人体工程学的应用范文
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篇1
中图分类号:J04 文献标识码:A文章编号:1005-5312(2011)26-0087-02
人体工程学是一门研究人、人造物、环境三者关系的科学,在展示设计中,人体工程学的研究是设计者确定各项设计形式,制定各种标准的依据。优秀的展示设计,不仅有赖于艺术的构想,同时也依赖于正确地处理好人一展品一环境之间的关系。同时了解人体在展示环境中的行为状态和适应程度是确定各种数值的基础。在展示中,人的基本行为是行走和观看,因此,我们研究展示中的人体工程学也都围绕这二者展开。
一、展示中的尺度问题
从展示活动的特点分析,与尺度有关的行为主要是行走与观看。尺度问题是人体工程学中的最基本内容,也是最早开始研究的领域。人们最初是从经验出发来确定产品等人造物的尺度,这种方式沿用了几千年。工业时代的来临造成了产品的社会化,另一方面是千差万别的人类尺度。为了解决这三个矛盾,人们开始了对尺度问题的研究,这些研究发展成了人体测量学。
人和人的尺度各不相同,但以一个群体来考察,可以发现人类的尺度是具有一定的分布规律的,考察的群体愈大,这个规律就愈明显。人体测量就是通过对大量人的测量后,运用数理统计分析处理,总结出这一分布规律。这些通过测量和数量统计得出的数值是我们确定展示有关尺度的依据。在展示中,与尺度关系最密切的是“可容空间”的设计问题。展示中的可容空间指的是展示的场地、通道和其他活动场地,此时应取教高的百分位,即选取大个子作为依据,一般来讲,适应域越宽的设计,其技术成本方面的要求也越高。设计师应在平衡各方面的因素之后,尽可能地保证较多的人的使用需要。
一般展示空间的通道宽度,是按人流股数计算的(每股人流以60cm计),最窄处应能通过3~4股人流,最宽处可通行8~10股人流。需要环视的展品,周围至少应有2m左右宽的通道,低于这些标准,可能会造成人流堵塞,或损坏展品。
展示中与人体尺度有关的还涉及到以下两个方面:
(一)陈列密度
陈列密度是指展示对象所占展示空间的百分比。设计得当的密度,不仅可提高展示的效率,也能使观众在轻松的气氛中观赏展示对象。而过大或过小的密度,都会影响展示的整体效果。过大的密度,容易造成参观人流堵塞,也会使观众感觉疲劳,降低展示的效果;陈列密度过低,则会使展示空间显得空旷、贫乏。
陈列密度的大小还与展厅的空间跨度、净高有直接的关系,同时也受展示物的视距、展品的陈列高度、展品的大小、展示形式以及不同观众类型等因素影响。展示空间较宽敞时,可使陈列密度稍大,也不显得拥挤;如果展示空间低矮,同样的陈列密度也会显得拥挤。展示对象的尺寸较大,展示视距又近,也会使人觉得空间拥挤。・
(二)陈列高度
陈列高度是指展品或版面与参观者视线的相对位置。从人机工程学的角度分析:观众对陈列高度的适应受人体有效视角的限制,一般陈列高度不宜超过350厘米;经常运用的展示高度是80、250厘米之间的区域;人机工程学的研究表明:人体的最佳视觉区域是在水平视线高度以上20厘米,以下40厘米之间这个60厘米宽的水平区域。如果以亚洲人一般标准高度165厘米计,最佳的陈列高度应在125―185厘米之间,重点展示的对象陈列在此区域内,较易获得良好的效果。
二、展示中的视觉问题
展示活动是一种视觉艺术活动,而视觉是人类最重要的感知能力,通过视觉可以感知外部世界的形状、大小、色彩、明暗、肌理、运动等多方面的信息。由视觉传达的信息比其它所有感官所传递的信息的总和还要高出好几个数量级。因此,视觉是人类了解世界最主要的工具。从对视觉的科学分析中,我们得出如下几种视觉的运动规律:视线水平移动比垂直移动快;水平方向尺寸的判断比垂直方向准确;视线移动方向习惯上是从左至右,至上而下。
三、视觉传达效率的提高
视觉传达系统设计的最终目的是要更有效地传递视觉信息或者说,让使用者能看见我们想传达的东西。根据这一目标,首先应以整体的角度对信息行组织,分清主次,恰如其分地调动视觉的传递手段。对于某些信息的表达,有的要加强;而对某些信息则要减弱。就视觉生理的角度提高视觉传递效率的途径:
(一)增加信息的绝对强度
这是一种使用最广泛的手段,如将展示中的字体或标志做得。更大、更醒目;色彩的饱和度更高等均属此种。这种方法主要是使被传递的信息在强度上高于其它信息,以便排挤掉其它信息。这种方法的问题在于信息强度的提高不是无限的,过度视觉信息会提高接受者的生理“阈值”,使之“视而不见”,不利于观众的生理和心理健康。
(二)增加信息的相对强度
以弱化环境以及其它次要的视觉信息的方式来突出主要信息,以达到“于无声处听惊雷”的效果,这种方法对现代信息传达设计来说,是一种比较合理的方法。
(三)充分利用人的视觉习惯
一个多维量的视觉形象要占用多维的信息通道,这是不言而喻的。人在视觉信息传递的过程中,随着传递次数的增加,可以自动地省略一些无关紧要的细节,而把多维量的信息抽象成一个简单的符号来传递和贮存。根据这个事实,将视觉信息与人们熟悉的某种形象或符号建立某种联系,如用形象符号代替特定的文字,可以大大提高信息的传递效率。
(四)选择最有效的信息表达方式
人在不同信息通道的信息传递率是不同的。实验表明,人眼对一条直线在方向上的变化比其长短上的变化要敏感一些,对三角形比圆更敏感。这些例子表明,不同的信息表达方式对人视觉的冲击力是有差别的。展示设计的传达体系,要根据需要选择最有效的表达方式。
上述各点仅从理论的角度阐述了一些提高信息传递效率的思路,在实际的设计之中,应灵活应用这些理论。
参考文献:
[1]刘华东、郭红玲.展示设计与制作[M]. 化学工业出版社,2009.9.
