第一篇：設計中的人機關系教學案例

《設計中的人機關系第一課時》教學設計

淮海中學 王賓

一、設計思想

《設計中人機關系》講述的是基礎性知識,是后面內容的學習的基礎。本節從人機關系的角度對日常生活事件進行思考分析，幫助學生樹立“以人為本”的設計理念，提高學生的技術素養，培養學生的創新精神。該內容主要采用案例分析、討論、等方法，深入淺出地講解教材內容，以師生互動、生生互動等方式，烘托課堂氣氛，加深知識的理解和掌握。

二、教材分析

《設計中的人機關系》是《通用技術》中《技術與設計（1）》蘇教版第二章第二節。本節分成三個內容：（1）什么是人機關系；（2）人機關系要實現的目標；(3)如何實現合理的人機關系。本節教學內容是完成前兩個目標，它和上一節《技術與設計的關系》都是圍繞技術與設計的問題展開的。在技術世界中的的設計，是以滿足人的需要為最終目的的。因此，設計時要考慮人機關系，以便能使設計的技術產品適合人的需要。這里的人機關系不是專業的設計，它更多地反映一種理念，重在使學生能夠在這種關系的視野中認識設計，為構思、評價、優化方案打下基礎。

在整個教學過程中，先讓學生理解人機關系的含義，特別是“機”的豐富內涵。并通過簡單的案例分析，提高學生的學習興趣，引導學生能較好的把握人機關系的概念，體驗到人機關系在設計中的重要性。聯系現實生活中的案例，通過學習，引導學生較好的掌握和熟悉人機關系在設計中要實現的目標。

三、學情分析

學生對人機關系是比較陌生的，學習時容易對本概念產生誤解。對于本節課內容不必要求學生能夠熟練或靈活地運用，只要求學生達到理解水平，認識理解人機關系的知識，使學生形成“以人為本”的設計理念。高中學生已有一些生活經驗，在具體的教學中，可以有針對性地設置情景，列舉學生身邊熟悉的具體實例，從人機關系的角度對日常生活中的事例進行思考和剖析，幫助學生理解人機關系的含義及其在設計中的應用。

四、教學目標

1、知識目標：

理解人機關系的含義；熟悉人機關系在設計中要實現的目標。

2、能力目標：

使學生能夠對生活中所存在的人機關系進行簡單分析，掌握一些設計分析方法的知識，形成“以人為本”的設計理念。

3、情感、態度與價值觀：

通過人機關系的分析，從中體會到在產品設計中人性化、人文關懷的設計思想，并形成認真嚴謹的態度，一定的創新精神和實踐能力，進而樹立起正確的設計觀念。

五、重點與難點

1、重點：理解人機關系。

2、難點：人機關系在設計中要實現的目標

六、教學策略和手段

1、通過觀察、思考和討論，理解人機關系的含義。

2、學生的活動，體驗設計中的人機關系，初步掌握人機關系在產品設計中的應用。

3、通過對案例的分析、實物的演示及對日常事件的思考，引導學生歸納出產品在設計中要實現的目標。

4、教學時間：1課時

七、課前準備

教師“吃透”本教材；搜集人機關系的案例、圖片、視頻、制作課件；設計并準備好兩把高低不同的一椅子和一把普通的椅子、兩把不同的掃帚、兩把不同的牙刷；了解教室門的具體結構。

八、教學過程 導入：

教師提問：早晨起床后你們會做哪些事情？ 學生回答：刷牙、洗臉、疊被子、掃地??

教師：在這些所有的活動中你們與哪些物品發生了聯系？ 學生回答：牙刷、毛巾、被子、掃帚??

