人体工程学内容范文

时间:2023-12-25 17:37:06

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人体工程学内容

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论文摘要:本文以培养具有较强工程实际应用能力的人才为目标,构建了画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通,徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养,机电产品、工程项目、软件系统三种对象协调应用的工程图学课程教学内容体系。

工程图学是工科学生最早接触的技术基础课程,它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程,在培养学生的空间思维能力、提高学生的综合素质和创新能力方面具有重要作用。教学要服务于人才培养目标的实现,地方本科院校主要为地方经济建设和社会发展服务为前提,培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。因此,构建工程图学课程教学内容和体系,以适应较强工程实际应用能力的人才培养目标已是当务之急。

一、 基于应用型人才培养的工程图学教学目标

为达到“厚基础、宽口径、重能力、高素质、强能力、具有创新精神”的应用型人才模式培养目标,使学校所培养的学生适应地方经济发展和社会需要,不妨借鉴英国的机械类教育模式,即在教学中强调一个“用”字,一切以将来的实际应用为目标,对任何一门课程,都要求教师努力做到让学生在学习了这门课程之后即可运用所学的知识解决生产中的某些实际问题,这就要求每门课程设定的目标较清晰,让学生了解这门课程所学习的知识和培养的技能将来在社会工作中有何用途。为此,我们设定了如下明确的课程教学目标:一是熟练运用投影理论并遵照国家标准规定绘制和阅读工程图样;二是具有工程图学思维能力和工程图学素质,包括形象思维能力、图形表达能力、空间想象能力和严谨细致的工程素质;三是熟练运用某种CAD软件进行二维绘图和三维构型设计。

二、 构建符合人才培养目标的理论教学体系

教学体系直接反映了教学目的和培养目标,是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。在教学过程中,我们把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标,在学时少的情况下,不过于强调知识的完整与系统,对教学体系进行了重新优化和整合。

(一) 画法几何部分强调基础理论作用,淡化其难度

画法几何是满足工程设计的需要诞生的,它为工程和科学技术各个领域解决机械结构、空间几何及工程设计等问题提供了可靠的理论依据及解决问题的有效手段,可提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但是,长期以来画法几何占用了大量的教学时间,因此,在教学中,我们重点讲清点、线、面和立体投影的基本理论,为学生学习工程制图打下基础,不强调画法几何的深度和广度,对于图解法、在三维建模时自动生成的截交线和相贯等比较抽象、难度较大的部分适当删减,剩余内容留作自学,学生可以根据自己的掌握情况选择取舍,教师可以给予相应的指导,做到因材施教。

(二) 工程制图部分重在工程实践和实际应用

工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这是一个从“画法几何”理论到“工程图样”应用实践的跨越过程,而工程制图的实质内容就是零件图、装配图两大部分,教材中各章节都应该围绕这两个部分展开。授课时,首先采用现场教学的方式,在实验室和实训中心,甚至带学生到校外实习基地,让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装,使学生对零件图、装配图的实用性这一特点有一个清楚的认识。

关于零件图部分,主要通过多个实例的讲解,把重点放在机件的表达方法、表面粗糙度、公差与配合等主要内容的实际应用上,对于尺寸标注和和专业课程密切相关,在此只是复习组合体尺寸标注部分,适当介绍一些常见工艺结构如铸造圆角、退刀槽等的标注方法。技术要求部分则重点介绍书写格式及其在图样上的标注方法,对有关符号的含意和选用只作简介,由学生自学。

关于装配图,在图形表达部分,重点介绍装配图表达方法的特点,即规定画法和特殊表达方法。尺寸标注重点讲解装配图中必要尺寸与零件图中完整尺寸标注的不同,通过举例说明性能尺寸、安装尺寸及装配尺寸等,使学生了解其标注的重要性,在后续课程学习和应用中引起重视。技术要求中配合符号在装配图中的标注及其与零件图的关系要向学生讲清楚,其余留待学生自学和后续课程讲解。让学生明确标题栏中的名称对看装配图的重要性以及明细表中零件的名称及材料对看图和拆图的重要性。

(三) 加强利用CAD软件进行三维构型的教学

在制造业中,设计人员在设计过程中实际是先在大脑中形成空间形体模型,然后运用投影法进行表达,画出平面图样,而生产技术人员首先阅读工程图样,然后通过空间想象,把图样中的内容转化到空间去,构建出三维形体后再按尺寸和技术要求进行加工生产,因此,在设计制造过程中,三维构形贯穿始终。但根据我国目前机械装备现状,采用三维实体建模设计的企业绝大部分还只在产品的设计、研发、分析等环节采用三维技术,而最终的生产制造环节还要将其转换为二维图样进行生产,从我国制造业发展纵向分析,工程形体的三维造型表达完全取代二维图样还需要一个过程,因此,在教学中要做到制图基础与实体构形相结合,零件图绘制与零件实体造型相结合,装配图绘制与虚拟装配相结合,常用零件的画法与相应零件的实体模型相结合,三维造型设计与制造、分析相结合。

三、 构建符合人才培养目标的实践教学体系

工程图学是一门实践性很强的技术基础课,只有通过实践,让学生尽快将图学知识转化为图学能力,学生的创新素质和应用能力才能得到提升,因此,我们构筑的实践教学体系主要有以下几方面:

(一) 徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图基本技能训练

在仪器测绘、讨论设计方案、技术交流、现场参观时,受现场条件或时间的限制,经常绘制草图,草图对于捕捉设计灵感,现场记录,加速新产品的设计、开发,帮助技术人员组织、形成和拓展思路非常有用。仪器绘图既是工程技术人员的必备基本技能,又是学习和巩固图学理论知识不可缺少的方法,在计算机绘图技术广泛应用的今天,仍然必不可少。因此,在教学中,徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图一样作为基础平台,贯穿在教学的全过程。

(二) 部件测绘动手环节

在部件测绘动手环节中,学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容,增强工程意识,理论与实践相结合,为提高学生的图学能力和工程应用能力打下了基础。

(三) 三维构形设计

三维构形设计就是在给出一定约束条件的前提下,让学生通过自己的想象、分析,构思三维形体,自主进行组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计,采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式,培养创新设计能力,从而促进学生图学素质和创新素质的提升。

综上所述,培养工程应用型人才应强调学用结合,在工程图学教学中应重点突出“学以致用”,而不是主要强调知识的完整性和系统性。笔者面向企业应用与技术创新,推动工程图学教育改革,使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通,徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养,机电产品、工程项目、软件系统三种形态对象协调应用,加强测绘和设计环节教学,并且在教学中注重充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,采用启发式、讨论式、案例式等教学方法,为学生图学能力的提高和胜任相关工作奠定了良好的基础。

参考文献:

[1]王兰美.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2003

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1.教学方法陈旧,缺乏创新点和突破点

人体工程学课程对于艺术设计专业的教学十分重要,当前多数高职院校均开设了这门专业基础课。艺术设计的各个领域,包括室内设计、景观设计、展示设计、家居设计、产品设计等,这些设计的基础均是以人为本。人体工程学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,研究人、机器和环境的相互作用,研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题。因此,一些教师把这门课程作为一门理论课来讲授是比较合理的。多数职业院校把这门课程安排在大学第一学期,但是大学一年级的学生初次接触基础课往往会比较茫然,不明白学习这门课有什么作用,而一些教师的授课方式往往是列举很多人体尺寸和家具尺寸,学生只能生搬硬套、死记硬背。这种教学方式不但不能获得好的教学效果,还会使学生产生厌学情绪,对其日后的专题设计课程学习不利。

