人体工程学的原则范文
时间：2023-12-26 18:06:00
导语：如何才能写好一篇人体工程学的原则，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。
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中图分类号：J59 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-10-00-02
一、人体工程学的概念及发展
人体工程学（Ergonomics），也称人类工程学、人间工学或工效学。原出希腊文“Ergos”，即“工作、劳动”和“nomes”即“规律”，也就是探讨人们劳动、考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。这门科学在第二次世界大战前才开始有了系统的研究。在我国也很早就开始了这方面的研究。据西汉文献记载，在制造兵器时，要考虑大小合手、长短适中。明代家具设计为了使人触感舒适，椅子的靠背做成适合人体脊柱弯曲的曲线，棱角做成钝圆型，椅角做成圆柱塑，这些都融进了中国古代朴素的人体工程学思想。这就说明人体工程学原本就是研究人在适度的劳动中用力规律的一门学科。我国将人体工程学作为一门独立的学科研究，是从20 世纪80 年代末开始的。
人体工程学是建立在技术科学、心理学、生理学、卫生学的交叉点上， 它利用解剖学、人体测量学及生物物理学等研究成果来研究人在生存环境中可能拥有的功能， 以创造最佳的生活环境与劳动条件， 保证劳动的效率和安全， 有利于身体健康。
二、人体工程在环境设计中的作用主要表现在以下几个方面
（一）人体工程学为环境设计提供了可靠的原则
“以人为本”是环境设计的基本原则1 运用人体工程学可以密切环境与人的关系， 通过对人体特征及活动规律的深入研究， 可以加强环境的有效利用， 使环境设计更加科学、合理。
（二）使功能得以量化
在以往的设计中， 对于功能问题多凭经验而缺少科学的根据， 而运用人体工程学则可以弥补这方面的缺陷， 通过有效地功能价值分析， 减少了设计的盲目性。解决该问题包括人在环境的运动状态的功能组织原则、排列原则和使用频度等1
（三）为环境空间质量提供可靠保证
人的生理结构及特征、生活内容及性质、活动规律及范围是决定室内外空间的性质、尺度、形状的重要因素。而人体工程学提出了“舒适带”的理论， 使环境更加适应人的生理条件， 并提供安全、可靠的保证。这其中包括空气成分、气象条件、光辐射及其声波、磁场温度、湿度等对环境质量的影响。
（四）提供适应人感觉的环境条件
人的感觉能力存在一定的差别和一定的限度， 人体工程学就是从一般规律着手研究其特性、共性而制定的原则。对于任何一件家用电器特别是视听设备系统， 它的质量效果除本身技术质量以外， 很大程度上则取决于它所在空间适应人体工程学的程。
1、视觉系统
环境对人所产生的作用， 绝大多数是通过人的视觉实现。掌握人体工程学可以正确地运动用光学原理来保护人的视力， 了解人的生理结构、视觉特征与视野范围可以获得最佳视觉效果的途径， 并满足人的心理需求。
2、听觉系统
人耳作为听觉系统包括两种功能， 一是获得声音功能， 二是寻求平衡与确立位置的功能。人体工程学主要运用声学原理进行研究人耳与声音的关系、听觉效果以及噪声对人的危害等。
3、嗅觉、味觉与触觉系统
嗅觉、味觉及触觉方面的效果对环境质量有着重要的影响， 因此，我们要千方百计予地重视， 正确对待，这也是用其它方法所不能替代的客观需要。
三、人体工程学在景观设计中的研究
景观设计中的人体工程学是人体工程学在空间设计中的有效利用，是研究人体工程学与空间条件之间正确、合理的关系，以取得最高生活机能效率。空间设计是“为人造物”，.创造出以“人”为中心的人性环境。中国古代就十分重视人与环境的和谐，强调“天人合一”。景观设计的研究重心也应该放置在“人”上面。人体的结构非常复杂，由运动器官、感觉器官、消化器官、大脑等共同构成。人的身体有一定的尺度，活动能力更有一定的限度，无论是采取坐、立、卧、行中的哪一个活动，都有一定的限度和方式，因此，对于与活动有关的空间计划和设施器物等的设计，都必须考虑到人的形体特征、动作特性和体能极限等人体因素，使活动效率提高到最大程度，身体疲劳降低到最小程度，并使人承受一定的负荷及由此产生的生理、心理变化。同时，还要考虑人的活动与环境的相互关系，环境的温度、湿度、噪音、光线和气味等都直接而强烈的影响人体的活动能力和活动效率。此外，年龄、性别、个体、体质和智能等个人差异和民族差别，地域特征以及经济技术指标，都是值得考虑的设计因素。
四、《人体工程学》在景观设计中的重要性
景观设计是一门研究如何创造功能合理、舒适美观、符合人的生理要求和心理要求的室外环境的学科，从这一点可以看出人体工程学和景观设计在思想和内容上有很多的共同点（都是研究人和环境），人与环境的关系就如同鱼和水的关系，彼此相互依存，相互联系，人是环境的主角，环境是人的环境，人的一切活动的是为了满足人的生活和工作需要，因此《人体工程学》课程在环境艺术设计专业学习中极其重要，体现在以下几点。
首先，环境艺术设计中的景观设计是其根本，对空间的研究是如何强调科学性和艺术性，如何为人服务，而《人体工程学》根据人体测量数据，从人的尺度，行为空间（动作域），生理空间以及知觉空间等，确定各种不同的功能空间的划分和尺寸，使空间更有利于人们的活动，为确定人们在室外活动所需空间范围提供主要依据。
其次，设施与环境在景观设计中占有很大的比例和很重要的地位，对室外环境效果起着重要的影响，其形体、尺度以人体尺度为主要依据，同时设施与陈设的使用范围也要求由人体工程学提供重要参考依据。同时景观设计重视人与环境的关系，室外环境包括气温与气湿环境、光环境、声环境、振动环境、气味环境等，它们对人的生理、心理影响巨大，是环境艺术设计探讨的重要问题，人体工程学正为室外环境的设计提供有力的科学依据。
总之，在景观设计中不论是整体规划还是细节处理，都以满足人和人际活动的需要为核心，都以创造人的使用方便和舒适为目的，提倡“以人为本”的人性化设计无疑需要人体工程学提供准确的设计航标。
五、人体工程学在景观设计中的运用
（一）景观设计中的空间环境心理。
人在室外环境中，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。
1、领域性与人际关系距离。
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。室外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。根据人际关系的密切程度、行为特征来确定人际距离，印分为：密切距离、人体距离、社会臣离、公众距离。
2、私密性与尽端趋向。
如果说领域性主要在于空间范围，私密性则涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室外空间中要求更为突出。由于在室内空间中形成更多的“尽端”，也就更符合人们“尽端趋向”的心理要求。
（二）景观设计中色彩与环境心理的应用。
人们总是最先用视觉来感受环境，而在一个固定的环境中，最先映入眼帘的是色彩，色彩处理的好坏不仅影响着视觉美感，也影响着人的情绪和工作生活效率研究发现，人置身予绿色的环境中，皮肤温度可降低l 至2 度，脉搏每分钟减少4 至8 次，呼吸减慢、血压降低，心脏负担减轻，表现出一副安静自若的神态，促使人更加冷静地对待现实。
