第一篇：1-2-2 設計中的人機關系

No.6

第二章 第二節 設計中的人機關系

一、教學目標

1．能夠從人機關系的角度對日常生活事件進行思考，理解人機關系的含義。

2．熟悉人機關系在設計中要實現的目標。

3．通過分析人機關系，從中體會設計中人性化、人文關懷的設計思想，進而樹立 “以人為本”的設計理念。

二、教材的重點 人機關系的含義。在設計中要注意人機關系以及人機關系在設計中的應用。從本節教材的內容來看，人機關系反映了“以人為本”的設計理念，是一種較為重要的分析方法

三、教學過程：

導入：拿兩只杯子，其一周圍沒有把柄，另一有把柄，分別倒入溫水，請兩位同學分別端起試試，談談感受。引出，在設計活動中，人機關系是必須考慮的核心問題之一。這節課，我們就來學習第二節“設計中的人機關系”。板書：設計中的人機關系

1、人機關系（1）什么是人機關系？

教法學法說明：請學生根據已有知識談談對“人機關系”的個人理解，老師總結得出從機關系的概念。也許學生的回答和“人機關系”概念有較大的差別，如是這樣再指導學生閱讀課本，讓學生比較個人理解的“人機關系”和課本上介紹“人機關系”，形成反差，達到深刻認識的目的。學生運用合作學習方法，通過交流和不斷的補充達到對概念的初步理解。

總結：生活中，我們每時每刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互的關系。這種相互的關系就稱為人機關系。（2）機的含義

教法學法說明：引導學生閱讀課本，理解“機”的含義。接著請學生舉例說明身邊的“人機關系”，學生通過親身參與以加深理解“人機關系”的概念。

總結：除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等，當人們身處某一環境的時候，這時的人機關系就體現為人與環境的相互關系。馬上行動： A、課本第28頁 B、請學生 舉例說明自己與周圍什么物品構成了人機關系？（就身邊的筆、桌凳、衣服、書、水壺、教室等物品及環境回答）（3）人與產品存在多方面的人機關系

教法學法說明：教師先引導學生分析課本上1案例，讓學生模仿分析，達舉一反三的目的，同時老師也從學生的回答分析過程中了解學生的學習情況。

以進教室為例，講述人與門板、門把手、門框及教師這個環境構成的人機關系，說明人與產品能構成多方面的關系。馬上行動：

A、討論教材第29頁探究人與電梯存在哪些方面的人機關系。多方面的人機關系。B、論人坐在椅子上的時候，人體的一些部位與椅子構成了哪些人機關系。C、組織前排和后排的同學互換衣服穿，體驗服裝設計中的人機關系。

2、人機關系要實現的目標

教法學法說明：指導學生閱讀課本，得出人機關系要實現的四個目標，并要求學生根據閱讀情況舉例說明，可以是課本的例子，最好是生活中的例子。

人與機之間存在著復雜的關系,我們在設計中考慮人機關系,需要實現哪些目標呢。

（1）高效 在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。

（2）健康 是指人在長期操作或使用產品的過程中，產品不會對人造成不良的影響。如果產品設計不合理，就會使人處于不恰當的作業姿態，長時間的操作或使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。

（3）舒適——在設計中考慮人體處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。（4）安全 在設計中考慮人在操作和使用過程中，產品對人的身體不構成生理上傷害.例如：產品與人的接觸部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，容易產生危險的地方應進行安全保護的設計，汽車的安全帶設計，沖床的安全保護設計，兒童座椅前的護欄設計等。除了這四個目標，人機關系還可以考慮哪些目標？ 備：美觀、實用、成本等

練習：準備一個杯子，讓學生分析它是如何實現人機關系的目標的。

3、如何實現合理的人機關系

如何實現 合理的人機關系呢？先應該明確設計涉及哪些人機關系，其次要考慮這些人機關系涉及哪些因素和技術指標。在實現合理的人機關系的設計中，我們還應該注意處理好以下幾個方面的關系。

No.6

（1）普通人群與特殊人群

設計的產品要考慮到不同的人群(使用者)的不同需要.注意細分人群(人有男女老幼,職業,愛好,收入等的差異),不同的人群與特殊的人群有不同的需要,同種產品也會隨之產生相應的差異。

舉例: 服裝.鞋帽.及人的很多用品如自行車….等.莫不如此

引導學生議論：設計師如考慮為不同的人群與特殊人群的量身定做，體現人文關懷，可使產品受到歡迎，有更好的市場

看課本32頁，看地下通道，它的設計忽略了哪些人群的需要？

結論：大多數產品是為普通人群設計的，設計參照的標準是依據普通人群的數據確定的。但是特殊人群也是社會的重要組成部分，他們往往有著獨特的需要。設計時，還應充分地考慮特殊人群的特點和需要。

（2）靜態的人與動態的人

人們使用產品時處于靜態和動態兩種狀態交替之中，因此，設計的產品不但要符合人體的靜態尺寸，也要符合人體的動態尺寸。

例如：我們的桌子之間的距離我們就不能只考慮我們聽課時的狀態，還要考慮我們拿東西，活動的狀態。課本33頁人與床之間的人機關系。

為了形成良好的人機關系，不僅要使產品符合人體靜態尺寸，而且要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。（3）人的生理需求與人的心理需求：人的心理感受與五種感覺相聯糸 例如：

l茶座、咖啡廳的設計：

應以暖色調為主，空間要小一些，以營造溫馨、寧靜的效果 l辦公室的設計：

以冷色調為主，空間要簡潔明快，以求產生嚴謹、高效的工作氛圍 l醫院的設計：

以藍色、白色為主，使病人產生平和的心態

設計中的人機關系，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求，產品的色彩、材質等都會對人的心理產生影響。視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關系處理得更好。? 感情色彩與色彩的感情-----? 色彩有引起人們各種感情的作用 紅---艷麗、熱情、緊張、歡樂、興奮、停止,、危險、.警示。橙色----熱烈、溫暖、陽光、希望、高興、剌激、精神。黃----明朗、開心、生命、溫和、舒服。藍----誠實、認真、深思、博大。白---純潔，神圣, 高雅，輕，飄。

