人体工程学理论范文
时间：2023-12-25 17:37:44
导语：如何才能写好一篇人体工程学理论，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
关键词：无机非金属材料系；人工晶体；教学研究；新就业模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0198-02
一、前言
人工晶体是无机非金属材料的重要分支，随着相关产业的快速发展，直接刺激着人工晶体方向的人才需求也在逐步扩大，也逐渐成为无机非金属材料专业就业的主流方向，而不再是局限于传统的硅酸盐材料这一单一方向。因此在这种双就业方向情况下，高等工程教育应着力培养相关的专业型人才，以适应当前就业形势，为学生进入工作阶段做知识的储备和引导。同时，晶体学是无机非金属材料学科必须夯实的理论基础，然而，人工晶体具有较强的专业技术性，并没有相对系统的教学体系，仍然存在着诸多问题。因此，如何完善人工晶体教学体系，提高教学质量，如何在有限的教学时间内教授足够的必要内容并提高教学效果，激发学生的学习兴趣及能动性，以便更灵活地掌握专业知识，成为教学面临的现实问题。
二、课程现状
根据无机非金属材料专业的专业设计及人工晶体定位，人工晶体课程既服务于无机非金属材料专业，又服务于材料科学与工程一级学科下的其他工学专业[1]，然而，目前针对该课程教学还存在以下问题：（1）相关课程设置少，没有专门的理论知识教材配套；（2）实验及实践教学缺乏，常规的实验仪器与设备供给不足，难以实现理论与实践相结合；（3）教学方法单一，教学模式固定化，学生积极性不高。基于人工晶体课程存在的以上问题，提出合理的教学方法，进行实际、可行的教学完善改革，以实现教学的目标是亟待解决的问题。
三、课程改革措施初探
根据人工晶体课程较强的专业技术性、理论知识的抽象复杂性及多学科的交叉性等特点[2]，我们对人工晶体课程教材建设、实践教学改革、教学方法创新和考核形式调整等各个环节进行了探讨。
1.进行教材建设，实现课程重组。针对当前人工晶体课程没有专业的理论知识教材相配套的状况，课题小组将重新设计理论教学的知识结构，编写出适于本科生和研究生的教材。内容涉及人工晶体的种类（如激光晶体、半导体晶体、闪烁晶体等分类讲解）、合成生长机理及应用领域等基本专业知识，并补充和晶体内容相关的国内外先进的前沿性知识，让学生及时了解人工晶体的最新动态和切实应用。并适时地编写双语教材，在专业术语标注英语的基础上，将每章前面的概要用双语同时写出，使学生在学习专业知识的同时，熟悉英语专业术语。
2.优化实验教学体系，重视实践教学。在实验教学的安排上，首先课题小组要增加人工晶体的实验教学内容，设计出完整的晶体制备和生长过程实验，再要增设练习基本方法、基本操作技能的实验。并且要打破以往实验教学的固定模式[3]，积极调动学生的主动性，要求学生自己查阅资料，自主设计实验，完成实验操作，锻炼学生的实践动手能力，为将来就业打好基础。实践教学环节是学生直接接触实际工作和锻炼能力的关键环节，本课题小组精心策划了人工晶体的实践教学内容。无机非金属材料专业的生产实习阶段增加通信等光电信息领域的实习基地，让学生了解人工晶体在生产领域的基本情况，也让学生思想上有从实验领域到工程领域的过渡认识。适时安排综合性课题设计，立题多样化，紧贴晶体材料工程实际，让同学们亲自动手操作，加深学生对专业课程的理解和巩固。毕业设计不再局限于传统无机非金属材料的设计，要充分利用人工晶体实验室资源，开设人工晶体设计题目，设计一些光电子领域能够反映前沿工作的课题，能够让学生充分接触研究前沿的毕业设计，在培养学生科研的基本素质和能力的同时，也为学生走入社会储存能量。
3.改变教学模式，创新教学方法。如前文所述，传统教学模式已不能满足现代培养需求[4]，因此教师应积极尝试采用更多的现代教学方式，如：讨论式、体验式、提问式或观摩教学、多媒体教学、互动教学等，把现代教学方法和技巧渗透到人工晶体相关课程中，改变“一言堂”“独角戏”的模式[5-6]，要调动学生思维，营造思考氛围，对于一些较深的理论问题，还可采用文章研讨、小组讨论的方法，这样既提高了学生的学习兴趣，又锻炼了他们分析问题的能力和逻辑思维能力。由于晶体的结构、形貌等内容较抽象，对学生的空间想象能力要求较高，因此除一般的多媒体平面教学外，我课题小组拟制作三维格式的课件，除了在课堂上演示外，学生也可在教学网站上实时观察。也可以针对内容放映视频或flash课件，如工程生产的过程记录、教学录像或国内外有关晶体的最新研究成果报道等，都有助于培养学生学习兴趣。而且在实验课上的多媒体教学也可以应用到人工晶体课程中，如为学生演示晶体光学现象，可以通过连接偏光显微镜和计算机投影仪，实现显微互动教学，教师可以随时与学生对显微镜里看到的现象通过计算机上的图像进行交流。实验教学多媒体化使教学内容生动形象，提高了教学效率和质量。
4.调整课程考核形式，激发学习积极性。在实施教学方法改革创新，主观上提高学生积极性的同时，还应该通过考核方式上的改进，客观上改变学生学习的态度。因此，理论课程中，教师应根据学生平时出勤、课堂发言、参与讨论、发表见解、书写小论文等情况，适当分配所占成绩比例（70%），再加上笔试测试的成绩（30%），最终得到考核成绩。实验课程中，应根据学生预习报告、实验报告、课堂问题讨论、操作规范程度、顺利解决实验过程中问题等作为平时实验成绩，最终考试要有基本实验技能考核，若有自主设计的实验要给予加分。而且实践教学中的表现也要计入大学期间的总学分，使学生能够认真对待，不断培养未来就业所需的综合素质。
四、总结
基于当前无机非金属材料专业的就业形势，人工晶体方向的专业人才需求逐步扩大，而我们的教学目的就是要培养具有主动和创造能力的高素质专业型人才，来推动学生的职业生涯发展。本文提出的教学内容及教学方法是根据就业和人才市场的需要不断进行调整的，形成一种“动态”的课程设置和教学方式。我们坚信随着课程建设的逐步深入，人工晶体的教学质量和效果必将提高。
参考文献：
[1]张英.大材料背景下晶体学课程的改革与创新[J].科教文汇，2011，10（28）：71-72.
[2]侯翠红，张婕，陈卫航，汤建伟，任保增，万亚珍，雒延亮.化学工程与工艺专业课程体系与教学内容的改革[J].高等理科教育，2012，（4）：115-118.
[3]田光佩，徐倩.大学实验教学改革综述[J].中国教育研究论丛，2007，（00）：151-153.
[4]郑举功，陈泉水，刘晓东，杨婷，刘云海，任广元.材料专业应用型创新人才培养模式与课程体系建设[J].高等理科教育，2011，（6）：143-147.
[5]陈明，雷芝峥，王彩燕.课程教学和科学研究相结合的教学方式[J].桂林电子科技大学学报，2008，28（2）：163-166.
[6]金应燮.浅议教学模式的改革[J].中国教育研究论丛，2006，（00）：105-106.