（三）光影与环境心理的关系。
现代室外光环境的设计中，光不仅起照明的作用，而且还是界定空间、分割空间、室内空间氛围的重要手段，同时光还表现一定的装饰内容、空间格调和文化内涵，趋向于实用性及文化性的有机结合，成为现代景观设计的一个重要因素。光和影的衬托给人们提供了愉悦的视觉刺激，是营造气氛与创造意境的“特殊材料”。安藤忠雄认为：“光和影能给静止的空间增加动感，给无机的墙面以色彩，赋予材料更动人的‘表情’”。由于光的功能是多元化的，现代室外光环境的设计内容在深度和广度上表现出多层次、多方面的特性，通过各种设计手段创造某种环境气氛、制造某种情调、实现特定构思的环境设计，满足人的心理需求和精神消费。例如通过灯光与环境的结合设计出不同的功能空间，通过光线的合理运用，改变了环境的固有色给人的视觉带来协调性，划分且营造出一个优雅的环境氛围，使人对空间产生无限的遐想。
综合上述的分析，掌握人体工程学不仅能为景观设计提供了一些依据和方法， 更主要的是使我们对待设计的理念产生了质的改变。设计不是想当然的行为， 知其然， 更应知其所以然。
景观设计中的人体工程学主要研究两个方面的问题：一方面是借助人体测量资料设计室外动态空间的可行性，并作为空间计划和活动设备的根据;另一方面凭借运动与感觉、生理和心理的研究资料作为环境条件设计的可靠标准，并作为环境设计的根据，再以这两方面为参照，即在一定的约束条件范围内，设计出有效使用面积最大、单位造价最低、资源消耗最少、人与环境最和谐的室外空间。
参考文献：
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关键词：人体工程学；设计；教学改革
人体工程学是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。这门课程教学的成效也直接关系到后续的设计类专业课程教学是否能顺利展开，对相应的设计理论课也起到示范作用。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，是一个值得所有专业教师共同探讨的重要课题。
一、教学中存在的问题分析
1.教学模式陈旧，缺乏针对性。人体工程学对于设计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。
2.学生在校期间的学习和社会实际脱节，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。
3.教学手段和方法缺乏启发性。目前的教学比较趋于传统的教学模式。理论课程主要以教师授课为主，教授人体生理学、人体心理学的基础知识等。课程中安排的实践教学主要是对简单的家具进行测绘，然后在计算机上进行仿真。这种授课方式没有跳出传统模式固有的框架，在教学过程中缺乏启发性，难以激发学生的创造潜能。
二、教学方法探讨
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”，要求学生认真观察思考，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。（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。（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。
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Research on Ergonomics Teaching Method Based on Flipped Classroom
Zhang Hui
（School of Naval Architecture and Ocean Engineering，Zhejiang Ocean University，Zhoushan Zhejiang，316022，China）
Abstract：In order to improve the students'ability of autonomous learning and knowledge application，a new method of ergonomics teaching based on the flipped classroom is put forward in this paper.Firstly，the mode and method of applying flipping the classroom are analyzed.Then the teaching methods of the existing ergonomics are compared， and the features of methods used to teach ergonomics are analyzed.Some new teaching methods of flip classroom applied to ergonomics are put forward.The steps of the autonomous learning，making the quality teaching video and organizing the classroom learning activity during the teaching process are described. Finally，this method is verified by the example.The results show that the method is effective and feasible.
Key Words：Autonomous learning；Knowledge application；Flip classroom；Ergonomics；Teaching method； Application mod
翻转课堂教学法是以学生课前自主学习、课堂试验练习为主，老师课堂讲解为辅的一种教学方法。这种方法因可极大激发学生的求知欲望，培养学生独立思考能力而被广泛应用，受到各级教学部门的重视。邱芸[1]根据小学语文课堂中学生年龄小、知识点松散等特点，提出了语文翻转课堂应研发高质量微课、培养学生自学能力、提高教师研读能力、增加课堂实效和加强家校联系等方法。吴华[2]等通过对翻转课堂教学的起源、内涵、理论的相关研究，以布鲁姆教育目标分类学理论为基础，构建了初中数学翻转课堂基本流程，并设计了初中数学翻转课堂教学的实施步骤。顾叶斌[3]在语文教学中引入翻转课堂，探讨了翻转课堂在高中作文教学中的应用模式，打破了传统教学结构，推动了课堂转型。彭敏[4]在大学英语读写课的翻转课堂教学实践中，充分利用网络微课平台、精心做好课堂设计、重视对学生的指导和监督，真正转变了教师的角色。从以上分析可以看到，翻转课堂教学法在中小学及大学的基础课教学中应用较多，但在大学专业选修课中应用却较少。大学选修课是学生根据自己的专业需要和兴趣爱好进行选择，而大多数专业选修课中基本概念和陈述性知识较多，学生感觉枯燥乏味，缺乏学习兴趣，因此，迫切需要应用翻转课堂教学法改善大学选修课的教学质量。