篇2
关键词:船舶;内装设计;人体工程学;解决方案
1.前言
人体工程学是20世纪40年代后期发展起来的一门技术科学,由于人体工程学适用于不同的领域,故也产生了许多不同的表达方式和名称,我国常用的名称有:人类工效学、人体工程学、人机工程学、人类工程学、工程心理学等。
考虑船舶内装设计的特点,本文采用人体工程学这个名称,它是研究人与工程系统及其环境相关的科学。
在船舶设计和建造满足法规、公约、规格书的基础上,船东往往从安全、便利、舒适等角度提出报验意见,而这些正是人体工程学所涉及的内容。
本文就货船内装设计过程中遇到的若干问题进行分析,在满足规范的前提下,运用人体工程学原理研讨解决方案。
2.室内梯道的踏步净高与顶棚净高
室内梯道的踏步净高,指室内斜梯踏步表面距其上方物件(天花板或结构)的畅通竖直高度,该范围内不应有任何凸出物。
室内梯道的顶棚净高,指室内斜梯底部地面距其上方物件(天花板或结构)的净空高度。
室内梯道的踏步净高与顶棚净高的确定依据:
(1)《人体工程学图解――设计中的人体因素》中建议:梯道上^顶的连续空间最小为2 235 mm;顶棚起点距地面净高为2438mm。如图1所;
(2)《船舶造型与舱室设计》中建议:梯道踏步净空高度为2 150~2 300 mm;对室内梯道的顶棚净高则未作说明;
(3)《船舶人体工程学应用指南》中建议:所有梯道至少保持2 130 mm的畅通净空高度;对室内梯道的顶棚净高也未作说明;
(4)在船舶生产设计中,甲板层高作为定值,室内梯道区域会跨过1~2个肋位,强肋位往往在甲板面下设T型梁结构。另外,受管路、电缆布置影响,室内梯道的顶棚净高很难设计得很高;而受各种因素局限,室内梯道的顶棚净高一般在2 150 mm左右。
以笔者工作经验,室内梯道的顶棚净高设计为2 100mm、2200mm时,往往会遇到船东不满意的情况,问题在室内梯道顶棚与室内梯道天花板的交界处,即梯道顶棚起点,船东说下楼时感觉在这个地方会碰头,每次要低下头才敢通过。
笔者(身高1.75 m)曾亲自去上述室内梯道现场感受过,刻意不低头、目光平视,感觉前方的天花板距离自己较近,但只要迈下一级踏步就会感觉顺利过去了,所以会碰头其实是个错觉,这涉及人体工程学中的心理裕量问题。
要使人在下楼梯时不产生碰头的心理感受,加大室内梯道的踏步净高是最直接的解决措施。但如果室内梯道的顶棚净高受局限,室内梯道的踏步净高也随之受限,在这样的情况下如何确定梯道顶棚的起点位置就成为一个关键。
按人体工程学的“人体尺寸”概念:由于人的个体和群体差异,人体尺寸有很大的变化,设计时几乎不用平均数,而采用在一定范围内进行数值分段,将身高或肩宽等在尺寸上分为一百等分,设计上要满足所有人的要求不太可能,也没有必要,但必须满足大多数人的要求。《人体工程学与室内设计》中建议选用第95百分位的尺寸,如设计通行间距时选用95%的人能够通过的走道,而只有5%的人通行有困难;
(5)鉴于《GB 10000-88中国成年人人体尺寸》是较早的标准,而人体尺寸数据具有较强的时效性(一般每10年就需修订一次),这些年来中国人的平均身高是增加了,故笔者在室内梯道模拟简图中的人员身高选用第99百分位的尺寸:1 814 mm。由于上述数据是在不穿鞋的情况,而船员工作时都是穿着鞋的,于是还需加上鞋高来修正,即人穿鞋时的身高尺寸为:1814+36=1850mm。
同时,还应注意到人上下楼梯时身体是前倾的,一般取倾角为7.5°,此时人的竖直高度为1 850×cos7.5°=1 834 mm;
(6)人上下楼梯时,眼睛看到前方的梯道顶棚距自己较近,会产生会碰头的感觉,因此需考虑人体工程学中的心理裕量,一般取90 mm。
人头顶距眼睛的竖直高度约100~110 mm,本模拟图中取110mm。
人脚落在斜梯的踏步上,足中心与踏步前缘的距离取100mm。
(7)《国际消防安全系统规则》中规定:客船的梯道倾斜角应不大于45°;货船的梯道倾斜角一般是45°,但不得大于50°。本文仅涉及倾角不大于45°的室内斜梯,故模拟图中室内斜梯倾角定为45°。
船用斜梯,其踏步的高度应不大于250 mm,但不小于200mm,模拟图中取250mm。
根据上述尺寸绘制的室内梯道模拟图,见图2。
由图2可知:室内梯道的斜梯倾角为45°时,为使梯道顶棚在人(身高1 850mm)的心理裕度(90mm)之外,梯道顶棚净高不宜低于2 200 mm,梯道顶棚起点距斜梯第1级踏步水平距离不小于217 mm,取整为220 mm。
为此,笔者这里提出一个简称“梯道顶棚220”的设计原则:对倾角不大于45°的室内斜梯,梯道顶棚起点距地面净高应≥2 200 mm;同时,梯道第1级踏步顶点距顶棚起点的水平距离应≥220 mm。
运用上述原则,笔者设绘了此情况下的室内梯道顶棚布置,并放人身高1 850 mm的人物进行验证模拟,验证结果是可行的,见图3。
如果船东、船员是欧美人,则“梯道顶棚220”的设计原则应加100 mm予以修正。
如果受条件制约,梯道顶棚起点距地面净高
3.室外斜梯平台通道的通行净宽
船舶上建各甲板层一般在甲板室围壁外设一个平台来布置室外斜梯,本文将其称为室外斜梯平台。
室外斜梯平台在靠近甲板室的―侧开梯口,梯口外侧设栏杆,室外梯平台的外边缘也设栏杆,人自斜梯登上本层甲板后,要去往更上一层甲板,就要经过这个两侧均有栏杆的通道,这个通道称为室外梯平台通道。
倾角50°的上建室外斜梯,室外斜梯平台梯口长度一般≥1 800 mm,围绕梯口在平台上焊一圈拦杆扁铁,于是梯口外侧的栏杆长度一般≥2 000mm。
梯口外侧的这一段栏杆是独立的,该段栏杆一般设3根栏杆柱,首尾两根栏杆柱均带有斜撑,影响实际的通行净宽,如图4所示。
室外斜梯平台通道净宽的确定依据:
(1)室外梯平台通道一般会作为上建区域的脱险通道,根据国际海事组织(IMO)的《国际消防安全系统规则》:货船用作脱险通道的梯道和走廊的净宽度应不小于700 mm,并在其一侧应装有扶手,净宽度为1 800 mm及以上的梯道和走廊应在其两侧装有扶手;
(2)《船舶人体工程学应用指南》中,对一人通行的走道宽度建议≥710 mm,但未说明人抬担架时所需的通道宽度;
(3)《人体工程学图解――设计中的人体因素》中对人在字智榭鱿滤需求的最小通道宽度(610~915 mm)进行了说明,其中人在腋下拄双拐时所需最小通道宽度为915mm,可作为人抬担架时所需通道宽度的参考值;
(4)《室内设计资料集》对人提行李时所需通道宽度是910~1 060 mm。
笔者认为,对室外梯平台通道,阻碍其通行净宽的关键是栏杆柱的斜撑。但《载重线公约》规定了栏杆柱的斜撑不能随意取消,于是笔者考虑将妨碍通行净宽的栏杆柱的斜撑换为肘板。
国际船级社协会对栏杆柱撑条的替代装置有规定,中国船级社《法定检验实施指南》对此规定有明确说明。
笔者采用代换每第3根栏杆柱的斜撑,符合上述规定中“替代至少每第3根支柱处由撑条支持的装置第(a)项”,于是按K・bs≥2.9・bs来设计肘板下端长度。
值得注意的是,通常上建区域的甲板厚度20mm,所以就不必加焊扁钢了。
基于以上考虑,笔者设绘了每第3根栏杆柱的斜撑代换为肘板的方案,使实际的通行净宽大为改善,获得了CCS验船师的认可,船东也很满意,见图5。
4.分罗经木垫的高度设计
船舶驾驶室两翼的方位分罗经用来观测罗经差,所以必须高出舷墙,而普通人的身高,在观察六分仪时比较困难,可能看不见水线,因此需要加一个垫高的底座,即在分罗经底端设一个环绕分罗经的木垫。
