《安全人机工程学》课程教学大纲

《安全人机工程学》课程大纲授课对象：安全工程专业本科生教学时数：32学时（30学时授课，4学时实验）第一章 绪 论一、教学目标二、教学内容安全人机工程学的基本概念、研究目的及其与相关学科的关系。人机工程学的起源、发展历程及国内外发展现状。人机系统与人机界面的定义。安全人机工程学的研究内容与基本研究方法。安全人机工程学的主要应用领域及发展趋势。三、教学重难点人机工程学的主要发展阶段及学科特点。安全人机工程学的定义与研究目的。人机界面的定义。新技术环境下人机关系的重塑。四、课程练习题1.2、1.4、1.7第二章 人体学一、教学目标/动态测量方法。二、教学内容人体尺寸与人体测量学人体测量统计方法中国成年人人体尺寸人体测量数据应用人体操作力脊柱力学与姿势稳定性三、教学重难点重点：人体测量方法、人体尺寸百分位数及其在安全人机设计中的应用。重点：人体操作力特点及其对控制器、工具和作业空间设计的影响。重点：脊柱结构、正常曲度与不良姿势、搬运作业损伤风险之间的关系。难点：根据目标人群、设计类型和适用度选择合适百分位，并进行功能/心理修正。难点：将脊柱受力分析和姿势稳定性评价转化为作业改善与安全设计措施。四、课程练习题2.1，2.3，2.6，2.8，2.11第三章 人的生理特性及作业能力一、教学目标二、教学内容1．人的生理特性2．压力与疲劳3．肌肉、关节与骨骼4．心血管系统与呼吸系统5．作业能力6．作业能力的影响因素7．提高作业能力的主要措施三、教学重难点1．人的感知特性与反应时间2．压力的形成过程、分类与应对3．疲劳的分类、产生机理与测定方法4．肌肉骨骼系统的生物力学与肌力计算5．作业能力的影响因素与提高措施四、课程练习题3.1，3.2，3.3，3.4第四章 生理学的工业应用一、教学目标熟悉人体作业时的生理学特性，掌握作业时的生理消耗指标及其测量方法。熟悉作业时的生理适应含义及应用生理学特征，理解生理适应测评的重要性，掌握职业适应性测评的方法。掌握人体作业时机体的调控机理，理解生理学调控对人体作业发挥的作用。二、教学内容1．作业的生理特性2．作业的生理消耗测量3．作业的生理适应4．作业的生理调控三、教学重难点1．能量代谢的基本概念与计算2．作业生理消耗的测量方法与生理负荷评价3．职业适应性测评的内容与方法4．作业时机体的生理调控与生物节律四、课程练习题4.1，4.2，4.3，4.4，4.5第五章 静态作业一、教学目标1、熟悉静态工作概念与危害，掌握静态工作特征；2、掌握坐姿、立姿等静态作业工作设计原理与方法；3、掌握工作座椅与工作台设计原理与方法。二、教学内容静态作业特征静态作业设计工作座椅设计工作台设计静态工作设计案例三、教学重难点静态作业特征与缓解静态作业疲劳方法作业姿势设计要素与方法工作座椅与工作台设计准则与主要参数四、课程练习题5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.9第六章 作业温度环境一、教学目标二、教学内容体温调节要素热环境测量与评价体温调节机制高温环境和低温环境高/低温作业环境人员防护三、教学重难点1．体温调节特征人对作业环境温度感觉评价热适应机理高/低温对人体的危害和工作效率的影响高/低温作业环境设计四、课程练习题6.2；6.4；6.7；6.10；6.11；6.12；6.13；6.14；6.18第七章 感觉特性及环境设计一、教学目标1.掌握视觉特性及其应用：理解静视力与动视力、明暗适应、眩目、视野与23（T作业对视觉的影响因素，掌握视觉疲劳的检测方法与预防措施。4（A）及控制措施。5二、教学内容1.视觉及其特性2.照明环境设计要素3.视觉疲劳4.听觉及其特性5.听觉环境设计要素6.噪声三、教学重难点1.教学重点：（1）视觉特性（特别是明暗适应、眩光、视野变化规律）与视觉运动规律；（2）照明设计中的照度均匀性、眩光控制、光源选择与显色性；（3）色彩的三属性及其对心理、生理的影响；（4）视觉疲劳的主要成因与VDT作业的预防措施；（5）听觉特性（等响曲线、计权声级、掩蔽效应；（6）噪声的危害评价（A声级、等效连续声级）与控制策略。2.教学难点：（1）视觉方面：视角与视力的计算关系；暗适应与明适应的生理机制及其在实际环境（如隧道）中的应用；视错觉的类型与机制。（2）照明与色彩：照度与亮度对比对视觉疲劳的影响机制；色彩对比与调和的原理及其在安全标志中的规范应用。（3）听觉方面：等响曲线的理解与应用；计权声级（A、B、C）的物理意义与实际测量；掩蔽效应与听觉疲劳的关系。（4）综合设计能力：如何在不同作业环境中平衡视觉、听觉、色彩、照明等多因素，实现安全、舒适、高效的人因工程设计。四、课程练习题7.1、7.3、7.5、7.8、7.10、7.12、7.13第八章 机器设计安全原则一、教学目标掌握显示器的分类及选择原则；掌握控制装置的总体设计原则、分类及选择原则；了解虚拟环境与虚拟现实技术特征。二、教学内容1.视觉显示器的分类，视觉显示器选择与设计原则；2.听觉显示器的分类，听觉显示器选择与设计原则；3.控制装置的分类，控制装置的选择与设计原则；4.显示与控制系统综合设计原则；5.虚拟环境与虚拟现实技术的特征、分类及设计原则。三、教学重难点1．视觉显示器的选择与设计原则；听觉显示器的选择与设计原则；控制装置的选择与设计原则。四、课程练习题8.2、8.3、8.5、8.6、8.8第九章 人机交互与事故预防一、教学目标掌握人机功能匹配的原则与方法。理解人机交互的定义、流程与界面分类。SRK模型的预防策略。能够运用层次任务分析和认知任务分析进行交互设计与优化。二、教学内容人机功能匹配人机交互与人机界面人为差错交互设计与优化三、教学重难点重点：人机功能匹配的原则。重点：人为差错辨识方法。重点：SRK模型在差错预防中的应用。重点：层次任务分析与认知任务分析的基本步骤。难点：不同人为差错模式的区分与案例分析。难点：认知任务分析在智能系统交互设计中的实施。难点：容错性设计中预防与挽回机制的实现。四、课程练习题9.1、9.3、9.4、9.6第十章 宏观人机系统设计一、教学目标理解宏观人机系统的定义、发展历程及组成要素。掌握管理工效学与系统工程在系统设计中的核心作用。能分析组织管理、社会心理及文化因素对系统效能的影响。熟悉人机系统设计的国家标准、法律法规和设计流程。能结合案例说明宏观人机工程学的应用价值。二、教学内容宏观人机系统概述组织管理与文化因素。设计标准、流程宏观人机工程学应用三、教学重难点重点：宏观人机系统定义与组成要素。重点：管理