黑---有力, 堅固，沉重，神秘，嚴肅，罪惡。灰----抑郁、冷酷、沉著、科技、冷靜、暖昧。形態也表露和傳遞著不同的感情: 直線平面型---莊重.穩固.均衡.安定 曲線弧面型----活潑.輕松.流暢 斜直線斜面型----動感.不穩 產品設計還應考慮:

聽覺---對產品的聲音的感覺

味覺---對產品的口味的感覺

嗅覺---對產品的氣味的感覺

觸覺---手，足，皮膚對產品的感覺（4）關注信息的交流

人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程，即人機之間運用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關系。

例如：前些年的按鍵式固定電話，只有按鍵而沒有液晶顯示屏，無法顯示撥號信息，人們只能通過聽電話按鍵提示音判別是否按下按鍵。現今出現的液晶顯示屏電話，可以提供給人們視、聽覺雙重信息傳遞途徑，大大地方便了用戶的操作。來電顯示。

例: 電腦.手機.電梯及多種家電產品的人機信息交互，以電梯為例加以說明, 見屏幕--答:省略了電梯與人的信息交互.選擇最佳的信息傳遞類型----視覺信息, 聽覺信息, 綜合信息

小結：設計的目的是為了滿足人的需求，而人機關系是滿足人的需求的方法。因此在產品設計中要注意人機關系。這是設計的核心問題之一。首先要理解人機關系。熟悉人機關系在設計中要實現的目標。了解在設計中如何合理運用人機關系。

五、布置作業：

課本第35頁練習第1題。

第二篇：自行車設計中人機工程學分析

自行車設計中人機工程學分析

一、人d自行車系統組成

自行車的功能是供人騎行，就發揮自行車的功能作用而言，把人看作自行車的組成部分

是完全合理的。因此，人在騎車時組成了人d車系統，該人-車系統中的人t車界面關系可由圖

12b13來進行分析。

1·人與支撐部件關系

支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構架。支撐部分將其他零部件固定在相互間正確的位置上，保證自行車的整體性，實現自行車的功能。

從人機關系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關系，與騎車人的位置和肌肉的動作有著密切的聯系。人坐的位置怎樣更合適，車架多高使人腳蹬起來用力才方便，如何保證人的上身有正確姿勢，手握車把的距離多長才合適等，都是決定于人體特性的設計參數。

2·人與動力接受部件關系

動力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動力是靠騎車人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運動的力使曲柄轉動而產生的。為了使人省力和有舒適感，必須在騎自行車人的體格和體力與自行車元件的尺寸關系上下功夫，即研究人體下肢肌肉的收縮運動與曲柄轉動之間的能量轉換問題。

3·人與傳動部件關系

傳動部件主要是滾珠、鏈條和鏈輪。人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動而帶動后輪轉動，從而使自行車前移。傳動部分的設計關鍵是要有較高的傳動效率和可靠性，且有易操縱的變速機構。保證較高的傳動效率，才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。

4·人與工作部件關系

工作部件就是車輪，即車圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數是實心的。車輪一方面把騎車人的肌肉力量，有效地轉換為同地面接觸而向前運動的力;另一方面將騎車人的握力轉換為與接地部分所產生的剎車阻力。在設計自行車的各部分尺寸、車閘及變速器等時，應該著眼于騎車人一動力一傳動一工作的連貫性，才可能設計出同騎車人手的大小或握力相適應的閘把、剎車力適當的車閘，才不會發生剎車阻力不夠而造成失誤現象。

二、影響自行車性能的人休因素

影響自行車性能的人體因素很多，如圖12-14所示。現主要分析下述幾點:

1·人的體格因素

以身高H為基本因素，其他身體的能力與H成比例，并有與H'、H'成比例的特性。如手臂、腿、氣管等的長度與身高成比例，從而以骨關節為中心所產生的力矩、步幅等，都取決于H的大小。肌肉、大動脈、骨鉻的截面積以及肺泡的表面積等都可看成與H'成比例。肺活量、血液量、心臟容量等都可看成與H'成比例。體格對出力性能的影響，從理論上講，彈跳能力與H成比例，速度能力與H，成比例，作功能力和H'成比例。但實際上因每個人身體素質不同，常有20乃以上的偏差。

2·人的下肢肌力

自行車騎行的原動力，主要是騎車人的下肢肌力。人騎車時，骨鉻肌肉內部的化學能轉換為肌肉收縮的機械能。自行車腳蹬的轉動就是通過腿肌收縮出力而完成的，一般說腿肌長的人比腿肌短的人有利。肌肉收縮時產生的力，一般與肌肉的截面積成比例，約為每平方厘米40~5ON，通過一定訓練的人可提高到65N。

3·人的輸出功率

"人輸出的功率隨著騎車人的體格、體力、騎車姿勢、持續時間和速比等的變化而變化。一般成年男人的最大輸出功率約為0·7馬力(0·5lkW)，能持續10，左右。如果持續時間長，其值要小得多，持續lh，大約只有0·1~0·2馬力(0·07~0·1SkW)。

4·人的腳踏速度

自行車運動是很有節奏的，其節奏常常與人的心臟節律保持一定關系。健康人的心臟跳動為70次/min，一般腳踏以60r/min節奏轉動較為合適。設計時以這一常用速度來確定相關設計參數。