按我司设计分工,分罗经由设计电装确定参数并向专业的设备商订购,因为每型船的罗经设计参数不一致,不同设备商供货也不同,实际装船的分罗经的高度往往并不一样,这导致了分罗经木垫的高度无法设计为一个固定值。如果确立一个高度的设计原则或计算公式,在设计分罗经木垫时作为参考就方便很多。《人体工程学与室内设计》中建议:常用高度一般选用第50百分位的尺寸,如门铃、把手、电灯开关的高度。
笔者在分罗经木垫模拟图中:
(1)普通人的眼高,选用《GB 10000-88中国成年人人体尺寸》中第50百分位的尺寸:1 568 mm;人穿鞋时的眼高尺寸:1 568+36=1 604 mm;
(2)《GB 10000-88中国成年人人体尺寸》中第50百分位选用成年男子的身高尺寸:1 678 mm。
统计数据表明,1997年中国成年男子的平均身高已达1 692 mm,相较《GB 10000-88中国成年人人体尺寸》中的成年男子平均身高增加了14 mm,那么眼高的平均值也相应增加。为此,笔者把分罗经木垫模拟图中普通人的眼高设为1 620 mm;
(3)人头部在端正状态时,视线范围是水平视线上下30°,人若稍稍低头,则视线范围可以扩大到60°。
为避免个子高的人站上木垫要拱肩低头地观看分罗经(即面板在人视线60°范围外)导致不舒服,笔者另设绘了一张高个子人的分罗经木垫模拟图,用来模拟验证。
笔者选取了《GB 10000-88中国成年人人体尺寸》中第99百分位的尺寸:1 705 mm;人穿鞋时的眼高尺寸为:1 705+36=1 741 mm,取整为1 740mm。
由上述分析可知:站上同一高度的木垫,如果普通身高的中国成年男子(水平视线高度1 620 mm)俯视30°可以看见面板,那高个的中国成年男子(水平视线高度1 740 mm)稍稍低头(俯视42°)也可以看见面板,如图6所示。
综上所述,分罗经木垫高度的计算公式如下:
H=(h+220)-1 620=h-1 400(mm)。式中:h――罗经面板距甲板面高(mm)。
篇3
【关键词】人体工程学啦啦操服装应用性研究
1前言
当今社会愈加关注人类健康与环保的生活方式,响应全民健身的号召,中国掀起一股啦啦操浪潮,在校园、广场、健身房或比赛现场它的身影无处不在,啦啦操作为一种积极健康的生活方式得到普及。现代服装设计理念强调的是服装设计中把人、物、环境这三大要素融合于各类设计中,在满足人的生活及心理需求的同时,强调产品设计的功能性与舒适性是当代设计的主题。如何根据啦啦操特点结合现代设计理念,设计出功能性强又符合人体工程学特点的啦啦操服装成为当前急需要研究的课题。
2人体服装设计
服装可以理解为人所处的生活环境中,离人身体最近,能穿着,能感觉得到东西。服装设计就是指把服装的各种构成要素合理运用,根据服装制作的目的,把各种必要条件综合后制成服装生产计划的系统。服装设计是一个系统化的过程,可以避免一些考虑不周和主观因素造成的失误。要实现服装设计的合理化,首先,要以考虑穿着的目的为前提,通过对市场,穿着者的层次和所处的各种环境,从人的因素和服装的组成要素两个方面来进行调配研究,并以此基础来调整服装构成要素,逐渐形成服装款式。
3啦啦操与啦啦操服装
啦啦操按照运动类别可以分为技巧和舞蹈两大类。技巧啦啦操运动的动作包含翻腾、托举、金字塔、抛掷四类难度动作。其动作特点表现为手臂动作在身体冠状轴前、动作快、定位准确,对手臂爆发力要求较高;舞蹈啦啦操:西方式的啦啦操主要体现于健美与性感,而中国式啦啦操是有别于西方啦啦操的,它融合了中国的传统文化及思想内涵,目前在我国比较推广舞蹈啦啦操。舞蹈啦啦操主要是由转体、踢腿、跳跃等难度动作和手位对比以及个性舞蹈等组合构成,通过多种空间,方向与队形变化展示舞蹈啦啦操的团队风采。啦啦操的审美要素主要体现在身体美、技术美、难度美、音乐美、节奏美、道具美和口号美等方面,它所产生的基本动因是煽动别人,激励别人。啦啦操表演讲究服装和舞台效果,动作美和视觉美效果,具高度的时代感和艺术性。啦啦操特点决定了啦啦操服装应该具有以下功能:(1)由于啦啦操练习的运动量较大,练习者的体温升高较快,排汗较多,服装应具吸汗效果好的特点;(2)啦啦操的动作幅度较大,应选择弹性好的紧身运动衣裤;(3)如参加正规比赛,全队服装应统一,自然大方。
4人体和服装设计要素的关系
人体与服装设计可以同时融合于一件衣服上,在穿着效果上和整体上不可分离。虽然说服装设计是自由的,但是还是要避免功能和装饰两者之间侧重点不同的问题,啦啦操服装属于运动装是侧重于功能性的。
4.1设计中人体的形态处理
可以将设计中的人体归类成以下三种形态:(1)人体静的形态;(2)人体动的形态;(3)人体美的形态。人体的形态系列:即人体的姿势。是人体的形态和服装的造型关系。人的形态系列是指人体静态时整体的形态,而功能系列是指人体各部分功能形态和运动动态所引起的人体的变化对服装结构形态的作用。它们之间都希望与服装达到美的效果。
4.2人体运动产生的形态变化
人体运动会引起的变化,它主要体现在:(1)关节运动会所引起的长度,高度的变化;(2)运动所引起的肌肉隆起和变形的部位变化;(3)在支撑服装部位所引起的知觉感受变化;(4)运动产生的皮肤伸展方向和程度的变化;(5)运动过程中服装滑移部位的变化;(6)还有变化而引起的脂肪变体和变位的变化等等。在进行啦啦操服装设计时要充分考虑到变化所带来的服装结构变化,在满足设计目的及功能性的基础上进行再设计,秉持“以人为本”的理念,坚持“衣人合一”的原则。
5人体工程学在啦啦操服装设计中的应用
5.1人体工程学在技巧啦啦操服装设计中的应用
技巧啦啦操系列动作对前肢轴线以上部位的服装设计要求很高,简单来讲是肩部和手臂部位的设计。分析动作及结构变化发现:手臂在人体上半身部分,要满足手臂快速变位的动作,便涉及到如何减少服装对手臂及前肢轴线部分所产生的压力及阻力问题。无论是翻腾、托举、金字塔还是抛掷等肢体动作,其无一没有使用臂力。通过人体的研究找出其发力点及人体对服装的支撑点,融合于服装结构设计中,以达到合理减少压力和提升爆发力的目的。根据目前的市场调查,技巧啦啦操服装一般以无袖设计或工字背的结构设计为主。当手臂进行向上拉伸,左右扭转、变曲时,人体三角肌位置的肌肉鼓起,身体上半部分的皮肤被强烈拉伸,如果是带衣袖设计的设计,应考虑到在手臂位置增加放松量或通过弹性大且轻薄具有吸汗性的面料来实现。
5.2人体工学在舞蹈啦啦操服装设计中的应用
舞蹈啦啦操有别于竞技啦啦操,其偏重于运动体态的观赏性。在进行服装设计的时,首先要考虑其动作会产生的体态变化,通过分解其动作。如转体、踢腿、跳跃等来对服装进行设计。该运动的人体美主要体现于腰部周围及腿部连接部位在运动中产生的美感,通过以衣服为媒介形式而表现出来。因此,对该服装设计应考虑如何去体现这些部位的美感问题。啦啦操的服饰美在表演中占有很重要的地位,它属于一种情感的直观表达,在人体与服饰的融合,并配合其运动道具,音乐等场景而达到“天人合一”的效果。而且能够做到刺激观赏者眼球,带动观赏者情绪的目的。真正做到设计中人、物、环境的完美结合。
6结语
关于啦啦操服装设计,已不单纯是追求结构造型及色彩搭配的表相设计,而是本着“以人为本”、“天人合一”的设计原则。是一种由内到外的,以服装为媒介的,充分结合人体工程学中人、物、环境三大要素的设计活动。由此而知,人体工程学在啦啦操服装设计中应用的重要意义。
参考文献:
[1]朱一帆.论服装结构设计中人体工程学的作用与影响[J].新西部,2011(04).
