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關(guān)鍵詞:人機(jī)工程;人體性能;環(huán)境因素
人、機(jī)器和環(huán)境之間的關(guān)系是人機(jī)工程學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容,該門學(xué)科的研究方法眾多,評(píng)價(jià)手段非常豐富,包括心理學(xué)和生理學(xué)等等,通過(guò)對(duì)人機(jī)工程學(xué)理論的深入研究,我們能夠通過(guò)多門學(xué)科的有效應(yīng)用,為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供必要的理論依據(jù),這種做法能夠有效提高我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工作效率,能夠極大的改善工業(yè)設(shè)計(jì)的工作方式,因此,我們必須對(duì)其予以高度的重視。
一、人體特性
作業(yè)者以及機(jī)器的使用者在人機(jī)工程學(xué)理論中被稱之為“人”,研究人機(jī)工程學(xué)理論中的“人體特性”應(yīng)當(dāng)從以下兩個(gè)方面入手。一是深入的研究人體結(jié)構(gòu)。[1]從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),該種研究方式就是在應(yīng)用人體尺寸測(cè)量知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體結(jié)構(gòu)的研究,從而將單個(gè)主體同群體之間的差別挖掘出來(lái),得出相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠?yàn)槿梭w測(cè)量提供必要的標(biāo)準(zhǔn)。例如,在設(shè)計(jì)駕駛員座椅的時(shí)候,我們就可以以人體數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn),制作出適應(yīng)駕駛員實(shí)際情況的座椅等等,由此可見(jiàn),人機(jī)工程學(xué)理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中占據(jù)著非常重要的地位。二是深入的研究人的具體勞動(dòng)動(dòng)作。在這里我們又將人的具體勞動(dòng)動(dòng)作稱之為作業(yè),其內(nèi)涵是設(shè)計(jì)者通過(guò)作業(yè)這種手段,將材料逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榕c具體工作順序相一致的活動(dòng)。所謂作業(yè)空間是指作業(yè)者以及機(jī)器的使用者在工作的過(guò)程中,同機(jī)器以及工具等所需要的所有空間總和。之所以進(jìn)行作業(yè)空間設(shè)計(jì)主要目的在于通過(guò)這種方式能夠?qū)⑷藱C(jī)系統(tǒng)的工程優(yōu)勢(shì)充分的發(fā)揮出來(lái),從而不斷的滿足作業(yè)的需求。[2]筆者認(rèn)為,在設(shè)計(jì)作業(yè)空間的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)做到全方面的考慮諸多因素,例如個(gè)人的行為因素、設(shè)計(jì)作品的舒適度等等,只有這樣做,才能夠設(shè)計(jì)出符合大眾需求的優(yōu)秀作品。良好的作業(yè)空間具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì),一是作業(yè)者的工作效率能夠得到極大的提升;二是能夠確保作業(yè)者四肢所分擔(dān)的工作量保持適中;三是適應(yīng)群體的范圍非常廣泛;四是安全性高,舒適、便捷。在設(shè)計(jì)作業(yè)空間的過(guò)程中,我們應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點(diǎn)要求:1)在設(shè)計(jì)作業(yè)空間的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)以具體設(shè)施和元件的重要程度為依據(jù),像顯示器、控制器這類裝置是比較重要的裝置,因此,在布置這類裝置的過(guò)程中,我們應(yīng)當(dāng)考慮布置區(qū)域是否能夠方便作業(yè)者進(jìn)行操作,筆者認(rèn)為,這些設(shè)備可以安放在空曠的作業(yè)區(qū)內(nèi)。[4]2)在設(shè)計(jì)作業(yè)空間的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者還應(yīng)當(dāng)依照具體設(shè)施和元件的使用頻率進(jìn)行布置。在最佳操作區(qū)域內(nèi)放置的設(shè)施和元件往往是一些使用頻率較高的元件,值得注意的是,在依照該順序進(jìn)行擺放的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)盡可能的將上述元件安排的接近一些,這樣做能夠使整個(gè)操作過(guò)程形成一個(gè)流水線,極大地提高了工作效率。3)在設(shè)計(jì)作業(yè)空間的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者除了應(yīng)用上述順序進(jìn)行排序外,還可以依照不同設(shè)施和元件的功能來(lái)進(jìn)行排序,這樣,能夠極大地方便操作,提升管理水平。值得注意的是,上述排列順序并不是獨(dú)立存在,是有機(jī)結(jié)合在一起的。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行空間布局的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)將上述順序有機(jī)結(jié)合在一起,并在此基礎(chǔ)上,充分考慮作業(yè)的安全性、人流的組織形式以及方便特殊人群等因素,可見(jiàn),雖然空間布置看上去比較簡(jiǎn)單,其中所蘊(yùn)含的道理則非常的多。