篇2
关键词:家具设计;人机工程学;应用;重要性
1人机工程学概述
人机工程学是以工程科学为核心，将人体科学和环境科学融入其中，以为现代化社会提供服务。通过对其研究内容、方法以及作用等方面的分析，人机工程学较过去相比有了明显的提高。在当今社会生活水平不断提高的情况下，传统的功能性产品已经无法满足现代人生活生产的需要，同时人们关注的焦点也逐渐向产品使用舒适性等方向发展。因此，现代化产品必须同时具备舒适、高效以及安全等特点，而这也是人机工程学在家具设计中应用的主要原因。
2家具设计中人机因素分析
2．1尺度
尺寸和尺度是家具设计中的关键因素。作为一种与人们生活密切相关的产品，家具设计与人体尺寸、储物要求、空间需求等之间存在十分密切的关系，同时家具作为室内空间重要构成元素在进行设计的过程中必须合乎整个空间环境的尺度需求，因此在进行家具设计过程中一般需要坚持以下原则:与“人”尺寸相符、与“物”尺度相符、与“空间”尺度相符。
2．2形态
与一般性物体形态相比，家具形态有其独特之处。首先，家具的功能是满足人们的需求，因此在功能设计过程中必须同人们实际操作和需求相符，因此家具的形态设计不同于单一的造型艺术形态，前者在设计过程中的自由性较差，单纯的形式创新可能无法满足人们对家具功能的要求，因此在进行家具形态的设计过程中，需要结合人的需求进行设计，避免虚化功能的出现，为实质性创新的应用提供基础。
2．3功能
家具是人们生活过程中一种十分重要的必需品，同艺术品之间有着一定的区别，其主要表现在家具的功能性作用发挥方面。例如，床与可卧平面、柜子与储存、椅子与坐面等都是家具与其相应功能的体现。因此，从某种程度分析，家具设计同生活设计之间是存在一定联系的，这就要求在进行家具设计的过程中必须对人类需求进行深入的分析，当然这种分析既包括行为分析同时也包括心理分析，并结合分析结果进行家具功能的设计。一个成功的家具设计不仅能够满足人们生活功能的需要，同时也可以满足人们心理的需求。
3家具设计中人机工学应用原则
为了保证家具设计中人机工学应用水平的提高，应当遵循以下几方面原则:
3．1弹性与发展原则
弹性与发展原则是家具设计中人机工学应用中必须遵循的原则之一。其中弹性原则是指在人机工程学应用于家具设计的过程中，对其中所涉及到的图表、数据以及研究成果等的使用不能过于死板，必须保证设计同使用人群、使用环境、功能等相符。在社会环境不断变化的今天，人们的生活较以往相比发生了一定的变化，对家具质量、功能、形态等方面的要求也发生了诸多的改变，因此有关家具质量的评判标准也是处于动态变化中的。例如，人们不仅对家具安全性和舒适性有一定的要求，同时对家具设计中人性化、趣味性等也有着不同的需求，因此设计师在进行家具设计的过程中必须对人机工学进行深入的研究，寻找其与家具设计之间的契合点，创新家具设计。
3．2介入的非确定原则
人机工程学在现代化家具设计中的应用对提升家具使用的舒适性、安全性等具有十分重要的作用。首先在设计准备阶段，设计人员应当对人、家具以及使用空间三者之间的关系进行综合性分析。例如，在进行以储存为中心的家具设计时，设计师需要考虑使用者的年龄、使用空间等，以便保证家具设计方案的针对性，满足不同人群、空间等对家具的要求。其次，在设计展开阶段，通过人机系统的应用对家具的色彩、大小以及形态等进行分析，综合各方面因素确定设计方案。再次，在验证阶段，在这一阶段，家具设计流程为:构思设计再构思再设计一个循环反复的过程，利用人机试验分析功能对整个设计方案进行分析，一旦发现其中存在不合理的地方，应当立即根据分析结果制定调整方案。最后，在问题反馈阶段，在这一阶段主要任务是分析并发现设计中遗留的问题，在生产中对问题进行具体分析并做出调整，从根本上解决问题，提升家具产品的质量。结合以上分析可知，人机工程学在家具设计的各个阶段都有不同的介入，且人机工程学中关乎家具设计的数据和调查结果科学价值较高，但是应当注意的是，设计师在进行家具设计过程中应当将此作为基本依据，综合家具设计中复杂的影响因素，优化家具设计方案。
3．3指导性原则
在现代化生活中，影响家具设计水平的因素多种多样，较人机工程学相比，家具设计更加的复杂，但是仍旧不能忽视人机工程学理论在家具设计中的指导作用。首先，在进行家具设计过程中，设计师在确定用户群体、空间环境等因素之后，利用人机工程学理论实现对人、物、环境三者之间的综合分析，准确产品定位。其次，家具设计包含多种要素，且各个要素之间存在着一定的联系，而人机工程学贯穿家具设计中的各要素设计，这就要求设计师利用人机工程学指导作用来确定家具设计要素。但是应当注意的是，切不可照搬人机工程学中的数据和参数，究其原因主要是，人机关系受到多方面、多层次因素的影响，同时从家具流通方面考虑，人机关系更为复杂，例如包含运输、销售、使用、维修等多个过程，人机工程学理论内容无法保证家具设计数据和参数的准确性和适用性。因此在进行家具设计的过程中，设计师应当重视人机工程学在家具设计中的指导地位，不可死板的照搬数据和参数设计，站在全局的高度对影响因素的关系进行综合分析，并利用科学手段协调相互之间的关系。
4结束语
在现代化社会生活中，家具同人们生活之间有着直接的联系，但是受到各方面因素的影响，传统家具设计理念在当前社会生活环境中应用存在着一定的弊端。基于此，在今后家具设计工作中，设计师应当以人机工程学理论为指导，创新家具设计方案，保证家具使用的安全性、舒适性以及功能性。
参考文献
篇3
关键词：办公室座椅 设计 人机工程研究
一、人机工程学概述
1、人机工程学概念
国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）为人机工程学下了最有权威、最全面的定义，即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、人的健康、安全和舒适等问题的学科。
2、人机工程学标准
设计出一款性价比高的产品既符合人体运动的原理又能最大程度帮助人体工作，在人机工程上具有一定的标准：
（1）所设计的产品与人体的各种尺寸、用力顺序是否匹配；
（2）使用者的整体感觉，是否使用方便、快捷；
（3）在使用过程中是否可以有效地规避操作中的风险和意外；
（4）设计出来的产品是否能够作者迅速掌握，安全操作；
（5）设计的产品是否便于清洗和维修保养。
3、人机工程学重要意义
现今社会，在新产品的设计中人机工程学因素往往是企业提高其社会竞争力的法宝之一，任何与人性化有关的产品都会受到关注，创新性越来越受到推崇。在中国制造极其丰富的今天，如何能够让我们所设计的产品更加符合人们的心意是创造商品价值的制胜法宝。如何将人们的心意融入到产品设计中，充分考虑人们的切实需求则是人机工程学研究的重要课题。因此，如何将人机工程学研究与社会实际的生产融为一体是产品设计又一新的领域，这个领域的良性发展对社会的发展进步有着巨大的推动作用。
二、办公室座椅与人体健康之间的关系
