《产品设计》（北希望）教学资料 电子教案 教案-产品设计-8

《产品设计》教案8ProfessionalCoursesTeachingPlan产品设计专业课教案--学年第学期教研室班级专业工业设计教师时间课题第六章产品人机设计原理第一节人机工程学概述第二节系统中的人因素总课时4实训指导课时教学目标：理解系统中的人因素，充分了解人机工程学的发展历程等知识。使学生能够掌握人机工程学的研究方法。教学重点:系统中的人因素，包括生理学、解剖学、心理学、生物力学等方面的学科知识。教学难点：1.系统中的人因素，包括生理学、解剖学、心理学、生物力学等方面的学科知识。2.人机工程学的研究方法教学方法与手段：通过理论知识的先行讲授，结合问题讨论及案例分析，使理论内容融合到具体产品人机设计案例中，使其更形象而便于学生理解。使用工具、材料、教具：教师要提前准备好案例材料，学生注意做好笔记，记下关键词，以便于在老师提出问题时，根据笔记展开讨论。讲授或实训过程：、导入新课：首先从本节课的一个重要的核心问题开始引导学生积极思考：系统中的人因素，包括哪些学科知识？如何运用人机工程学的研究方法来进行设计服务。（二）、讲授新课6.1人机工程学概述人类从开始制造工具起，就在研究如何使用工具及工具如何适宜人使用这样一个人与工具的关系问题。人机工程学的起源是由于人与物（工具）之间的关系变化。6.1.1人机工程学概念人机工程学是20世纪40年代后期跨越不同学科领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。由于它的学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科的命名具有多样化的特点。人机工程学的特点是，它不是孤立地研究人、机和环境，而是从系统的高度，将人、机和环境看成是一个相互作用、相互依存的具有特定目标的系统。人机工程学以人的生理、心理特性为依据，运用系统工程的观点分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全舒适、人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统，提供理论和方法的科学。因此，人机工程学即是按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。6.1.2人机工程学的产生和发展

有设计就有人机关系。早在石器时代，人类就逐渐学会了选择石块，打制成可供砍、砸、刮、割的各种工具，从而产生了原始的人机关系。后来漫长的历史岁月里，人类为了扩大自己的工作能力和提高自己的生活水平，不断地创造发明、研究制造各种机器、设备、工具、用具、用品等等。在工具越来越丰富的过程中，人类却忽略了对自己制造的生产工具与自身关系的研究，于是导致了低效率，甚至导致了对自身的伤害。直到19世纪末期，人们才开始采用科学的方法，系统研究人的能力与其所使用的工具之间的关系。随着人机工程学所涉及的研究和应用领域的不断扩大，从事本学科研究的专家IEA在其会刊中指出，现代人机工程学发展有三个特点：（1)不同于传统人机工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求；现代人机工程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不越出人类能力界限之外。（2)密切与实际应用相结合，通过严密计划规定的广泛的实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械装备设计。（3)力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。6.1.3人机工程学的研究范畴与研究方法（1）人机工程学的研究范畴（2）人机工程学的研究方法a.实测法b.观察法c.实验法d.模拟和模型试验法e.分析法f.调查法g.感觉评价法h.心理测验法6.1.4设计与人机工程学人机工程学和工业设计在基本思想与工作内容上有很多一致性：人机工程学的基本理论“产品设计要适合人的生理、心理因素”；与工业设计的基本观念“创造的产品应同时满足人们的物质与文化需求”意义基本相同，只是侧重稍有不同。工业设计与人机工程学同样都是研究人与物之间的关系，研究人与物交接界面上的问题。由于工业设计在历史发展中融入了更多的美的探求等文化因素，其工作领域还包括视觉传达设计等方面，而人机工程学则在劳动与管理科学中有广泛应用，这是二者的区别。人机工程学研究的内容及对工业设计的作用可以概括为以下四个方面：(1)为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数(2)为设计中“物”的功能合理性提供科学依据(3)为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则(4)为进行人一机一环境系统设计提供理论依据(5)为“以人为本”的设计思想提供工作程序6.2系统中的人因素人是人机系统中的核心和基础，人因工程设计首先应该考虑系统中人的因素，包括生理学、解剖学、心理学、生物力学等方面的学科知识。6.2.1人的生理基础人体由呼吸系统、消化系统、循环系统、中枢神经系统和肌肉、骨胳系统等生理系统构成。其中，中枢神经系统起着内外协调的作用。对外界的协调是指以中枢神经系统为中心的人与外界的协调关系。人通过感觉器官、中枢神经系统、运动器官等控制着对外界刺激的反应。对内部的协调是指人体备内脏器官的协调。6.2.2人体尺度人们对人体尺度开始感兴趣并发现人体各部分相互之间的关系，要追溯到2000多年以前。公元前一世纪罗马建筑师维特鲁威（Vitruvian）就已从建筑学的角度对人体尺度作了较完整的论述，他不仅考虑了人体各部分尺度的关系，得出了计量上的结论，并且发现人体基本上以肚脐为中心。按照维特鲁威对人体各部尺度的描述，在文艺复兴时期列奥纳多·达·芬奇（LeonardodaVinci）创作出了著名的人体比例图。在采集数据的基础上，可以采用人体数字模型、人体模板和模拟人进行分析及应用。6.2.3人的个体作业行为作业是具体的行为动作，是为完成一定目的而做出的一系列动作的联合。作业研究是通过对作业系统的改进或重新设计，寻找最经济有效和使作业者胜任愉快的工作方法和工作节奏。作业研究中的一系列动作分析方法对设计合理的产品和产品系统十分有帮助。借助这些方法设计师可以发现产品在使用过程中的问题，设计出符合人操作习惯的产品。工业设计师对动作的研究，带有较强的目的性。人的作业姿态通常是设计师研究的焦点，包括肢体的活动范围、人的肌力、作业姿态与持续施力等。

6.2.4人的心理基础作为人—机—环境系统中起主导作用的人，其心理现象可概括为心理过程和个性心理两大方面。人的心理是客观世界在人头脑中主观能动的反映，即人的心理活动的内容来源于我们的客观现实和周围的环境。了解人的心理特征，对人—机—环境系统的设计、分析和评价都有重要意义。6.2.5信息加工与认知过程

在人和机器发生关系和相互作用的过程中，最本质的联系是信息交换。因而必须对人的功能从信息理论的角度来加以分折。人在人机系统中特定的操作活动上所起的作用，可以类比为是一种信息传递和处理过程。因而从人机工程学的观点出发，可以把人视为一个单通道的有限输送容量的信息处理系统来研究。影响人体信息接受和处理的主要因素如下：（1）无关信息的干扰：信息过多会对想得到信息产生干扰，很容易造成误判段。另外，当两个或两个以上的信号同时发生时，若两者强度相近，则不易区别。（2）信号维量数的影响：各种信号的每一个特征为一个维量,尽可能以两个或多个感觉通道去接受同一个信息以增加信息接受的机会(指示灯加铃声)。视觉