教師展示不同牙刷，同時提問：這些牙刷有什么不同？為什么？ 學生觀察、討論、回答

教師總結：生活中我們經常與物品發生聯系，這些物品不同的設計可以實現不同的目標，本節課我們就一起學習設計中的人機關系以及人機關系在設計中要實現的目標。（板書）同時展示幻燈片：學習目標 第二節 設計中的人機關系(一)人機關系

1、什么是人機關系

教師：請同學們閱讀課本，自己說一說什么是人機關系。（板書）

學生回答：在現實生活中，我們每時每刻都會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關系。這種相互的關系就稱為人機關系。

教師提問：人機關系中的“機”是我們平常所說的機器嗎？

2、人機關系中的“機”指的是什么？

學生討論回答：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，勞動保護用具等。

馬上行動

P28頁：找出下列活動中的“人”與“機”，體會其人機關系。a、教師拿著粉筆板書 b、農民用鋤頭助地 c、漁翁在河邊用釣魚竿釣魚 d、司機手握方向盤 e、媽媽拿著拖把拖地

教師：生活中我們經常要開門，在這個活動中哪兩者之間存在人機關系？ 學生回答：“人”與“門”之間存在人機關系

教師：開門由一個動作能完嗎？需要幾個動作？請同學來體會一下開門的過程，大家一起觀察他做了哪些動作。

學生合作、討論：①人走進門 ②人握門把 ③人通過門?? 教師：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，開門過程中存在哪些具體的人機關系？

學生討論回答：人與手把、人與門板、人與門框 案例分析

討論教材p29頁人與電梯存在哪些方面的人機關系 ①人與電梯門 ②人與電梯外按鍵 ③人與電梯廂體之間 ④人與電梯內按鍵

⑤人與廂體內的照明、高度、寬度等的人機關系

教師：物品有不同的部分，人也有不同的部位，討論分析 馬上行動

分析人坐在椅子上的時候，人體的哪一些部位與椅子構成哪些人機關系。①手臂與椅子的扶手 ②背與椅子墊 ③腿與椅子墊 ④腳與椅子腳

延伸思考：還有哪些？

學生活動

教師：這兒有幾把不同的椅子，請幾個同學來體會一下，注意①椅子的舒適程度 ②高矮是否合適 ③哪個更安全，其他同學仔細觀察椅子的結構。

學生回答感受

教師：你希望椅子有哪些功能？（展示圖片）學生討論，發言

教師：這些功能可以在人機關系的實際中可以實現哪些目標？請大家閱讀課本30頁（板書）

(二)人機關系要實現的目標

學生討論思考：要達到高效，舒適、健康、安全等要求。

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。

案例分析：鐵鍬的作業效率（合作探究）幾個同學分為一組，閱讀案例，思考討論： ①泰勒具體研究了哪幾個問題？

②改進哪些具體的人機關系而使工人的工作效率大大提高？ ③如果是你，還會從哪些方面來提高個人的工作效率？

還應考慮人機所在的環境中的一些因素，如溫度、濕度、噪聲、照明、振動污染和失重等也影響人的效率和行為。

延伸思考：你們在生活中遇到哪些人機關系的改進而提高了工作效率？

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。

馬上行動（學生討論分析）：

根據椅子的設計原則，指出教材p31頁圖片中設計不合理、有損人體健康的地方。a 椅背設計太靠后，正常坐姿時靠不上 b 椅面太過傾斜，會導致人體自然下滑 c 椅背設計太低，支持不住人的身體 d 椅面與人體的接觸面積太小