5·人的平衡機能

騎車人本身的平衡機能是影響自行車性能的重要因素，如果缺少平衡機能，哪怕是運動性能很好的自行車也不能平穩行駛;若人有很好的平衡機能，卻可掩蓋自行車設計上的某些缺陷。

6·人的手和握力

影響剎車性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和兒童，手的大小和握力都不相同。據試驗，為了長時間施閘而不致使手有疼痛的感覺，希望只用最大握力的10%左右便能得到必要的減速度。

7·人的疲勞

人體疲勞和疼痛是對騎車出力性能的不利因素，其產生原因有人體因素，也有自行車結構因素。疲勞和疼痛一般是由于部分肌肉負擔過大，騎車姿勢不合適，以及體重對鞍座的體壓分體不合適等引起的。此外，影響出力因素還有人的最大攝氧量。

三、自行車設計結構要素分析

影響自行車性能的因素除了上述人的因素外，還有許多機械因素，如圖12-15所示。為了獲得自行車較佳的性能，必須把人的因素與機械因素有機地結合起來，以使人--車協調。為此，著重分析與人體相關的結構要素。

1·速比

大小鏈輪的齒數比，與鏈輪直徑比相一致，一般控制在2·3~4·0的范圍內。利用速比關系可取得騎行時所必要的功率和必要的速度。速比要合適，如果太小，無論人的肌力有多大，由于不能充分提高轉速，所以就得不到大的輸出功率。也由于速比小，在限定的曲柄轉速下，得不到必要的騎行速度(后輪轉速)。速比過大時，要求的踏力也大，容易使人疲勞。為了保持不疲倦的持續騎行，希望肌肉的負擔約力最大肌力的10始，按此選擇速比和曲柄轉速，可得到比較好的效果。

2·曲柄長度

傳統的自行車設計，一般從杠桿原理考慮比較多，對人研究少，認為曲柄越長越有力。曲柄過長后，為了不使腳蹬碰到前泥板，不得不加大中軸至前軸的距離(前心距)。這樣勢必加長車架，影響了正確的坐車姿勢，使人感到臀部痛。若能按人的身長或下肢長來考慮曲柄長度，則可使人省力和舒適。通常曲柄長度的基準，取人體身長的1/10，也相當于大腿骨長的 1/2。

3·三接點位置

正確的騎車姿勢，是由騎車人和自行車三個接點位置決定的，如圖12-16(a)中所示的鞍座位置A、車把位置B、腳蹬位置C。按三點調整法，AB和AC約等，一般AB=(AC一 3)cm，A點略低于B點，約為5cm。

4·鞍座位置

鞍座裝得過低，騎行時雙腳始終呈彎曲狀態，腿部肌肉得不到放松，時間長了就會感到疲軟無力;鞍座裝得過高，騎行時腿部的肌肉拉得過緊，腳趾部分用力過多，雙腳也容易疲勞。騎車時適當的用力部位是腳掌。設計或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窩部位中心緊靠鞍座中部，使手的中指能觸到裝配鏈輪的中軸心為宜。人體各部尺寸都有一定的聯系，只要腋窩中心至中指的長度確定下來，鞍座高度便可大致確定。行駛較快的車，鞍座位置要向前移動，行駛較慢的車，鞍座位置要向后移動，否則都不利于騎行，如圖12-16(b)、(c)所示。

5·車閘

設計時，閘把開擋、力率和閘把力要與人手的大小和握力相適應。靈敏度高的車閘，隨著閘把上力的增大，剎車力也按比例地增加。如果閘把力到達某一程度不發生剎車作用，繼而又驟然生效，說明這種車閘設計不良。在緊急情況下操縱時，理想的施閘力和減速度見表12-4。

四、人-車動態特性分析

1·動態穩定性

自行車的穩定是行駛過程中的穩定，是一種動態平衡的穩定性。動態穩定性影響到自行車騎行中的動作，包括直進穩定性和前后左右方向的穩定性，見圖12-17(a)。顯然，穩定性對安全行駛是必不可少的特性。

2·力學特性

自行車行駛在平地上轉彎的條件是側向力(與離心力平衡)與自行車總重量(人和車的重量)的合力作用線要通過輪胎與地面的接觸點。這當然與騎車人有關，但更重要的是自行車的造型要有適合這種力學特征的結構形式。

3·轉向特性

自行車轉彎時可能有三種情況:

人體和車身向內傾的角度相等。即騎車人身體的中心線和車子的中心線一致時，自行車就可以轉彎，即所謂中傾旋轉，見圖12-17(b);騎車人的傾斜角比車子的傾斜角大時，此時的轉彎即所謂內傾旋轉，見圖12t17(c);騎車人的傾斜角比車子的傾斜角小時，此時的轉彎即所謂外傾旋轉，見圖12-17(d)。

第三篇：設計中的人機關系

設計中的人機關系

一、教材分析：

生活中，我們每個人無時無刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互的關系。這種相互的關系稱為人機關系，人機關系要實現的目標和如何實現合理的人機關系。

二、教學目標：

本節課授課類型是新課授課。針對高中學生的知識水平及年齡特征，確立以下教學目標：（1）、理解人機關系的含義

（2）熟悉人機關系在設計中要實現的目標（3）了解在設計中如何合理運用人機關系。

三、教學重點：

（1）人機關系的概念

（2）人機關系在設計中要實現的目標

四、難點熟悉一些有關技術設計的分析方法方面的相關知識，為今后技術設計的構思打下堅實的基礎

五、教法、教具（教學方法）

利用多媒體以案例分析和師生互動交流為主，如果單純的口頭語言講授很難讓學生理解和接受，而直觀圖片和教具、詳實的技術資料的使用可以輔助教師激發學生的學習興趣，充分調動學生學習的積極性和主動性，降低知識難度，加快節奏，增大課容量，以達到提高教學質量和效率的目的。