2.教材内容更新慢,缺乏优秀的设计案例

人体工程学教材版本众多,但是仔细阅读就会发现部分教材的内容大致一样,一成不变的身体尺寸数据是全书重点,对于这种僵化的内容和乏味的图示,一些基础差的学生接受起来有一定难度。而且,一些教材中的数据没有与实际工作接轨。世界在发展,科技在进步,新时期的很多优秀的设计却很少出现在教材里。学生对教材中的内容也只是熟悉一下而已,很难将理论与设计实践相结合,这违背了高职教育培养实践型人才的要求。

3.与实践教学环节脱轨

高职院校应以培养应用型人才为根本任务,以适应社会发展需求为目标,以培养技术应用型人才为主线,合理制订学生的能力素质培养方案。高职院校的学生通过在校期间接受相关的培养,在其毕业后能够掌握基础理论、过硬的技术能力和足够的专业知识。高等职业技术教育培养的是应用型高级技术人才,所以在教学计划中应大量增设实践教学环节,提高学生的实践能力。人体工程学是必修课,更是理论课,这门课程的学习过程学生几乎都在教室内完成,很难将课堂上学到的理论知识应用到实际设计中,因此,教师也就不能很好地完成教学目标。

二、人体工程学与实践应用的结合方法

1.转变教学观念,以培养应用型人才为教学方针

培养应用型人才是当今高职院校的教学重点,学校在制订课程教学大纲时应注重基础理论知识的灵活运用,把大量的教学时间放在实践上。教学时要根据不同层次学生的特点,因材施教,教学内容应深浅合适,突出实践性。人体工程学课程在室内设计专业占据重要的地位,它无论是对后续课程还是学生日后的具体工作都有着重要的意义。一方面,后续设计课程必须以人体工程学为理论依托;另一方面,它能够指导工程设计方案的实施,体现方案的人性化和合理性。因此,在课堂教学中,教师应在讲解的同时加入实际工程知识,有针对性地把知识传授给学生,这样既讲授了基本的理论,又让学生结合了实际,学生对人体工程学课程中的一些概念、意义等才会有更深层次的理解。如,在讲解人体尺寸测量时,笔者让学生准备尺子,在教室中把桌椅排列成不同的空间组成形式,可以模拟卧室、客厅、广场和购物空间等,学生可以边布置边测量边思考。这样的教学形式比较直观、形象,学生通过亲身体会感受展示空间的通道尺寸、衣柜与床的高度等,亲身体会人体工程学的奥秘,从而能够把所学知识真正应用到实践中。

2.顺应新时期的设计发展潮流,更新教学内容

艺术设计行业是一个发展迅速、紧跟时代潮流的行业,新技术、新产品、新设计思潮层出不穷,教师也要把这种日新月异的变化带到人体工程学的课堂教学中。首先,在教材的选择上,要尽量选择一些实践性强且附带大量案例的教材,同时,教师应根据学生所学专业的实际情况适当增删教学内容,把握重点。如,在实践环节的课堂教学中,教师可以让学生尝试设计椅子,学生根据题目进行设计创意,在设计的过程中就会主动了解椅子的尺寸、角度、适宜场所等。这就可以变被动学习为主动学习,学生的学习兴趣增强了,教师的教学环节也出彩了不少。在制作的过程中,教师可根据学生设计初稿指导其修改,让学生逐步了解人体工程学的内涵和意义。其次,教师要及时为学生补充一些新的知识。艺术设计课程知识更新比较快,教师应在课堂教学的基础上适当补充社会实践,让学生到家具市场、文具商店、菜市场、花鸟鱼市场、户外广场、大型商场等公共场所亲身体验人体工程学的知识。除此之外,教师还要经常带学生到各种施工现场进行调研,参与设计实践项目,这样学生才能时刻关注设计界的新动态、新工艺,才能更好地把人体工程学的理论知识应用在实践中。

3.教学方法要多样化

高职院校应当在合理的范围内尽可能多地为学生提供实践场所、实训室、工作室等,教师可以把教学从课堂上搬到工作室中,鼓励学生参与一些正在进行的工程项目,结合其他课程进行交叉学习。教师应对学生进行分工,通过观摩、演示、实践等多种手法丰富课堂内容。这样学生就不会感觉是在学习枯燥的理论知识,而是在玩中学,知识掌握得会更直观、牢固。人体工程学其实不是一门枯燥的理论课,学生课上做笔记、课下背数据的时代已经过去,教师可以让学生在课堂上收获更新、更直观的知识与理论。教师应带领学生深入市场,调研当下流行家具的样式、尺寸等,通过图片、数据等形式帮助学生理解本课程需要掌握的知识。当然,教师除了要具备良好的专业素质外,还要掌握学生性格特点,调动学生的学习积极性,使学生愉悦地完成学习任务。

三、结语

篇3

〔关键词〕人体工程学;艺术设计;教学改革

人体工程学是艺术设计专业重要的学习内容,也是专业基础必修课之一。它主要服务于实用艺术,为提高事物的使用功效和舒适度提供科学依据和保障。在现代生活中,随着科技成分在社会生活中所占比重的增大,人体工程学已成为实用艺术不可缺少的组成部分。如环境艺术、城市雕塑、工业设计等学科有着较强的科学性、工程性的特点,需要相关工科知识的有力支持,才能办得更具特色,更符合现代社会发展的需要和人的需求。因此这门课程教学的成效直接关系到后续的设计类专业课程教学是否能顺利展开,帮助学生在具体课题的设计当中将艺术性与科学性结合起来,对相应的设计理论课也起到示范作用。

人体工程学课程的内容对艺术设计的作用主要体现在以下几个方面:

⑴ 为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数;

⑵ 为设计中“物”的功能合理性提供科学依据;

⑶ 为设计中考虑“环境因素”提供设计准则;

⑷ 为进行“人—机—环境”系统设计提供理论依据;

如何使艺术设计专业的学生正确理解人体工程学的内涵,并将该课程的知识更好地应用于实际的设计项目当中,是一个值得我们所有专业教师共同探讨重要的课题。

一、教学中存在的问题分析

1.教学模式陈旧,缺乏针对性

人体工程学是从工程技术类科学延伸到设计领域的,课程内容偏重理论、原理、公式和数据,相对比较枯燥,特别是对艺术类的学生来说是一门非常头疼的课。部分院校的艺术设计由于办学时间不长、师资力量不足等原因,在人体工程学教学时还是采取传统的“课堂理论知识灌输 +课终闭卷考试 ”的模式进行教学。学生普遍有厌学心理,虽然靠在考前死记硬背都能基本过关 ,但考过之后很快就忘记。这种教学模式无法使学生真正在后续的各专业课的学习和课程设计中具体应用本学科的知识,导致理论学习和工程实践严重脱节。

2.人体工程学是实践性很强的专业,但在学校期间的学习往往和社会实际脱节,难以使学生从现实层面了解课程内容

人体工程学的实践课程大都基于课堂练习及在实验室训练等这些表面的“实践”方式,忽略了学生参与和直接动手的生产实践环节,从而使课题的解决方法单一、与社会实际脱节。这样培养出来的学生很难快速适应社会对综合型艺术设计人才的高要求。

