引导青少年姿势和行为的学习桌椅设计指标探索

2013-04-29罗玉明唐晓阳刘显明

设计 2013年6期

罗玉明　唐晓阳　刘显明

摘要：针对青少年近视眼，斜视眼，驼背，合胸，腰椎间盘突出，脊柱侧弯，颈椎病，坐骨神经痛，下肢静脉曲张，痔疮，腹部脂肪积聚等病变的成因，综合行为学、美学、医学等多个学科，进行了具体的测试和实验，提出了通过设计来引导青少年产生良好姿势和行为的健康桌椅要素，从而探索各项科学合理的设计指标。

关键词：学习桌椅姿势行为导向设计指标

学习桌椅应体现人文关怀，为学生的健康学习方式而设计。目前市场销售的学习桌椅存在着不少设计方面的缺陷，如果学生长时间使用这类不良桌椅，必然会引发一系列不良姿势，并从姿势性变异，发展为习惯性变异，导致结构性病变，不仅严重损害人体健康，而且导致学习效率低下。本文针对青少年眼部疾病、脊椎病、上肢及下肢疾病等四类常见病的成因，综合行为学、美学、医学等多个学科，从健康的角度，特别是在行为导向方面，对青少年学习桌椅进行了改良设计，经过反复测试和实验，不断探索各项科学合理的设计指标，提出了健康学习桌椅的设计设想和方法，进而探索各项科学合理的设计指标。

我们通过前期的研究发现，人坐下时较佳的身躯角度是4个90°（见图7），而更佳坐姿的身躯角度则是2个90°及2个135°（见图8）。

良好的学习桌椅设计，不是通过强制性地粗暴干预人的姿势等手段来达到目的（其结果往往背道而驰），而是一项关于行为科学的系统工程，即把桌椅与青少年的具体学习活动联系起来，作为一个生态的、发展的、符人体工学的系统工程来进行研究，使“人一桌椅一学习”成为有机、完整、和谐的人机工程结合体。

1 眼部疾病成因和健康学习桌椅设计方法

1.1成因

（1）近视眼——与使用不良桌椅有关。传统椅子的椅板固定向后倾斜，人的臀部和重心只能坐落在椅板的后面，令读写姿势不正确，于是就出现了曲背、弯腰、低头等行为，形成视距不足（见图5、1、2、3、4）。桌椅太低或过高，令头部前倾低垂或视距不足，脊柱弯曲胸部受压，大脑供氧不足，造成视力模糊，容易导致近视。

传统桌子的桌面固定平放，与人的视线不平行，眼睛难以获取桌面上完整和清晰的图像，迫使头部更加前倾低垂（图7、8），导致视距严重不足。电脑与视线不平行，迫使头部前倾，增加了电脑辐射和频闪对人的危害（图4）。学生上课时，桌面与黑板的视角度和视距均不同，眼睛需不断的调节焦距和角度；同时，由于桌面与黑板的受光角度不一致，眼睛感光度經常处于调节状态，造成眼睛紧张疲劳，容易导致近视。

（2）斜视眼——多与不良习惯有关。许多人为图手臂和肩膀的舒服，习惯将书写的手臂横摆在桌面上，书本也随之斜放，于是就出现了身躯扭曲、高低肩、歪脖子等姿势，容易导致斜视眼（见图1、3）。

（3）或其他原因造成。

1.2健康学习桌椅设计方法

桌子和椅子的高度、角度互相配合，设置托手板托住手臂，保证坐姿正确，减免眼部疾病。

（1）桌椅可根据个人身高需要调整高度，这方面在国家的《课桌椅标准》中已有具体的规定，本文不再重述。

（2）椅板可根据人的坐姿自动调整前后倾斜角度，即“伏案”时椅板自动前倾6～7°，“正座”时椅板自动后斜6～7°，使人无论伏案还是正座，均能实现躯体的4个90°，令脊椎接近生理角度，让人挺胸、直腰、抬头，保持理想的读写视距（见图6、7、8）。

（3）桌面可根据阅读、书写、用电脑、绘图等需要手动调整各种角度，使书本与眼睛接近平行，力求图像的完整度和清晰度，不必过于曲背低头（见图5、6、7、8）。

（4）在椅子两侧设置托手板托住手臂，使肘夹角成90度。不必再摆放在桌子上，使肩膀与上臂自然下垂，在轻松状态下书写或操作鼠标，并让人的身躯与桌子前缘保持平行，减免斜视眼（见图6、7、8）。

（5）在桌面设置固定的电脑显示器支架，保证其高度减少颈椎弯曲，保持视距减少荧屏辐射和频闪对眼睛的伤害（见图6、7）。

（6）由于桌面的角度与黑板、电脑的角度接近，眼睛调节焦距容易：同吼由于桌面书本与黑板的受光角度接近，使眼睛减少减光度调节（见图8）。

2 脊椎病成因和健康学习桌椅设计方法

2.1成因

（1）多与不良习惯有关。从小学一年级开始，学生们就被要求双手横摆在胸前的桌子上，这样其实已形成了驼背弯腰的雏形，并可能从此养成了把手臂摆放在桌面的习惯。许多人为图手臂舒服，也下意识地将一只或两只手臂横摆在桌面上，于是就出现了驼背、含胸、弯腰、身躯扭曲、高低肩、歪脖子、斜视眼、视距不足等现象（见图1、3）。

