在明显的不足，本文主要在空间结构等方面提供了设计依据和改进方向，同时也为今后观光小火车设计更合理、更让乘客们喜爱。
参考文献：
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[2]梁文杰.观光车乘坐系统中的通用设计研究[J].机械制造与自动化，2009，（03）.
[3]燕来荣.节能减排催热电动观光车与牵引车市场[J].交通与运输，2009，（03）.
[4]朱命怡，赵向阳.电动游览车的设计与试验研究[J].河南机电高等专科学校学报，2009，（02）.
[5]马兴民.电动旅游观光车的选型与设计[J].专用汽车，2008，（01）.
[6]张建立，彭庆华，金鑫.景区观光车的发展前景[J]. 客车技术与研究，2008，（05）.
[7]关凤艳.电动观光车的开发及电动车的发展前景[J].今日科苑，2007，（02）.
篇10
关键词：油层物理;实验教学;仿真
实验教学是培养学生创新能力、解决实际问题能力、理论联系实际能力的重要环节。实践和实验环节的缺失或薄弱，势必造成理论与实践的脱节，培养出来的学生高分低能，缺乏创新能力。这样的学生很难适应社会的需求[1-3]。实验教学需要投入大量资金购买仪器设备，需要场地建设实验室。近几年学校招生规模迅速扩大，实验室出现资金及实验面积不足、设备台套数不足、指导教师缺乏等问题。严重影响实验教学质量。随着计算机多媒体技术的迅猛发展，仿真技术在各领域应用越来越广泛。作为新的实验教学手段，仿真实验教学得到了广泛应用。它具有开发、维护费用低，不受场地限制，功能强大等优势。不仅可以节省很多的人力、物力和财力，而且还可以提高学生的兴趣。
1仿真模拟教学的优越性
与传统的实验教学相比，仿真模拟教学具有以下优势[4-5]。(1)节省成本。由于专业实验仪器通用性差，一般价格比较昂贵，维修困难。仿真软件可以大大降低成本，不受台套数限制。仿真实验软件的运行只需要一台电脑，而目前电脑的普及程度非常高，已成为人们学习和生活的基本工具。电脑成本也越来越低。(2）节省空间。专业实验仪器利用率低，购买大量仪器不仅需要大量资金，而且占用实验室面积。大部分时间闲置，势必会造成极大的浪费。仿真软件的应用不受实验地点限制，不需购置专门的实验仪器。这样就节省了空间。(3）使用方便。由于网络的应用，学生无论在机房、在宿舍都可以开展实验，不受地点限制。无论节假日、周末学生可以在任何时间开展实验，不受时间限制。(4）便于维护。仿真软件不像实验仪器容易损坏，学生可以多次反复操作，而不用担心出现仪器故障。(5）可以实现实验中无法完成的功能。仿真实验不仅可以完全模拟实际的实验过程，它还可以实现实际实验难以实现的功能。比如井下工具的结构及工作原理，利用实物很难让学生看清楚，利用动画则可以一目了然。气锚的工作原理，老师在课堂上讲解非常费时、费力，但利用动画展示，气锚分离气液的过程看得清清楚楚。(6）提高学生兴趣及创新激情。仿真动画软件色彩丰富，动画效果好，学生有身临其境的感觉。学生就会对实验产生兴趣。同时会刺激学生自己动手设计实验、编写实验软件的冲动。提高学生的学习兴趣和创作激情。(7）拓展实验内容。受学时、资金和场地的限制，一般必做的实验项目内容相对简单、时间短。因此，实际实验使培养学生的实验技能和创新能力受到一定限制。仿真实验则可以很好地解决这一问题。学校只要少量投入，就可以编写出拓展性实验内容，供有兴趣的学生学习使用。例如，相对渗透率曲线测定实验，这是油田开发的一个基础实验，但实验过程非常耗时，完成一个实验需要数天时间。学生很难在实验室开展这类实验。利用仿真软件就可以很轻松地掌握实验的操作。
2油层物理仿真软件介绍
油层物理仿真软件是采用Flash7.0编写的。在Windows2000及更高版本的操作系统下均可运行。实验内容包括两部分：基本参数测定实验和拓展实验。基本参数测定包括岩石孔隙度测定、岩石渗透率测定、比表面积测定和碳酸盐含量测定四个实验。拓展实验包括毛管压力曲线测定、相对渗透率曲线测定和岩石润湿性测定三个实验。每个实验是一个独立的执行程序，包括四个模块：实验原理、实验仪器、实验操作步骤和数据处理。实验操作模块有实验操作方法的配音解说、有字幕、有实验操作。具有很好的人机交互功能。学生可以根据提示一步一步进行操作。图1为仿真软件的截图。
3软件的应用及效果评价
目前软件主要用于两个方面：（1）必修实验的课前预习。实验课之前，学生配合实验指导书在计算机上进行模拟实验，等完全掌握了实验过程再进入实验室。（2）拓展实验的自选学习。实验室对学生开放，学生可以根据自己的兴趣，利用仿真软件自行学习自己感兴趣的选修实验内容。仿真软件在本科油层物理实验教学中已应用了四届，深受学生的欢迎。教学效果良好，通过仿真软件的应用，提高了学生预习效率和预习效果，降低了实验过程中的出错率。通过拓展实验，学生学到了更多的实验内容。
4仿真软件编写中注意的问题
(1）注重细节。实验的成败和实验精度很大程度上决定于实验人员的细心程度，因此，仿真模拟要想收到好的效果，必须注重实验细节的交代和动画实现。(2）提高仿真程度。逼真的场景可以让学生很快进入角色，提高教学效果。达到真实实验所要达到的目标。(3）必要的警示。实际实验操作过程中，不当的操作可能会损坏仪器，或者使整个实验报废，甚至对人体带来危险。而仿真软件可以多次重复。难以体会错误操作带来的严重后果。因此，仿真模拟过程中的错误操作，必须给予必要的警示或相应的惩戒，以引起学生的足够重视。
5结语
仿真模拟打破了传统的实验教学模式，为传统实验教学模式注入了新的活力。为消除传统实验教学中存在的种种局限开辟了一条新路。仿真模拟不仅可以节约成本、节约空间，而且可以实现一些实际实验无法实现的功能。仿真模拟对培养学生创新能力和实验技能具有不可替代的作用。但是由于仿真模拟毕竟是对实际实验的模拟，与实际实验还是存在差异。因此，在实际教学过程中不能完全代替实际实验。只能作为实际实验教学的补充和扩展。因此，处理好仿真模拟与实际实验之间的关系尤为重要。
作者:李春兰 单位:中国石油大学（北京）石油工程学院
参考文献:
[1]赵经成．运用现代技术开展仿真模拟实验教学[J]．中国高等教育，2003(10):30－31．
[2]周艳．虚拟现实与教育[J]．开放教育研究，2000，25(3):16－19．
[3]王晓蒲,霍煎青,杨旭,等.大学物理仿真实验和教学实践[J].物理实验,2001,21(1):28-29.