二、主要教学方法的探讨

1.多元化的教学方法

①.重视设计实践教学

在信息多元化的社会中,学生自主学习的渠道越来越多样化,教师要根据时代的变化不断更新自己的教育理念。目前的教育方法主要还是以教师单方面授课、学生个人动手实践的模式居多。根据现实需要,教师也可挑选网上设计招标项目,如家具、展厅或环境小品的设计等,让学生自组团队,设计投标,当然教师也可虚拟课题进行。在这种实战或模拟的互动教学中,学生会更加投入,互相协作并且了解哪方面欠缺,为以后自学指明了方向,有利于完善他们的知识结构。

②.合理运用多媒体

在课件的设计上采用多媒体课件形式,将繁杂枯燥的理论知识化为浅显易懂的图表,灵活运用多种直观形式如文字、图形、声音、视频等,将传统教学中的各种信息表现出来,在较短时间里,让学生的各种感官并用,利用多种信息渠道, 提高对信息的吸收率,加深对知识的理解,从而达到优化教学的目的。

③.结合案例进行讲授

为了使学生在具体的设计中能更好地运用人体工程学原理,更好地理解其使用范围和应用方法,在教学中就应注重运用丰富、典型的案例进行阐释,通过对具体案例的评析、讲解和讨论,使学生更好地理解人体工程学和本专业的关系,学会进行相关知识和方法进行设计。例如,在人体测量与数据应用这一章中,为了更好地理解各个人体测量数据的应用范围及应用场景,除了选择书中介绍的案例外,还参考了大量和艺术设计相关的案例,特别是大量的人体测量数据与环境设计和室内设计的关系,像室内展厅设计中的空间设计、展具设计等,就会涉及到身高、立姿双手上举高、眼高的相关尺寸等。

2.灵活进行课程设计

虽然人体工程学是理论课程,但是它的作业最好要求学生以简单的设计形式来完成,或者开设相应的课程设计进行辅助教学。

①.调研报告

调研报告可以很好地引导学生对所学理论知识的重新理解,本课程设计了一次调研报告:“用人体工程学眼光去审视我们的校园环境”,要求同学们认真观察思考,从室外环境景观——寝室、教室、绘图室、阅览室等——坐具、寝具、文具等三个角度,去发现现实生活和校园环境当中不合理的人体工程学问题。此次作业可随着课程章节内容的展开逐步进行调研及资料的搜集,重点在发现问题,深入分析问题和提出完善的解决方案。学生通过调查分析汇总以后,不但加深了对人体工程学概念和基本理论的认识,而且有助于发现问题和解决问题的思维方法的养成。学生将报告制作成幻灯片的形式,在课堂上进行陈述,不同的案例及每个学生的思考都能得到共享,加深了大家对理论知识的理解和掌握。

②.小课题的设计

本课程安排了一次小课题设计“工作椅设计”,根据人体尺寸依据及椅子设计原则,分析目前学生用椅的缺点,设计一种适合学生用的椅子。作业提交内容包括效果图、必要的结构图、基本外观尺寸图及设计说明。课题主要是对人体尺寸测量章节内容所进行的一次设计实践,通过训练使学生重点掌握椅类家具(休闲椅、工作椅)基本尺寸规律,座面、椅背的倾斜角度及其弯曲曲率规律。养成整体匹配意识,亦即尺寸、倾斜度、曲率的整体配合规律。最后通过作业的展示及点评, 使学生们受益匪浅。

③.大课题的设计

大课题设计既是实践性教学的重要环节之一,又是教学的核心内容。以小型空间设计作为设计题目,如居室设计、书房设计、小酒吧设计、小办公环境设计或专卖店设计等,制定完整的任务书,要求根据空间功能恰当地分割空间、布置和营造空间,尺寸处理要满足人的心理和行为需求,其中的家具及用具设计要以人的舒适使用为宜,并将设计意图以效果图的形式体现出来。该课题的设计内容几乎涵盖了人体工程学课程主要知识点的各个方面,所以用作设计实践非常适合。

三、结语

在人体工程学的教学中,尤其针对艺术专业的学科特点,如果仍旧采取传统教学模式,课程教学的效果难以满足人才培养目标的需要。在该课程的教学中,一方面要利用多元化的教学手段系统地给传授学生人体工程学的基本概念、理论、方法和技能,另一方面作为主讲教师还要灵活进行课程设计的安排,注重培养学生综合运用知识和创新实践的能力。

参考文献

1. 罗碧娟·工业设计专业“人机工程学”课程的教学改革与探讨[J]·科技信息,2009,(24)

2. 吕天娥·浅议环境艺术设计专业中的人体工程学教学[J]·艺术与设计,2008,(08)

篇4

人体工程学(HumanEngineering),也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis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。

人体工程学起源于欧美,原先是在工业社会中,开始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,作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术,开始运用人体工程学的原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,如何使人在舱内有效地操作和战斗,并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳,即处理好:人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后,各国把人体工程学的实践和研究成果,迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去,1960年创建了国际人体工程学协会。

及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,重视“以人为本”,为人服务,人体工程学强调从人自身出发,在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。

日本千叶大学小原教授认为:人体工程学是探知人体的工作能力及其极限,从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。

其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统,今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。

人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、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,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。

人体工程学的基础数据和计测手段

一、人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。

1、人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的作用,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。

2、人体尺度人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。

3、人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。

室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。

例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂构高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。

二、人体生理计测根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。

人体生理计测方法主要有:

1、肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。

2、能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下:

运动时氧耗量-安静时氧耗量能量代谢率(RMR)

基础代谢率耗量3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。

三、人体心理计测心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。

1、精神物理学测量法用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。

2、尺度法以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。

人体工程学在室内设计中的应用

由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:

一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。

二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。

三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等,室内设计时有了上述要求的科学的参数后,在设计时就有可能有正确的决策。

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关键词:人;服装;环境;服装设计

中图分类号:J523 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2011)33-0179-01

服装设计过程中,人、服装、环境三者相互关联与影响构成系统,称为“人―服装―环境”系统,亦称为“服装人体工程学”系统。人体工程学充分介入服装设计领域,人们对服装款式、色彩、流行、运动、舒适、功能等全方位的要求才能得以完美的实现。

一、人体工程学

人体工程学是一门新兴的边缘学科。它所研究的内容包含了生理和心理两方面,从生理角度看,主要研究依靠人体的结构尺度,找出与设计物的比例关系,根据人体结构的基本参数进行各领域的设计活动,满足人们的物质需求;从心理角度看,研究色彩、线条、空间、形状、声音、气味、肌理等客观因素对人的感情、运动、意志、行为等方面的影响,从而在具体的设计中注意造型、色彩、环境等因素,达到更科学、更合理、更愉悦,满足人们的精神需求。这两个角度也正是当今服装设计中所应该重视的。

二、人体工程学与服装设计的关系

(一)人的因素

在人―服装―环境系统中,人是关键的要素,人的生理、心理特性和能力限度,是人―服装―环境系统最优化的基础。作为主体的人,既是自然的人,又是社会的人。对于自然人的研究有:人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在工作和生活中的心理特性等;对于社会人的研究有:人在工作和生活中的社会行为、价值观念、人文环境等。

(二)服装的因素

不同的研究对象,涉及的因素各不相同,因此服装因素的研究范围很广,其研究内容归纳为以下几个方面:服装卫生、服装结构、服装材料、服装色彩、着装心理等。

(三)环境的因素

主要指着装者的所处场合、工作地点以及气候环境。

(四)人―服装关系的研究

人与服装是研究服装造型中需要了解的人体形态、构造、体表、运动形态、体型、皮肤等部分内容,力求服务于设计师的创造,使服装更具“以人为本”的绩效。

(五)人―环境关系的研究

任何人、服装系统都处于一定的环境之中,因此人、服装系统的功能不可避免地受到其周围环境的影响。人与服装相比,其受影响的程度更大,如照明、温度、湿度、有害气体以及辐射等。