[2]陈晓玲.服装设计与人体工程学的功能关系[J].消费导刊,2010(08).
[3]一心.舒适的人体工程学设计[J].个人电脑,2010(07).
[4]张晓珂.浅析人体工程学在椅子设计中的作用[J].知识经济,2010(17).
篇4
关键词:土木工程 应用型 力学课程
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(c)-0193-02
土木工程专业作为河北建筑工程学院的品牌特色专业,具有悠久的历史。于2009年通过了住房与城乡建设部组织的全国土木工程专业教育水平评估,现为国家高校特色专业建设点,河北省品牌特色专业,结构工程学科为河北省重点发展学科。
本专业旨在培养适应社会主义现代化建设需要,德智体美全面发展,掌握土木工程学科基本原理和基本知识,在建筑工程、道路桥梁等土木工程设计、施工、监理、勘察、管理、教育、研究等领域获得工程师基本训练的具有创新精神与实践能力的高级工程技术人才和有工程技术基础的经营管理应用型人才。毕业生主要到建筑业企业、事业单位从事设计、施工、监理、科技创新、应用技术和经营管理等方面的工作。
学院经过多年的教学实践积累,摸索出了“立足建筑、突出应用”的人才培养目标,为地方经济建设、社会发展培养出了一大批品德好、素质高的应用型高级工程技术人才。
我院力学课程历史悠久、积淀深厚,具有优良传统,《工程力学》、《结构力学》都为学院精品课程,力学课程作为土木工程专业的专业基础课也有其重要地位。为适应学院的应用型人才培养体系及经济社会的发展,力学课程也需要适应时代,进行改革与创新。
1 教材及教学内容改革
1998年,为改变我国高等教育专业口径过窄以及人才培养模式与经济飞速发展和对外开放不相适应的情况,教育部制定实施了新的本科专业目录及专业管理办法。新的土木工程专业涵盖了建筑工程、交通土建、城镇建设、矿井、隧道等专业领域,成为一宽口径的专业。如何实现新的专业培养目标,培养出素质高、能力强的专业人才,新的课程设置、教学计划、课程内容的修订等显得尤为重要。
1.1 弱化理论证明,加强工程实践内容
应用型人才的培养应注重学生动手实践能力的培养,在力学理论课程中也应有所体现,可在课程体系中删去一些理论性较强而对培养学生应用能力不大的内容,弱化一些理论证明部分的内容,只注重学生分析问题、解决问题能力的培养。例如《结构力学》中虚功原理的证明过程就可以删去,只介绍其结论。
1.2 根据专业方向不同,调整知识结构的侧重点
专业方向不同,其侧重点也不同。土木工程专业的力学类课程包括理论力学,材料力学,结构力学,弹性力学等基础课程。传统的课程体系中所针对的工程实例大多数以建筑工程方向为主,但是在新的形势下,我们必须要在课程中增加其他具体方向的工程实例,为非建筑工程方向的同学结合实际学好这门课程而努力。例如,路桥(交通土建)方向的结构力学中,我们就应该增加《结构力学》中影响线一章的比重并设置与道路桥梁实际工程相关的例题。
1.3 结合工程实际,着重锻炼同学分析实际工程的能力
另外一个方面,传统的力学课程里面,力学计算主要是针对已有力学模型的抽象计算,怎样将实际工程中的具体问题简化为可计算的力学模型即建模问题涉及较少,仅在《结构力学》一书中有计算简图的简化部分内容,在其他的专业课程如《混凝土结构中》也有所体现,但是在大部分情况下,当遇到工程实际问题时,大部分同学不知道怎样进行力学分析,所以,应在课程设置中突出工程观点,把解决实际问题的能力作为授课的重点贯穿于教学之中,结合第二课堂、毕业设计,选择有工程背景的实际问题,锻炼同学们分析问题解决问题的能力。
1.4 把握时代脉搏,教学内容要紧跟科学发展前沿
针对当前出现的新型结构形式,在课程的设置上也要跟上潮流,其结构形式及受力分析,要不断的随着经济社会的发展而更新。传统的建筑结构类型多为杆系结构,所以基础力学多以杆系结构为主要研究对象,对板壳结构和实体结构的研究相对较少。但是在经济社会高速发展的今天,出现了多种新型结构并已应用于实际工程,例如国家游泳中心“水立方”的根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的膜结构,但是在高校力学课程的教学中却没有体现,只有部分体现在了专业课中简单介绍过。这些新型结构的基本力学原理应在基础力学的课程教学中介绍,能让同学们更好的了解这些结构形式,将来更好的在实践中运用。
2 教学手段与措施的改革
现阶段高校的理论课授课方式主要是传统式板书教学、多媒体教学、实验教学等,力学课程作为理论性强、计算工作量较大的课程,采取什么样的教学方式更为合适,也是我们需要探讨的问题。
2.1 传统板书教学与多媒体教学的比较
采用板书教学方式,授课教师的书写工作量大,经常是一个例题的计算就要占满一面黑板的版幅,板书式教学信息量也相对较小,但是其优点是学生可以跟着教师的解题思路与过程走,接受起来更为容易些;多媒体教学信息量大,教学效果直观,易于增加同学感性认识,但是对于理论的推导与计算学生感觉接受起来比较困难,尤其是计算题的计算过程,相比较板书而言不容易理解掌握。所以究竟采取什么样的方式,还需具体问题具体分析,找到适合的方式方法。多年来,高校的力学课教师一直在探索由传统的教学模式向启发式、讨论式教学方式转变,取得了一定的效果。
2.2 课堂讨论在课堂中的应用
在一些原理性的教学过程中,课堂讨论也可以成为一种行之有效的教学方式。这里谈到的课堂讨论不是我们平常教学时应用到的,即在教师已经有既定结论的形式上的讨论,而是真正的全开放式的讨论,即选择与教学内容相关且具有前瞻性、实践性的课题,组织同学们进行讨论,形式可以多样化,如分组讨论、辩论等,充分调动学生的积极性,开拓思路。例如,针对某个超静定结构的求解,在未确定求解方法(力法、位移法、力矩分配法)前,可组织同学们进行讨论,探讨采用哪种求解方法计算量小,更容易求解等。再讨论完用哪种方法求解更为简便之后,还可继续讨论采用什么样的合理的基本结构,谁能够使计算简便迅速等等。
2.3 将实践环节引入课堂教学中
对于教学手段的改革,更重要的是应在理论教学的同时加强实践教学环节,国内有些高校在结构力学课程中已经引入实践性教学环节,如武汉理工大学的等强悬臂梁动力性能实验和桁架结构分析方法研究等,我们也应该探讨适合本校学生的实践性活动,为学生理论联系实际,提高动手能力,培养工程意识奠定基础,真正为把同学们培养成为高水平的应用型人才。
3 考试考查形式的改革
考试是高校教育教学制度的一个重要内容,考试是学校检查教学效果、评价教学质量、衡量是否达到教育教学目的的重要途径和手段。然而,高校考试及其制度的弊端与负面影响也日渐显露,考试制度改革已成为当前高等教育研究的重要课题。