1 现有的人机工程学教学方法
人机工程学是一门理论性和实践性都较强的学科，不少教师在该课程的教学方法上进行了有益的探索。郭红光等人[5]针对教学对象的培养目标，展现学科发展前沿，适当增加教学案例与实践，以提高学生的实践能力。适当加大课堂综合表现的比重，充分发挥学生的积极性、主动性，实现课堂教学的高效开展。宋海草等人[6]针对人机工程学课程传统教学模式中存在的问题，提出了基于FC教学方法，通过师生角色转变，提升学生自主学习的主动性和积极性，激发学生的创新能力。杜妍洁[7]根据产品设计趋势，分析用户体验与人机工程学的关联性，提出了注重用户体验研究的人机工程学教学内容、教学方法和实践教学步骤，探索以学生实践为主，讲练结合的方式，进一步引导实践指导设计。陈亦仁等[8]运用调研、实验以及文献研究的方法，详细剖析了传统教学中人机工程学课程所存在的问题，并针对这些问题，提出在教学内容、教学模式和教学手段等方面的改革措施。各方法的特点如表1所示。
上述这些方法都在不同的方面提高了学生的学习兴趣，但老师仍然作为演员在教学中承担了大量的知识讲授任务，学生的自主学习能力没有得到有效激发。因此，该文根据人机工程学的特点提出基于翻转课堂的教学方法。
2 基于翻转课堂的人机工程学教学方法
翻转课堂教学法强调学生的课前自主学习和教师的课堂活动组织，因此，在人机工程学的教学过程中，必须做好以下四个步骤。
2.1 布置课前自主学习
翻转课堂教学法主要目标是培养学生的自主学习能力，因此，课前学习任务的布置是必不可少的环节，课前学习内容包含观看相关课程章节的PPT和知识拓展视频，以激发学生的兴趣，了解基本概念和设计方法。
2.2 制作优质教学视频
除了提供学生一些拓展知识的视频外，自制教学视频也是必须的，优质教学视频可结合教学内容和所用教材，通过视频形式将教学PPT呈现给学生，以便于学生多次观看和学习。
2.3 组织课堂学习活动
翻转课堂教学法强调学生课前自主学习，课堂通过完成各种练习了解学生对所学的基本知识和方法的掌握程度。因此，在课堂上老师所做的更多工作是答疑解惑，组织有序的课堂学习活动可起到事半功倍的效果。
2.4 实施翻转课堂教学
在实施翻转课堂的教学活动中，需要对各主要步骤的效果进行评价，以便及时改进教学方法，更好地实现课堂翻转。
3 应用实例
人机工程学是一门研究人、机与环境的相互关系的学科，主要包括人体因素、人机界面、作业环境和人机系统设计等内容，主要探讨应用人机工程学的原理和方法，进行人机系统的设计与分析评价的方法[9]。
进行翻转课堂教学是人体测量章节，通过该章节的学习，可了解人体测量方法，测量数据的标准化，理解和掌握测量数据标准化的计算过程；了解手握式工具设计、工作座椅设计的生理学基础和基本原则，懂得座椅设计的过程，熟练掌握座椅的设计原则。
3.1 布置课前自主学习
3.1.1 对象分析
在进行翻转课堂设计时，必须考虑学生的知识结构及所学专业。这里所授课学生为机械电子专业的大四学生，电工电子方面的课程学习较多，机械设计及制造方面的课程相对了解较少，已学过理论力学、材料力学、机械设计、机械制造工艺学、计算机辅助设计等内容，但掌握情况良莠不齐，教学时应遵循以应用为目的。因此，有必要在课前任务中布置更多激发兴趣的视频或PPT。
3.1.2 课前学习资料
（1）本科《人机工程学》教材，人体测量的配套PPT、动画；
（2）产品的设计原则（视频）；
（3）习题：测量本人身体的各种尺寸。
通过课前学习安排，可使学生观看视频，了解生活中常见的人体测量基本术语，吸引学生对人体测量的注意力；学习人体测量基本术语及测量方法，掌握座椅设计的相关知识；利用案例分析，通过观看座椅的经典设计案例，分析座椅的设计原则；根据课前任务完成的反馈情况，通过小组讨论或学生上课讲解等形式，鼓励学生自己归纳、总结产品的设计原则。
3.2 制作优质教学视频
优质教学视频可供学生反复观看，加深知识的理解。视频录制的方法有很多，最常用的方法是利用Camtasia Studio软件进行录制，该软件是一款专门捕捉屏幕音影的软件，能记录影像、音效、鼠标移动的轨迹和解说声音等屏幕动作，另外，还具有及时播放和编辑压缩的功能，可对视频片段进行剪接，输出AVI及GIF等常用格式。
使用时，需先安装Camtasia Studio软件，再打开Microsoft Powerpoint，可发现增加了一个名为“加载项”的菜单，如图1所示。点开后可看到有五个图标，先点击“麦克风”和“话筒”图标，开启设备，然后点击“预览”图标查看声音和图像效果，调整结束后，即可点击“录制”图标开始录制，图2为录制的效果图。
3.3 组织课堂学习活动
在翻转课堂教学法中，课堂学习主要是为了检验学生课前学习的效果，有针对性地归纳总结所授章节的知识点，以评价学生的学习成果。组织课堂学习活动时，需进行以下几项工作。
（1）了解学习内容：在人体测量章节中，工作座椅的人机工程学设计方法，相关的人体测量方法，工作座椅设计的生理学基础和基本原则已布置为课前学习任务。
（2）制定学习目标：在人体测量章节中，学生需了解座椅设计的过程，熟练掌握座椅的设计原则，学生需设计出新型的座椅。
（3）设计课堂活动：在进行课堂活动设计时，需分步骤、分形式和分时间安排不同阶段的活动，具体活动安排如表2所示。设计良好的课堂活动可检查课前任务的完成情况，应用理论知识于设计实践，培养学生的自主动手能力，获得较好的课堂教学效果。
3.4 实施翻转课堂教学
经过以上三个主要步骤后，翻转课堂教学已基本完成，但还需进行评价，这种评价通常通过学生所完成的学习任务进行。该章节的学习任务是设计出个性化的座椅，大部分学生都可通过课堂实践在规定的时间内完成，因此，该章节的翻转课堂教学是可行的。详细的翻转课堂设计如表3所示。
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关键词： 汽车设计 人体工程学 审美取向
1.人体工程学在汽车设计中的应用
“人体工程学”一词源于希腊语，原意是“工作”和“规律”［1］，是20世纪50年代初迅速发展起来的一门新兴科学，旨在通过对人体各部分的特点、人的种种思维和动作的研究，掌握人的特性，并依据这种特性设计产品，使设计产品适应人体的各种要求，使人―机系统工作效能达到最佳。研究内容是工程技术设计当中与人体相关的问题，大体上包括以下三个方面：（1）机器部件如何使人的操纵和使用更为适合；（2）环境控制和生命保证系统的设计要求合理；（3）人―机系统总体设计，解决整个机器系统与人体相互适应的问题。它涉及信息论、控制论、仿生学等多门新兴的科学领域。
人类从开始制造交通工具起，就已经注意使其适应人体自身的活动特点和要求，人体工程学在汽车设计中的应用在国内外已有多项成果，研究内容也日益深广。其中的一些研究对解决汽车设计如何适应人体要求，提高人机系统的工作效能这一问题具有重要的指导作用。概括说来，人体工程学之于汽车设计的基本要求是：车与人体测量相适应；车与人的生理、心理反应相适应；车与人的审美需求相适应。
车与人体测量相适应指的是在进行车身室内人体布置设计时需要注意与之密切相关的是驾驶姿态下的人体尺寸，需借助二维的人体模型，以人体尺度为依据，利用人体工程学所提供的人体尺度的百分位值，采取“去掉两头”的基本原则，即选择符合产品使用要求的最小和最大身材的人体尺度，作为确定对象范围的设计依据。在使用人体尺度值时，应该注意到国家、地区、性别和年龄的差别，设计出来的汽车室内空间应为全世界大多数人所适用。