随着社会的进步，人们生活和工作的环境越来越舒适，对工作中影响健康的若干问题十分关注，其中不得不提到与大家工作密切的办公用品—座椅。由于现代人的脑力劳动多过体力劳动，坐姿就成为取代站姿的人体姿势的常态，因此要想健康地工作和生活就需要关注人体坐姿的生理特点以及健康状况。人体正确的坐姿应是上身挺直，收腹，两下肢并拢，膝关节略高出髋部。正确的姿势往往要求人们腰要直立，但久坐的人往往身体处在自然放松的阶段，虽感到轻松但长久下来脊柱的S形成畸形，椎间盘内压力比直腰时的大，压力造成腰痛。坐直可以避免这类现象的发生，但在正襟危坐的过程中增大了肌肉的负荷使人感到不适，难以坚持。经过学者的研究发现，长期的坐姿不正确会导致脊柱与椎间盘的负荷过大，形成慢性的腰肌劳损，进而严重的导致腰椎间盘突出，导致压迫神经形成麻痹，与此同时也会对身体其他器官和系统造成不同程度的影响。
三、办公室座椅的人机工程学分析
办公室座椅的设计要兼具健康与舒适两大功效，同时还有很多细节需要考虑在内，例如：座椅移动的灵活性、便捷性等。针对这些复杂的设计我们应该将人体工作时的各项参数考虑在内以保障座椅与人体的匹配程度。人机工程学应将人体在多种姿态下的参数考虑周全，设计合理的支撑，座椅设计尽可能地辅助人体保持自然的脊柱弯曲，减轻背部肌肉以及腰椎的压力。同时在关注脊柱的同时也不可忽略其他身体部位，就上半身而言头颈不能过分前倾、座椅扶手要有合理的支撑以便可以使手腕感到舒适又可以活动灵活；就下半身而言最重要的就是大腿应接近水平且两脚应被地面支持。从人体压力作用的角度考虑同样不能忽略了坐姿给臀部造成的压力，设计巧妙的座椅应做到既美观又有足够坐骨结节的支撑作用，同时弹性的座椅材质可以使人体与座椅更加紧密的结合。
四、办公室座椅的设计原则
通过人机工程学原理对办公室座椅的理论分析，大致可以得出有关办公室座椅设计的基本原则：
（1）办公室座椅的形式和尺度与办公时人体坐姿舒适程度有关；
（2）办公室座椅的尺度必须与人体结构测量值相互匹配；
（3）办公室座椅的设计必须能提供坐在其上的办公人员有足够的支撑与稳定功用；
（4）办公室座椅的设计必须能使坐在其上的人员的身体有足够的空间改变其身体姿势；
（5）办公室座椅的靠背，尤其是在腰部的支撑，需要设计在第4、5腰椎的高度上，这样可降低长时间坐姿给脊柱所产生的紧张压力；
（6）办公室座椅的座垫必须拥有合适的软硬度，能够使办公人员在坐姿舒适的同时又可以有助于将人体重量的压力平均分布于坐骨结节附近。
综上所述，办公椅通常是由座椅骨架、弹性材料、固定部件、蒙皮（护面）、附件（调节、移动部件）等构成。基于人机工程学理论来设计一把在办公室内长时间使用的椅子，要考虑座椅给使用者带来的便捷和舒适感、降低久坐产生的疲劳度、提高工作效率、材料是否节能环保等因素。这些都关系到用户的生理感受、心理体验、健康安全并影响其对产品的评价和购买欲望。
五、结论
办公室座椅的设计创新从人体工程学研究领域更加以人为本，在保证人体正确的坐姿的同时考虑到坐姿舒适度、座椅移动的灵活性、座椅其他辅助功能的操作性以及座椅的美感。健康舒适的办公室座椅会为人体工作效率的提高做出很大的贡献。办公室座椅的设计就其功用来说是一项非常具有科学挑战的设计，许多因素的相互作用最终形成完美的办公室座椅，设计师在设计办公室座椅时不仅要懂得设计的美感更不能忽略人体形态结构以及生理心理等复杂现象。因此，无疑人机工程学原则是办公室座椅设计的关键要素。
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，2000.143-151.
[2] 陆剑雄，张福昌，申利民. 坐姿与座椅设计的人机工程学探讨[J].人类工效学，2005，11（4）.
[3]王正华，喻凡，庄德军.汽车座椅舒适性的主观和客观评价研究[J].汽车工程，2006，（9）：817.
篇4
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.
篇5
1.1人机工程学对工业设计的重要作用
在不同的研究和应用领域中，人机工程学存在带有侧重点和倾向性的多种定义，其中国际人类功效学学会（IEA）为该学科所下定义最具全面性和权威性，即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、人的健康、安全和舒适等问题的学科[1]。社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在工业设计中常提到的人性化设计问题。而所谓人性化产品，就是包含人机工程的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。具体来讲，人机工程学对工业设计的重要作用可以概括为五个方面：一、为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数；二、为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据；三、为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则；四、为进行人—机—环境系统设计提供理论依据；五、为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序[1]。
1.2工业设计人机工程学的教学现状及原因分析
目前，在全国已开设工业设计专业的高校中，几乎无一例外把人机工程学设为专业必修课，甚至编写了全国统一的教材。然而，就学生在教学过程中对知识的理解和吸收，以及实践过程中对知识的掌握和应用来看，课程最终的教学效果不尽如人意。学生之所以在教学过程中不能对知识有效地理解和吸收，存在两方面原因。一方面，学生对工业设计的人机工程观念意识还没培养起来。在学习之初，学生往往会把工业设计等同为产品外观造型，对诸如尺寸、使用方式、设计合理性等人机工程要素还不能在观念中化为己有。另一方面，现行教材内容过于宽泛、抽象，且与工业设计专业衔接薄弱。虽然教材内容完整，但在有限的课时里，要学生理解并吸收大量人体科学和环境科学的知识谈何容易？而且，在学生还没有建立人机工程意识观念的情形下，更会对不熟悉的知识有排斥心理。学生之所以在实践过程中不能对知识有效地掌握和应用，同样也存在两方面原因。一方面，现行教材内容未能与工业设计实例很好的结合。虽然教材为各类产品归纳了富有逻辑性的设计原则，并对深层的原理解释透彻，但没有鲜活的设计案例来佐证。因此，学生在实际设计中也就鲜有用学科理论指导工业设计实践的主动性。另一方面，学生在课堂内外都缺少有关课程的必要练习。“学而时习之”的教学规律对于人机工程学的课程学习同样如此，只有通过练习才能真正掌握学科知识。
2工业设计人机工程学的课程设计
正如上一章节所分析的教学现状与原因，要学生达到“在教学过程中对知识理解和吸收，在实践过程中对知识掌握和应用”的要求，就必须：首先从人机工程观念意识培养入手；然后整合、精简教材的内容，使其适合工业设计专业的需要；进而通过更多的设计实例让学生理解理论指导实践的过程；最后通过练习让学生真正掌握知识。以下六个部分的内容是笔者按照上述思路进行的课程设计。