力学课程的考试方式也发生了很大变化,部分高校由原来的闭卷笔试到现在的网上测验答疑、题库出题测试、程序大作业、学习报告、小论文、开卷考试、半开卷考试、口试等多种方式。但由于除闭卷考试和开卷、半开卷考试以外的考核方式都不太容易实施,大多数的院校依然采用闭卷考试或开卷、半开卷考试的形式,而且基本上都是一刀切,所有的学生都采用同样的考试形式。
在考试的形式上,我们也可以在原有形式上进行创新。例如,半开卷考试,可以要求学生仿照注册师考试的要求,只能带《规范》,或者一些基本的计算公式,或者是采用部分高校实行的“一页开卷”(即学生只能带一张A4纸进入考场,纸上记载什么内容由学生自己决定),这样的话,一方面可以让学生不必死记公式而加强对知识的理解,另一方面,则加强其对所学知识总结归纳的能力,使其能抓住学习的重点。
总之,考试只是一种手段,让学生理解和掌握知识才是最终的目的,利用合理的的考试考查方式促进同学们对知识的学习才是我们追求的目标。
4 结语
在科学技术迅猛发展的21世纪,现有的人才培养体系已不能很好地满足社会对土木工程人才知识结构的要求,尤其是应用型人才的培养。课程内容适应时代的调整,课程体系适应人才培养的需要都已是刻不容缓需要解决的问题,也是时展的必然趋势。作为土木工程专业教学中的重要专业基础课,力学课程也需要顺应时代的发展需求,优化课程内容设置,调动学生学习的主动性和积极性,注重启发式教学法,及时向学生传授新型结构及现代计算理论的知识及方法,增强学生分析问题和解决问题的能力,为我国的建设事业培养合格的人才。
参考文献
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1 “卓越工程师教育培养计划”背景
“卓越工程师教育培养计划”作为《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020)》组织实施的一个重大项目,旨在培养造就一大批优秀的卓越工程师后备人才,为我国加快经济发展方式转变,产业结构优化升级,建立创新型人力资源强国,走出一条有中国特色的工业化道路而努力奋斗。实践是工程的灵魂和根本,产学研结合是工程教育的重要特征和本质要求,“卓越工程师培养计划”创立了高校与企业联合培养人才的新机制。校内培养应该和企业培养相结合,它们之间既要有明确的分工,又要有密切的联系。校内学习阶段主要以理论教学为主,辅以基本的实验和实训;企业学习阶段则更多以实践教学为主,辅以必要的理论专题。高校与企业应该共同制定人才培养目标,共同建设课程体系和教学内容,组织实施培养过程以及合理的进行人才培养质量的评价。企业学习更多是学校学习的延伸。企业学习能够使学生在校内学习的基础理论和方法通过具体的实际应用得到巩固和加强,能够使学生的各种能力和综合素质在真实的工程环境中得到进一步的提高,它们是一个有机整体。
2 校企合作联合培养
目前我院针对“卓越工程师培养计划”的实施做了积极的准备。现在和软件学院合作的企业主要有海辉软件(大连)有限公司、大连华信计算机技术股份有限公司、大连现代高技术发展有限公司等,主要采用工程类教师联合培养、课程置换、企业实训、毕业生辅导和就业推荐等多种方式进行合作,充分发挥企业在工程人才培养的指导作用。
2.1 教师培养
教师实际项目的经验和专业程度是校内实训的重要本文由收集整理保证。为了紧跟it技术应用与发展趋势,合作企业定期、特别是利用寒暑假的时间对在校计算机老师进行集中授课培训。在授课的过程中,更多的讲述实际项目背景下技术的应用和团队项目开发经验。主要的授课内容包括:主流的软件开发框架、项目管理、业务介绍和授课进度安排等。
2.2 课程置换
在置换的课程里,主要集中在计算机科学与技术/信息管理与信息系统专业大三校内java实训和校内.net实训课程上。该课程依托海辉提供的项目案例“客户资源管理系统”为基础,采用“项目驱动”教学法,把项目中的主要知识点以案例的方式分散到日常教学和真实项目中,之后根据所学核心技术,以组为单位,相互合作,独立开发一个基于b/s模式的web系统。根据每个队员的担当任务进行项目答辩考核。考核时,答辩教师严格按照评分标准与加分标准给出每组项目的得分,根据每个同学的回答情况(至少提问三个问题)给出个人的得分。
2.3 企业实训
在大四的上学期,学生去企业进行为期3个月的企业培训。在企业培训中,主要由海辉公司一线的项目经理,软件工程师进行集中授课。在实训开始,就让学员进入到实际的工作角色中,进行项目分组和形成团队的核心管理层。在项目的执行过程中,传授实际的开发经验和编码技巧。总后,以团队的形式进行项目答辩。
2.4 毕业生辅导
在企业实训的过程中,学生可以有选择的针对实训项目进行
转贴于
裁剪和拓展,形成毕业论文。企业老师负责帮助学生进行论文内容的确定和总体技术的支持,最终由学校老师和企业老师一同在企业完成学生的毕业答辩工作。
2.5 就业推荐
针对参加企业实训的学生,学生资料直接进入到合作企业的人才储备库中,极大的丰富了学生的就业渠道的拓展。
3 实践教学体系的构建
一套务实有效的实践教学体系在“应用性”软件工程人才的培养中占有很重的份量。我院实践教学体系主要包含基础实践、工程认识、综合实践、创新实践和项目案例库五个方面。
(1)基础实践层次包括军训、计算机应用能力训练等实践环节。
(2)工程认识层次包括程序设计语言类课程实验和课程设计、计算机专业基础类课程实验和课程设计、企业认识实习等实践环节。
(3)综合实践层次包括计算机专业课程实验和课程设计、专业方向课程实验和课程设计、企业工程实习、企业技术实习和毕业设计等实践环节。
(4)创新实践层次包括实践教学环节中团队精神和协作能力培养,以及课外进行的素质拓展、科技制作、科研训练和学科竞赛等。
(5)项目案例库。
项目案例库对工程认识层次和综合实践层次启动很好的支持作用。包括三部分内容:学校项目、校企合作项目、企业项目。所涉及到的行业包括:政府、教育、医疗、商业、金融、保险、服务和零售等。(如图1)
实践教学体系示意图如图2下所示。
篇6
关键词:开放式;工程教学体系;创新创造
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)29-0107-02
1 地方工科院校实践教学方面普遍存在的问题
1)实践教学观念没有与时俱进
实践教学比理论教学更接近工程实际,机械工程项目涉及机械领域多学科,传统的实践教学只针对理论教学中突出的实验环节进行实践教学的设置,无法适应和胜任复杂多变的实际工况环境。
2)实践教学在整个教学进程中所占比例较低,实践教学方法手段单一
就目前而言理论教学通常在整个教学体系中所占比例偏重,实践教学比重较低有时只能占到只有20%左右。地方院校正直转型期,不能再拘泥于基础实验教学的验证性和演示性,这样束缚了学生的创新思维和想象能力。