当然，今天的汽车设计除了驾驶员在车身室内坐姿遵循人体工程学原理外，对其他方面的要求也不断提高，其中包括底盘减震性、乘坐性、驾驶员手伸及界面、操纵感手柄的形状等［2］。购买者对车身室内其他方面的要求也越来越高，在试驾某辆车，其试车项目包括：乘降性（上下车方便）、乘坐舒适性、操作性、视野、空调、造型、安全、环保、节能等。例如，底盘低则乘坐舒适，设计者会通过降低车顶高度而直接降低车身高度，同时也降低了汽车的高度、重心、座面高度，有助于乘车姿势的改善，减少空气的阻力，提高运动性能，符合当前的环保理念，目前这种车在市场上很流行。
人体工程学的研究成果，对汽车的设计，特别是车身、驾驶室和操纵系统的设计有着重要的意义，它具有人体科学与技术科学相结合的特征，与汽车工程技术科学不可分割。因此，开展人体工程学的研究，并将其研究成果应用到汽车的产品设计中，对提高汽车的设计水平、增强产品的竞争力具有重要的意义。
2.美学在汽车设计当中的地位
美学是以研究美的存在、美的认识和美的创造为主要内容的科学。它涉及的内容非常广泛，包括汽车在内的工业产品，是通过各种形态为人们所感知的。汽车造型及内饰的发展与汽车性能的完善和制造水平的提高是分不开的，同时与各个历史时期的政治经济水平、地理环境、生活水平、审美习惯、民族风俗等密切相关。
汽车的造型和其他艺术品一样，最重要的是获得整体感，外部造型与内部装饰的统一完整是衡量汽车造型的标准［3］。汽车作为一个统一的整体，既要考虑外部结构、整体比例、质感、色彩、装饰和动感外，又要反映出一定的思想内容，体现出一个明确的主题。体感的舒适不再是购车者选车的唯一标准，外型的美感也成为重要的标准之一，同时也成为人体工程学在汽车设计当中最基本的条件之一。
汽车产品还应该注重技术美。汽车是给人来驾驶和乘坐的，所以造型设计除了包含人体工程学以外，在遵循形式美法则的普遍规律同时，研究汽车产品造型设计，以及成型制作的技术美问题成为汽车设计成功的关键。这就要求设计者和工程技术人员提高自身的审美能力，充分研究人体工程学，创造出“美”的产品，使设计的汽车在满足性能的基础上符合大多数的欣赏习惯和要求。
3.大众审美与个性审美对汽车设计的要求
同一对象在不同人的心中会有不同的美的感受和判断，这叫做审美的差异性。审美的差异性是普遍存在的。生理、心理的不同，性格、认识的不同，民族、地域的不同，兴趣、爱好的不同，经济生活的不同，文化传统、艺术修养的不同，年龄、性别的不同等决定了大众对美感的差异，因而对于同一审美对象会有种种评价，甚至得出截然不同的结论，这就是人们常说的“众口难调”。
因此，通过车身的颜色一般可以比较清楚地认识到车主的个人性格特征。如：选择车身颜色较不起眼的人，多是循规蹈矩、工作态度认真负责的人；相反，选择亮丽颜色的多是满足于享受生活乐趣的人。
美国芝加哥库伯行销集团的研究报告表明，颜色是主宰汽车销售价格的三大因素之一。还有的专家估计，受欢迎与不受欢迎的颜色之间，其差价可达300美元以上［4］。在美国，消费者对颜色的重视程度甚至高于对车型的重视。因此，从市场营销的角度看，颜色绝对是左右消费者的重大因素之一，也成为设计汽车造型的重要内容，受到汽车生产厂家的日趋重视。
任何一个优质的汽车造型设计都不是毫无依据的，它都在不断地追求自身的特殊效果。除了具有艺术设计的共同规律这一共性外，还应该具有个性的一面。汽车造型设计将美的造型与机能紧密结合起来，创造了一个能艺术地反映汽车机能特性的形象，同时也符合人类在长期实践总结出来的美学基本原则，即外在形式美和内在科技美的结合体。一个优秀的汽车车身设计师应该在把握美学基本规律的基础上，针对不同的消费群体来进行设计，这同时也会推动实现其目标的技术手段的新发展。
4.人体工程学与审美相辅相承，不可分割
在当今的汽车设计行业，人体工程学与审美相辅相成，不可分割。消费者在购车时，除去汽车的性能外，首先考虑的是这辆车驾驶的舒适性，所以上述的有关人体工程学的问题就全部包括在内，如果驾驶姿势不舒服或者操作手柄或界面不适合驾驶员驾驶时的姿态，甚至涉及驾驶安全问题，就没有必要再考虑外观。因此，人体工程学在汽车设计当中的地位是最重要的一部分。另外，如果汽车只是乘驾舒适，而从外观上看，如果外表颜色、内饰、操作界面等没有任何美感，也同样不会吸引消费者的眼球。总的来说，汽车设计不仅仅停留在图纸上，不仅仅停留在装配车间里，从汽车出厂到消费者的购买这一过程应该认为是汽车设计的一个延伸。只有注重汽车设计当中的各个环节，既尊重人体工程学，又满足消费大众审美取向，同时注重一小部分人的个性审美差异，将这些因素相互结合并且运用到汽车的造型设计当中去，才是汽车生产的王道。
参考文献：
［1］乐玉汉.人体工程学在车身设计中的应用［J］.国外汽车，1993.5.
［2］陈友新，信继欣编著.汽车营销案例学［M］.武汉理工大学出版社，2003.10.
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18世纪上半叶，研讨式教学产生于哥廷根大学。至19世纪初，柏林大学将其作为一种制度确立下来，应用于小班和研究生教学。随着学科的细分，研讨式教学的应用领域不断拓宽，德国的研讨式教学在各国的大学教育中得到广泛应用，同样也对我国的高等教育产生了深远的影响。
研讨式教学是指教师以课程授课内容和学生知识积累为基础，指导学生创造性地应用自己所学的知识和能力，发现问题、讨论问题和解决问题，在研讨中累积知识，培养创新思维和能力。
二、人体工程学教学的现状分析
对于艺术设计专业的学生而言，《人体工程学》是一门重要的专业基础课，课程内容广泛，涉及的学科领域众多且交叉性强，想要学好这门课程并非易事。经问卷调查，被调查人群中11%的学生认为《人体工程学》内容复杂枯燥，部分理论知识难以理解;59%的人认为课程内容的综合性与艺术类学生的知识背景存在矛盾，是导致学习困难的原因之一;19%的人缺乏学习兴趣，认为《人体工程学》的理论难以联系实际，导致学习效果不佳。对教师而言，《人体工程学》属于难教的课程。我国的人体工程学较西方国家起步晚，教材多而不精，部分理论直接引入了西方国家或日本的人体工程学研究成果，研究的条件背景不明。对于这部分内容教师常照本宣科，学生觉得晦涩难懂，教学效果大打折扣。此外，《人体工程学》常采用考试作为考核方式，学生为了通过考试需要死记硬背理论知识，很难培养在实践中的应用能力。为了改变这一现状，需要教师和学生共同努力，采用不同于以往填鸭式的教学方法，以期取得良好的教学效果，达到教师和学生的共同进步。
三、研讨式教学的应用
研讨式教学主要是为了解决传统授课方式遇到的某些问题而采用的。教师是学习的引导者和组织者，提供学习场地和设备(教室、模型实验室、多媒体设备和实验设备等)，学生才是学习的主体。在《人体工程学》的教学过程中，发现座椅设计这一课题内容丰富，涉及面广，较为适合作为研讨课的学习内容。下面以座椅设计研讨课为例，介绍研讨式教学在《人体工程学》课程中的实际应用。
(一)设定学习目标和任务
研讨课的开始，教师设定学习的总体目标设计适合每个学生自己的学习椅，完成座椅设计的成果图纸，并在图纸上列表说明座椅各功能尺寸数据的由来。另外，将学习任务分成了 座椅设计中人的因素、座椅设计的环境因素和座椅的尺寸、造型和材料设计三个方面。