（2）与使用不良桌椅有关。传统椅子的椅板固定向后倾斜，人的臀部和重心只能坐落在椅板的后面，但身躯却要伏案读写，再加上桌板固定平放，与眼睛视角度不平行，让人出现了系列的姿势性变异，形成曲背、弯腰、身躯扭曲、低头、视距不足等行为，长期导致了驼背、含胸、腰椎间盘突出、脊柱侧弯、颈椎病等结构性病变（见图5、1、2、3）。

但也有个别人为了改变不适，采取了翘起椅子后腿的坐法，可见，人在读写时对椅板角度有前倾的潜在需求。

（3）桌椅高低不适，和其他原因造成。

2.2健康学习桌椅设计方法

桌子和椅子的高度、角度互相配合，设置托手板托住手臂，保证坐姿正确，减免脊椎病。

（1）桌椅可根据个人身高需要调整高度。

（2）桌椅可根据需要调整为可坐可站使用，站立时可解放“钉子屁股”，使身躯回复到自然状态。

（3）椅板可根据人的坐姿（伏案、后靠）自动调整前后的倾斜角度，实现躯体的4个90°或2个90°及2个135°，其中上半身与大腿之间形成的135。是脊椎压力公认最低的坐姿角度。该设计可让人抬头、挺胸、直腰，减免腰、颈等脊椎病变（见图6、7、8）。

（4）桌面可根据阅读、书写、用电脑、绘图等需要，手动调整角度，使桌面与眼睛接近平行，力求图像的完整度和清晰度，不必过于曲背低头，减免腰、颈椎病变（见图5、6、7、8）。

（5）在椅子两侧设置托手板托住手臂，使肘夹角成90°，不必再悬空或搁放在桌子上，肩膀与上臂自然下垂，在轻松状态下书写或操作鼠标，同时减轻了脊柱20%的负荷，在椅子两侧设置托手板托住手臂，不必再横搁在桌面上，并让人的身躯与桌子前缘保持平行，减免脊柱侧弯（见图6、7、8）。

（6）在桌子上设置固定的电脑显示器支架，保证其高度以及保持视距，减免颈椎病（见图6、7）。

3 上肢疾病成因和健康学习桌椅设计方法

3.1成因

（1）肩周炎——与使用不良桌椅和不良习惯有关。手臂长期悬空，重量全部由肩肘负担，容易造成肩、肘、腕关节紧张疲劳及挫伤，肩周组织继发萎缩、粘连，导致颈、肩、腕综合征（图2、4）。伏案读写姿势不正确，手臂横摆在桌面上，肩部固定过久产生痉挛、缺血现象，形成炎性病灶，继而转变为真正的肩周炎（见图1、3）。

（2）鼠标手——与使用不良桌椅有关。鼠标“趴”在桌面，使手腕屈曲，需长期使用腕力来移动鼠标。掌侧与桌面接触积压，使腕管部位压力增大，长期反复的挤压摩擦，使通过的神经和血管受损伤，导致鼠标手（见图4）。鼠标和键盘摆在桌上，因有一定的高度并远离身体，手臂必须伸长才能操作，肩、肘、腕部处于紧绷状态，不能自然伸展，导致肩周炎和鼠标手。

因肩部和颈部的不适，致使手腕和前臂疲劳酸痛，手腕僵硬，手掌酸涩，形成颈、肩、腕综合征。有人以为，通过改变鼠标垫的起伏变化或把手腕垫高可减免鼠标手。这种想法有失偏颇，因为这样并没

有改变运用腕力来移动鼠标的行为，所以鼠标手依然不可避免。

（3）桌椅高低不适，和其他原因造成。

3.2健康学习桌椅设计方法

桌子和椅子的高度、角度互相配合，设置托手板托住手臂，保证坐姿正确，减免上肢疾病

（1）在椅子两侧设置托手板，托住手臂不必再悬空，使肩膀与手臂自然下垂，在无负重状态下书写或操作鼠标与键盘（见图6、7、8）。

（2）鼠标和键盘可放在托手板或抽屉板上使用，令肩膀自然下垂，当移动鼠标时可以肘为圆心移动手臂从而减少使用腕力（见图7）。

（3）由于有了以上2点的配合，人可以靠着椅背轻松地工作和学习，减少对腰部、背部、颈部肌肉的劳损（见图7、8）。

4 下肢疾病成因和健康学习桌椅设计方法

4.1成因

（1）坐骨神经痛——与使用不良桌椅和不良习惯有关。大部分是由于腰椎间盘突出、脊椎侧弯所致，从而压迫坐骨神经，引起水肿、充血，产生坐骨神经刺激症，常见于长时间坐姿的人群（见图1、2、3、4）。

（2）下肢静脉曲张——与使用不良桌椅和不良习惯有关。除了长期站立原因造成以外，还与长期坐姿压迫大腿、长期腿部弯曲有一定的关系，使下肢血液蓄积，在日积月累的情况下破坏静脉瓣膜而产生静脉压过高（见图1、2、3、4）。