3)校外实习效果不理想
工程技术人才的养成,实践能力经验的积累途径不仅是学校里的实验,还有是在企业中的实习,由于企业中生产纲领与效益挂钩,不能随时为学生提供岗位实践,再有学生安全意识不足等原因导致校外的实习没有实质性的,多为参观动手机会很少,实习效果欠佳。
4)教师缺少实际工程工作经验
目前我校工科教师大多是高校刚毕业就进入高校任教,缺少企业工作背景。加之我校机械专业新升本科,每位专业教师承担二到三门课,周学时到达16学时以上,显然教学任务比较重,学校在专科阶段重在实践教学,对基础学科的研究相对较少,教学的繁重和科研跟进缓慢,使两者都没有达到一个好的状态。这些现象对开展创新开放式的实践教学有很大的影响。
2 构建开放式工程教学体系的实践探索
1)大视野,新理念
地方师范院校要发展其工科,应该加大力度投入实践教学,一定要树立开放的办学理念。一要放开视野。我们在应用型人才培养的过程中,应该吸收借鉴成功的高职教育体系丰富经验,不能说本科不能向专科学习。现在正值《中国制造2025》时代,新一代信息技术与机械制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇。可以给我们在工程教育方面以启示,结合我国国情和地方学校的实际状况,探索能够依仗自身优势,符合自身实际又有鲜明特色的培养模式。加强地方区域合作。地方院校工科的工程教育是要主动服务行业企业和地方经济社会发展,建立与地方政府、企业行业合作发展的新机制。
2)实践教学体系重构
课程体系就是“树干”,人才就是“果实”,树干粗壮枝叶茂盛果实自然丰满。现在转型的环境下要结出具备的综合素质的应用人才这个果实,就要有创新的培养模式,即开放式的工程教育体系这个大树干。黄冈师范学院是国家首批转型试点院校,学校又以机电工程学院作为转型的先头兵,机电学院已经获批“省级工程实验中心”,这就是改革的大好时机。转变一以常规实验为基础,向纵向探索结合学院专业特色群进行深入改革,专业特色群就要求多学科结合,我们以机械为主线,只要涉及机械方面的我们都纳入进来,重新构建大数据下工程教育体系。转变二《中国制造2025》提到转型服务,重构中加入服务项目,实验在不孤立,顾此失彼,层层递进,有轻有重。转变三多增加实验实训周,让工程实训以项目周的形式出现,实训后呈现出文件式的实验报告。转变四项目内容要有创新,由创新驱动,不走老套路,让一个实验项目中包含多个子目标例如:理论知识的验证,机械设计的基础,机械制造的工艺,成品机器的工作情况的跟踪,维护保养。
工程实践教学体系核心在于工程技术应用能力培养,以课上和课下平行开展,形成基本技能操作、专业综合技能形成、初步设计理念形成、工程综合训练应用能力创新能力养成。这些能力的养成始终贯穿在,理论课学习过程中,比如数据的验证试验,金工实训,认知性实习,一门理论课后的课程设计,到企业中实习,对行业企业调研,参加各种实践大赛,等等结合起来。过程是由课内到课外,难度由低到高,由单一到综合,由常规到创新,形成形成了与理论教学相互协调、相互渗透、自成系统的独立体系。
3)加强实践教学内容与方式改革
我院现建有机械优势特色学科群,工程教学思路要跟进,以前让学生在接受知识时“这是什么?为什么这样?”要记住,单纯的知识接受,现在要设置“障碍”让学生主动提出“这是什么?为什么这样?”要形成这样的驱动力。一是对于实验项目首先设置与理论知识相符的必做实验,在此基础上学生根据自己的兴趣和延展的方向自拟实验,实验室全面开放,学生提前预约即可自行实验,达到全开放的程度。二是现在的学生认知喜欢形象化,当传统对提出问题的方式不奏效时,就要花心思组织教学,工程案例比比皆是,像讲故事一样描述案例,或者例会的形式给出实验案例,营造轻松的课堂气氛。三是现在学生最接受计算机,机械的传统课程相应计算机辅助软件CAD/CAM/CAM/CAPP/UG等等可以用句时髦的词语“开脑洞”的软件工具。四是采用项目教学手段,通过组织学生参加科研项目,科学竞赛,例如全国大学生机械创新设计大赛,在实际科研活动中增长才干,提高学生的科研创新能力。
4)增强学院自身的实践教学平台
我校机电学院结合申报的“省级工程实训中心”工作的具体要求,增强学院自身的工程实践教学平台。在“综合工程”的背景下,与交通学院在机械基础方面共同建立公共基础实验教学平台,新进工程实验设备比如力学实验的疲劳试验机完善专业基础实验教学平台,也可给企业提品检验的服务、再参到企业攻关项目中扩展专业实验教学综合平台再就是参加全国性机械工程大赛,大赛中的主题都是最新提出有利于提升大学生创新能力培养,这也是创新平台的建设“。平台建设的主要目的是达到“开放性”,如果说“开放性”仅单纯是时间、实验仪器设备的开放,一定达不到改革的效果,更要针对培养学生能自觉深入到实际中,我们把大门敞开,提供开放的环境,学生在思考后解决问题的能力,或许会有创造行的火花飞溅,实验仪器的更新不仅实验内容丰富还可以服务地方企业这也是我们的一种开放。开放的工程实践教学的形式,让学生能够找到学习的乐趣,不在眼高手低,协作能力也有提升。
5)加强双师队伍建设
建设好“双师”型教学队伍才能胜任开放式实践教学的要求。我们机电学院分以下步骤:一年轻教师分批分期有侧重的校外培训进修,学习其他院校在实践教学中好的经验;二、定期邀请行业企业工程人员来校讲座或培训,紧跟市场信息;三、实行教师企业挂职锻炼,工程实践经历要达到六个月以上,参加工程项目研发,开拓视野。
6)加强教学管理与质量监控体系建设
推行开放式实践教学的目的就是要提高培养人才的质量,不是放任不管。在这个过程中我们应该重视实施过程以及收到的效果,这样就要重视教学质量监督,把制度始终贯彻在整个开放式教学中。机电学院确立工作制度,建立了有效的教学督导组听课制度,学院实践副院长为组长,听课督导参与学生实验各项环节的检查、监督;建立了学生信息反馈员和学生评教制度,随时掌握一线信息,定期校外信息反馈制度,通过教学质量监控与评估体系,促进了教学质量的不断提高。
3 结语
创建开放式的实验教学体系涉及实验室合理设置和运行、设备仪器的配备、实验人员的选用等一系列环节。开放式的实验教学体系,以学生学、做为主,以教师引导为辅,在学院现阶段所试点的情况来看,得到了学生认可,改革的路是不断摸索出来的,我们将总结经验修正错误思路,开拓应用人才培养新路径。
参考文献:
[1] 田慧云, 张娟. 论高校实践教学体系的构建[J].中国电力教育,2006(4):266.
[2] 戴发山. 高校实践教学质量保证体系的构建研究[J].高教论坛,2007(2):256.
[3] 涂淑珍. 高校实践教学改革刍议[J].武汉科技学院学报,2005(9):290.