2.1人机工程学课程绪论
该部分是课程的启蒙篇章，目的在于培养学生人机工程的观念意识。除了介绍人机工程学相关基础背景外，教育者更应帮助学生树立基于人机工程学的“易用性”和“以人为本”核心设计观念。从现实来看，大量不良设计充斥着我们的生活，给我们带来了极大的不便。同时，通过对近几年诸如IF、红点等国际工业设计大赛获奖作品的分析可以发现，国际工业设计的趋势已逐渐摒弃了单纯的外观设计和艺术符号玩味，进而转变为发现、并利用设计方法解决生活问题。因此，无论从现实还是前瞻来看，基于人机工程学的“易用性”和“以人为本”设计观念具有很强的理论价值和现实指导意义。
2.2尺寸测量与比例关系
在该部分课程中，通过学习人体测量知识，学生可以掌握使各种与人体尺度相关的设计对象符合人的生理特点的方法。同时，通过人、机、环境之间的尺寸比较，可以合理掌握控制几者之间比例关系的方法。使产品尺寸符合人体尺度是最基本的人机工程学要求。作为工业设计最基本的参照，产品尺寸不是通过主观臆想，而是通过人体尺度测量得出的。掌握人体测量的基本知识，并学会查询各类人体测量数据，这既是该部分的学习内容，又是设计实践中必须要掌握的基本常识。
2.3操纵—显示人机系统设计
在该部分课程中，通过学习不同操纵、显示装置的特性，以及操纵—显示相合性设计原则，学生可以掌握针对复杂交互性产品或界面的设计方法，使设计结果符合人的心理认知模式，达到人机工程学“易用性”和“以人为本”的要求。从大量的工业产品和界面设计来看，不同的显示装置和操纵装置代表了不同的人机关系，其中的逻辑性和因果关系是学生必须理解的。操纵—显示相合性原则正是为合理构建这种人机关系所归纳的方法论，它涉及人机间的信息传递、信息处理与控制指令的执行，以及人的习惯定式。
2.4使用行为的分析与使用方式的设计
在该部分课程中，通过学习基于人椈鷹环境系统设计观念的使用行为分析，学生可以掌握在某种使用情境中产品使用方式的设计方法，使设计结果充分协调人机工程学的摶肪骋蛩财。一定的使用情境要求一定的使用方式，一定的使用方式衍生一定的使用行为，一定的使用行为指导设计师从功能性产品结构、语意等方面进行设计。一项优良设计必然是人、环境、技术、经济、文化等因素巧妙平衡的产物。为此，要求设计师有能力在各种制约因素中找到一个最佳平衡点[1]。
2.5手握式工具的设计
在该部分课程中，通过学习手的解剖和与工具使用有关的疾患，学生可以掌握手握式工具的设计原则，提高对人机工程学中工作效率、人的健康、安全和舒适等要求的认识。工具是人类四肢的扩展，人们在工作、生活中一刻也缺少不了工具，而目前的工具大部分还没有达到最优的形态，其形状与尺寸等因素也并不符合人机工程学原则，很难使人有效并安全的操作。因此，工具的适当设计、选择、评价和使用是一项重要的人机工程学内容。
2.6“以人为本”的综合思维与设计应用
在该部分课程中，学生需要通过作业练习把所有学习成果在设计实践中得以应用。以“人”为核心的主导思想具体表现在各项设计均以人为主线，将人机工程学理论贯穿于设计的全过程。人机工程学研究指出，在产品设计全过程的各个阶段，都必须进行人机工程学设计，以保证产品使用功能得以充分发挥[1]。
3工业设计人机工程学的教学训练
教学训练是教学过程中必不可少的环节，它既可以帮助学生巩固所学知识、提高应用能力，又可以充分检验课程设计的有效性及教学质量。本章的教学训练分别对应一部分的课程内容，并在2010年2月21日至3月14日南京艺术学院工业设计学院08级的人机工程学教学中得以检验。3.1人机工程学课程绪论的教学训练通过对课程绪论的理论讲解和设计案例的具体分析，学生可以掌握必要的基础知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的作业练习。该部分的作业是要求学生发现生活中的不良设计或不便之处，并提供设计概念。通过此练习，学生会养成观察生活和设计的习惯，并学会对不良设计提问，进而启蒙并培养了人机工程观念意识。图3-1是学生发现的设计问题：人们通常会忽视饭卡、公交车卡等电子卡的余额，因此会造成余额不足时的尴尬和不便。他们希望通过在卡上设计一种可变色的显示装置来提醒人们余额的变化。
3.2尺寸测量与比例关系的教学训练
通过对人体测量知识的理论讲解和设计案例的具体分析，学生可以掌握必要的基础知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的作业练习。该部分的作业是要求学生根据GB10000—88标准人体基础数据中的男性95百分位绘制1:10比例的模板，熟练查询各测量项目的数据，并标注身高和最大肩宽。同时，要求学生测量六种大小不等的工业产品，同样按照1:10的比例绘制在图纸上，观察产品和人体之间的比例关系，如图3-2。通过这次作业，学生不仅掌握了人体测量数据的查询，又培养了产品尺寸要符合人体尺度这一人机工程学的观念意识。
3.3操纵—显示人机系统设计的教学训练
通过对操纵—显示人机系统设计的理论讲解和设计案例的具体分析，学生可以掌握必要的基础知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的作业练习。该部分的作业是要求学生到生活中去学习，用图片的方式记录人机工程学中不同操纵装置类型（包括：旋转式、移动式、按压式）和显示装置类型（包括：数字式、刻度指针式、信号灯式、听觉式、触觉式），并总结每一种方式的特性，以便在设计实践中有意识的进行参照并构建合理的操纵—显示人机关系，如图3-3。
3.4使用行为分析与使用方式设计的教学训练
通过对使用行为的理论讲解和使用方式设计案例的具体分析，学生可以掌握必要的基础知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的作业练习。该部分的作业是要求学生设计某种使用情境中的公共设施，从使用行为的分析入手，到使用方式的设计落实，充分理解并树立人机工程学中人—机—环境系统设计的观念。例如图3-4，获得2009年IF工业设计概念奖的沙滩垃圾箱便是一个符合作业要求的案例。
3.5手握式工具设计的教学训练
通过对手握式工具设计的理论讲解和设计案例的具体分析，学生可以掌握必要的基础知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的作业练习。该部分的作业是要求学生寻找并发现没有符合人机工程学要求的手握式工具，体验不便并评估可能引发的伤害，根据手握式工具的设计原则，给出改良的设计方案。例如：设计师发现传统剪刀因不能使手腕顺直而极易引发腱鞘炎，所以据此进行了剪刀的改良设计，如图3-5。
3.6“以人为本”综合思维的教学训练
通过对人机工程学“以人为本”核心设计观念的再次强调，学生可以强化掌握课程内所有的综合知识。为了巩固和强化知识的应用能力，需进行如下的综合作业练习。该部分的作业是要求学生按照人机工程学的要求设计、制作一个计算机工作环境，包括：产品的尺寸测量与比例关系、计算机界面操纵—显示人机系统设计、使用行为的分析、鼠标等手握式工具的设计，如图3-6。通过这样的练习，学生可以树立并加深人机工程学“以人为本”的综合设计思维。