二、機(jī)器系統(tǒng)
作業(yè)者以及機(jī)器的使用者所操作和使用的產(chǎn)品就是指人機(jī)工程學(xué)中的“機(jī)”,值得注意的是,大家在理解這一概念的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)明確這里所說(shuō)的“機(jī)”并不是狹義的機(jī)器。機(jī)器系統(tǒng)主要研究和設(shè)計(jì)人機(jī)界面層次,它具有一定的具體性。一般情況下,我們會(huì)將機(jī)器系統(tǒng)劃分為兩個(gè)方面,一是顯示設(shè)計(jì),二是控制設(shè)計(jì)。很早以前的一段時(shí)間內(nèi),我們都是通過(guò)手工技能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器質(zhì)量的控制的,在這種情況下,作業(yè)者及機(jī)器的使用者與機(jī)器之間的協(xié)調(diào)配合就顯得非常重要。常見(jiàn)的手動(dòng)控制機(jī)器的作業(yè)包括機(jī)床操作等等。隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平的提升,大型智能機(jī)器應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)機(jī)器不同,大型智能機(jī)器的輸出量非常大,其操作幅度也越來(lái)越復(fù)雜,這就要求作業(yè)者以及機(jī)器使用者(人)具有較強(qiáng)的決策能力,能夠正確的判斷信息,并以此為依據(jù)選擇正確的操作方案。現(xiàn)如今,人機(jī)工程學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容已經(jīng)逐步向顯示器與控制器的設(shè)計(jì)方向轉(zhuǎn)變。顯示器在工作過(guò)程中占據(jù)著非常重要的位置,主要原因在于,現(xiàn)如今的生產(chǎn)過(guò)程中,操作人員需要大量的處理信息,這就要求操作人員具備精準(zhǔn)的、快速的信息處理速度,而上述這些要求則必須通過(guò)顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn);控制器在信息傳遞的過(guò)程中也發(fā)揮著巨大的作用。筆者認(rèn)為,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)控制器的過(guò)程中,應(yīng)充分考慮操作人員的性別特征以及生理尺寸,這樣才能夠提高工作效率。
三、環(huán)境因素
在人機(jī)系統(tǒng)中,環(huán)境的作用也非常的重要。所謂環(huán)境主要是指人們工作的環(huán)境以及生活的環(huán)境。這些小環(huán)境往往與人機(jī)系統(tǒng)存在著密切的聯(lián)系。工作環(huán)境不好,會(huì)給作業(yè)者帶來(lái)一定的負(fù)面影響,例如,作業(yè)者如果長(zhǎng)期在聲音較大的環(huán)境下工作,就會(huì)導(dǎo)致聽(tīng)力有所下降等。因此,必須對(duì)環(huán)境因素給予高度的重視。通過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐我們可以得出這樣的結(jié)論,在深入了解人體對(duì)環(huán)境中各種因素適應(yīng)能力的基礎(chǔ)上,我們可以確定什么樣的環(huán)境才能夠保障作業(yè)者以及機(jī)器使用者工作的舒適度,才能夠確保他們的安全,使整個(gè)作業(yè)在安全的環(huán)境下進(jìn)行,這樣做,能夠極大地提高作業(yè)者以及機(jī)器使用者工作的積極性,保障他們的健康。四、結(jié)語(yǔ)總而言之,工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)理論的研究具有非常重要的意義,它能夠進(jìn)一步提高作業(yè)者的工作效率,保障作業(yè)者的人身安全,除此之外,還能夠?qū)崿F(xiàn)流水操作,從而推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,正因如此,我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其予以高度的重視。
作者:王興 單位:九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]盧兆麟,湯文成.工業(yè)設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)理論、技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2009,06:1-9.
[2]劉繼航.工業(yè)設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)理論、技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展[J].科技展望,2015,09:280.