篇7
人体工程学主要是研究人、环境和机具之间关系的安全问题和工作性能。在人体工程学的研究中应该始终坚持以人为本的宗旨,将人放在主导地位,所有的机具和环境都是服务于人的。在室内设计的教学中,人体工程学的应用十分广泛。
关键词:
室内设计;教学;人体工程学
一、人体工程学及室内设计的综述
(一)人体工程学综述
随着社会经济的飞速增长,如何满足人们的需求变得尤为重要。人体工程学作为一门较为先进的学科,对人、物和环境之间的关系进行综合的考虑和评估,从而实现三者的有机结合,在工程学的发展中具有至关重要的意义。随着人们对设计要求日益提高,人体工程学在室内设计中始终将人作为研究的主要对象,不但要加强室内的视觉效果,还应注意对物理环境以及人们的心理环境进行研究和设计。
(二)室内设计综述
室内设计主要是根据建筑物的使用性能不同,按照相应的设计标准,考虑到建筑所处的环境和功能,利用建筑美学的有关原理和一些技术手段,设计出功能合理、优美舒适的生活环境,以此来满足人们日益增长的物质生活和精神生活需求。室内设计的空间环境不仅要满足建筑使用要求,还应该体现出建筑的使用价值,在此基础上尽量设计出具有一定的建筑风格、历史文化以及具有特色的环境氛围的室内设计方案。人体工程学在室内设计中的应用主要表现在精神功能以及室内设计的实用功能两个方面。人们的心理环境的变化会受到室内环境的影响,好的室内设计方案在一定程度上有利于提高人们的心理健康程度。另一方面,室内设计最根本的目的就是为了满足人们的使用要求,所以在设计时必须控制好建筑的实用性。
二、室内设计教学中人体工程学的运用
人体工程学在室内设计教学中的应用就是始终坚持以人为本的思想理念。
(一)室内设计教学中生理计测的运用
人体在活动的过程中,其生理变化的状况是不同的,采用生理计测的方式能够科学、客观的测量出人体在活动时的负荷情况及能量的消耗状况。通常的计测方式有能量代谢率法和肌电图法。因为人体在消耗能量的过程中会产生一定的耗氧量,活动时的耗氧量和平时的相比,强度状态会发生一定的变化,通过能量代谢率公式进行计算就能计算出人体在不同情况下的代谢率。肌电图法是利用活动过程中电流图和肌肉伸缩的情况来确定人体的负荷和活动强度的。在教学中,我们应该根据不同的生理计测的结果,使学生提高室内设计中对人体活动情况的注意力,尽可能保证设计的合理性。
(二)人体工程学的基础数据在室内设计教学中的运用
人体工程学中的基础数据有三个方面:人体尺度、人体构造、人体的动作域。这些方面在室内设计教学中都会被运用。其中,人体工程学研究的基本数据之一就是人体尺度,加强室内设计教学中对人体尺度的研究对保证设计方案的实用性具有深刻的意义。其次人体构造是和人的运动系统联系最紧密的部分,如人体的肌肉、关节和骨骼,分别通过神经系统的分配,使人体各部分顺利的完成运动。骨骼是人体的支柱,通过四肢骨、躯干骨以及颅骨这三个部分进行运动,再通过骨关节的连接加强活动,最后由神经系统向骨骼肌传递信号,形成肌肉的舒张或收缩,从而协调人体的工作。人体活动的区间以及生活的空间范围就是人体的动作域。人体的动作域的大小和人体的活动情况息息相关,所以,准确的动作域的分析对确定室内空间的尺寸十分重要。在室内设计的过程中,我们应该尽可能的采用多种计测方式测定出人体的动作域,为人体工程学的研究提供基础的数据。
(三)室内设计教学中心理计测的运用
心理计测的方式主要有尺度法和精神物理学法等。尺度法主要是在心理学中按照一定的顺序进行划分。精神物理学测量的方式就是采用物理的方式测量出最小的人体神经刺激量,以保证在设计中加以注意。在室内设计教学中,应该尽可能让学生进行实践、合作,组织相应的团队,将学生作为教学的中心,通过自评、组评、互评以及团体评的方式进行教学,最大限度的激发学生的潜力,提高学生的积极性,从而获得良好的教学效果。
三、结语
在室内设计的教学中,如何应用人体工程学的概念对提高室内设计的水平至关重要,因此,在教导学生的过程中,教师应尽量提高学生学习的主动性和创造性,充分利用人体工程学的相关理念教导学生进行室内设计。
作者:于丽伟 单位:青岛农业大学艺术学院
参考文献:
[1]曹会波.小议模型制作在室内设计教学中的作用[J].美与时代(中),2011,(06):52-53.
篇8
随着时代的发展,1960年创建了国际人体工程学协会,使得人体工程学在空间技术、建筑、工业生产及室内设计等领域得到有效运用。一直到当今社会,信息化自动化的发展,室内设计开始更加重视“以人为本”的融合理念,其中日本千叶大学小原教授认为:人体工程学可以探知人体的工作能力及其极限,进而使得人们所从事的工作能够适用生理学、心理学以及人体解剖学的各种特征。人体工程学是以人为主体,将先进的人体计测、心理学计测、生理学测量等手段,使得“人———物———环境”紧密地联系在一个系统中,让人们能更主动地、高效能地支配生活环境。并且人体工程学所涉及的学科也较为广泛,如人类学、心理学、生理学、工程技术学、医学等诸多学科,各学科互相作用能更好适应时展的需求,提高生活质量。
2人体工程学在室内设计中的重要应用
跟随时代的步伐,人体工程学在美国、英国、德国及日本等已经成为一个比较成熟的学科,强调人与自然的协调统一的呼声越来越高,人们在面对紧张快节奏的压力下,想通过室内设计得到调节情绪、安全舒适的空间环境,人体工程学在室内设计中的应用也尤为突出。
(1)确定了人以及人际关系所需要的室内活动的空间大小的依据。运用人体工程学知识,将人的尺度、姿势、动作、心理、人际交往等进行相关计测,来确定空间范围的大小。具体分析:一般而言人所需空间既包括单人自身和心理空间,也包括两人以上平行、相对等互为交叉空间;姿势和动作不同,设计座椅或者工作台高度也就不同;此外某些国外工作环境设计注重人际交往和团队合作在空间隔断设施布置上都有多层含义的探索。
(2)确定了设施的形体、尺度、家具合理设计提供依据。家具是人们最为常见的设施,主要是实用,人体工程学确定了家具设计基准点(座位、立位),涉及生活各方面座椅、柜台、书桌及床等,运用人体工程学为指导,使得人体尺寸与家具设计相协调,才能达到安全舒适,舒缓疲劳等功效。
(3)提供适应人体的室内物理环境最佳参数。室内热环境(高温低温)、光照环境(照明参数)、重力环境(压力和温度)、辐射环境、声音环境(听得更清楚和噪音)等是室内物理环境的主要参数,通过这几方面的参数测量,来确定人体最为舒适的设计环境。
(4)视觉四要素的计测为室内色彩环境设计提供依据。视力、视野、色觉、光觉就是人的视觉四要素,色彩的冲击力和最佳的视野区域都可以通过人体工程学的计测数据来进行最佳的室内设计,满足人们的生活需求。
3结语
篇9
【关键词】人体工学 室内设计
设计是为人服务的,而室内设计中的人体工学就是帮助我们更科学地创造出能适合于人的身心要求的理想环境。人体工学是二次大战发展起来的一门新科学,它以人—物关系为研究的对象,以实测统计分析为基本的研究方法,广泛用于军事,空间技术,工业生产建筑及室内设计,生活用品等领域。人体工学研究的目标在於让人类工作及生活更有效率,同时促进人类的幸福。这牵涉到一方面建立及维持设备、工具、工作、及环境因子间的相容性,另一方面也考虑人体解剖、生物力学及观念上、行为上的特徵。
1.人体工学的内容
人体工学又叫人类工程学,是以人体测量学,生理学等作为研究手段和研究方法,综合的进行人体结构,功能,心理以及力学等问题的研究学科.实质上,所谓人体工学,在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态,这样就可以使用工具的人在工作时,身体和精神不需要任何主动适应,从而尽量减少使用工具造成的疲劳。人体工学是利用生理、心理特徵的资讯,来设计人类使用的装置和系统。其资料和原理,被广泛应用於家庭、工作场所和娱乐,是人和工作及生活环境交互作用的研究。
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。
2.人体工程学的基础数据和计测手段
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。
2.1人体构造
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。人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。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。
2.2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:
2.2.1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。
2.2.2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
2.2.3、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。
3.人体工程学在室内设计中的应用
3.1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:
3.1.1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。
3.1.2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。
3.1.3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。
3.1.4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。
3.2人体工学在室内设计中的作用
人体工学是室内设计不可缺少的基础主要有以下两个方面:
3.2.1.为确定空间范围提供依据.影响空间大小,形状的因素相当多,最主要的因素是人的活动范围以及家具设备的数量和尺寸.因此,在确定空间范围时必须搞清使用这个空间的人数,;每个人需要多大的活动面积,空间内有哪些家具设备以及这些家具设备需要占用多少面积和空间.