篇6
关键词：人体工程学；机械设计；机械制造；必然性
前言
随着社会进步，科学技术处于不断创新的阶段，很多只是向企业提供的机器本身工作效率的机械产品和市场需求出现了矛盾，企业工人的需求开始朝向人机工程学在机械上运用的实际状况，分析机械设计是否可以满足工人的情绪需求、能力需求和操作习惯等。工人希望其操作的机械设备不需要付出太多的体力劳动，且确保操作者可以保持持续性且饱满的精神。
1 人机工程学概述
就工程学发展的角度分析，人机工程学实际上是一门交叉性质的学科内容，其整个学科的范围已经涵盖了工程学范围、心理学范围和力学范围等，建立在人体工程学基础上的深入分析，由此确保实现人、机和外部环境三者之间的良好协调和分配。就机械设计的角度来看，整个设计过程实际上是系统性的工程，就设计者的角度分析，整个设计过程中需要针对不同的设计元素进行充分考虑分析，例如，分析工作环境、分析机械设备自身和实际的工作强度等因素。随着智能化技术的不断创新，当前机械设计的诸多项目中，人本设计的理念得到了良好的推广和应用。就实用性的角度分析，机械设计的实际目的是为了有效提升项目作业的实际效率，由此可见，设计者需要关注人机工程学发展的有关理论内容，注重理论应用于实践的适应性。
2 机械设计制造中需要考虑到的人体机能系统
就机械设计制造的过程分析，需要考虑的因素很多，例如，需要分析使用者的神经系统、感觉系统和运动系统等，以上也都是人机工程学发展的重要影响因素。
2.1 人体神经系统
人体中的大脑中枢功能运转主要表现在对不同种类信息的获取和整合，做好信息的处理，中枢功能表现为对获取的各类信息进行整合与处理，由此能够及时的应对外部环境的刺激，基于以上分析，研究人员针对机械设备设计的时候，需要避免产品实际反映速度太快，避免人脑的反应比不上机械反应速度的情况，除了以上考虑，研究人员还需针对人脑的记忆功能进行合理分析和利用，由此来有效提升研发产品的实际工作效率。
2.2 人体感觉系统
就生理学研究的角度分析，人体内涵盖了很多的感觉神经，诸多的感觉通道都各自对应了不同的场合，例如，视觉通道主要是为了向外部传达信息；听觉通道的作用主要是为了获取外部的信息。就机械设计的研究人员来看，产品实际O计的过程中需要关注人体的实际感觉，注重使用者的感受，针对人的视力范围和听力范围进行思考，确保产品设计的科学性和合理性。
2.3 人体运动系统
运动系统的主要职能是为了确保不同动作和劳动的完成，机械设计需要考虑到骨关节和肌肉强度，例如，肢体运动过程中需要分析肢体的运动范围和出力强度，分析运动的速度等。
3 人机工程学在机械设计、制造中应用的必然性
3.1 便于操作、观察与维护
工厂操作中，需要实现人-机-环境协调，如果处理不好人机关系，会显著影响到员工的工作效率，例如，机具太低的话，工人工作要弯腰，不仅很容易疲劳且会给员工带来不好的身体影响，导致驼背。如果照明不好，影响员工视力和工作效率。因此应用人机工程学有助于将部件合理安排和摆放，有助于员工的日常操作、观察和维护。应用的原则是为了更加简便，减少操作位置和修理位置的数量，需要保障操作部件的位置、大小和力度方向和一般人身材基本特征的适应性。不同类型的部件操作需要显著区分开，信号显示的形式也要有差异。驾驶员与汽车之间是十分典型的人机关系。汽车驾驶室的内部布置需要符合驾驶员的视野范围，确保乘坐舒适和安全，方向盘和座椅的位置、坐垫到脚踏板之间的距离都需要符合人机工程学标准。
3.2 创造舒适的工作环境
如果工人的工作环境比较舒适，其身体可能不会发生很大的疲劳，精神可能也会保持十分愉悦的状态，间接的影响到工作效率。由此可见，人机工程学十分关注实际环境对于个人工作效率和身体健康的影响，例如，噪声污染问题。就实际的生产生活来看，人们经常受到噪声的实际苦恼，很多噪声可能声音不太大，但是也能给人带来很多的烦躁。温度和湿度对于人的影响也是很大的，高温很容易使人分散注意力，操作准确性降低，协调能力变弱。根据调查研究显示，夏季温度控制在18℃～24℃，冬季温度控制在17℃～22℃，这样员工的工作效率较高。
3.3 提供安全防护
安全防护的内容包含两点，第一，采取针对性措施避免操作失误的产生，良好防护机器运行。操作的失误可能来自于外部因素或者内部因素，由此产生很多误动作，也可能是因为操作者自身的因素发生了失误。可以采取的措施包含设置避免超载的安全装置，自动锁紧装置、控制开关等。第二，针对操作者自身实施的安全防护措施，例如，行走的车辆为了保障驾驶员的人身安全，已经设置出防翻滚驾驶台、防震座椅等。人身防护关系到的安全技术很多，例如，构件可靠性技术、有限损坏技术等；除此之外，报警系统、防护罩、挡板等设备的应用效果都不错。
3.4 提升人机功能分配的协调性
人机功能分配的协调性是机械设计制造过程中需要关注的重要内容，不能只是简单的考虑到技术能力、经济能力、材料的性能，避免设计出来的机械产品只注重性能，忽视了设备和人之间的协调性，降低了人们的购买率和使用率。经过分析，笔者认为，人机功能协调性的主要影响因素包含以下两点，第一，机械制造和设计的过程中片面的将机械作为主体，忽视了人的因素，由此产生了机械设备十分先进但是人协调性很差的情况。第二，随着科学技术的进步，人们更多的关注自己的生理情况，机械设计需要满足人们的生理需求。就未来机械设计制造的发展前景来看，设计人员可能不仅要分析机械设计知识，还需不断学习相关的物理学知识、生理学知识和人体工程学等知识，综合全面的分析人和机器工作效率的各方面因素，良好的模拟很多预况，良好的选择人和机器工作效率之间的一个最佳点，提升人的高效率，同时保障机器运行的高效率。将工作项目和机械的实际功能良好的分配到人和机器上，实现人机的合理分配，提升机械运行效率。例如，对机械设计制造的过程中需要考虑到不同人的行为和操作习惯，分析身体弯弓时产生的实际推力，提重物的时候人们的身体重心会显著下降，机器控制上还需考虑到人体实际的反应时间，确保机械运行的安全性。
4 结束语
不管科学技术未来的发展怎么样，时代都将是随着科学技术不断变迁的，机械制造设计的全程目标都为了良好的服务人们，因此机械设计和制造的过程中不能只是一味的思考机械运行的效率，需要关注机电一体化的发展趋势，将人机工程学的理念运用在设计中，实现人机结合的最终目标。人机工程学理论融合机械设计和制造过程中，肯定会给机械行业带来新的竞争环境，提升行业竞争力，由此良好实现机械设计的功能，促进科学技术和经济的良好发展。
参考文献
[1]卢小菊，刘英林.浅谈人机工程学在机械设计中的应用[J].机械工程与自动化，2013，03：165-166.
[2]刘世豪，杜彦斌，郭志忠.基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究进展[J].河北科技大学学报，2015，03：232-239.
[3]刘涛，陈明.基于人机工程学的数控机床设计与分析[J].组合机床与自动化加工技术，2014，11：49-52.