關(guān)鍵詞:汽車座椅;抗疲勞;舒適
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.187
1 駕駛疲勞的成因
汽車駕駛是一項(xiàng)考驗(yàn)?zāi)X力和體力的勞動(dòng)。在汽車駕駛過(guò)程中,駕駛員不但需要大量的體力勞動(dòng)來(lái)保持汽車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和行駛,同時(shí)還需要保持足夠清醒的頭腦和集中的注意力,以應(yīng)對(duì)駕駛過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種情況。長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀態(tài)下,神經(jīng)系統(tǒng)高度緊張,身體姿勢(shì)長(zhǎng)期保持,駕駛員很容易產(chǎn)生一定的疲勞感,從而造成疲勞駕駛。在疲勞駕駛狀態(tài)下,駕駛員的注意力容易被分散,意志也會(huì)被削弱,反應(yīng)速度隨之減慢,對(duì)外界信息的接收能力下降。這種情況下,駕駛員極易產(chǎn)生操作上的失誤,導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。
2 汽車座椅的人體工程學(xué)分析
2.1 人體坐姿生理特性
不理想的坐姿,會(huì)形成駕駛員不合理的脊柱形態(tài),在這種狀態(tài)下長(zhǎng)期駕駛,容易造成腰椎負(fù)荷和肌肉負(fù)荷的加大,從而使駕駛員產(chǎn)生疲勞感。探索研究合適的座椅結(jié)構(gòu)并進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì),能使駕駛員保持合理的脊柱形態(tài),有效緩解疲勞感。
駕駛員處于坐姿狀態(tài)下,其身體重量所產(chǎn)生的壓力由坐墊和靠背分擔(dān)。如果體壓分布不合理,集中對(duì)肩胛骨和腰椎部位施以壓力,就會(huì)導(dǎo)致駕駛員背部不適,同樣會(huì)產(chǎn)生較大的疲勞感。
2.2 環(huán)境分析
振動(dòng)會(huì)對(duì)駕駛員產(chǎn)生較大影響。振動(dòng)所造成的影響主要體現(xiàn)為局部的生物動(dòng)力學(xué)反應(yīng)、生理反應(yīng)以及人體機(jī)能的減退等,這對(duì)于駕駛員而言是非常嚴(yán)重的。如果外界所產(chǎn)生的振動(dòng)接近器官的共振頻率,振幅就會(huì)迅速增大,此時(shí)駕駛員自身的器官生理反應(yīng)將會(huì)達(dá)到最大,極易出F視覺(jué)作業(yè)效率下降和動(dòng)作準(zhǔn)確度下降等現(xiàn)象。
此外,溫濕度也會(huì)對(duì)駕駛員疲勞感造成一定影響。人體處于高溫、高濕環(huán)境中時(shí),會(huì)感受到不適,具體表現(xiàn)為四肢乏力、精力不集中等。在駕駛過(guò)程中,如果座椅無(wú)法提供舒適的溫度和濕度環(huán)境,那么人體可能會(huì)產(chǎn)生不適感,從而加劇疲勞。
3 汽車座椅抗疲勞設(shè)計(jì)思路及方法
3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)
汽車座椅的結(jié)構(gòu)參數(shù),需要從振動(dòng)、坐姿、操作舒適度等幾個(gè)方面分析:首先,汽車座椅尺寸,決定了駕駛員的坐姿和操作舒適度。汽車座椅的尺寸設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括椅面高度、寬度、深度等。椅面的高度定義為椅面前緣到駕駛員踵點(diǎn)的垂直距離。從駕駛員的駕駛姿勢(shì)來(lái)看,設(shè)計(jì)中必須要考慮座椅角度對(duì)腿部肌肉的影響。在座椅寬度方面,一般認(rèn)為在車內(nèi)空間允許的情況下,座椅應(yīng)該越寬越好,這樣更有利于駕駛員調(diào)整和變換姿勢(shì)。椅面深度,是指椅面前緣到靠背前面的水平距離。座椅深度決定了人體腰部所受到的靠背支撐度,以及腿部的彎曲舒適度。靠背高度和寬度,與駕駛員的坐姿肩高和肩寬有關(guān)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)該綜合考慮駕駛員的個(gè)體差異,并盡量采取高靠背的設(shè)計(jì)。
3.2 靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)
座椅靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)需要堅(jiān)持以下幾個(gè)原則:
(1)座椅的結(jié)構(gòu)和尺寸與其功用有關(guān);(2)座椅的尺寸必須參照人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù);(3)座椅可適當(dāng)調(diào)節(jié),以滿足駕駛坐姿的調(diào)整;(4)座椅所應(yīng)用的材料應(yīng)該滿足人體舒適度需求;(5)座椅的位置要與其駕駛空間相匹配。
在座椅的靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)中,應(yīng)進(jìn)行生物坐姿力學(xué)分析,研究表明,坐姿時(shí)將臀部稍離靠背往前移,使上體向后微微傾斜是最為舒適的姿勢(shì)。同時(shí),軀體的大腿、小腿和腳掌也應(yīng)保持一定的角度。(如圖1所示)
與此同時(shí),座椅的靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮駕駛者的心理空間感,一般來(lái)說(shuō),駕駛者希望有較大的空間感,狹窄的空間會(huì)使駕駛者產(chǎn)生回避反應(yīng),加快心理疲勞,故通常座椅空間要大于操作空間。最后,座椅的靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)還要考慮溫濕度、材質(zhì)。例如使用透氣性較好的材料,增強(qiáng)座椅透氣性;使用主動(dòng)通風(fēng)式座椅,消除駕駛者產(chǎn)生的熱量,減輕駕駛疲勞。
3.3 動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì)
在駕駛過(guò)程中,駕駛員主要受到橫向、縱向及垂直方向的振動(dòng)力,這些振動(dòng)通過(guò)座椅傳遞給駕駛員,引起其全身性振動(dòng),因此,汽車座椅的動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì)必須減輕駕駛者受到的振動(dòng)。在設(shè)計(jì)中,主要可以采取以下措施:
(1)降低座椅共振頻率,尤其是降低對(duì)人體影響最大的高頻區(qū);
(2)降低共振的傳遞率,主要是彈簧以下的共振,以及來(lái)自靠背的振動(dòng);(3)將路面―輪胎、懸架、座椅―駕駛者看作一個(gè)整體力學(xué)系統(tǒng),在協(xié)調(diào)各方的情況下使駕駛員不易感受到疲勞。最后,汽車座椅要與汽車其他減振系統(tǒng)相匹配,使駕駛員處于最合適的減振環(huán)境中,從而減少駕駛員的疲勞感。
4 結(jié)束語(yǔ)
汽車座椅的舒適性是關(guān)系到駕駛員駕駛體驗(yàn)的關(guān)鍵因素,也是汽車產(chǎn)品人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的重要方面,在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者要熟練應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)理論和生物力學(xué)理論,最大化地提高汽車座椅的舒適性與安全性,提高設(shè)計(jì)水平,創(chuàng)造出更適合人類使用的汽車,將座椅的人機(jī)效能發(fā)揮到最高水平。
參考文獻(xiàn):
〔關(guān)鍵詞〕人體工程學(xué);藝術(shù)設(shè)計(jì);教學(xué)改革
人體工程學(xué)是藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容,也是專業(yè)基礎(chǔ)必修課之一。它主要服務(wù)于實(shí)用藝術(shù),為提高事物的使用功效和舒適度提供科學(xué)依據(jù)和保障。在現(xiàn)代生活中,隨著科技成分在社會(huì)生活中所占比重的增大,人體工程學(xué)已成為實(shí)用藝術(shù)不可缺少的組成部分。如環(huán)境藝術(shù)、城市雕塑、工業(yè)設(shè)計(jì)等學(xué)科有著較強(qiáng)的科學(xué)性、工程性的特點(diǎn),需要相關(guān)工科知識(shí)的有力支持,才能辦得更具特色,更符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要和人的需求。因此這門課程教學(xué)的成效直接關(guān)系到后續(xù)的設(shè)計(jì)類專業(yè)課程教學(xué)是否能順利展開(kāi),幫助學(xué)生在具體課題的設(shè)計(jì)當(dāng)中將藝術(shù)性與科學(xué)性結(jié)合起來(lái),對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論課也起到示范作用。
人體工程學(xué)課程的內(nèi)容對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
⑴ 為設(shè)計(jì)中考慮“人的因素”提供人體尺度參數(shù);
⑵ 為設(shè)計(jì)中“物”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù);
⑶ 為設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;
⑷ 為進(jìn)行“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù);
如何使藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生正確理解人體工程學(xué)的內(nèi)涵,并將該課程的知識(shí)更好地應(yīng)用于實(shí)際的設(shè)計(jì)項(xiàng)目當(dāng)中,是一個(gè)值得我們所有專業(yè)教師共同探討重要的課題。
一、教學(xué)中存在的問(wèn)題分析
1.教學(xué)模式陳舊,缺乏針對(duì)性
人體工程學(xué)是從工程技術(shù)類科學(xué)延伸到設(shè)計(jì)領(lǐng)域的,課程內(nèi)容偏重理論、原理、公式和數(shù)據(jù),相對(duì)比較枯燥,特別是對(duì)藝術(shù)類的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門非常頭疼的課。部分院校的藝術(shù)設(shè)計(jì)由于辦學(xué)時(shí)間不長(zhǎng)、師資力量不足等原因,在人體工程學(xué)教學(xué)時(shí)還是采取傳統(tǒng)的“課堂理論知識(shí)灌輸 +課終閉卷考試 ”的模式進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生普遍有厭學(xué)心理,雖然靠在考前死記硬背都能基本過(guò)關(guān) ,但考過(guò)之后很快就忘記。這種教學(xué)模式無(wú)法使學(xué)生真正在后續(xù)的各專業(yè)課的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用本學(xué)科的知識(shí),導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。
2.人體工程學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),但在學(xué)校期間的學(xué)習(xí)往往和社會(huì)實(shí)際脫節(jié),難以使學(xué)生從現(xiàn)實(shí)層面了解課程內(nèi)容
人體工程學(xué)的實(shí)踐課程大都基于課堂練習(xí)及在實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練等這些表面的“實(shí)踐”方式,忽略了學(xué)生參與和直接動(dòng)手的生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié),從而使課題的解決方法單一、與社會(huì)實(shí)際脫節(jié)。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生很難快速適應(yīng)社會(huì)對(duì)綜合型藝術(shù)設(shè)計(jì)人才的高要求。
二、主要教學(xué)方法的探討
1.多元化的教學(xué)方法
①.重視設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)