六、學生情況分析

通過對第一章“走進技術世界”的學習，學生對技術有了較為深刻和全面地了解，基本形成了對待技術的積極情感和正確使用技術的意識，理解了“技術引人而生，為人服務”的技術理念。在本章的第一節中學生理解了技術與設計的關系，能夠分析設計在技術發明和革新中的作用，了解了技術更新對設計產生的重要影響。通過前面相關知識的學習，同學們已經形成了“我要設計”的探究欲望。

七、課時安排：

2課時

八、教材分析：

在前面的一章的學習中，學生通過感悟技術的價值、理解技術的性質、展望技術的未來，逐漸懂得和理解了“技術因人而生、為人服務”的技術理念，但是如何在具體的設計中體現這種技術思想和理念，還是無從下手。“設計中的人機關系” 一節通過對“人機工程學”中人機關系的核心理念進行的逐步分析，使學生知道了什么是人機關系、人機關系要實現的目標是什么、如何實現合理的人機關系，知道了技術如何才能更好地為人服務.教材中指出“我們設計的產品都是從人的需求出發，最終實現為人服務的目的，因此，人機關系也就成為設計活動中必須考慮的核心問題之一”這一句話恰當的點中了我們為什么必須要學習人機關系這一重要問題，使學生在一開始就明白，只有認真地研究和分析人機關系，自己的設計才能更好地為人服務，從而產生“我要學”的愿望和需求

書中從人和物的關系分析入手，逐漸過渡到人的不同部位、不同層面與物的不同部位和不同層面之間的關系分析，使學生在設計分析時能正確地找到要解決問題的根源和著手點。在對人機關系進一步分析的基礎上，還要告訴學生，環境也是人機工程學中的重要要素之一。

人機關系即是理念又是方法，它既是技術的價值和技術的性質的延伸又是技術設計構思的前沿，他為學生提供了設計分析的基本思想與方法。對人機關系的分析，最終還是在如何實現合理的人機關系部分落實到了人，落實到了技術為人服務這一最終目的。具體的體現了教材人文引領的獨特特色，也為后面的發現問題等內容的繼續學習作好了充分的準備。教材中選擇的案例十分貼近學生的實際生活，能夠使每一個學生在學習時都有話可說，有事可做。

九、教學步驟（過程）

1、復習導入概念

人機關系的概念——人機關系中所指的“機”除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。馬上行動：

一、什么是人機關系 A、課本第28頁

B、請學生 舉例說明自己與周圍什么物品構成了人機關系？（就身邊的筆、桌凳、衣服、書、水壺、教室等物品回答）

2、分析案例

在人與某個產品構成的人機關系中，往往存在復雜的多方面關系。以開門為例，人走近門，便與門板構成人機關系；人要握住把手，便與門把手構成人機關系；人開門后要通過門，便與門框構成人機關系。人乘電梯到某一樓層去存在著很多方面的人機關系。在乘電梯到某一樓層去的過程中存在哪些方面的人機關系？

馬上行動：論人坐在椅子上的時候，人體的一些部位與椅子構成了哪些人機關系。

3、小結：

當人們身處某一環境的時候，這時的人機關系就體現為人與環境的相互關系。在設計中，我們所設計的產品都是從人的需求出發，為人服務的。因此，人機關系也就成為設計活動中必須考慮的核心問題之一。二）、人機關系要實現的目標

人與機之間存在著復雜的關系,我們在設計中考慮人機關系,需要實現哪些目標呢？（1）高效在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。

思考：鐵鍬作業試驗 ”改進了哪些具體的人機關系而使工作效率大大提高 ?（2）健康 是指人在長期操作或使用產品的過程中，產品不會對人造成不良的影響。例如：如果課桌設計不合理，就會使學生處于不恰當的學習姿態，長時間的使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。

（3）舒適——在設計中考慮人體處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。

（4）安全 在設計中考慮人在操作和使用過程中，產品對人的身體不構成生理上傷害.例如：產品與人的接觸部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，容易產生危險的地方應進行安全保護的設計，汽車的安全帶設計，沖床的安全保護設計，兒童座椅前的護欄設計等。除了這四個目標，人機關系還可以考慮哪些目標？ 備：美觀、實用、成本等 三）、如何實現合理的人機關系 如何實現合理的人機關系呢？

首先應該明確設計涉及哪些人機關系。

其次要考慮這些人機關系涉及哪些因素和技術指標。

在實現合理的人機關系的設計中，我們還應該注意處理好以下幾個方面的關系。（1）普通人群與特殊人群

結論：大多數產品是為普通人群設計的，設計參照的標準是依據普通人群的數據確定的。但是特殊人群也是社會的重要組成部分，他們往往有著獨特的需要。設計時，還應充分地考慮特殊人群的特點和需要。（2）靜態的人與動態的人

人們使用產品時處于靜態和動態兩種狀態交替之中，因此，設計的產品不但要符合人體的靜態尺寸，也要符合人體的動態尺寸。

為了形成良好的人機關系，不僅要使產品符合人體靜態尺寸，而且要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。

（3）人的生理需求與人的心理需求 例如：

a茶座、咖啡廳的設計：

應以暖色調為主，空間要小一些，以營造溫馨、寧靜的效果 b辦公室的設計：

以冷色調為主，空間要簡潔明快，以求產生嚴謹、高效的工作氛圍 c醫院的設計： 以藍色、白色為主，使病人產生平和的心態

設計中的人機關系，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求，產品的色彩、材質等都會對人的心理產生影響。視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關系處理得更好。