三、人体工程学对服装设计的影响

(一)围绕着人体及服装的存在环境,研究环境对人体作用的温热条件要求及保健卫生等。

其温热条件有温度、湿度、气流、辐射热等物理因素,有通过皮肤或粘膜侵入的化学因素,有微生物寄生等生物因素,还有心理上的社会性因素。

(二)人的生存是建立在活动的基础上的,围绕人的活动,研究人在站、坐、行走、跑步、工作运动时必要的姿势与服装的结构设计

如服装穿脱的动作,步行与跑步时脚与鞋的关系,弯腰举手等运动时姿态与衣服领部、袖型、袖窿的形状、尺寸、结构及胸省、皱摺的位置、尺寸等有密切的关系,这些都要进行科学的分析、实验、研究。结构设计不好,就要影响人们的活动效率,带来不便,使人感到不舒适,严重的甚至影响人的健康。从工效学的角度进行人体运动时肌电流、能量代谢率、呼吸量、脉搏、人体的伸缩性等方面分析研究,以求得人体活动时所需的适当延伸度。人体活动时皮肤延伸变化的研究,有利于测定服装与人体运动变化时相互接触的程度和服装表面的变化形式。同时也应注意由于因年龄不同皮肤的皱纹松弛影响其延伸程度也不同。

(三)围绕人―服装―环境的关系,进行服装材料的研究

同样的款式由于不同面料的透气性、保暧性、散热性、耐酸碱性、缩水性、抗皱性不同,同种材料由于织造的方式不同、印染的方法不同,其耐磨性、伸缩性、耐洗性、悬垂性不同,对人体穿着的舒适程度及人与环境的关系影响很大。人们为了适应环境的要求,还研究制造了一些特殊用途的服装材料,如带电作业的服装,其面料就带有防护作用的金属丝。

服装设计师在从事设计活动中,应坚持按服装与人、环境的界面关系去反映、协调它们所固有的内在规律性。研究人的生理、心理以及行为特点,使设计出来的服装更好地与人的形体尺寸、生理结构、身心特点相匹配,使设计出来的服装真正为人所穿、受人亲睐。

篇6

关键词:人机工程学 课堂教学 教学成果

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)005-163-02

工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的设计,其理念是在符合各方面需求的基础上兼具特色。工业设计是一门综合性、应用性很强的交叉性学科,它旨在形成和谐的实物环境,最充分的满足人的物质需要和精神需要。工业设计在企业中有着广阔的应用空间。

1. 人机工程学教学的重要性

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各种因素;研究人和机器及环境的相互关系;研究在工作中、家庭生活中及休闲时怎样统一考虑工作效率,人的健康,安全和舒适等问题的学科。本课程是工业设计专业的重要组成部分,它为设计安全可靠、便于使用的产品提供了人机关系方面的理论依据和方法指导。

我国的工业设计专业教学,形成了两种基本知识体系:一种是工程技术体系;另一种艺术美学体系。根据工业设计专业办学基本要求,无论哪种知识体系,都必须学习人机工程学、工业设计工程基础等课程。从人机工程学教学方面来说,传统的理论知识灌输过程所涉的工科知识较大,面对大量的原理和数据公式,艺术类学生听起来费解,也容易产生疲劳和厌学情绪。课程的教学成效关系到后续课程教学是否能顺利展开,而死记硬背、不加理解的学习方法和模式起不到应有的效果。

通过人机工程学的课程学习,应该让学生理解设计是什么,怎样设计,设计达到的效果。具体来说,转变成人机工程学课程中要解决的3个目标,就是“寻找产品问题、正确分析原因、重新改良设计”,再简化一下可表达为设计上常用的述语:发现问题、分析问题、解决问题。这3个教学目标实际上就是设计的三个阶段。本文将从教学实际出发,探讨人机工程学教学改革中的实践与体会。

2. 人机工程学课程的教学目的

工业设计教育不应该试图把学生教成每一方面都精通,能在事先熟知的所要设计的产品的各个方面的专家,事实上也不可能做到这一点;而应该把设计教育的重点放在让学生学会这门学科的基本理论和基本研究方法以及培养他们对知识的应用和与再生能力上,使学生能够举一反三,在面对新问题时能够迅速把握实质,灵活运用所学的知识并以创造性的方法解决这些问题。

由于工作对象的多样性和复杂性,设计师必须经常面对各式各样的人机问题,这种情况给人机工程学的教学工作带来了一定的困难。人机工程学研究内容的涉及面广,涉猎的学科繁多,再加之信息技术的不断发展,甚至可以延展出界面设计这样独立的设计课程,因此作为工业设计专业的学生不可能真正全面地掌握人机工程学各个领域的所有内容。人机工程学的教学目的也绝非是让学生认真背诵书本的概念与数字,而是教会学生具有基本的人机工程学观念,提高其人机意识,了解基本概念、内容和方法,在以后的设计实践中能够自觉查阅相关资料,深入学习,使其设计更科学和全面。

3. 人机工程学教学改革的探索

人机工程学教学方法的得失和教学内容的安排,往往直接影响到教学效果的成败。因此,实际的课堂教学中,科学的教学方法、先进的教学手段和合理的教学安排,能够激发学生的学习兴趣,培养学生积极思考和解决问题的能力,牢固地掌握并灵活运用知识。

3.1 联系实际生活,引导学生自主学习

传统的人机工程学教学,为了引起学生对课程的重视,在课程之初会用很多时间来探讨课程的重要性。人机工程学兴起的直接原因是二战中大量因人机设计失误而导致的飞机失事。军事领域的人机设计问题让学生觉得很新奇,但毕竟离我们的现实生活太远了。

那么到底在我们的日常生活中,需不需要人机工程学,有没有值得我们去改进的设计方面呢。教学中,我把这个问题作为第一次课后作业留给同学完成,并给了两个学时的课堂讨论时间。通过讨论,同学们发现了很多在生活中运用人机工程学的例子,有正面的,也有反面的。正面的例子有:阶梯教室的座位高低错落,保证了各个位置同学的视野;电脑腕垫设计有效缓解了手腕疲劳;椅子的腰靠设计有效缓解了腰部不适;高低可调的课桌椅适应了不同身高的客户需求等等。反面的例子有:公寓床的长度不适合于身高过高者;固定式课桌椅不能满足所有同学的身高尺寸;公用卫生间门后不设挂钩,给入厕者带来不便等等。

通过设置思考题并结合课堂讨论的形式,引导学生思考本门课程的重要性和实用性,既避免了传统教学反复说道的枯燥乏力,又调动了学生的积极性,真实地感受到了课程的重要性感和实用性,从而提高学习的自主性。

3.2 通过课程实践,理解科学数据的由来

人体尺寸的测量,是人机工程学中人体尺寸获得的基础,更是产品尺寸确定的重要参考。传统教学中,对于该部分内容,教师们会对照人体尺寸表格和图示一一讲解,以帮助学生理解。这种教学模式可能出现的问题就是:一旦离开书本,学生很快就忘记了测量项目的名称和具体测量的人体部位,更难以在产品尺寸的设计中,快速、有效地找出人体尺寸的参考值。