在信息多元化的社會(huì)中,學(xué)生自主學(xué)習(xí)的渠道越來(lái)越多樣化,教師要根據(jù)時(shí)代的變化不斷更新自己的教育理念。目前的教育方法主要還是以教師單方面授課、學(xué)生個(gè)人動(dòng)手實(shí)踐的模式居多。根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要,教師也可挑選網(wǎng)上設(shè)計(jì)招標(biāo)項(xiàng)目,如家具、展廳或環(huán)境小品的設(shè)計(jì)等,讓學(xué)生自組團(tuán)隊(duì),設(shè)計(jì)投標(biāo),當(dāng)然教師也可虛擬課題進(jìn)行。在這種實(shí)戰(zhàn)或模擬的互動(dòng)教學(xué)中,學(xué)生會(huì)更加投入,互相協(xié)作并且了解哪方面欠缺,為以后自學(xué)指明了方向,有利于完善他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
②.合理運(yùn)用多媒體
在課件的設(shè)計(jì)上采用多媒體課件形式,將繁雜枯燥的理論知識(shí)化為淺顯易懂的圖表,靈活運(yùn)用多種直觀形式如文字、圖形、聲音、視頻等,將傳統(tǒng)教學(xué)中的各種信息表現(xiàn)出來(lái),在較短時(shí)間里,讓學(xué)生的各種感官并用,利用多種信息渠道, 提高對(duì)信息的吸收率,加深對(duì)知識(shí)的理解,從而達(dá)到優(yōu)化教學(xué)的目的。
③.結(jié)合案例進(jìn)行講授
為了使學(xué)生在具體的設(shè)計(jì)中能更好地運(yùn)用人體工程學(xué)原理,更好地理解其使用范圍和應(yīng)用方法,在教學(xué)中就應(yīng)注重運(yùn)用豐富、典型的案例進(jìn)行闡釋,通過(guò)對(duì)具體案例的評(píng)析、講解和討論,使學(xué)生更好地理解人體工程學(xué)和本專業(yè)的關(guān)系,學(xué)會(huì)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如,在人體測(cè)量與數(shù)據(jù)應(yīng)用這一章中,為了更好地理解各個(gè)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍及應(yīng)用場(chǎng)景,除了選擇書(shū)中介紹的案例外,還參考了大量和藝術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)的案例,特別是大量的人體測(cè)量數(shù)據(jù)與環(huán)境設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)系,像室內(nèi)展廳設(shè)計(jì)中的空間設(shè)計(jì)、展具設(shè)計(jì)等,就會(huì)涉及到身高、立姿雙手上舉高、眼高的相關(guān)尺寸等。
2.靈活進(jìn)行課程設(shè)計(jì)
雖然人體工程學(xué)是理論課程,但是它的作業(yè)最好要求學(xué)生以簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)形式來(lái)完成,或者開(kāi)設(shè)相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助教學(xué)。
①.調(diào)研報(bào)告
調(diào)研報(bào)告可以很好地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的重新理解,本課程設(shè)計(jì)了一次調(diào)研報(bào)告:“用人體工程學(xué)眼光去審視我們的校園環(huán)境”,要求同學(xué)們認(rèn)真觀察思考,從室外環(huán)境景觀——寢室、教室、繪圖室、閱覽室等——坐具、寢具、文具等三個(gè)角度,去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活和校園環(huán)境當(dāng)中不合理的人體工程學(xué)問(wèn)題。此次作業(yè)可隨著課程章節(jié)內(nèi)容的展開(kāi)逐步進(jìn)行調(diào)研及資料的搜集,重點(diǎn)在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,深入分析問(wèn)題和提出完善的解決方案。學(xué)生通過(guò)調(diào)查分析匯總以后,不但加深了對(duì)人體工程學(xué)概念和基本理論的認(rèn)識(shí),而且有助于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維方法的養(yǎng)成。學(xué)生將報(bào)告制作成幻燈片的形式,在課堂上進(jìn)行陳述,不同的案例及每個(gè)學(xué)生的思考都能得到共享,加深了大家對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。
②.小課題的設(shè)計(jì)
本課程安排了一次小課題設(shè)計(jì)“工作椅設(shè)計(jì)”,根據(jù)人體尺寸依據(jù)及椅子設(shè)計(jì)原則,分析目前學(xué)生用椅的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種適合學(xué)生用的椅子。作業(yè)提交內(nèi)容包括效果圖、必要的結(jié)構(gòu)圖、基本外觀尺寸圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明。課題主要是對(duì)人體尺寸測(cè)量章節(jié)內(nèi)容所進(jìn)行的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐,通過(guò)訓(xùn)練使學(xué)生重點(diǎn)掌握椅類家具(休閑椅、工作椅)基本尺寸規(guī)律,座面、椅背的傾斜角度及其彎曲曲率規(guī)律。養(yǎng)成整體匹配意識(shí),亦即尺寸、傾斜度、曲率的整體配合規(guī)律。最后通過(guò)作業(yè)的展示及點(diǎn)評(píng), 使學(xué)生們受益匪淺。
③.大課題的設(shè)計(jì)
大課題設(shè)計(jì)既是實(shí)踐性教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,又是教學(xué)的核心內(nèi)容。以小型空間設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)題目,如居室設(shè)計(jì)、書(shū)房設(shè)計(jì)、小酒吧設(shè)計(jì)、小辦公環(huán)境設(shè)計(jì)或?qū)Yu店設(shè)計(jì)等,制定完整的任務(wù)書(shū),要求根據(jù)空間功能恰當(dāng)?shù)胤指羁臻g、布置和營(yíng)造空間,尺寸處理要滿足人的心理和行為需求,其中的家具及用具設(shè)計(jì)要以人的舒適使用為宜,并將設(shè)計(jì)意圖以效果圖的形式體現(xiàn)出來(lái)。該課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容幾乎涵蓋了人體工程學(xué)課程主要知識(shí)點(diǎn)的各個(gè)方面,所以用作設(shè)計(jì)實(shí)踐非常適合。