3、討論與分析

在我們的生活中，是不是也有很多類似的情況，并將它們列舉出來。

為了形成良好的人機關系，不僅要使產品符合人體靜態尺寸，而且要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。如帶顯示燈的接線板。你還能想到哪些類似的產品？列舉出來。

4、思考：如果汽車的喇叭聲換成閃燈會出現什么后果？

選定了信息傳遞類型后，還要注意設計好信息源。信息源的布置應該符合安全、明確、快速定位的要求，并且要考慮操作流程、重要性、使用頻率等方面。

電腦界面越來越人性化，用戶只需輕輕點擊鼠標，所有的任務就可以在系統提示下完成，操作起來非常簡單、方便。例如，當電子郵件都接收完畢時，不僅有文字提示，同時還有聲音提示。

想一想，電腦還有哪些操作界面充分考慮了人機關系？

5、閱讀

汽車的顏色新西蘭的專家們通過調查分析得出，淺顏色的車子看起來非常顯眼，因此在車禍高發的。夜晚時段開淺色車子會很安全，而銀灰色又是淺顏色中最能避免車禍的，因為這種顏色可以反射燈光，更容易令其他司機注意到。專家表示：“銀灰色車遭遇車禍的概率只是其他淺顏色車子的一半。”研究小組還注意到，棕色車子遭遇車禍的概率最高，然后是綠色和灰色車子，而紅色、黃色、藍色車子則相對安全一些。

6、選擇日常生活中的某一產品，分析其在人機關系處理上存在的缺陷，提出改進意見，并填寫下表。

2.圖示的兩把剪刀，如果你站在工作臺前用它們來裁剪布料，你覺得哪一把使用起來會比較方便、省力、效率高？如果你處于坐姿的狀態下，使用它們來剪裁紙張，哪一把用起來會比較方便呢？ 分析其原因。

十、小結：

技術因人而生、為人服務，技術設計的最終目的是為了滿足人的需求，達到人機關系的合理化，人機關系是設計時必須考慮的核心問題之一，因此在產品設計中要注意對人機關系的深入研究。人機關系在設計中要實現的目標來源于人的具體需求，它包括高效、健康、舒適和安全等諸多方面。要達到人機關系在設計中要實現的目標，首先應該明確設計涉及哪些人機關系。其次要考慮這些人機關系涉及哪些因素和技術指標。在實現合理的人機關系的設計中，我們還應該注意處理好普通人群與特殊人群的關系、靜態的人與動態的人之間的關系、人的生理需求和心理需求之間的關系等。

十一、教學反思

1、一節好課首先要以課程標準為依據，村份利用好教材和教師用書，結合學校和當地的教學資源與學生的實際情況，適當調整教材的內容和添加必要的教學手段，以期收到更好的教學效果，讓學生最大的獲益。

2、通用技術課程就是要學生更多的親身體驗和感悟。所以課堂上要盡可能多地讓學生面對實物進行探究、分析、學習。

3、學生情感態度價值觀目標的實現，最好是通過課堂活動來達到。

4、所舉案例要盡可能的是發生在學生身邊的事例，這樣學生才會有親身的感受。

5，教學方法要層層深入，不斷地讓學生進行思考練習、再思考再練習，在這種主動學習的過程中使學生的思維得到升華

第四篇：作業崗位設計中人機工程學案例分析（范文模版）

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作業崗位設計中人機工程學案例分析

一、檢驗作業崗位設計原則

在工業生產中，涉及到控制產品質量水平的作業稱之為檢驗。檢驗的方法有直觀目視掃描，人工測量和自動測量。對于多品種、小批量產品的檢驗，一般采用目視掃描檢驗。產品通常在傳送帶上移動或自動送至檢驗作業崗位，而工藝過程控制是在時間限制的壓力下檢驗產品。顯然，檢驗作業的效能與產品質量控制水平密切相關。為了給檢驗人員創造一個方便、舒適的作業崗位，以保證檢驗效能，對檢驗作業崗位提出相應的設計原則。

① 使檢驗人員盡可能采用向下的觀視角，而不用向前的和向上的觀視角。

② 讓被檢產品向檢查人員方向移動而不是離開檢查人員方向移動，見圖5-1。如果產品從右向左或從左向右橫過檢查人員的視野，不會出現很大差別。對每分鐘移動18m 的產品至少應有30cm 觀視范圍，并排除觀視范圍內的所有障礙物。

圖5-1 檢驗移動產品的觀察方向

③ 工作面高度應由人體肘部高度確定。統計研究指出，人的肘部高度約為人體身高的63%，而工作面的高度在肘下25---76mm 是合適的。

④ 坐姿作業比站姿作業要好，因為心臟負擔的靜壓力有所降低，而且坐姿時肌肉可承受部分體重負擔。如選擇坐姿作業，必須提供舒適的、且可調節的座椅。

⑤ 選用可調座椅時，可能會造成檢驗者腳不著地的情況，此時必須使用腳踏板支持下肢的重量。

⑥ 無論坐姿或站姿作業，都應給檢查人員用輔助活動來中斷檢查周期的機會，以便調節視力和體力，減輕作業疲勞。通常一次連續監測時間不超過30min。

二、立姿檢驗作業崗位設計

1．紙張取樣檢驗作業基本要求

在紙張生產系統中，紙幅以 0.6m / min 的速度運行，檢驗員在紙機尾端仔細檢查寬度90cm--------------------------精品

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2．立姿檢驗員崗位設計特點

為保證檢驗效能和減輕檢驗員的疲勞，該崗位設計有以下特點：

① 在此項設計中，紙幅速度每分鐘為0.3m，應有觀察距離30cm或使總觀察區為60cm。

② 眼高尺寸要求，在檢驗點的紙幅不應高于地面145cm。應使高度對較矮的檢驗員，在檢驗工作中也能向下觀察。但最好保證檢驗員的向下視角，至少不小于450。

③ 在質量控制工作中，工作面須高出地面91cm。為此，檢驗員能用足夠的力量切取紙樣，紙幅寬度為90cm，以便檢驗員能彎腰突臀夠到紙幅的另一邊。切取紙樣和拼接紙幅的工作面高度在91cm 處，這是一個適宜的高度。