为了提高教学效果,在教学中我们在此部分设定了实践环节:在同学配合下,测量自身的人体主要尺寸、立姿和坐姿尺寸,画出尺寸图,并进行1:2的人体模板制作。同学们对实践课题表现得非常兴奋,测量自身的人体尺寸让他们觉得很亲切。很多同学测量中发现出现各部分尺寸相加高于或低于身高,而十分不解。最后在老师的协助下,通过测点标记和辅助测量基准面都得到了解决。实践环节进行的尽然有序,充满欢声笑语。

在完成人体尺寸图和人体模板时,同学们都掌握了这部分的知识,很有成就感,并兴奋地表示记忆深刻,十分难忘。由此可见,合理的实践环节设置,对学生深入理解和灵活掌握知识,起到了巨大的推动作用。

3.3 分析设计案例,提高分析问题的能力

显示与控制设计在产品设计的应用极为广泛,教材中设置了大量图例来讲解该部分的重要性与应用。在传统理论教学的基础上,为了进一步提高同学的分析问题能力,实际教学中引入了橱柜设计的案例,让大家学会客观地评价设计的优劣。

案例中,新橱柜设计的主题是“生活如此简单”,产品的使用方式非常方便。当我们用身体的任何部位轻轻触碰柜门时,相应的抽屉就能迅速弹出,所有的餐具快速展现于眼前。在轻松惬意的背景音乐配合下,主人游刃有余地穿梭在厨房中,宠物狗也舔开了其中一个抽屉,享受属于自己的美食。看完案例,同学们都很兴奋,纷纷夸奖设计太棒了,操作方便,技术先进,十分完美。讨论的最后,我肯定了大家的正面评价,并提醒大家分析一下设计有没有什么问题呢?同学们顿时安静了,在积极地引导下,同学们静下心来,开始思考设计方案华丽外表之下存在的问题,并得到了正确的结论。

面对新的设计,大家已经习惯了给予高度的评价和赞许,而设计中还有没有可改进之处,很多人都会忽略。而作为设计人员的我们,对产品的评价不应该限于此,我们还要看到比常人更深刻的方面,为后续的设计研究找到方向。因此,教学中除了教会学生现成的理论知识以外,要引导学生学会分析实际问题,任何问题都存在两面性,我们要学会科学、客观地对设计方案进行评价。

4. 结束语

人机工程学是一门技术性学科,其相关理论知识在生活中随处可见,在教学中应该突出其科学性和实用性,通过各种方式方法,引导学生积极思考和实践,杜绝死记硬背和填鸭式的教学模式。在工业设计专业的人机工程学的教学过程中,应该突出基本原理、工程程序和研究方法,这样既能确保设计师具有较扎实的理论基础,又能使设计师在解决问题时具备正确的思路和开展工作的手段。

注释:

①汪惠芬,刘婷婷,《人机工程学》课程教学模式探索与实践[J],应用研究,2007,36(9):71-75.

②丁玉兰,人机工程学[M],北京理工大学出版社,2005年8月:2.

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关键词:室内装修;人体工程学;环境心理学

第一节人体工程学的含义和发展

人体工程学(HumanEngineering),也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis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。

人体工程学起源于欧美,原先是在工业社会中,开始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,作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术,开始运用人体工程学的原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,如何使人在舱内有效地操作和战斗,并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳,即处理好:人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后,各国把人体工程学的实践和研究成果,迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去,1960年创建了国际人体工程学协会。

及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,重视“以人为本”,为人服务,人体工程学强调从人自身出发,在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。

日本千叶大学小原教授认为:人体工程学是探知人体的工作能力及其极限,从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。“

其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统,今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。

人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、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,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。

第二节人体工程学的基础数据和计测手段

一、人体基础数据

人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。

1、人体构造

与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的作用,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。

2、人体尺度

人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。

3、人体动作域

人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。

室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。

例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂钩高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。

二、人体生理计测

根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。

人体生理计测方法主要有:

1、肌电图方法

把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。

2、能量代谢率方法

由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下:

运动时氧耗量-安静时氧耗量

能量代谢率(RMR)

基础代谢率耗量

3、精神反射电流方法

对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。

三、人体心理计测

心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。

1、精神物理学测量法

用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。

2、尺度法

以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语

可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。

第三节人体工程学在室内设计中的应用

由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:

一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据

根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。

二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据

家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。

三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数

室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等,室内设计时有了上述要求的科学的参数后,在设计时就有可能有正确的决策。

四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据

人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

第四节环境心理学与室内设计

在阐述环境心理学之前,我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”,相对于人而言,环境可以说是围绕着人们,并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构,可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化,而这些变化了的事物,又会反过来对行为主体的人产生影响。例如人们设计创造了简洁、明亮、高雅、有序的办公室内环境,相应地环境也能使在这一氛围中工作的人们有良好的心理感受,能诱导人们更为文明、更为有效地进行工作。心理学则是“研究认识、情感、意志等心理过程和能力、性格等心理特征”的学科。

关于环境心理学与室内设计的关系,《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题:“不少建筑师很自信,以为建筑将决定人的行为”,但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害,也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为

上,对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”,即是在人与环境之间是“以人为本”,从人的心理特征来考虑研究问题,从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境,都应具有新的更为深刻的认识。

一、含义

环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科,它着重从心理学和行为的角度,探讨人与环境的最优化,即怎样的环境是最符合人们心愿的。

环境心理学是一门新兴的综合性学科,环境心理学与多门学科,如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密切。

环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向,把选择环境与创建环境相结合,着重研究下列问题:

1、环境和行为的关系;

2、怎样进行环境的认知;

3、环境和空间的利用;

4、怎样感知和评价环境;

5、在已有环境中人的行为和感觉。

对室内设计来说,上述各项问题的基本点即是如何组织空间,设计好界面、色彩和光照,处理好室内环境,使之符合人们的心愿。

二、室内环境中人的心理与行为

人在室内环境中,其心理与行为尽管有个体之间的差异,但从总体上分析仍然具有共性,仍然具有以相同或类似的方式做出反应的特点,这也正是我们进行设计的基础。

下面我们列举几项室内环境中人们的心理与行为方面的情况:

1、领域性与人际距离

领域性原是动物在环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应生存的行为方式。人与动物毕竟在语言表达、理性思考、意志决策与社会性等方面有本质的区别,但人在室内环境中的生活、生产活动,也总是力求其活动不被外界干扰或妨碍。不同的活动有其必须的生理和心理范围与领域,人们不希望轻易地被外来的人与物所打破。

室内环境中个人空间常需与人际交流、接触时所需的距离统盘考虑。人际接触实际上根据不同的接触对象和在不同的场合,在距离上各有差异。赫尔以动物的环境和行为的研究经验为基础,提出了人际距离的概念,根据人际关系的密切程度、行为特征确定人际距离,即分为:密切距离;人体距离;社会距离;公众距离。

每类距离中,根据不同的行为性质再分为接近相与远方相。例如在密切距离中,亲密、对对方有可嗅觉和辐射热感觉为接近相;可与对方接触握手为远方相。当然对于不同民族、、性别、职业和文化程度等因素,人际距离也会有所不同。

2、私密性与尽端趋向

如果说领域性主要在于空间范围,则私密性更涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室内空间中要求更为突出。

日常生活中人们还会非常明显地观察到,集体宿舍里先进入宿舍的人,如果允许自己挑选床位,他们总愿意挑选在房间尽端的床铺,可能是由于生活、就寝时相对地较少受干扰。同样情况也见之于就餐人对餐厅中餐桌座位的挑选,相对地人们最不愿意选择近门处及人流频繁通过处的座位,餐厅中靠墙卡座的设置,由于在室内空间中形成更多的“尽端”,也就更符合散客就餐时“尽端趋向”的心理要求。