三、結(jié)語(yǔ)
在人體工程學(xué)的教學(xué)中,尤其針對(duì)藝術(shù)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),如果仍舊采取傳統(tǒng)教學(xué)模式,課程教學(xué)的效果難以滿足人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。在該課程的教學(xué)中,一方面要利用多元化的教學(xué)手段系統(tǒng)地給傳授學(xué)生人體工程學(xué)的基本概念、理論、方法和技能,另一方面作為主講教師還要靈活進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的安排,注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:人機(jī)工程學(xué);老年人;輪椅設(shè)計(jì);SAMMIE
近年來(lái)輪椅行業(yè)保持快速發(fā)展,但是,我國(guó)輪椅行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,絕大部分產(chǎn)品為一般輪椅,產(chǎn)品價(jià)格低。高端產(chǎn)品如電動(dòng)輪椅和運(yùn)動(dòng)輪椅研發(fā)投入不足,技術(shù)水平與國(guó)外相差很大,主要依靠進(jìn)口。然而東西方人的體型差異很大,面向西方使用人群設(shè)計(jì)的輪椅未必就適合東方人使用,為了設(shè)計(jì)出真正適合中國(guó)老年人使用的輪椅,必須對(duì)輪椅使用人群的人體尺寸、心理特征、行為模式以及生活習(xí)慣等進(jìn)行分析,為輪椅的尺寸提供參考,設(shè)計(jì)出安全、舒適、適合中國(guó)人使用的輪椅。
1SAMMIE在輪椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
人機(jī)工程學(xué)是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、人體力學(xué)等諸多學(xué)科來(lái)研究“人-機(jī)-環(huán)境”三者相互的關(guān)系的學(xué)科。本文中的研究對(duì)象主要是老年輪椅使用者,要考慮的人機(jī)工程要素主要包括:老年人人體尺寸、老年人生理及心理特征、人體力學(xué)等。
SAMMIE中錄入了數(shù)十個(gè)國(guó)家的成年人人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù),包括中國(guó)98年成年人人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù),也可以根據(jù)需要定制人體模型,在人體關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)人體的肢體和關(guān)節(jié),模擬各種操作姿勢(shì)。它的基本功能主要包括:(1)可達(dá)域分析:在工作場(chǎng)所中使用手或腳可以觸碰到的范圍及物體。(2)合適性分析:用于評(píng)估近似人群對(duì)一定限制的工作空間的合適性。(3)工作姿勢(shì)分析:調(diào)節(jié)人體關(guān)節(jié)的角度模擬人體工作姿勢(shì),并以此來(lái)評(píng)估人體工作姿勢(shì)的可行性、舒適性和身體關(guān)節(jié)的受力等情況。(4)視野分析:根據(jù)人體視野特性模擬人體模型的視野,通過(guò)參照頭部和頸部的運(yùn)動(dòng),仿真人體實(shí)際操作過(guò)程中的視野,并以此來(lái)對(duì)產(chǎn)品的視野性能進(jìn)行評(píng)估。
在具體輪椅設(shè)計(jì)活動(dòng)中,人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)為輪椅設(shè)計(jì)提供人體數(shù)據(jù)參考。結(jié)合人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科,對(duì)老年人體生理特征、機(jī)能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,得到老年人的肢體可及范圍、人體機(jī)能等特征參數(shù),為輪椅的尺寸設(shè)計(jì)作參考。
(2)為輪椅設(shè)計(jì)提供造型和結(jié)構(gòu)依據(jù)。人機(jī)工程學(xué)強(qiáng)調(diào)讓機(jī)器適應(yīng)人,而不是人適應(yīng)機(jī)器。比如優(yōu)秀的手持式產(chǎn)品設(shè)計(jì),要考慮人的手掌、手指尺寸,對(duì)不同的手持姿勢(shì)進(jìn)行分析對(duì)比,找到最貼近人手的自然狀態(tài)、最安全、最省力的一種操作方式;產(chǎn)品的外形要符合手握的姿勢(shì),線條自然流暢。
(3)為輪椅設(shè)計(jì)提供“環(huán)境因素”參考依據(jù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,考慮人在不同使用場(chǎng)景中的適應(yīng)能力和承受限度,分析環(huán)境中的光線、溫度、濕度、振動(dòng)等因素對(duì)人體生理和心理的影響,以保證最終設(shè)計(jì)的產(chǎn)品滿足安全、舒適和高效的要求。
2老年人的生理及心理特征分析
人到老年身體形態(tài)和生理機(jī)能都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,充分考慮分析老年人的生理及心理特征,才能設(shè)計(jì)出適用更多老年群體的產(chǎn)品。
2.1生理特征
在生理上,老年人的特征為:
(1)骨骼肌肉系統(tǒng)衰老:老年人肌腱、韌帶萎縮僵硬,肌力降低,容易發(fā)生骨折且關(guān)節(jié)活動(dòng)不利。
(2)感知系統(tǒng)衰老:老年人視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)下降,味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)敏感度降低,使老年人對(duì)傷害性刺激不敏感,因此在日常生活中易發(fā)生意外事故。
(3)思維系統(tǒng)衰老:臨床上發(fā)現(xiàn),老年人大腦出現(xiàn)腦萎縮,記憶力、注意力逐漸變差,生活效率也隨之下降。