④ 由圖5-2(a）所示，紙幅（A）從高c m 的紙機中出來，直接引向高122cm 的檢驗崗位C，當紙幅以0.6m / min 速度運行至檢驗員身邊時，取長度至少為50cm 的紙幅樣品后，即將其領回至高91cm 的檢驗臺和拼接臺（D）。工作臺面長度至少60cm，不同的臺高是為了檢驗員能方便地完成不同的檢驗工序。

⑤ 假定檢驗員能站在離紙幅約50cm 處，用幾何法或三角函數來分析目測工作的要求。以圖5-2(b）中對視角計算法予以說明。假設在設計中對邊為o，鄰邊為a，直三角形和斜邊為 h，則可從三角形的各邊之間的三角函數關系來計算視角。

⑥ 為尋求目測工作的最佳設計方案，可規定檢驗員俯視角45。如圖5-2(b）所示，作為三角形對邊與鄰邊之間的最大比值，tg45等于1。

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圖5-2 立姿檢驗作業崗位

三、坐姿檢驗作業崗位設計

圖5-3 坐姿檢驗作業崗位

1．瓶子包裝檢驗作業崗位的原設計

在檢驗瓶子和包裝瓶子的工作中，檢驗員可站在或坐在工作臺旁。瓶子沿著運輸帶從右邊送入，從左邊送出，以每分鐘6個的速度經過檢驗員。要求檢驗員從中取出產品進行檢驗，剔除不合格產品，將其余的放入包裝箱中。在圖5-3所示的原設計方案中，工作臺高85cm(A）、寬30cm、臺面厚5cm，在其下方留有80cm 立腿空隙，腿部前伸方向空隙為35cm。椅子可調--------------------------精品

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至地面高63cm。一般檢驗者能向前取到瓶子的距離是51cm。工作臺與輸送帶的間距為15cm(B)，輸送帶固定于輸送機上，離地高100cm，輸送帶嵌于一個高為5cm(C）的護軌中，以保證瓶子排列整齊成行，并不致從輸送帶中掉出。對原設計方案進行調查分析，對于坐姿和立姿兩用的工作崗位，多數檢驗員喜歡采取坐姿，因坐姿比立姿工作舒適得多。當然，有時還得站起來拿取瓶子或搬移裝滿合格品的箱子。但對這樣的檢驗崗位，卻有許多檢驗員抱怨肩臂酸痛。從人體勞動生物力學分析可知，手臂和肩膀出現酸痛，認為是肌肉組織產生靜負載。此種靜負載主要是和檢驗員需過度抬臂并臂伸在18cm 以上，從輸送帶上取出每個瓶子有關。

2．瓶子包裝檢驗工作崗位改進設計

通過對原設計方案的參數和存在間題的分析，認為改進檢驗及包裝瓶子的作業崗位設計從而減輕全日工作人員的肩臂酸痛則成為改進設計的主要目的。為此目的，按照坐姿和立姿工作崗位的設計原則，來尋求改進設計的思路。首先發現在原方案中沒有腳踏板，對坐姿的作業崗位臺面高度在85cm 時，是太高些；而對于坐、立姿工作崗位則嫌太低；同時由于檢驗員在作業崗位容腿及伸腿的空隙受到限制。為減輕檢驗員在工作過程中肩臂肌肉靜負荷，可采取兩種基本方法之一，即升高檢驗員或降低輸送帶。

因為輸送帶不能降低，那就只有把檢驗員工作面升高，然而工作面又不能簡單地采用提高座椅高度的方法來實現。顯然，改進設計比新設計要受到更多的限制。由于原設計方案的限制，只能采取較為特殊的改進設計方案，其要點如下：

① 設置一木制平臺，置于輸送機的任一邊，以將工作面升高到100cm 處。由于檢驗作業崗位也可能要處理一些應急事件，故設置的木制平臺不宜過小，并須備有低的護軌，以防人們不小心從邊緣滑下。這一改進措施可解決檢驗員過度抬臂而產生靜負荷。

② 在椅子或工作凳前設置一踏腳板，以減輕腿部懸空的不適，從而減輕全身疲勞。

③ 如檢驗員工作臺有足夠的空間，可將在檢驗員正前方的工作臺部位剖成半圓開口，使檢驗員更接近伸展部位，以減少手臂向前伸展所引起的肩臂負荷。此外，這一開口的另一優點是當檢驗員將座椅推向工作臺時，其身后的通道空間加大，有利于進行相關的輔助工作。

通過對原設計方案的改進，解決了原方案存在的關鍵間題，使檢驗員在工作時感到舒適并不易疲勞。最后需要說明的是，以上所介紹的幾個產品設計中人機工程學分析范例，目的在于說明人機工程學分析的一般思路和方法。由于工業設計的對象千變萬化，不同的設計對象，所涉及的人機工程學因素差異很大。

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第五篇：設計中的人機關系教學設計

《設計中的人機關系》教學設計

教師教育學院

金曉霞 【教材分析】

本節課《設計中的人機關系》選擇江蘇教育出版社出版的《技術與設計1》的第二章第二節，人機關系是進行設計必須學習的基本內容。人機關系又是“技術是為了滿足人的需求”這一思想的具體體現，本身起到有技術的性質到技術設計的過渡作用。通過本節課的學習，使學生知道技術設計從何處著手，才能更好地為人服務，才能實現技術設計“以人為本”的核心設計理念。【學情分析】