3、依托的安全感

生活活动在室内空间的人们,从心理感受来说,并不是越开阔、越宽广越好,人们通常在大型室内空间中更愿意有所“依托”物体。

在火车站和地铁车站的候车厅或站台上,人们并不较多地停留在最容易上车的地方,而是愿意待在柱子边,人群相对散落地汇集在厅内、站台上的柱子附近,适当地与人流通道保持距离。在柱边人们感到有了“依托”,更具安全感。

4、从众与趋光心理

从一些公共场所内发生的非常事故中观察到,紧急情况时人们往往会盲目跟从人群中领头几个急速跑动的人的去向,不管其去向是否是安全疏散口。当火警或烟雾开始弥漫时,人们无心注视标志及文字的内容,甚至对此缺乏信赖,往往是更为直觉地跟着领头的几个人跑动,以致成为整个人群的流向。上述情况即属从众心理。同时,人们在室内空间中流动时,具有从暗处往较明亮处流动的趋向,紧急情况时语言诉引导会优于文字的引导。

上述心理和行为现象提示设计者在创造公共场所室内环境时,首先应注意空间与照明等的导向,标志与文字的引导固然也很重要,但从紧急情况时的心理与行为来看,对空间、照明、音响等需予以高度重视。

5、空间形状的心理感受

由各个界面围合而成的室内空间,其形状特征常会使活动于其中的人们产生不同的心理感受。著名建筑师贝聿铭先生曾对他的作品——具有三角形斜向空间的华盛顿艺术馆新馆——有很好的论述,他认为三角形、多灭点的斜向空间常给人以动态和富有变化的心理感受。新晨

三、环境心理学在室内设计中的应用

运用环境心理学的原理,在室内设计中的应用面极广,暂且列举下述几点:

1、室内环境设计应符合人们的行为模式和心理特征

例如现代大型商场的室内设计,顾客的购物行为已从单一的购物,发展为购物——游览——休闲——信息——服务等行为。购物要求尽可能接近商品,亲手挑选比较,由此自选及开架布局的商场结合茶座、游乐、托儿等应运而生。

2、认知环境和心理行为模式对组织室内空间的提示

从环境中接受初始的刺激的是感觉器官,评价环境或作出相应行为反应的判断是大脑,因此,“可以说对环境的认知是由感觉器官和大脑一起进行工作的”。认知环境结合上述心理行为模式的种种表现,设计者能够比通常单纯从使用功能、人体尺度等起始的设计依据,有了组织空间、确定其尺度范围和形状、选择其光照和色调等更为深刻的提示。

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关键词:人体工程学;产品设计;应用;汽车

0引言

人体工程学是研究人在工作环境中的解剖学、生理学和心理学等多方面要素,如何通过合理配置,达到人-机-环境的最优化配置问题,其主要内容是将有关人的科学资料应用于设计领域,最大幅度的提高人的工作环境和生活质量,保障人的身心健康和全面发展。人体工程学应用涉及产品领域较多,如家具产品设计、日用生活品设计、工业产品设计等都离不开人体工程学,本文将以工业产品设计为例,对人体工程学在产品设计中的应用进行分析。

1人体工程学在工业设计中的应用

近年来,汽车制造行业发展较为迅速,企业之间的竞争也日渐激烈,为赢取客户,抢占更大的市场占有率,汽车生产商纷纷将汽车设计作为其优势。在设计过程中,将人体工程学融入其中,增加了产品的舒适性,从而达到提高客户满意度的目的。本文将以汽车部件的设计为例,对人体工程学的应用进行分析。

1.1转向盘设计中的人体工程学

转向盘布置主要是对转向盘中心、倾角和轮缘直径进行确定。转向盘的布置对于驾驶员操纵姿势和操作力具有直接影响,因此对于降低驾驶疲劳度具有重要意义。首先,转向盘位置由仪表板和驾驶员之间的距离决定,转向盘轮缘到驾驶者躯干的距离应达到安全距离的最低限制(250mm);转向盘前后位置还应考虑驾驶者的伸展性。其次,转向盘高度设计时主要考虑驾驶者上肢的舒适性,转向盘太高,驾驶者会产生“端胳膊”驾驶的感觉,加快疲劳的产生;驾驶者身材不同,其对转向盘高度要求存在不同程度的差异,单一设计很难达到满足所有客户的需求,因此,转向盘高度一般设计为可调节的,这样就能根据驾驶者的身材进行调节,确保驾驶者能够舒适的操作转向盘。再次,转向盘轮缘所在平面应与驾驶者观察仪表时的视线为垂直关系,这是转向盘倾角设计的主要依据,该设计能使驾乘人员获得最佳的仪表视野;另外,转向盘倾角还应与驾驶者手握轴线的方向相匹配。最后,转向盘直径设计太小不利于操控,且影响对仪表的观察视野;直径太大会造成空间的浪费。以商务车转向盘设计为例,通常会设计为450mm,同时配置转向助力装置减少操控力,而不采用加大直径的办法减少操控力。转向盘中心位置、倾角和直径的最终确定是需要通过反复试验、校核后得到的,确保转向盘设计达到最优化状态。现代转向盘设计时还会配置许多功能按钮,如雨刷器开关、挡风玻璃洗涤喷水开关、照明系统开关、喇叭按钮等,布置这些功能按钮时要充分考虑手指操作的伸及性,对功能按钮的形式和顺序进行不断的优化,保障操作的便捷性。

1.2仪表板布置中的人体工程学

首先,仪表板主断面的设计。仪表板主断面位于驾驶员中心对称面处,该部分设计是驾驶者乘坐环境设计的重要组成部分,其设计原理如图1所示。驾驶者下视野线切线以下为盲区,要与眼椭圆下方相切(L4),切线(L4)与水平线所成的角(a)即为驾驶员前方下视野角。为保证前方下视野的要求,仪表板上方最高点、前挡风玻璃下侧边缘、转向盘轮缘都要在下视野线切下方;做转向盘轮缘最高处截面下方和眼椭圆上方的公切线(L1),做转向盘轮缘上方和眼椭圆下侧公切线(L2),L1和L2之间可布置仪表盘。连接仪表盘中心和眼椭圆中心(L3),L3应平分L1和L2之间的空间;仪表盘中心到眼椭圆中心的距离(R)最大值不超过750mm(以商务用车为例),一般距离可设计为710mm;仪表盘平面与L3的夹角应控制在90±10°范围内。

1.3仪表布置中的人体工程学仪表盘和仪表横向位置应布置

在可视区域内。一般来说,最常用、最主要的仪表应布置在可视区中心附近,如车速里程表等;将一般性的仪表布置在重要仪表的周围,如发动机转速表、油量表、发动机水温表等。部分汽车仪表盘上还设计了其他功能仪表,如发电机状态、灯光、变速档、环境温度、路面倾斜度等相关仪表,在布置仪表时应按照认读顺序进行,同时考虑各功能仪表之间的逻辑性,联系密切的仪表可就近布置;当仪表较多时,还可通过颜色加大功能区分,将引人注目的颜色应用到重要仪表区,可对驾驶者起到警示作用。