篇7
地球化学的发展可以分为两个主要阶段。第一阶段是自20世纪初至60年代末的这一时期。这一阶段主要研究地壳的化学组成，提出了众所周知的克拉克值（地壳的平均含量）概念，这给我们在评价元素的分散与集中状态时提供了一个有用的参照。随着分析技术的发展，使人们对微量元素的分析成为可能，地球化学也进入到了一个新的阶段。随着大量岩层、岩石、矿物以及陨石等化学分析数据的积累，人们发现化学元素在地壳、不同岩石和矿物中的分布和分配是有规律的，地球化学就为阐明元素在地壳及其组成岩石和矿物中的分布和分配规律的需要而发展；人类对矿产资源日益增长的需求，又促进地球化学发展了地壳中元素集中、分散和迁移理论，以便更深入地研究矿产和岩石等形成规律，提供更有效的找矿方法。因此这一阶段的地球化学就主要就是元素在地壳中的分布、分配、集中、分散及迁移历史，对象基本是地壳中的元素、原子。
地球化学的理论与方法，在许多领域都得到广泛应用，由此形成了许多地球化学的分支学科。
分支学科一：找矿地球化学
人类发展所需的资源90%以上来自自然矿产，矿床的形成就是一个地球化学过程，只不过是多种因素耦合在一起的结果。绝大部分矿床在地表以下，人们不能凭肉眼直接观察到矿床，为了探寻地表以下的盲矿体，就必须采用一些有效的方法技术，而找矿地球化学就是一种有效的方法。它是通过系统地采集样品（包括岩石、土壤、水乃至气体等介质），分析这些样品的地球化学指标（包括元素含量、氧化还原电位、酸碱度等），找出地球化学指标异常地段，进而发现矿体。当今，找矿难度越来越大（主要是找矿深度增大），地球化学找矿所起的作用越来越重要。
在用地球化学方法与理论开展找矿时，有时为了总结找矿规律，需要查明地质体的形成时代，人们常用同位素地球化学技术。该技术是从核物理学领域引进的，它的理论基础是放射性同位素的衰变定理（N=Noe-t ，这里N是放射性元素衰变以后所形成的子体数量，No 是未衰变时母体的原子数，λ是衰变常数，t是衰变的时间），这为我们探索地质体的形成年龄和某些地质事件发生的年龄提供了有效手段。
分支学科二：农业地球化学
农业地球化学主要研究土壤的化学组分与农作物生长发育的关系，它是地球化学与土壤学、农业学的结合。大部分人都知道，农作物的生长主要受气候的影响，不同气候带内，农作物的种类是不同的。但在相同的气候背景条件区域内，有些地段适宜某些农作物生长，而不适宜另外的农作物生长，甚至在很小的范围内，同类作物的果实，其品质有很大差异。例如，各种农特产就是如此。这主要与土壤的性质有关，而土壤的性质又取决于土壤的化学成分。因此，研究土壤的化学成分与农作物的关系，对于改良农作物的品质、提高产量具有重要作用。
当前，由于在农业生产过程中，为了提高产量，往往施放了很多化肥，有些化肥对土壤性质起到一个破坏作用。例如，使土壤酸化、碱化或结板。应用地球化学的方法，查明土壤的化学成分，根据土壤所含元素的贫富“对症下药”，即可起到提高经济效益与改良土壤性质的双重效果。在近代农业规划中，前期进行农业地球化学研究是很有必要的。
分支学科三：生态地球化学
在人类生态环境中，存在一个化学元素的循环系统，而生态系统就是其中重要的一环。有些元素从土壤、水体和空气中进入生物体系，人类在食用生物的过程中又吸收了这些元素，经人体消化，有些元素被人体吸收，转变为人体的组成部分或能量，部分又被排泄出来，然后又进入化学元素的循环体系中。被人体吸收的元素一部分对人体是有益的，也是人体必需的，一部分可能对人体有害，从而引起各种疾病。因此，要采取措施，使人体尽量吸收有益元素、减少有害元素的吸收，就要应用元素的生态地球化学理论与方法，开展环境生态地球化学评价，研究元素对人体的生物作用机理，可改善人类生活环境和促进人类健康。
分支学科四：环境地球化学
环境地球化学是环境科学与地球化学结合而形成的地球化学分支。主要研究人类环境中元素的地球化学行为，为环境保护和治理提供技术支撑。
随着人类活动日益加速与扩大，对环境的影响越来越大，这种影响很多是破坏性的、和人类与自然的和谐共存是相悖的。环境破坏主要的表现形式之一就是环境污染，而环境污染是一些人为的化学元素和化合物叠加在自然界的物质基础之上，而环境地球化学的主要任务就是查明那些对人类健康影响有密切关系的元素在土壤、岩石、水体、空气等介质中的含量与演化规律，查明区域环境地球化学特征，揭示地方性疾病发生的原因，为保护和治理环境提供技术支撑，为城市规划提供科学依据。环境地球化学日趋重要是必然趋势。
分支学科五：宇宙地球化学
按地球化学的定义，研究宇宙的化学成分及特点不属于地球化学的范畴，但生活在地球上的人类要对宇宙进行研究，因此把研究宇宙的化学成分与规律也作为地球化学的一个分支。
宇宙地球化学主要研究天体的化学成分、演化规律和对地球的影响以及探索宇宙的起因。
我国几年前开展的“嫦娥工程”共包含4个系统，其中一个是地面应用系统（即宇宙地球化学），这个系统主要对月球的物质组成（包括矿物组成和化学组成）进行研究，查明月球物质的化学成分及赋存状态，为人类未来开发利用月球资源、探索月球的起因及演化趋势提供依据，也为研究宇宙演化提供线索。由此可见，地球化学理论与方法在近代科学技术领域的重要性。
综上所述，作为与人类生存发展密不可分的地球化学学科，随着人类的发展将起到越来越重要的作用。
随着人类对未知领域探索的不断进展，对地球化学理论与技术的需求也会与日俱增。人类活动空间日益扩大，“上天、下海、进极”就是明显的例证。在探索宇宙、深海资源、极地资源与对人类的影响都离不开地球化学。在这些前缘活动中，地球化学的理论与方法是最重要的支撑。
此外，地球化学还可对某些特定的地质（史）事件研究起到决定性作用，如地球上的恐龙灭绝事件，只能依靠地球化学研究得出结论。
地球化学的发展，也推动了其他技术的发展，特别是分析测试技术和仪器的研发在近年取得很多成果，地球化学的需求是主要原因之一。
篇8
在针对环境艺术设计专业的教学过程中，我们常对学生说，不管是室内设计还是景观设计，设计师都要建立正确的尺度感。对于刚接触室内设计专业的大一新生，建立良好的尺度感显得尤为重要。可以说良好尺度观念的建立是室内设计的基础，没有尺度意识便没有合理的设计。
一、尺寸、尺度和尺度感
尺寸是关于量的精确表达，有明确的测量的对象，它只是表示尺度感上的物理数据。尺度有具体的尺寸界线，空间的大小显而易见。但尺度又与真实的大小相区别，它并非真实尺寸的大小，而是指室内空间的整体或局部给人感觉上的大小印象和其真实大小之间的关系。尺度感是人们在室内空间中以自己的身体为参照，通过对建筑内部空间各形体的尺寸进行比较后所产生的感受。室内设计的尺度感，是来自墙面、顶棚、地面所形成的一个有限空间，它有具相对性，涉及到美学和人体工程学。体现一个设计空间或建筑物是过大还是过小，更多是人们面对空间作用下的心理，以及更多的诉求。
空间是室内设计的基础，的设计往往建立在空间形态的基础之上。能否营造一个合理、舒适的空间尺度，决定了该景观设计方案的成败。因此成功的室内设计作品应该根据其使用功能、建筑技术等因素，确立一个最合理的，符合人们生理与心理两方面需要的尺度。
二、景观设计课程教学中学生尺度观念缺失的问题
笔者在实践教学中发现，某些学生由于没有建立良好的尺度感，学习中无法深入推进自己的设计思路。高职院校环境设计专业的学生在考入大学前基本都是艺术类考生，他们的优势是具有一定的美术功底和审美修养，但其弱势在于他们在专业学习中对环境艺术设计专业的认识较为感性。在设计方案中往往用感性的审美代替现实中的空间设计。由于尺度意识的缺失，学生设计出的方案经常存在好看而不合理的问题，甚至脱离了实际空间，成为纸上谈兵，这成为学生学习景观设计课程的“瓶颈”。因此教师在教学中必须深刻认识到学生在专业学习上的弱点，系统地建立起空间组织中尺度设计的方法及理论，以提升设计者的尺度意识。将课程教学同实际相结合，培养学生建立良好的空间尺度感，才不会导致学生在景观设计课程的学习中出现偏差。
三、如何在教学中培养学生建立良好的尺度感
设计师建立良好的尺度感有一个较为漫长的积累过程，不可速成。教学实践中教师要让学生感受到尺度感对于专业的重要性，引起学生的重视。同时，学生在学习和生活中要做有心人，随时留意身边的尺寸和尺度感。下面笔者将从如何在教学中引导和培养学生建立正确的尺度感的角度，来探讨“尺度感”的概念。
（一）日常生活中感知室内空间尺度
把握空间尺度感首先要从感知空间入手，在日常的生活中是培养尺度最好的训练，要做到四多：多观察、多画、多测量、多实践。多观察，观察的对象包括清水房、尺度感良好的样板房设计、尺度感差的设计案例。多画，是指养成按比例绘制草图的习惯，如此，对比例的把握才不会脱离真实。画图的过程中对每一条线段代表的实际长度都做到心中有数，而不是单纯地进行线条的拼凑和组合。做到这一点，至少在尺度感的把握上不会出现大的问题。多测量，是指在生活当中，多留意身边的尺寸。例如随身携带一把卷尺，用它量一下自己的家具、房间、楼梯的尺寸是多少，甚至是走到哪量到哪。当然也可以在自己身上找一个标尺作为参照，例如：自己手的中指和拇指张开的长度差不多20厘米，这个方法可以不用随身带卷尺便可测量，十分方便。多实践的目的是为了让学生在实践中，融入到真实的空间中，深刻体会空间。再回到设计中完成具有实践性的方案，培养良好的尺度观念和设计意识。