人体工学提供了不同性别的人在立,坐,卧是的平均尺寸,提供了人们在使用各种家具设备和从事各种活动时所需空间的面积和高度尺寸等,一旦确定了空间内的总人数,就可以确定出空间的合理面积与高度.
3.2.2.为家具设计提供依据.家具的主要功能是实用,因此,无论是人体家具还是贮存家具都要满足使用要求,属于人体家具的椅,桌,床,要让人坐着舒适,书写方便,睡得香甜,安全可靠,并能减少疲劳感;属于贮藏家具的橱,柜,架等,要有适合贮存各种物品的空间,还要便于人们存取.设计家具时,必须以人体工学为指导,是家具尺寸符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的尺寸.
参考文献
1.《住宅室内设计》,苏丹,中国建筑工业出版社
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【关键词】人机工程学;机械设计制造;应用
1前言
作为现代工程设计中用于工效提升的重要学科,人机工程学充分将心理、生理以及其他学科内容结合起来,要求机械设计中注重为人创造更为高效、安全、舒适的环境,确保机械设计达到最佳效益。现代很多机械产品在流通中很难占据一定的市场优势,究其原因在于未将人、机器与环境等融入产品中。对此如何融入人机工程学成为现代机械设计制造中需考虑的重要内容。
2人机工程学的相关概述
关于人机工程学,其旨在结合心理学、生理学等,使机器制造中可与人保持适应,使创造的环境更为安全舒适的,是实现人、机、环境高度统一的重要学科。现代机械设计制造本身作为系统复杂工程,要求对相关工作强度、环境以及机械材料等进行充分考虑,在实现智能化、自动化的基础上的坚持以人为中心完成整个设计过程。现阶段工程机械设计由于需满足各行业领域的实际需求,所以在使用条件、用途等方面有所差异,这样人机关系匹配、相关参数指标等都有所不同。因此,如何通过人机工程理论指导机械设计制造尤为重要[1]。
3机械设计制造中人机工程学的具体应用分析
3.1从人体尺寸数据出发的设计制造思路
人机工程理论融入机械产品机械产品制造中,要求立足于人的身心特征,确保为作业人员提供安全舒适的环境,这样才可使工作效率得以提高且疲劳程度、人体能量消耗得以减少。产品设计过程中设计人员需对机械的实际用途、人体尺寸相关数据进行充分考虑。但需注意关于人体尺寸测量,设计人员应注重对不同区域人群进行分析,避免完全依托于的借鉴国外成功产品设计经验而而导致产品最终难以符合目标人群人体尺寸数据,确保实现人、机协调的目标。
3.2从机械操作安全可靠角度
作为基本且较为频繁的操作,很多机械产品都要求通过的相应的动作以使操作装置的作用得以发挥。所以在设计操纵装置过程中应从人机工程学角度出发,将装置在操纵力、位置以及整体运动状态等各方面都需符合人体力学。在追寻操作装置布置美观、简洁的基础上应防止出现操作困难或影响效率的情况。通常大多机械产品在投入使用后极易引发一定的安全事故,对驾驶员带来安全威胁,特别作业环境较为复杂时,安全事故发生的频率将更高。因此在实际过程中应遵循安全设计的基本原则,可将相关如防落物、防翻滚以及监控保护装置设置其中,或通过安全警示标志的设计使安全性得以提高。近年来许多机械产品也从车窗设计方面着手,分别在车前、车后以及侧面引用全视野窗户,并在驾驶室内安装照明系统,这样促进操作安全性的进一步提高。关于安全设计工作,国外许多基于人机工程学的机械设计也开始从操作条件与视野条件方面着手,以卡特彼勒企业为例,其在驾驶室设计方面要求在原有设计基础上对操作者视野条件扩大21%,对安全程度的提高可起到突出的作用。
3.3从驾驶环境角度的设计思路
以驾驶室设计为例,大多机械产品应用中多处于较为恶劣的环境下,相关如发动机废气、现场尘埃物质等会对驾驶室空气质量带来一定危害,机械操作人员在反应能力上将受到严重影响。因此从人际工程学角度出发,为使操作环境更为舒适健康,除保证具备基本视野条件外,还需将冷暖空调设置其中,确保密封的驾驶室内空气保持较高质量。同时考虑到座椅设计部分,应以人体生理结构为依据,使座椅保持宽大且能够进行座高与座深的调节,确保操作者在操作姿势上保持自由。而且设计中也可将防振装置引入其中,其目的在于使操作人员脊柱所受冲击负荷得以减少。以REXROTH公司为例,其在设计过程中保证具有较高性能的基础上,在座椅后安装贮藏箱使食品、饮料等可在其中贮存,完全符合人机工程学的基本理论[2]。
3.4从作业舒适性角度
在作业舒适度方面,首先考虑机械产品在使用过程中存在的全身振动问题,操作恩怨在振动情况下极易出现的身体上的腰酸背痛以及心理上的烦躁等问题,因过于疲劳而使整体工作效率进一步降低。因此在设计过程中应充分考虑引入性能较高的减震材料,或直接在产品设计中引入加减振器,以此使作业舒适性得以提高,如典型的的悬浮式座椅,其主要由GRMMERAG企业进行设计,保证座椅可进行调节的同时将液压减振器设置中,取得较为明显的效果。另外需注意大多机械产品在投入使用后可能存在噪声问题,操作人员长期在噪声环境下便可能出现疲劳或反应迟钝等问题,因操作失误而引发安全隐患问题。尤其机器因异常情况而发出声响时,噪音过大将使其完全湮没。因此,在实际设计过程中应注重对噪声来源进行分析,一般集中在底盘、发动机等方面。因此对噪声进行控制首先应从从声源方面着手,对振动、发动机燃烧、风扇等各部件产生的噪声进行降低。同时应在传播噪声途径方面着手,可通过吸声材料的引入使隔音效果进行提高,或将阻尼元件在发动机、车身、驾驶室间进行设置,可使减震隔振效果得以提升,并解决二次噪声问题。只有通过合理设计才可使作业环境得以改善,实现人、机、环境协调的目标。
3.5从外观设计角度
根据人机工程理论,机械在外观设计方面应更注重体现出高性能与美观性等特征,其也是使机械展现物质与精神功能的重要途径。目前常见的外观设计多从大圆角曲线形式方面着手,使其为人带来耳目一新的感觉。以叉车外形设计为例,其在造型设计中以曲面为主,并使脚踏板保持圆弧型,这样可避免操作中出现碰撞机身等问题,增强整体舒适性与安全性。此外,外观设计中结合人机工程理论还需在色彩方面着手,尽量将低纯度、高明度色彩设置于机身方面,其他部分设计也需达到简简洁、协调等效果,有利于缓解操作者视觉疲劳[3]。
4结语
机械设计制造中人机工程学的应用是使工作效率得以提高的重要保障。实际设计过程中应正视人机工程学的基本内涵,从人体尺寸、机械操作安全、驾驶环境以及外观设计等角度出发,坚持人、机、环境结合的原则,使机械设计制造水平进一步提高。
作者:谭志 单位:成都理工大学
参考文献:
[1]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:南京航空航天大学,2012.