高二的學生分析問題的能力見長，通過對第一章“走進技術世界”的學習，學生對技術有了較為深刻和全面地了解，基本形成了對待技術的積極情感和正確使用技術的意識，理解了“技術引人而生，為人服務”的技術理念。在本章的第一節中學生理解了技術與設計的關系，能夠分析設計在技術發明和革新中的作用，了解了技術更新對設計產生的重要影響。通過前面相關知識的學習，同學們已經形成了“我要設計”的探究欲望，所以安排一定的動手設計環節，既豐富課堂內容，也調動他們積極性。【教學目標分析】

一、知識與技能

1、理解人機關系的含義

2、熟悉人機關系在設計中要實現的目標

3、了解在設計中如何實現合理的人機關系

二、過程與方法

1、通過舉例分析和討論，學會從人機關系的不同角度、不同層面進行設計分析的方法

2、通過討論和實踐，能夠掌握實現合理人機關系的基本思想方法

3、通過學習，使學生形成技術設計應“以人為本”的核心設計理念

三、情感態度與價值觀

1、通過案例分析，培養學生科學地對待技術設計的態度

2、通過學習“人機關系要實現的目標”，形成關愛他人的積極情感

3、通過本節的學習，培養學生技術應“以人為本、為人服務”的價值觀 【教學重難點】

教學重點：使學生形成“以人為本”的核心技術設計理念

教學難點：人機關系的具體分析和應用 【課時安排】

1課時 【教學準備】

多媒體設備、課件、視頻、削皮器、水果刀、蘋果 【教學方法】

講授法、討論法、任務驅動法 【教學過程】

一、講解故事，引入新課（10分鐘）

師生問好

師：前面幾節課我們已經學習了技術的價值和技術的性質。了解了設計與技術之間的關系，設計是技術發展的重要驅動力，同樣的技術的發展也為設計提供了很好的平臺，那么怎么樣的設計才能滿足人們的需求，技術才能真正做到“因人而生，為人服務”的目標呢？這就涉及到我們今天要講的內容，我們先來看幾則小故事（播放ppt）第一個故事是講曹操的，設計時他嫌門太大了，對門的尺寸不滿意，還出題考驗工匠。第二個故事是出自論語的“割雞焉用牛刀”說明用牛刀來殺雞太大了，有點大材小用。我們再來看一個“猜一猜”（播放ppt）,兒童家住十樓，下樓選擇坐電梯，而上樓時卻是走路的，大家想一想為什么啊？ 生：.........師：很好，有同學已經猜到了，因為兒童身高比較小，只能按到最下面的按鈕，大家都坐過電梯，有這樣的經驗，電梯的數字基本上都是下面的小，上面的大，“10”位于比較靠上面的位置，他夠不著，那么以上這三個事例都說明了什么問題呢？（播放ppt）生：.........師：說明了這些設計的人機關系都不夠合理，那么什么是人機關系呢？這就是我們今天要研究的第一個知識點（播放ppt）人機關系是指人在生活中接觸到各種物品，人與物品之間的關系就稱為人機關系，在這里要注意，人機關系中的“機”不僅僅是指機器，也包括工具、家具、衣物，甚至是我們周圍的環境，比如說空氣、水等，簡單地說，機就是指我們接觸到的一切物品。明確了人機關系的概念以后，我們再來看一組練習（播放ppt）練習一：找出下列活動中的“人”和“機” 生：........師：大家都掌握的很不錯，我們在這里還要注意一下，人機關系是一種比較復雜的關系，我們以人開汽車為例（播放ppt）人坐在汽車里，那么，人的手與方向盤構成的人機關系，人的手與掛擋的桿子也構成了人機關系，腳與油門也是人機關系，還有人的背與椅子之間也是人機關系，所以這之間的聯系是很復雜的。清楚了這一點以后，我們在來看書上的案例分析和馬上行動，給大家3分鐘左右的時間去完成，等一下，我們來校對答案。練習二：完成書本上的馬上行動和討論 生：完成書上練習

師：好，大家差不多都完成了，我們一起來校對一下答案，首先是討論題，我們按照順序來說，首先人站在門口接觸到電梯門，所以他們之間構成了人機關系，然后人要進入電梯，必須先按下數字，所以人與電梯外按鍵構成了人機關系，人進入電梯后與箱體之間也構成人機關系，最后人要到幾樓也必須要按下數字，所以又與電梯內的按鍵構成了人機關系。再來看我們的馬上行動請同學起來回答一下 生：.........師：這位同學回答的很好，那么通過以上的這些學習，大家對于人機關系這一塊的內容都有了比較深刻的理解。人機關系是人機工程學的一塊內容，對設計者來說是很重要的，那么大家覺得合理的人機關系應該是怎么樣的，它應該達到哪些目標呢？這就是今天這堂課我們要重點學習的內容。

二、講授重點，突破難點（20分鐘）

師：首先我們來看一個案例（播放ppt）從剛才的案例中，我們可以看到，當人們把多余的動作去掉時，砌磚的效率提高了很多，而隨著機械化生產的發展，從當時研究動作及時間的分配，進而研究人和機器設備組合的利用率，從而提高了生產效率，所以人機關系要實現的第一個目標就是高效。再來看例子（播放ppt），我們如果要把這個水池給灌滿，會選擇哪個水桶? 生：.........師：有同學說選擇最大的，可以裝最多的水？這樣做合理嗎？最大的水桶裝的水比較多，但是人不一定能提得動，所以在這里還要考慮人自身的情況。因此在實現高效目標時，要把人和機當作一個整體來考慮，最優地分配兩者展開工作。接下來我們來做一個實驗，用這個削皮器來削蘋果，請大家記一下削完這個蘋果需要多少時間，哪位同學愿意上來配合？ 活動一：學生上臺削蘋果，做實驗 生：上臺展示