（二）掌握并运用人体工程学理论
人们往往通过自身的尺寸为基本参照来体验尺度感，而人体尺寸正是人体工程学研究的最基本的数据之一。要营造一个符合人的生理与心理两方面需求的尺度，需要掌握并运用人体工程学的基础理论。
首先，在设计的过程中以人体的静态尺度为基础。人体静态尺度是建立在人体尺寸和比例的基础上的，例如门洞的高度和宽度、踏步的高度和宽度、家具的尺。其次，在设计的过程中合理分配动态活动尺度。人在使用室内空间时需要在空间内走动或进行各项活动，这就牵涉到人的各种动态所需空间尺寸和尺度的分配。从而得出最小和最佳的空间尺寸和室内的行动路线图，为设计者确定空间范围提供有效的依据。例如人在工作时常用的姿势为站姿、坐姿、跪姿、躺姿。根据四个常用的姿势我们将人体作业域又分为水平作业域和垂直作业域。而水平作业域中又可以分为最大作业域和通常作业域；垂直作业域则决定了摸高和拉手。在室内空间设计中，人体动作域的应用也是十分广泛的，它可以用于确定空间中各种工作台面的大小、高低；各种贮存家具的放置及安装位置；各种控制装置的安装位置等等。
（三）运用辅助手段直观地建立尺度感
在室内设计的课程中包含部分设计表达的课程，例如《建筑装饰制图与识图》、《3dmax基础建模》、《skechup草图大师》、《模型制作》等。这些课程都对学生建立良好的室内空间感起到了及其重要的作用。尤其是模型制作的课程，因为3dmax、sketchup在运用的过程中可以滑动鼠标自由地放大缩小。而模型制作却不行，学生必须按照设定好的比例，按照比例对所有的尺寸进行缩放。需要注意的是，在室内设计的模型制作中，教师应引导学生建立一个尺寸参照，从而提醒学生，加强其尺度观念。例如，按照模型的比例做一个1000毫米X1000毫米的矩形或500毫米X500毫米的矩形等，其它的家具、设施、铺装等都以它为参照。
篇9
【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）10C-0135-02
一、生物医学工程专业的特点
生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法，研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是：从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括：生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力，它所带动的产业在国民经济中占有重要地位，世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生，不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术，而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能，以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽，就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用，又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术，国家技术监督部门，以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外，本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面：打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础，掌握宽厚的生物医学工程专业知识，具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。
二、普通化学课程及其教学的基本要求
（一）课程的地位、性质和任务
化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中，化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言，它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分，是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习，学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能，并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用；培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力；为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。
（二）课程教学的基本要求
通过对普通化学课程的学习，学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
三、普通化学教学改革的具体措施
（一）修改教学大纲
应根据生物医学工程专业的培养方案，修改普通化学的教学大纲，并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时，实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言，它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
为了培养学生的动手能力，应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则；培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯；了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时，应培养学生正确处理实验数据，正确书写实验报告的能力；促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风，并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力，从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下：玻璃工操作实验（2学时）；离解平衡与沉淀一溶解平衡（2学时）；铜、锌、银、镉及其离子的鉴定（2学时）；烃的性质和鉴定（2学时）；粗盐的提纯（4学时）。
值得注意的是，理论教学大纲和实验教学大纲的修订，应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。
（二）探索新的教学方法
1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课，主要介绍化学学科基本情况，化学各个分支对社会发展的作用，化学学科的发展现状、发展趋势，化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此，普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大，需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而，在教学实践中，本课程的教学课时不足，教学过程中，化学理论和化学与专业结合选择是，教师往往容易顾此失彼，使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积，枯燥乏味。同时，学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透，在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题，针对生物医学工程专业特点，在教学过程中，教师可首先和学生进行讨论，解决如下问题：（1）学习的原动力。（2）学习的方法和习惯；告诉大学课程内容多，上课进度快、信息量大，并且辅导课和习题课少，要掌握好学习方法；设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。（3）学习精神，只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范，激发学生的学习兴趣，以求达到最佳教学效果。