2.2心理特征
(1)離退休綜合征:老年人離退休以后突然從忙忙碌碌轉(zhuǎn)到無(wú)所事事,逐漸淡出原來(lái)的人際關(guān)系網(wǎng),社交范圍狹窄,一時(shí)間無(wú)所適從。
(2)孤獨(dú):當(dāng)下國(guó)內(nèi)“空巢”現(xiàn)象比較普遍,客觀上造成老年人可以對(duì)話的對(duì)象少了,使老年人感到缺乏關(guān)愛(ài),孤獨(dú)感油然而生。
(3)固執(zhí)或狹隘自負(fù):部分老年人習(xí)慣用老眼光看事物,總覺(jué)得過(guò)去“老一套”好,很難接受新鮮事物。
(4)畏懼死亡:人到老年很少不生病,對(duì)疾病、死亡的憂慮、恐懼往往會(huì)對(duì)老年人產(chǎn)生超負(fù)荷的心理壓力。
3基于SAMMIE的輪椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)原則
根據(jù)以上對(duì)于老年人的生理及心理特征分析,總結(jié)概括出老年人輪椅的設(shè)計(jì)原則:
(1)舒適性。輪椅的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué),輪椅的尺寸盡可能符合人體的器官尺寸,讓使用者脊柱保持正常的生理曲度,各部分肌肉處于放松狀態(tài),從而提高舒適性,保證使用者的身體心理健康。
(2)安全性。老人輪椅的設(shè)計(jì)應(yīng)采用輕便、高效型材料,這既能提高老年人輪椅的使用性能,減輕重量,又能保障老人的使用安全。
(3)易用性。輪椅的操作方式簡(jiǎn)便易用,不會(huì)讓老年人產(chǎn)生心理畏懼感,同時(shí)應(yīng)弱化其護(hù)理產(chǎn)品的特殊性痕跡,做到人性化、溫暖化。
(4)物美價(jià)廉。老年人輪椅設(shè)計(jì)要嚴(yán)格控制生產(chǎn)成本,簡(jiǎn)約大方,只有這樣,電動(dòng)老人康復(fù)輪椅才能夠迅速普及,融入人們的家庭生活,造福老年人。
3.2提出方案
根據(jù)老年人的人因分析以及老年人輪椅的設(shè)計(jì)原則,設(shè)計(jì)出符合人機(jī)工程學(xué)的老年人輪椅,該輪椅的靠背和支撐腳角度能夠調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同使用者的身體尺寸。見(jiàn)圖1、圖2。
3.3SAMMIE人機(jī)分析
(1)構(gòu)建人體模型。以《中國(guó)成年人人體尺寸GB/T10000-1988》和《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通則GB/T12985-91》為標(biāo)準(zhǔn),選取P5男性、P5女性、P95男性、P95女性,建立4個(gè)人體模型,由于老年人普遍存在身高降低,肢體功能減弱的情況,需要對(duì)人w模型的尺寸進(jìn)行一定的修正。由于研究輪椅設(shè)計(jì),所以主要考慮坐姿下的人體尺寸,具體參數(shù)如圖3:
(2)導(dǎo)入輪椅模型,將建立的輪椅模型導(dǎo)入SAMMIE中,為了方便分析,需要將輪椅模型簡(jiǎn)化,保留關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。將人體模型調(diào)整成坐姿狀態(tài),結(jié)合彎腰屈膝等動(dòng)作,將人體模型的各部位調(diào)整至合適角度,使其與輪椅匹配,分析坐姿狀態(tài)下的輪椅人機(jī)關(guān)系是否合理。如下圖4,從左到右依次為P5女性、P95女性、P5男性、P95男性的坐姿分析圖。
由上可知,將輪椅靠背與支撐腳做出不同程度的調(diào)整之后,除P95男性的小腿角度,其他角度均能滿足四個(gè)百分位人體模型的舒適活動(dòng)范圍。四組模型的腰部曲線能與輪椅靠背吻合,使腰椎處于放松狀態(tài)。
實(shí)踐教學(xué)大多數(shù)不是在課堂上進(jìn)行的,“親自動(dòng)手”是它的主要特征,能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中實(shí)踐,在實(shí)踐中發(fā)展,在發(fā)展中創(chuàng)造,最終達(dá)到理論與實(shí)踐相互促進(jìn)的目的。實(shí)踐教學(xué)能讓學(xué)生在實(shí)踐中鞏固專業(yè)知識(shí)、驗(yàn)證理論知識(shí),減短步入社會(huì)的磨合時(shí)間,提高為一線服務(wù)的質(zhì)量。
在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,學(xué)生對(duì)感性認(rèn)識(shí)不僅能增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解,而且能鞏固理論知識(shí)的掌握。實(shí)踐教學(xué)把理論和實(shí)際連為一體,將書(shū)本上靜態(tài)的知識(shí)變得鮮活,抽象化的知識(shí)變得直觀,從而使知識(shí)達(dá)到了改造和升華的效果。
二、實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中具有不可替代的作用
培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才是應(yīng)用型本科辦學(xué)的目標(biāo),要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo),不僅要抓好理論教學(xué),更重要的是抓好實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)突出理論知識(shí)在社會(huì)的實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)過(guò)實(shí)踐鍛煉的應(yīng)用型人才動(dòng)手能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高,能被社會(huì)認(rèn)可,為社會(huì)所需要。不但教學(xué)質(zhì)量提高了,畢業(yè)生還能受到人才市場(chǎng)的歡迎,就業(yè)問(wèn)題也迎刃而解了。應(yīng)用型本科的主要任務(wù)是培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才,實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的助力器。應(yīng)用型高校屬于地方高校,與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)合緊密,應(yīng)用功能強(qiáng)。