1.4仪表罩布置

仪表罩要能遮住射向仪表玻璃的光线,这就需要对仪表罩的设计深度进行试验,确保入射光经过仪表表面反射后不会与眼椭圆相交,消除炫目现象。仪表罩布置不能干扰前方下视野,其断面应布置在公切线L1上方,下视野线L4以下。仪表罩最前端要与转向盘保持50mm以上的距离,防止二者的干涉。

2人体工程学应用前景分析

产品设计的主要目的是满足人的需要,因此,产品设计应以“人”为中心,将“人”在使用产品过程中产生的行为和心理感受融入到产品设计中,充分考虑人-机-环境之间的关系,加强人与产品之间的沟通是非常重要的,也是产品设计是否成功的关键要素。随着人们生活水平的不断提升,人们对各类产品的需求也越来越高,客户不仅关心产品的性能,更关注产品能否满足客户的实际需求、产品设计师在进行产品设计时,应具有创新意识,利用人机工程学、超强的观察力和敏感力对产品进行设计,确保产品能够满足客户的需要,提高产品的市场占有率和好评率,扩大企业的经济效益。

参考文献:

[1]辛乐.人体工学在卡路赛利椅设计中应用研究[J].家具与室内装饰,2015,09:74-75.

[2]刘春荣.面向汽车人机工程设计的人体建模系统及其关键技术研究[D].武汉理工大学,2002.

[3]徐向阳.基于人机工程学的工业车辆驾驶室设计研究[D].南京航空航天大学,2012.

篇9

【关键词】 人体解剖生理学;生物医学工程;素质教育

人体解剖生理学是研究人体各部分正常形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学[1]。它是高等学校生物医学工程专业的专业基础课,对于生物医学工程专业的学生,学习该课程的主要目的是了解并掌握相关解剖生理学知识,为生物医学仪器等生物医学工程专业的其他学科提供基础。我们所在生物医学工程专业是设在通信与信息工程学院下,学院大的环境下是通信电子学科,而生物医学相关思想和兴趣教育相对薄弱,又因目前通信电子、计算机等相关工作求职相对容易,生物医学工程专业找工作相对较难,很多学生考虑到以后的就业,学生的兴趣培养难免会从生物医学工程专业向通信电子计算机方面偏移,导致很多学生对人体解剖生理学的主观积极性降低。我们在教学中体会到,如果单单讲解课本人体解剖生理相关知识,学生思考不积极。因此在讲授人体解剖生理学知识的同时,试图结合工程相关来激发同学们的兴趣,借以融合学生所学的专业知识,提高学生知识理解、解决问题能力以及培养创新思维。

1 结合工程来讲解

在讲解人体解剖生理学时,结合工程来讲解,有利于学生的理解。例如在讲解细胞膜时,先简单讲解一下细胞膜的成分,然后提问,人工细胞膜如何来制备呢?等同学思考后,再讲解人工细胞膜的人工做法,如利用旋转蒸发法制备,还可以讲解人工细胞膜的用途,例如用在纳米医药,特别是抗肿瘤药物如阿霉素脂质体等,这样不但能够提高同学的兴趣,而且能够加深同学对细胞膜的理解,培养创新思维,还可以为以后的学以致用提供样例。

例如在讲解运动系统骨骼时,讲解骨骼的组成和功能后,提问同学,人工骨骼如何做呢?怎样能够达到真正骨骼的要求,如何实现等等?这样既能提高同学的兴趣,又引导学生遇到问题时进行思考,利用工程方法如何实现。

另外在讲解血液时,在联系工程方面,除了讲解人工血液,如何发现携带氧气的碳氟化物等,还会讲到造影剂在磁共振和超声波中增强血管成像,以及怎样设计仪器快速准确地分析和检测血液中的成分等,这样可以在理解人体解剖生理的同时,扩展相关的工程方面的知识和解决办法。

比如讲解牙齿时,在联系工程结合专业方面,提问如何设计假牙、补牙等,对于洗牙,结合超声波洗牙,进一步提问,能否根据这个原理进一步实现利用超声波洗车,节约用水等,使所学相互联系,结合实际贯通一体。在讲解人体解剖生理知识的同时,结合工程对一系列的器官是如何人工制备,如何实现相应的解剖和生理功能,实现的关键是哪些等等,也作为一条线索贯穿人体解剖生理学的教学。

2 结合多媒体教学

人体解剖结构复杂,很难口述清楚,应用多媒体教学,就可将人体解剖实物图像、演示各部位的形态结构、解剖层次和毗邻关系,三维动画模拟演示等生动的展现给同学,能使学生对人体器官组织结构获得一个完整的认识,便于对所学知识的理解、掌握和记忆[2]。特别是人脑结构,通过讲解相关结构和功能,联系日常脑部疾病,播放神经系统的解剖和生理教学视频,加深学生对神经系统结构功能的理解。另外在课外也选择一些优良的解剖学教学视频播放,让同学如亲临其境的学习,在缺少实验情况下,尽量多的理解人体解剖生理学知识。

3 精简人体解剖生理学方面的教学

在生物医学工程专业的人体解剖生理学课程,存在教时少,实验少等问题,重点还是结合生物医学工程的特点,对内容有所精讲,有所删减的讲授。这样才能在结合工程的情况下完成课程的教学工作。未讲解的人体解剖生理学知识,让同学们课外自学作为弥补。例如在讲解运动系统的肌肉方面的知识时,主要介绍几个重要的肌肉位置,作用等,在结合工程学科讲解时,除了讲解人工肌肉外,还讲解人机工程软件如Anybody软件等与肌肉和骨骼有关的工程设计。这样虽然对肌肉的知识有所删减,但是主要还是有所了解,可以用于工程的使用等,对学生的实际应用和创新能力培养有帮助。

4 其他

结合工程学科的人体解剖生理学教学一定要在生物医学工程专业的较高年级讲授,因为高年级的大学生具有一定的专业知识基础和理解能力,能够结合理解扩充的工程学知识,才能激发他们的兴趣。我们在给大学初入校的学生讲授生物医学工程概论时,讲解到相同的内容后,提问和调查讲课情况,低年级同学的回答是似懂非懂,对低年级同学讲课效果就比较差,但是在同堂听课的其他学院(如生命学院、通信学院、计算机学院)的非生物医学工程专业的高年级同学却表现出很强的兴趣,多次联系老师请教和讨论他们的问题和想法,并表示愿意参与到我们的研究中。

虽然我们结合工程来探索进行人体解剖生理学教学,能够针对工程学科学生教学,但是也存在一定的问题,通过课堂提问和考试发现,很多同学对人体解剖生理学的知识学习不够全面系统。一方面是由于上课课时少,缺少实验,另一方面我们认为是花费了一定的时间来讲解结合工程方面的知识,虽然活跃了学生的思维,同时分散了学生的注意力,未能充分结合相应的医学临床,导致某些知识理解深,某些方面的知识细节理解较浅。另外还有一些其他的问题,教师的素质对学生的学习影响至关重要,如临床实际结合较少,不利于学生对知识的深入理解[3];如多媒体的教学方法,虽然直观易于理解,知识量大,但是也影响到讲课的条理性等,对系统条理性的记忆有一定影响[4]。

参考文献

1 左明雪,刘赟,安书成,等.人体解剖生理学[M].高等教育出版社, 2003, 8: 57-62.

2 张跃蓉.口腔解剖生理学教学中多媒体的应用[J].遵义医学院学报, 2004, 27(1): 99-100.