将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨，在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点，再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课，采用实验前提问和预习，代替实验课先讲实验原理和步骤的方式，要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时，及时发现问题，引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室，为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动，和指导教师一起选题，查阅文献，学习相关知识，进行科研活动。当然，也可结合其他课外科技活动展开教学。
2引入实例。在实际的教学过程中，针对生物医学工程专业特点，可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时，利用具体实例，引入每一章节内容，再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上，将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来，指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识，加强基础，提炼基本，按需拓宽，注重实践性和应用性。
在讲到酸碱时，可把知识点延伸，把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性，检测出酸的浓度，也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号，信号的强弱就能反映酸的浓度。同样，电子舌检测其他味觉，就是将其味觉物质，通过化学传感器转化为可检测的信号，通过信号的强弱来反映味觉物质的含量，进一步体现味道的内涵。
可引入直观形象的化学反应动画效果，加强学生对反应机理和抽象概念的理解；同时，可采用动态图表，充分发挥各类图形的优势。
3.突出重点，扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点，可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点：热力学的基本概念；盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法；化学反应自发进行的判剧；化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算；分散体系的概念及分类；溶液的依数性；胶体分散体系的性质及结构；弱酸、弱碱解离平衡；溶度积规则和溶解平衡；电极电势的概念；用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度；配位体的相关概念及命名规则；核外电子运动的特殊性；四个量子数的取值及物理意义。教学难点为：化学反应等温方程式的应用；相似相溶液原理；能斯特方程式的应用；吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点，可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式，讲解后再让学生来回答问题，加深学生对重点知识点的印象与理解，在原有知识点的基础上扩大信息量。
篇10
[关键词]计算机 应用 软件 开发技术
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0105-01
计算机硬件和软件组成了计算机使用的统一整体。因此，计算机资源应该既考虑硬件资源又考虑软件资源。软件资源包括系统软件和应用软件。系统软件是管理、监控、维护计算机的软件，如自检程序、操作系统等。应用软件是主要解决某些具体问题的软件，如学习管理软件、人事管理软件等。从功能上可以认为软件是利用计算机本身提供的逻辑功能，合理地组织计算机工作，简化或代替人们在使用计算机过程中的工作环境。因此，不论是支撑计算机工作还是支持用户应用的程序都是软件。在20 世纪 50、60 年代人们是基于手工方式进行软件开发的，人们认为计算机软件就是程序。随着使用化、商品化、通用化、大型化软件的开发，软件设计者逐渐感到要有一定规范的文档以保证程序从设计、调试到运行的成功。这样，从 20 世纪 70 年代开始，认为软件不仅是程序还包括开发、使用、维护这些程序所需要的一切文档。到了 20 世纪 80 年代，国际标准化组织从软件工程的概念上更为全面地给软件定义为：计算机程序、实现此程序功能所采用的方法、规则以及与其关联的文档和在计算机上运行它所需要的数据都是计算机软件。
1 软件工程的概念
1.1 “软件工程”概念提出
20 世纪 50、60 年代开发大型系统软件用手工方式进行，其生产效率低、出错率高。这种状态不能满足日益增长的软件生产的需要，产生以下四个方面的问题。a。软件复杂性飞速增长；b。软件成本高；c。开发周期长；d。维护工作量大。即出现了“软件危机”现象。为了摆脱软件生产的这种局面， 在 1968 年北大西洋公约组织的学术会议上，第一次提出了“软件工程”这个概念。
软件工程是开发和维护软件的规范化方法，它的指导思想是以处理工程问题（如建筑工程、机械工程等）一样的方法处理软件生产的全过程。为了指导这种软件生产的整个过程，产生了软件工程学。
1.2 什么是软件工程学
软件工程学是研究和探讨如何利用当代的科学理论和技术指导软件的开发，以达到利用较少的投资获得高质量软件产品的目的科学。
软件工程学既是边缘学科，又是一种综合性学科。它包括计算机科学、系统工程学、管理学、经济学、人体工程学和心理学等。
2 软件工程的发展
软件工程的发展，大体经历了三个时代，即程序设计时代、软件时代、软件工程时代。
2.1 软件开发的三个阶段
前面讲过用软件工程的方式生产软件的过程类似于机械、建筑工程生产产品的过程。如一个建筑工程（如立交桥、宾馆大厦等）从开始到结束，经历设计、施工和验收三个阶段。软件产品的生产也要经过定义、开发、维护的软件开发三个阶段。
2.2 软件工程与其他工程科学不同之处
从上面建筑工程与软件二种产品开发阶段比较，可以看出：a.建筑工程流程图中，设计蓝图产生之后，往下的每一步没有回溯问题。但在软件开发工程中，每一步都可能经历不只一次的修改和适应的回溯问题。b.软件交付使用后，还有一个运行维护问题，如运行后发现有隐藏错误、运行环境有变化、用户要求的变更等。
3 应用软件开发方法
一个大型的应用软件、如计算机辅助设计软件，大型仿真训练软件等，需要多人共同完成。为保证大型应用软件系统的开发质量，必须严格按照软件工程的思路和原则，采用软件的开发方法，使用软件工程提供的图示工具，组织软件人员协调一致地完成设计与开发任务。
现应用的软件开发方法主要有三种：软件生命周期法、原型化方法、自动形式的系统开发方法。
3.1 软件开发的生命周期法
生命周期方法是从时间角度对软件的定义、开发和维护的复杂问题进行分解，分成若干个阶段。每个阶段的开始和结束都有严格的标准（前一阶段的结束就是后一阶段的开始。标准就是每个阶段都应该交出高质量的文档。软件生命周期一般分为六个时期，即六个阶段。
3.2 原型化方法
传统的生命周期法的理论基础较为严密。一般说来，在软件开发过程中，首先要经过严格的定义或预先说明，并要求软件开发人员和用户在系统的开发初期就要对整个的功能和信息需求做出全面、准确而深刻地认定。
通常用户给出概括性的软件目标而无法描述详细的输入、处理或输出需求。而软件开发人员也可能尚未确定处理算法的效果、操作系统的适用性及即将使用的人机界面形态。在这种情况下，对事务只有边干边认识，原型化方法就是基于这一主导思想。
3.3 原型的三种形态
3.3.1纸上原型。这种纸张和墨水的模型解释了软件上的一些特征。
3.3.2工作原型。制作所需软件中的一部分功能，让其在计算机上执行，可使用户和开发者在一定程度上了解即将被开发的程序。
3.3.3现有原型。利用一个可运行的现成程序，完成所需功能的部分或全部，但是有一部分必须在新开发的基础上加以改善。
3.4 原型法开发过程
利用原型法开发软件大致经过可行性研究阶段、确定系统的基本要求阶段、建造原始系统阶段、用户和开发人员的评审阶段、开发人员修改系统阶段。
3.5 自动形式的系统开发方法
这种方法的特点是采用第四代技术（4GT）包含的大量软件开发工具，使软件开发者只需说明软件所要实现的内容，而不必说明如何去实现。4GT软件工具根据系统要求确定规范，进行分析，自动设计，自动编码。
结束语在软件工程中，不应武断地选择某种方法，应当由应用特性来决定所要采用的方法。往往采用以上方法相结合的模式，可加快软件开发的进度。
参考文献
[1] 王炽鸿.计算机辅助设计[M].北京：机械工业出版社，1998.