(二)学生分组自学并展开讨论
将学生分成多个学习小组(每组3～4人)，课下查阅相关资料，课上交流学习。通过查阅相关资料，学生了解到，座椅设计中人的因素主要包括人体基本构造、人体测量、人座椅界面的压力分布、人体疲劳等重要内容。在课上的交流学习过程中，各小组抽出一名学生向全体同学讲解某一个部分的内容(确保每个学生讲课的机会均等)，教师和学生随时可以提出疑问并共同探讨解决。人体测量中百分位的概念是学习的重点和难点，由教师负责解释;座椅设计中用到的人体静态尺寸，由学生自带测量工具互相展开测量实验，并对数据进行了统计与分析。人座椅界面的压力分布和人体疲劳相关知识，则采用了最直观的学习方式，将学生作为被试者进行体压分布测量实验和肌电实验，给学生留下了深刻的印象。座椅功能尺寸设计是座椅设计的重点，这一环节则在学生通过自主学习充分了解和掌握座椅尺寸设计要素后，通过设计图纸来完成学习效果的检验。
(三)集体评议
集体评议是由师生共同检验学习效果的重要环节。每名学生都需要将自己的设计图纸展示出来并讲解，老师和同学提出问题并共同探讨解决问题，同时完成本门课程的考核，成绩由老师和学生分别给出的成绩共同组成，也体现了公平公正的原则。最初学生对于研讨式的方式反应淡漠，后来发现本课程的学习需要每个人的参与且参与度越来越高，从最初的被动参与到后来的主动学习，学生的学习态度和积极性都发生了极大的变化。经过逐步的教学研究和实践，通过后续的反馈环节得知，调整课程的学习内容，以研讨课的形式增加课堂讨论环节、实验和设计实践环节，取得了良好的教学效果。
四、小结
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关键词：人体工程学；机械设计；机械制造；必然性
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，产品实际设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。
作者:席志强 单位:山西农业大学信息学院
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.
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目前,这种现代电脑办公作业系统的迅速普及,已经悄无声息的严重威胁到办公人员的健康,就是因为人体工程学在电脑办公空间中没有得到很好的应用与重视。这就要求设计人员在设计电脑办公系统、办公人员在使用现代电脑办公作业时,充分考虑到以下问题:(1)保持正确的姿势。电脑办公系统中主要包括显示器、键盘、鼠标、打印机、复印机、传真机、电话机等,一般操作的视距范围在380mm~760mm之间,在
560mm处最为适宜,小于380mm时会引起目眩,超过760mm时细节看不清。观察时头部转动角度,左右均不宜超过45°,上下均不宜超过30°,根据这些人体工程学数据,电脑屏幕应该放在距离560mm处最佳,位置略低于眼水平线10mm~
20mm,显示器的亮度也不要太亮,以免光线刺激眼睛,导致视力下降。显示屏、键盘和鼠标的位置也应该放置合理。首先,键盘放置的高度以手臂自然下垂时,肘关节的高度为宜,操作时使键盘稍微向工作人员的方向倾斜,这样的放置有利于减少肩周、手腕部位的损伤。再者,使用鼠标时,在手腕处放置一个增高的柔软垫,使得手臂不处于悬空状态。移动鼠标时尽量靠臂力,不要用腕力,减轻对手肌腱鞘的损害。(2)若有条件,应该使用符合人体工程学原理的键盘和鼠标。现在市场上已经出现了各种采用人体工程学原理设计的键盘和鼠标,用户可以根据自己的条件与喜好选择适合自己手型、臂长的键盘鼠标。使手腕、手指、臂部操作时不仅提高使用舒适度,而且提高工作效率,从而避免患上“鼠标手”、“肩周炎”等疾病。
二、现代办公座椅的人体疲劳因素研究
依据美国的人体工程学研究协会指出,单靠采用优良的座椅就能使工作人员每天增加相当于40分钟的工作时间,笔者认为,好的办公用椅应该具备以下条件。(1)保持脊椎自然S曲线的靠背,可以防止不自然的躯体姿势。为了能够在坐着工作的时候,人体的腰椎曲线保持自然的S形状,座椅的靠背必须符合人体工学的腰椎设计,当坐下来工作时,能很贴切地保持腰椎的自然曲线,使椎间板承受压力平均,以获得更舒适与健康的姿势,来提高工作效率,保持脊椎健康。(2)符合人体臀部曲线的坐垫,减轻肌肉负担。在座椅上放置符合人体臀部曲线的坐垫,可以增加大腿底面及臀部与椅座的接触面积,降低并分散这些部位的压力。如果坐垫向座面里面的方向后倾3~5度,可以避免臀部向前滑动,增加盆骨的稳定性。(3)座椅材质的构成。一个品质好的座椅,不仅要注重正确的靠背、坐垫等,最重要的是它的舒适度,舒适度的高低与办公座椅材质的好坏密不可分。办公家具中,选择坐垫与靠背都是PU发泡的是最适合的,因为PU发泡具有弹性好、不变形、不老化和无毒等特征。如果坐垫材质过硬,无法均衡的支撑身体;若坐垫材质过于柔软,会使坐姿变化,导致肌肉疲劳。因此,办公用椅的坐垫需采用弹性优异、密度均一的材质。
三、办公室内空间设计对人体疲劳因素研究
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[关键词] 人机工程学 习惯 PC键盘
一、引言
随着个人电脑在人们生活工作中的普及,人们与电脑键盘的接触也日益增多。由于使用键盘给人带来的利弊也越来越受到人们的关注――键盘对人的生理影响,尤其是长期使用会对人手造成伤害,形成一系列的“键盘效应”。
虽然人们已经意识到键盘给人们带来了很多的伤害,人们也从人机工程学的角度提出了许多的合理解决方案,但是在现实中,这种现象还是普遍存在。人们设计的所谓符合“人机工程学”的键盘也只是纸上谈兵,在市场上屡屡失败。
本文就从这个现象出发,分析键盘在使用上的缺陷,提出这是习惯和人机工程学之间的关系引起的。
二、现今键盘的概况和缺陷分析
1.键盘的特点
现在普遍使用的台式计算机键盘为1971 年国际标准化组织认证的国际标准键盘QWERTY 键盘,由主键盘区、F 键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。图1所示,为普通QWERTY 键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。
2.人手的特点
设计以心理为圆心、生理为半径,用以建立人与物(产品)以及环境之间和谐关系的方式,最大限度地挖掘人的潜能,综合平衡地使用人的肌能,保护人体健康,不断地引领人类趋于完善。
手――键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂,与前臂之间夹角70到90度,以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力;还应保持手和前臂呈一直线,腕部向上不得超过20度,腕外展不超过15度;双手向内相向交叉成60-70度,手指自然弯曲,同手掌一起构成一个半圆形,呈空握球状;两手掌间距约100-280mm。
3.缺陷分析
分析现今人们使用的标准键盘过程,归纳使用标准键盘的缺陷如下:
(1)学起来耗时多,而效果不是很好。学会熟练使用这种标准键盘并不容易,实验表明要达到每分钟40个词的速度需要学习100小时到120小时,这是对职业打字员的最低要求(一般说,学会一种计算机语言需要100小时)。再要提高大字速度就非常困难,要达到非分钟60到80个词的打字速度就需要数倍时间的操作练习。1936年和1943年西雅图华盛顿大学教授德佛拉客(A.Dvorak)按照泰勒理论和动作时间分析方法研究了这个标准键盘,他认为在各行,各业,各种水平的教育中,学习打字机键盘是最费时间的。
(2)布局的不合理。大多数人不是左撇子,而键盘左手敲键数达到57%,而且人的有些手指比较灵活,而敲键数与此不成正比。还有,上面一行的敲键数明显高于其他两行,有时一只手空闲,而此时用的正好是人们不灵活的左手。这些情况的产生必然会导致降低人的工作效率。
(3)对人的生理伤害。人平常在对键盘进行操作时,并没有处于自然放松状态,人手上的肌肉,血管,神经都长时间受到压迫,而长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张,严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤,其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性骨骼肌肉损伤,重复某一动作而形成强迫性,以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经禁脔。
三、问题的产生。
通过上述分析,我们可以肯定现在使用的标准键盘存在大量的问题,人们也为此提出了大量的解决方法,但是收
效甚微。现在就这个问题进行以下分析:
为解决问题人们作出的努力。首先对键盘的设计提出了一下的要求:①尽量减少手指的转移动作,转移动作中尽量减少“列”转移;②除拇指外,前四指的击键动作应当是短促的按压动作,而拇指要避免按压动作,其侧向划拨动作效率高而且运用自如,因此键盘设计要考虑各手指键特别是拇指键位置与对应手指动作相适应的问题;③键盘横向排列要与前四指在同一行操作时的自然位置相适应,纵向排列要与手指行转移的自然方向和范围相适应。接着对此进行了一系列的设计。如图。
分析。这样的键盘虽然说是满足了人机工程学上的一些原则,但是根本没有得到市场的肯定。这是什么原因呢?我认为,以上对现有标准键盘的分析既然正确,设计也是按照这种分析结论来设计的,那么就应该是使用者的问题了――习惯。人们对标准键盘的使用习惯,导致了人们不能接受这么大的设计变化,花时间来进行改变。
习惯。习惯一定是行为,而且是稳定的、甚至是自动化的行为。用心理学的话来说,习惯是刺激与反应之间的稳固链接。一旦人们在使用键盘时形成了使用习惯,那么就很难改掉。这就是习惯地特点。再者,重新学习新的键盘必然要花费大量的时间和精力,而且效果还不一定明显,这就导致了人们最终放弃使用所谓的遵循人机工程学原则的键盘。
小结。要满足对人们生理健康有利的人机工程学原则,就需要人们改变的自己长期使用形成的习惯,但是人们不能接受这种改变,之间就存在了巨大的矛盾――习惯与人机工程学之间的矛盾。
四、产品人机与习惯之间的联系
从上面对现今标准键盘的分析,发现了键盘的设计中习惯与人机工程学之间的矛盾。推而广之,下面我们就对产品的人机关系和习惯之间的关系进行分析。
1.从人机工程学上要求产品的人机关系要要符合人们的使用习惯
人机工程学是一门多学科的交叉学科,研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调,研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域,研究的目的则是通过各学科知识的应用,来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造,使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。
习惯是人们在长期使用中形成的一种稳定而自动化的行为。通常人们在习惯地支配下使用产品时不会感觉到不适,甚至说是感到舒适,协调。而在需要人们突然要改变习惯,来做以前本身就会的东西时,人们就需要打破这种稳定而自动化的行为,从而会产生不适,甚至对此感到反感。
由此我们可以看到人机工程学上的目的是要产生健康舒适的产品来为人们服务,而习惯作为影响人们感到舒适的其中一个重要因素,产品就应该符合人们的使用习惯。
2.产品的人机关系与人们的习惯之间会有冲突
任何产品的在开发阶段都必然存在一定的不成熟设计,这就对人们的使用形成了“错误”的使用习惯,随着人们对这种产品的深入设计,必然会发现这种缺陷,提出种种改进方案。这些方案的产生必然就要求人们改变使用习惯,从而产生对人们生理,心理健康有利的使用方式。人们的使用习惯一旦形成,就不容易改变,――习惯的改变是使人感到不适。由此我们可以作出大胆的推测,那就是大多数的产品都存在产品的人机关系和人们的使用习惯之间的矛盾。这种矛盾就具有普遍性。现实中这种矛盾大量存在,如,电话的拨号问题,手机的键盘问题,鼠标的设计问题。
3.三点建议
从上面对产品的人机关系和矛盾的分析,我们在解决这个矛盾是应该注意一下几点。
尽量避免这种矛盾的产生。我们可以通过在产品设计的最初阶段尽量满足产品的人机工程学原则,杜绝这种矛盾产生的源泉。设计产品时设计师对产品造成的影响要有高度的责任心,对产品的人机关系要做到没有一点疏漏,并用实验的方法来验证产品的人机关系。通过在产品进入市场前就进行大量的设计基础工作,就可以大大避免这种现象的产生。
在实在要改变人们的使用习惯时,要采取循序渐进的方式。在设计产品时进行大量的基础工作降低这种矛盾的产生的概率,但是总会由于种种原因,设计会出现这样那样的疏漏,从而形成这种矛盾。而我们为人们的生理心理健康着想,就必须让这种习惯得到改变,但是我们又不能忽视人们的在改变使用习惯时产生的不适,所以我们采用循序渐进的办法。一次一个小小的改变,对人们的来说还是可以接受的。通过这种小的改变,积少成多,最后彻底解决这种矛盾。通过这种方法即解决了设计缺陷对人们的伤害,又没有让人们由于突然改变自己使用习惯形成不适,可以说是一个比较合适方法。
在需要进行大的改变时,应尽量减少人们在改变这种使用习惯时产生的不适。在有些情况下,不能采用上述的循序渐进的办法来解决这种矛盾,这就需要设计师在设计时采用一些措施来使二者尽量统一,比如说转移人们的注意力,改变习惯带来的舒适等等。
通过上面的建议我们可以看出主要还是通过种种措施来让习惯和人机关系达到统一,避免上述矛盾的产生。
五、总结
产品的人机关系最为产品设计中的一个重要部分,对产品的成功与否起着至关重要的作用。同时,人机关系的处理还关系到使用者的生理,心理健康问题。而人们的使用习惯有些时候“拒绝”与满足人机工程学的原则,我们需要从中进行调和。这才是我们的人性化设计,真正做到以人为本。
本文从现今标准键盘的使用出发,以人机工程学的角度分析了其缺陷和需要改进的地方,接着发现了习惯和人机工程学之间存在的一些关系,提出了产品在设计过程中需要综合考虑的人机和习惯,达到人机与习惯的统一。
只有将人机工程学原则与人们使用产品的习惯协调解决好,才能设计出人们会接受的产品,才会设计出以人为本的产品。
参考文献:
[1]宿 芳 张智君:键盘操作的工效学研究回顾.应用心理学
[2]陶国林:人机工程学在包装设计中的应用.包装工程
[3]严 扬:人机工程学设计应用.中国轻工业出版社