篇10

 

1.防毒工程

 

毒物对人体及生态环境的危害和破坏作用为人共知。据世界卫生组织(WHO)估计,仅世界工农业生产中涉及的化学物质就有 60 余万种。迄今在“国际潜在有毒化学物登记组织”登记注册的有毒化学物已达 30 余万种。

 

毒害物质在其生产、储运、加工、使用过程中,在失控状态下,若其数量超过临界值时,就可能酿成突发性恶性事故,而在通常情况下,因防护不力或长时间危害接触者,导致严重职业卫生工程科学的发展已经历了相当时期,随着科学技术的发展,以及工业危害因素的不断变化和趋于复杂,职业卫生工程技术也要不断进步和适应。在未来发展过程中有如下问题和挑战。

 

深化科学研究。学科的建设,理论的发展,工程技术的更新都是未来世纪的重要挑战。治理技术的研究和推广。由于我国企业长期欠账,使得职业卫生达标水平非常低,特别是乡镇企业情况更为恶劣。因此,一方面是要研究和发展更为高效的职业卫生治理技术,另一方面要积极推广现有的技术。坚持主体工程与治理工程“三同时”。这是实践证明非常有效的原则,在今后的工作中还需坚持。

 

采取综合的对策。从技术角度,要采取技术防护措施、医学防护措施(康复、诊治、环境监测与健康临护等)和个体防护措施,达到三位一体;从系统工程的角度,要从职业卫生管理、职业卫生教育、职业卫生工程技术等方面采取系统对策。总之,只有采取综合、全面、系统及科学、合理、实用的对策才能使人类的职业健康水平得以提高。

 

2.通风与空调工程

 

一个内部受控的空气环境,即某一特定空间内,需要对空气温度、湿度、流速及清洁度进行人工调节,以满足人体舒适和生产过程的安全与卫生要求;在现代工程技术中,有时要求对空气的压力、成分、气味及噪声等因素进行控制与调节。为此目的,采用技术手段,创造并保持满足一定卫生、舒适要求的空气环境,是通风与空调工程的目的与任务。

 

为保证生产过程和科学实验的空气调节称为“工艺性空调”,而为保证人体舒适的空气调节则称为“舒适性空调”。两者在多数情况下,既要满足生产过程的需要,又要保证人体的健康和舒适。对某些有特殊要求的生产工艺,则可根据生产需要,建立单纯考虑生产工艺所要求的空气环境。

 

通风与空调工程学科涉及的内容广泛,主要工程技术包括:内部空气环境各项参数控制指标的确定;影响内部环境的各种内、外干扰量(热、湿负荷、粉尘、气体成分等)的确定;正常与非正常,不可压缩与可压缩流体的情况下,在一维通风管网系统、二维平面和三维空间及其复合流场系统中,空气、混合气和气固两相流的动力学特性计算;空调系统风道管网、洞库、采场空间及通风巷道网络等环境空气的输送与合理分配,工程优化设计与风机优化选择;空气降温、净化等设备的选择;内部环境控风设施的选择与布置;在影响环境的干扰量变化时,保证系统安全、可靠、经济合理运行的工况分析以及为此而建立的环境运行自动监测与监控系统和安全防护体系,从而形成了一个较为完整的工程技术学科体系。

 

3.生产噪声与振动控制

 

生产过程中的噪声与振动控制,在我国于 20 世纪 70 年代末已形成一门专业,这是一个跨门类、多学科的专业,从安全生产考虑,它是以安全工程学中安全设备工程学和安全人机工程学两个主干学科为理论基础的专业工程技术。从人类居住生产环境角度考虑,它又属环境工程学范畴。本学科仅研究生产噪声与振动问题,首先考虑噪声与振动对人体造成的影响与危害,这关系到在噪声与振动环境中人和物所处的安全程度,对人的生理、心理影响,包括物(对精密仪器设备、建筑物等)不受损害和功能发挥正常,劳动者和物在作业环境里是否安全与卫生。生产噪声与振动控制涉及到以下领域:①安全生产条件和作业环境;②损害人的身心健康;③影响人的安全行为,人为失误增多。

 

4.辐射防护技术

 

电磁辐射危害的致因理论,国内外观点难以统一,“致热效应”、“累积效应”,随着生产和科技的发展,卫生工程的内涵和作用发生了很大变化。目前卫生工程不仅内容增多范围扩大,而且还积极促进有关卫生科学的发展,更体现了交叉科学互相渗透,互相促进的特点。

 

卫生工程是以保障人民健康为基点,应用物理、化学、生物学等基础理论和各种工程技术,结合卫生的具体要求,消除各种有害因素,创造对健康适宜的生产、工作、学习和居住的环境条件。是一门综合性的交叉科学。几十年的实践经验说明,无论是对职业卫生、环境卫生或是对其他卫生来说,卫生工程在防制疾病保障健康的各个方面都起到很大作用。

 

对于劳动过程,卫生工程技术一般称作职业卫生工程,它是研究劳动条件对劳动者健康的影响以及研究改善劳动条件的一门学科。国际劳工组织和世界卫生组织指出:“职业卫生旨在促进和维持职业工人在身体、精神和社会财富上的最高质量;防止在工人中发生由其工作环境所引起的各种有害于健康的情况;保护工人在就业期间免遭由不利于健康的因素所产生的各种危害;使工人置身于一个能适应其生理和心理特征的职业环境之中;总之,要使每个人都能适应于其工作。”

 

辐射防护技术是核科学技术的二级学科,该学科在安全科学技术体系中,将其归入二级学科职业卫生工程的分支学科,是安全科学技术学科的三级学科,把辐射防护技术应用于保护人的安全与健康的领域。

 

无论是放射性辐射,还是电磁辐射,从预防和控制其危害,保护操作者或在辐射场中生活的人的身心安全与健康考虑,辐射防护技术学科的内涵及涉及多门其他学科,是一门实用辐射防护工程技术,不但在安全科学技术中列为三级学科,而在灾害科学、减灾科学、预防医学领域中也占有重要地位。

 

5.个体防护

 

个体防护工程学主要内容是应用护品或护具,防御外界因素伤害人体的技术和管理的原理。外界有害因素,既有直接的(例如,物体打击)、又有间接的(例如,毒物粉尘),因而个体防护工程学必须从人体出发,综合应用安全设备工程学和职业卫生工程学的有关原理,形成一个门类的应用学科。个体防护的实施过程涉及了人与物,物与物和人与人的联系,所以还要遵从安全系统工程、安全管理工程学的一般原理。个体防护的目的是为了保护人体身心安全与健康,就必须从安全的角度研究人类个体的生理、心理和人体功能,所以个体防护工程学还必须应用力学、物理学、化学工程、机械工程、材料科学、纺织科学、预防医学、劳动卫生学、信息与系统科学、安全生理学、安全心理学、劳动卫生学、安全人机学、安全模拟与仿真学、安全检测与监控技术等学科的理论和实用的工程技术。

 

个体防护的实施的主要环节是研究、监查和使用,要使个体防护系统安全、高效和经济,必须从安全角度出发,以保护人体为目的,综合材料学、化学、物理学、生物学、人体学、行为学和系统学等学科的原理,应用到个体防尘工程、个体防毒工程、个体电辐射防护工程、个体生物防护工程等具体的个体防护工程中去,不断发展和完善。

 

结束语

 

卫生工程是以保障人民健康为基点,应用物理、化学、生物学等基础理论和各种工程技术,结合卫生的具体要求,消除各种有害因素,创造对健康适宜的生产、工作、学习和居住的环境条件。是一门综合性的交叉科学。