通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),大學(xué)師生深入了生產(chǎn)一線,在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中驗(yàn)證了知識(shí)、理解了知識(shí)、掌握了知識(shí)、豐富了知識(shí),同時(shí)在生產(chǎn)中還能發(fā)現(xiàn)技術(shù)難題,在實(shí)踐中尋找科研課題,并在工作中搭建科研平臺(tái),為地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn),并為地方企業(yè)和政府提供力所能及的智力支持,為地方發(fā)展服務(wù)。科研成果在校外基地得到推廣和應(yīng)用,不但促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展,還擴(kuò)大了學(xué)校的影響力。可見(jiàn),實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)中具有不可替代的作用。
三、完善的實(shí)踐育人體系的建設(shè)
實(shí)踐育人是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要途徑,在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)提高實(shí)踐教學(xué)的地位,建設(shè)完善的實(shí)踐育人體系。
1.打造實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以拓展深化課程內(nèi)容和基本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為主,將實(shí)踐教學(xué)貫穿于理論教學(xué)之中。學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放,為吸引學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,學(xué)校應(yīng)設(shè)立實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)基金,獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)突出的學(xué)生。
2.打造學(xué)科競(jìng)賽平臺(tái)
學(xué)校應(yīng)支持學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽,如大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等科技創(chuàng)新活動(dòng),以提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、綜合集成能力及初步的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
3.打造校內(nèi)外實(shí)踐教育基地平臺(tái)
在應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)中,應(yīng)堅(jiān)持以能力為本位,充分體現(xiàn)專業(yè)崗位要求,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),精選實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,突出崗位針對(duì)性,注重學(xué)生綜合能力的提高。校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)有:實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等,這些實(shí)踐環(huán)節(jié)能加深學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解和記憶,提高對(duì)新知識(shí)的運(yùn)用能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。校外方面,學(xué)校應(yīng)與企事業(yè)單位合作建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、工程實(shí)踐教育中心,滿足學(xué)生實(shí)習(xí)(包括專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí))教學(xué)的需要。還要深入實(shí)習(xí)基地開(kāi)展專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐、崗位實(shí)習(xí)等活動(dòng),加強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng),為其就業(yè)、創(chuàng)業(yè)做準(zhǔn)備。
4.打造社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)
建立社會(huì)實(shí)踐服務(wù)團(tuán)、社會(huì)實(shí)踐基地等。對(duì)于大學(xué)一、二年級(jí)的學(xué)生,我們要提供社會(huì)認(rèn)知并輔助相應(yīng)的思想政治教育,組織學(xué)生參觀訪問(wèn),如學(xué)校經(jīng)常開(kāi)展的“三下鄉(xiāng)”活動(dòng),到養(yǎng)老院、福利院等機(jī)構(gòu)考察,逐漸引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解社會(huì),培養(yǎng)他們的集體主義和愛(ài)國(guó)主義精神;對(duì)于大學(xué)三年級(jí)的學(xué)生,我們應(yīng)培養(yǎng)其服務(wù)社會(huì)的能力,可將專業(yè)知識(shí)同服務(wù)社會(huì)聯(lián)系起來(lái),通過(guò)社會(huì)調(diào)查、公益活動(dòng)、勤工助學(xué)等活動(dòng),提高學(xué)生為社會(huì)服務(wù)的能力;對(duì)于大學(xué)四年級(jí)的學(xué)生,我們要鼓勵(lì)他們參與市場(chǎng)研發(fā)、自主創(chuàng)業(yè)等活動(dòng),以提高其就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力,為就業(yè)創(chuàng)業(yè)做準(zhǔn)備。
四、總結(jié)