延伸思考：生活中哪些物品的設計影響到身體的健康？

3、舒適：

是指人在使用產品的過程中，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。

學生活動：請幾個同學使用不同的掃帚，哪個更舒適，為什么？ 案例分析：

教材P31頁圖片思考并回答：右圖使用 起來更舒適，理由：（1）塑料包裹處理使抓握舒適；穿孔處理可以方便懸掛放置。（2）把手大小較合適，使用 時，省力、舒適。

（3）手柄長度比較合適，使用時，腰不用彎太低，減輕腰部疲勞，提高工作效率。

想一想，生活中還有哪些類似的例子？

4、安全：

是指人們在操作和使用產品過程中，產品對人的身體不構成生理上傷害。（1）學生列舉生活中人機關系中哪些設計實現了安全的目標（2）視頻展示：汽車的安全帶設計

學生思考：①在我們學校有哪些地方實現了人機關系中的安全目標？ 同時實現了其它什么目標嗎？

②人機關系要實現的幾個目標是融為一體的，在設計中，除了上述目標以外，人機關系還需要實現哪些目標？ 總結：

1、什么是人機關系？

2、人機關系設計中要實現哪些目標？ 課后思考：

如何實現這種合理的人機關系呢？

九、板書設計

第二章第二節 設計中的人機關系

一、人機關系

二、人機關系要實現的目標

高效 健康 舒適 安全

第二篇：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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-------------各類專業好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有------------------------------的整個紙幅。當紙幅速度暫時降到 0.15cm / min 時，即從紙幅上取樣。檢驗員用小刀切取長50cm 紙樣，然后將兩端拼接起來，以保證紙幅繼續運行。要求每隔15min 即切取紙樣一張，取樣時間約需3—4s。取樣工作需在平臺 面上進行，工作臺置于靠近紙機尾端，使紙幅自左至右通過檢驗員的視野。紙幅從紙機出來時，方向可以改變；能升高至地上190cm 處，然后降至90cm 的卷取高度，在任何角度都能適于目測和取樣抽查。

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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第三篇：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)。

第四篇：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

第五篇：《設計中的人機關系》教學設計

通用技術教案

2.2 設計中的人機關系

運城中學 祁曉麗

一、教學內容分析

該節內容分為三部分：“什么是人機關系”、“人機關系要實現的目標”、“如何實現合理的人機關系”，為兩個課時，本節課為第一課時。人機關系是本章學習的一個重點又是一個難點，是全書的基礎性知識，它更多地反映一種理念，重在使學生能夠在這種關系的視野中認識設計，為構思、評價、優化方案打下基礎。

二、教學對象分析

學生對人機關系是比較陌生的，學習時容易對本概念產生誤解。對于本節課內容不必要求學生能夠熟練或靈活運用，只要求學生達到理解人機關系的知識，使學生形成“以人為本”的設計理念。高中學生已有一些生活經驗，在具體的教學中，可以有針對性地設置情景，列舉學生身邊熟悉的具體實例，從人機關系的角度對日常生活中的事例進行思考和剖析，幫助學生理解人機關系的含義及其在設計中的應用。

三、教學目標

1、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。

2、過程與方法：

①通過舉例分析，理解人機關系的含義及其所要實現的目標。②通過討論和實踐，切身感受“以人為本”的技術設計理念。

3、情感態度與價值觀：

通過案例分析，體會產品設計中人性化、人文關懷的設計思想，通過團隊合作，提高學生的團隊合作精神，激發學生學習的參與性和

通用技術教案

總結：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。在人機關系中，“人”指的是使用物品的人。“機”包括的范圍很大，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、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。

同學們，請問你們現在又和什么環境構成人機關系呢？ 答：教室、學校

“機”通常有不同部位如門是由門板、門框、把手等部位來組成的。我們以開門為例來了解一下人機關系。（老師邊演示邊講解）

從上面的這個案例中，同學應該可以看得到：“在人與某個產品構成的人機關系，往往不是單一的。

下面我們來做一下練習，加深我們對人機關系的理解。活動1：馬上行動P29：乘電梯到某一樓層存在哪些人機關系？ 活動2：馬上行動P29：分析人坐在椅子上人體的一些部位與椅子構成了哪些人機關系？

總結：“機”有不同部位，“人”也是有不同的部位，所以在人機關系中往往存在著復雜的多方面的關系。同時，我們還要樹立“以人為本”的設計理念。

過渡：如果讓你來設計椅子，你希望椅子達到什么目標要求，會受人們歡迎。

2、人機關系要實現的目標

閱讀課本，人機關系要實現的目標，完成P30和P31的思考題。高效

[案例分析]（幻燈片）鐵鍬的作業效率 健康

[案例分析]（幻燈片）馬上行動 舒適