人机理论在教学中的实践应用

张兰兰

摘 要：该文主要根据人机工程学中的人-机-环境三大系统进行相互协调的设计，依据每个国家对人机工程学的学科不同，我国仍属于新型的学科。将我国人机工程学学科特点作为切入点，针对现有的人机工程学理论和实践教学内容，探讨有关人机工程学在设计类理论教学中的教学内容和方法，以及在实践教学中的作用。目的在于加深理论知识的掌握和理解，培养根据理论知识解决实际问题的能力，同时完成课程设置和提高教学质量，并能使所设计的产品充分考虑到宜人性。

关键词：人机工程学 人机关系 理论课程 实践教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0198-01

1 人机课程背景

人机工程学一直都是在研究人、机、环境三个系统之间的关系，也是人机在教学中最核心的理论。在教学中让学生知道设计的目的是要满足人的需求，更好地服务于人，进而达到“以人为本”。

人机关系是无处不在。比如，我们早晨起来刷牙的整个过程，人与牙刷、人与牙膏、人与杯子都在发生着人机关系，生活中我们经常与物品发生联系，这些物品不同的设计可以实现不同的目标。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互关系，这种相互的关系就称为人机关系。在设计产品时不仅实用，同时也要适用。

2 理论与实践教学内容

首先，在教学方法上采用理论讲解中的启发式、事物模拟、互动举例式等方法相结合的方式授课，注重对学生创新能力的培养，以及发散性的思维方式。在讲授理论的同时让学生深层次地思考在实际中应该怎么样去应用，以此加强学生动手能力。为课程后续的实践教学部分打下基础，同时，在教学中搜集相关的设计案例，以对某个案例的讲解、剖析、引导学生互动式的教学方法为主，达到以“理论授课为圆心”“案例分析为半径”的模式，才能组成一个整体的人机工程学，以此培养学生们的对于这门课程的兴趣，同时也能使学生在学习枯燥无味的理论课程中，发现当下产品在设计中的问题、解决问题。

在我们日常生后中，有很多产品的设计运用人机工程学。教学中涉及到一个重要的概念就是百分位，根据产品的使用功能特点，所设计的产品主要依据就是人体尺寸的百分位数。在教学过程中就要列举身边的例子让学生知道什么情况下，在设计时应用相对应的“大尺寸”还是“小尺寸”“中尺寸”，比如在设计门的高度时，对于高身材的人都能正常通过，那么矮身材的人必然能够正常通过，所以在设计时就应该采用大尺寸為上限值的依据。

再比如，剪刀如图1所示。在现实使用人群中，习惯用右手的人约占总人数的90%。因此在设计师应主要考虑习惯使用右手的操作者，因为如果按照使用左手设计工具，右手使用者只能发挥80%的力量，将会有很大一部分人会明显降低工作效率。在手工剪刀的使用过程中，通过手指的不段运动达到操作的目的。当使用如图所示的A剪刀时，由于把手处尺寸的限制，常用的使用方法有：将手的大拇指放在A1处，将手的食指和中指放在A2处，这种剪刀因为对于手指的受力点单一，通过手指的开合作为动力，长时间使用容易造成手指的疲劳和损伤。这种使用过程中最为普遍，也是较早的剪刀样式。而B剪刀的手部作用空间比较大，大拇指能够很好地对剪刀进行使力，其他四根手指在使用过程中受力也比较均匀。将把手设计成为弧形，能够使剪刀把手与手指间更加贴合，受力更加均匀。长时间使用相对于传统剪刀不会产生疲劳，还可增强稳定性，此外还有增强把手美观的作用。

其次，在教学手段上，由于人机工程学的特点，通常采用在理论中以多媒体教学课件讲解，并结合相关的动画、视频影音等对相关联的教学内容进行演示、同时引导学生在实践中应该怎么样去研究，最后通过结合一个课题，让学生进行实物模型的设计，以此来贯穿人机中重要的知识点，使学生能够结合课题进行实物模型的制作，以此来进行理论和实践的相结合。

最后，对于我们学院的产品设计系来讲，对于人机工程学这门课程在课程设置上一直都是考试课，起初采用的是以闭卷考试的形式进行结束课程，但是为了更好的促进课程的学习、突出设计的主体，让理论与实践并重，所以之后的这几年都是结合实践拟定完成课程的课题来替代原来的闭卷考试。以此更好地将理论和实践相结合。

3 实践教学的应用

当今社会的发展，无论设计什么样的产品，只有以人机工程学作为切入点，才能被使用者的人所接受和使用，为使学生贯穿人机工程学的基础理论知识，增加学生在以后设计过程中应用人机工程学知识的能力，为学生学习后续其他相关课程或日后从事工作奠定基础。所以在理论授课结束之后，让学生用瓦楞纸设计座椅作为最后的课题，来进行理论和实践的相结合。在实践教学中主要分为：前期的市场调研；对现有椅子进行设计定位，确定所需椅子的使用人群；构思草图、深入草图（细节设计），进行方案的设计；最终完成成品。

这时就需要在设计前考虑到在实际使用中椅子的设计：当我们坐在座椅上的时候，作为我们人来讲，人体中的一些部位就与座椅构成人机关系。其中包括手臂与椅子的扶手；腿与椅子垫；背与椅子垫以及脚与椅子脚等。在设计前首先要考虑到如果椅面设计太长，那么人在正常坐姿时膝盖就不能正常弯曲；椅面过于倾斜，会使使用者自然下滑；扶手设计的高低；椅座设计的高度；椅面的宽度等等，都需要考虑到设计的合理性。所以在实践中，学生在设计椅子的时候就需要考虑到，在理论授课中所涉及到的座椅的设计依据以及坐姿状态下人体的生理和心理的变化等等。虽然，对于目前学设计专业来讲，并没有一套系统的人机实验设施，但是，同学们仍然可以借助于实训室中非专用的设备，应用瓦楞纸来设计和制作人机座椅，来培养学生的学习热情。

4 结语

总之，通过几年的教学经验，人机工程学学科在产品设计系中占有举足轻重的地位，能够引导学生发散性的创新思维，使设计的产品不仅实用，同时也适用。正是人性化的设计理念，让学生在学习设计的最基本理论知识的同时还能总结在实际应用中解决问题的方法。

参考文献

[1] 丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2008.

[2] 王继成.产品设计中的人机工程学[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3] 闫朝华.人机工程学课程教学改革的研究与实践[J].合肥学院学报，2008，25（4）.