[4]丁玉兰:人机工程学.北京理工大学出版社
[5]赵英新 陈 淑 景 :人机工程键盘的设计与研究. 山东工业大学学报
[6]杨明朗 袁 桃:基于人机工程学的键盘设计.包装工程
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关 键 词：图像处理类软件 人机工程 软件界面 交互设计
1.界面设计中的研究方法
1.1人机工程学简介
人机工程学（Er g o n o m i c s），在美国有人称之为人类工程学（Human Engineering），在欧洲有人称之为人类工效学（Engonomics），日本称之为人间工学，其他国家大多引用西欧的名称。人机工程学不同的命名充分的体现了人机工程是“人体科学”与“工程技术”的结合。从科学性和技术性方面，人机工程学可以这样定义：人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。[1]
现代人机工程学研究的方向是：把人-机-环境系统作为系统来整体研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。随着时代的发展，人机工程学也将紧随科学技术的发展而发展，与其他学科的相互交错相互渗透更加深入。[1]软件界面设计中也普遍运用到人机工程学，其中的人是用户，机是指软件，而环境则是界面。如何处理好人-机-环境的关系，是设计人员需要着重考虑的。
1.2人机工程学在软件界面设计中运用的重要性
以用户为中心（user centered）是一种设计思想，而不是具体的设计方法"它来源于以人为本的设计价值观，认为机器应该适应人，减轻人的体力和脑力负担，成为人的辅助者。[3]运用人机工程学原理去研究软件界面设计，真正的将一款软件设计成为用户服务的软件，与未考虑以用户为中心的软件界面设计相比，其优势在于以下几个方面：1.让用户获得更加高级的使用感受。人机工程学可以为界面设计提供大量的数据，以优化界面排布、色彩、图形文字大小等。让用户在使用过程中更加愉悦，软件的交互感更强。2.提高软件工作效率。以用户为中心的设计可以研究用户在使用过程中最关注的地方，着重将用户使用和频率高的部分优化，进而提高工作效率。3.提升软件自身价值。如今软件市场竞争激烈，图像处理类软件更是是如此。一款软件能够从众多软件中脱颖而出，被大众所认可，在丰富完善软件功能的同时，也需要有一个让用户满意的界面。
1.3人机交互特点
人机交互（Human Computer Interaction）是指人与机器之间的信息交互，故可称为人机对话或人机通信。为和研究的内容靠近，本文的人机交互仅限于人与计算机系统的交互。这里所说的“交互”指的是信息交换，即计算机用户与计算机系统（如软件、硬件）之间的信息交换。[1]
人机交互的特点主要有两个：第一是人与机交互是双向的，即人传达给机器一个信息，同时机器还会反馈给人一个信息，这样人和机器就实现了对话，这种对话语言就叫做交互。第二是交互手段的多样性。早前人机对话仅仅是通过鼠标、键盘来实现的，但是随着技术的不断进步，这种对话语言呈现多种形式，例如声音、触摸。交互手段的增加意味着人与机器对话更加便利、准确，进而增强了用户体验。
2.图像处理软件简介和特点分析
计算机软件大体分为两大类，一类是系统软件，另一类是应用软件。其中操作系统就是最基本的系统软件，比如Windows、Linux、Mac等；应用程序则十分丰富，可以细分成许多小的类别，其中图像处理软件就是其中重要的一个类别。
照片处理软件是一类对数码照片进行分析、修复、美化、合成等处理的软件，在图形图像处理领域，照片处理软件属于图像处理软件的分支，是专门针对数码照片工作的软件。[2]
2.1 图像处理软件特点
软件呈系列性。现在许多大公司都将自身的软件群组成系列，共同进行推出、更新以及维护，这样做的好处在于公司横向产品线较长，为方便管理这些软件，推出了系列产品来。
操作区域最合理化。图像处理类软件属于工作软件，在使用过程中，用户需要使用大量不同类型的工具，并且尽可能观察到更多图片的细节。
用户需求不同。对于普通用户来讲，需求层次较低，仅仅需要简单的图像处理功能。对于设计师来说，则需要更加强大的图像处理功能，满足复杂作图的需求。
应用领域范围广。许多行业都有对于图片处理的需求，典型的行业有：平面设计、工业设计、计算机设计类：包括网页设计，软件界面设计，交互设计等等、摄影。随着软件功能的不断扩大，现在的图像处理软件还可以制作简单的动画和三维效果的图像，因此还可以应用于影视、建模等领域。
3.图像处理类软件界面设计中人机交互的详细研究
目前主流图像处理软件数量较多，同时不同软件定位也各不相同。专业的图像处理软件有Adobe的photoshop系列；基于应用的处理管理、处理软件picasa等，还有国内很实用的大众型光影魔术手，非主流软件有美图秀秀，动态图片处理软件有Ulead GIF Animator，gif movie gear等。[2]通过几款有代表性软件的界面进行分析，得到了一些规律，并且加以人机工程学原理分析。
3.1 软件界面设计内容
软件用户界面作为计算机软件与用户之间的交流桥梁，应具备美观、易懂易操作、易学习、用户友好等特点，因此软件界面设计越来越受到重视。软件界面设计具体包括启动界面的设计、软件整体框架风格设计、按钮控件设计、窗体面板设计、菜单界面设计、图标设计、软件产品包装等多领域设计。
用户能够直接接触到软件的地方即是设计人员需要考虑的地方，界面设计具体包括以下几个内容：启动界面设计、整体框架界面风格设计、工具面板设计、菜单栏设计、图标设计等。启动界面：启动界面是用户使用软件必然见到的一个画面，由于很多图像处理软件启动过程中需要加载大量的程序以及插件，往往需要较长的时间，同时启动速度也与用户电脑的硬件配置有关系，因此有时用户会长时间面对这个画面。整体框架界面风格设计：软件框架界面的风格可以传达出软件的定位。或者说框架设计是一款软件界面的灵魂，它决定了整个软件的风格走向。工具面板设计：工具面板是使用者接触最多的部分，因此在设计过程中应具有更好的交互感，简单易用则是它的设计原则。菜单栏设计：菜单栏是每款软件都保留的部分，软件的所有功能都能在菜单栏里找到。图标设计：图标广泛存在于软件界面之中，图形语言的信息传达是通过图形的视觉形态传达图形的指涉含义，是形义共同作用的结果。图形与图像的直观性和通识性克服了文字语言交流中的障碍、准确快速地传递着信息。
3.2 人机工程学在其中的应用
前文总结了图像处理类软件在界面上的特点以及人机工程学方法运用到软件界面设计中的重要性，因此在软件设计中必然加入人机工程学研究理论和研究方法。以下从人机工程学的三个方面来探究图像类软件界面设计规律。
3.2.1 设计心理学在其中的运用
图像处理类软件的用户基本可分为两大类，一类是专业用户，另一类是非专业用户。两类用户对于软件的功能需求基本相同，都是处理图像，但是不同点在于需求程度不同，专业用户需要对图像进行更高级更复杂的处理，而非专业用户则需要快速简单有效的处理。根据不同种类用户的需求，软件在自身界面设计上也进行了相应的调整，分成了许多模块，让不同用户都享有自己的使用空间，进行高效的操作。