師：這位同學完成的差不多了，我們來看一下兩位的時間，他削的速度還是比較快的，我們用掌聲謝謝他的配合，今天我還帶來了一個削蘋果神器，我們一起看一看（播放視頻），大家看完這個的時候都發出了感嘆，它削皮的速度相當快，效率非常高，而且它不僅可以削皮，還可以去核，切片，方便不同的人食用。削皮器的這樣一個演變過程，充分實現了人機關系中高效這一目標。除了這個以外，這里還有一個神器（播放視頻），這個是用來切西瓜的，一刀下去，西瓜很自然地全部被切開，而且每一塊的大小都是比較均勻的，比起我們之前用刀來切是不是也高效了很多啊？那么這兩件工具除了體現高效以外，還體現了什么？ 生：..........師：還體現了安全性，傳統用刀來切和削都容易傷到手，有一定的危險性，但是有了這樣的工具，手就可以被保護，相對安全了。所以人機關系要實現的第二個目標就是安全。我們一起來看一下具體的例子。比如說我們的安全帽，它的設計就是為了保護人的頭部安全，還有樓梯上是扶手，兒童床的護欄都是出于安全這樣的目的設計的。還有我們的汽車安全氣囊，我們一起來看一下它是怎么工作的（播放視頻），它在汽車發生碰撞的時候彈出來，可以保護人的頭部和頸部的安全，請大家再來看一下我們學校的哪些設計考慮到了安全這個目標？ 生：..........師：大家都提到了很多，舉的例子也很到位，我們繼續往下看，要實現的第二個目標就是健康（播放ppt）這是一張高跟鞋的圖片，大家可以看到它的鞋跟非常高，這么高的鞋跟對人的健康是很不利的。據美國調查研究表明鞋跟高度超過6厘米對腳踝的傷害是非常大的，而超過7厘米的高跟鞋對人的頸椎也有很大的傷害，超過8厘米的高跟鞋會使人視網膜承受的壓力比普通人高幾倍，從而引發一系列的問題，所以高跟鞋的設計是不利于人的健康的。我們再來看一張圖片（播放ppt）,大家看這張桌子跟你們平時用的有什么不同之處？ 生：........師：這個桌面是傾斜的，我們看書的時候可以不用彎著腰，低著頭，對我們頸椎的健康還是比較有利的。同時它的表面是綠色的，對我們的眼睛有好處，可以保護我們的視力，這樣的設計是不是體現了健康這樣的目標啊？我們可以發現這張桌子除了健康之外，用起來也是比較舒適的，舒適就是我們今天要講到的第四個目標（播放ppt）還是來看具體的圖片吧（播放ppt）我們平時用的鼠標都是下面這一種，比較普通，大家有沒有見過上面那一組鼠標？它叫做人機工程學鼠標，比我們平時用的高級一些。我們平時用的是平的，人在使用的時候手臂是扭轉過來的，這樣手會很不舒適，因為經絡不暢通，長期下去會得鼠標手的病，現在很多長期操作鼠標的人都有這樣的問題。針對這一點，人們就設計出了人機工程學鼠標，把鼠標豎著，手臂的經絡就比較順暢，手也比較舒服。有了人機工程學鼠標那么自然而然地也誕生了人機工程學鍵盤，這個鍵盤與之前的鍵盤的不同之處就是它把鍵盤分成了兩個區域，這樣兩只手之間的距離就不至于太擁擠，打字也會舒適一些。我們這里還有一雙非常高級的鞋子（播放ppt）它的鞋底裝有電腦芯片，可以測算你走路的狀態，然后對鞋子進行調整，以保持最舒適的感覺。剛才我么提到的這些主要都是指生理上的舒適，那么同樣的心理上的舒適也是非常重要的（播放ppt），大家看這個房間的設計，很整潔，很明亮，給人的感覺非常舒適，那么除了健康、舒適、安全、高效，大家覺得合理的人機關系還應該實現哪些目標？ 生：.........師：同學們還舉了很多例子，我們這里也有一些典型的目標，一起來看一下（播放ppt）這是一部手機，看起來非常時尚、美觀，相信大家在選購手機的時候也會考慮這些的。再來看最后一個這是竹編的收納盒，它體現了什么目標啊？ 生：.........師：對了，它體現了環保或者說可持續發展的目標，我們剛才提到的所有目標說到底都是體現了一種“以人為本”的設計理念這些都是從人的角度出發，為滿足人的需求而產生的。生：..........三、綜合練習，鞏固知識（6分鐘）

師：現在大家對于人機關系已經很了解了，對于它要實現的目標也比較清楚了，下面我們就來看一組練習，找一找圖上是哪些設計不夠合理，你認為應該如何改進？ 練習三：找找圖片上人機關系設計不合理的地方，并改進 師：大家都觀察的很仔細，也提出了很多的修改意見，非常好

四、分析總結，課后練習（4分鐘）師：總結知識點，并給出一些練習【板書設計】

設計中的人機關系

一、人機關系的概念

“機”接觸到的一切事物

二、人機關系需要實現的目標

高效（把人和機作為一個整體進行考慮）

健康

舒適（生理上、心理上）

安全

【課后反思】

1、請學生回答后，要對他們進行鼓勵和肯定

2、內容的銜接上要更加圓滑些，避免平鋪直敘