用户使用感受也是设计心理学研究的一大方向，不同软件可以传达给用户不同的使用感受。软件在设计过程中注重用户的使用感受，这就是人性化设计。人性化设计是指在产品设计过程中充分考虑使用者生理和心理结构、思维方式等，使人的生活更加方便、舒适，是科学和技术在艺术与人性处的契合点[3]。人性化设计最核心最本质的理念是“以人为本”。软件界面中的“以人为本”设计体现在：界面的视觉效果“赏心悦目”，界面的布局合理以及界面的层次逻辑清晰。
3.2.2 人体测量学在其中的应用
一个软件界面中的信息交错复杂，在界面设计时要考虑不同信息的布局。根据人体尺寸中人转动眼睛和头部时的能见度图像可知，要把最重要和最经常使用的信息尽可能设置在视野中心3°范围内，一般性的信息在20°～40°内，次要信息设在40°～60°范围内，对于80°以外的视野范围，因视觉认读效率低一般不宜显示信息。[4] 人眼的水平运动比垂直运动的速度快而且幅度宽，因而显示信息排列的水平范围应大于垂直范围。[4]
在图像处理类软件界面中，图像的显示是最重要的部分，因此设置在界面中心位置，操作工具显示信息为次要信息，设置在图像两侧。界面的上部和下部则显示不重要的信息和一些使用频率低的按钮。
3.2.3 认知心理学在其中的应用
认知心理学的应用主要是两个方面，1.对界面进行信息结构划分。按心理学要求，用户界面中信息的排列应当符合操作信息的逻辑性，因此应该把显示根据所传递的信息或功能进行分组排列。这就涉及到了信息结构的设计，在人机工程学中可以运用卡片分类法和集簇分析法对信息结构进行定量分析，最后以树状图表达出来以供设计人员参考。2.提醒提示的运用。人的记忆是不完善的，经常会有遗忘的情况发生。因此在界面设计中对于需要注意的重要信息应设置取样提醒装置，提醒操作着对某个特别的信息源进行取样。根据人的知觉特性，可以采取亮的、彩色的及变化的特征来引导人的视觉注意。 [4]
4.结语
现如今软件界面设计倡导“人性化”，“以用户为中心”的理念，因此在软件界面设计中加入了人机工程学原理，使得软件界面在用户使用过程中更加顺畅，提高工作效率。同时根据图像处理类软件的特点，运用人机工程学研究方法，为图像处理类软件界面的设计提供参考。
参考文献
[1] 陆敏.基于人机工程的软件界面设计研究[D].江苏：南京航空航天大学机电学院，2008.
[2] 季慧.图像处理软件界面设计研究[D].湖南：湖南大学软件学院，2011.
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【关键词】座高；座宽；座深；靠背宽度；扶手高度
人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有1/3以上的时间在与座椅打交道。因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人体工学设计原则，即进行座椅设计时必须充分考虑人体的坐态生理特征。坐姿有利于身体下部的血液循环，可以减少下肢的肌肉疲劳感。但是人们坐着时，骨盆向后方倾转，因而使得背下端的骶骨产生倾转，使脊柱由S形（正常状态）向拱形变化，使得椎间盘受到很大压力，从而导致腰痛等疾病。因此，座椅设计要保证椎间盘压力最小。在长期的生活实践中，数学家研究发现：人体本身有些部位的尺寸存在着有趣的对应关系。
座高。是指人在标准坐姿时，坐面距离地面或足支撑平面的距离，即座面到足平面的距离。适当的座高应满足以下条件：首先，适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直双脚平放于地面。其次，座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。再次，座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。座高与身高间的计算公式为：亚洲人座高= 0.222*H ，欧洲人座高= 0.222*H（H为身高尺寸）。
座深。是指坐面的进深，即坐面前缘点距离后缘点的距离。适当的座深应满足以下条件：首先正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位。如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持。其次为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。座深与身高间的计算公式为：亚洲人座深=0.267*H，欧洲人座深= 0.275*H（H为身高尺寸）。
座宽。是指座椅坐面的宽度，通常以人体测量尺寸中的坐姿臀宽的数据作为设计依据。适当的座宽应满足以下条件：首先，座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据。其次，对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。再次，座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。座宽与身高间的计算公式为：亚洲人座宽=0.199*H，欧洲人座宽=0.202*H（H为身高尺寸）。
靠背宽度。是指座椅靠背的宽度，通常以人体测量尺寸中肩宽的数据作为设计依据。适当的靠背宽度应满足以下条件：首先，座椅靠背的宽度可根据座椅的用途来确定，对于工作座椅，靠背的宽度应以不妨碍手臂的操作活动为前提。其次，对于休息用椅或长途运输工具中的乘客用椅，在空间条件与徐的情况下，可适当加宽。座宽与身高间的计算公式为：亚洲人靠背宽度=0.222*H，欧洲人靠背宽度= 0.250*H，其中，H为身高尺寸。
扶手高度。是指扶手上平面距离坐面的距离，通常以人体测量尺寸中坐姿肘高的数据作为设计依据。在不妨碍执行某些特定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为起身站立或变换坐姿的起点。适当的扶手高度应满足以下条件：首先，扶手高度扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸。其次，扶手高度不宜过低，过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承。扶手高度与身高间的计算公式为：亚洲人扶手高度=0.356*H，欧洲人扶手高度= 0.406*H，其中，H为身高尺寸。
上述座椅设计的主要参数与身高间的关系的计算公式，是在现有多种经验公式的基础上汇总、推算出来的，具有一定的可用性与可参考性。通过经验公式，在进行座椅设计时可以使关键参数的确定更为便捷、准确；可以有效地提高设计的效率；能有效地促进人机工程学的推官和普及。
在设计中充分考虑人体的各种尺度，一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围之内，其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应；而且其布置应尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围之内。因而也就要求设计者能了解一些人体测量学方面的基本知识，并能在设计过程中正确使用这些尺寸。
参考文献
[1]丁玉兰．人机工程学．北京理工大学出版社，2006
[2]苏胜．基于舒适度的休息性座椅相关角度分析[J]．包装工程．2010（22）
