基于人因工程学的多媒体教室设施优化

赵鹏，慕光宇，潘澜澜

（大连海洋大学，机械与动力工程学院，辽宁大连116023）

装备应用技术

基于人因工程学的多媒体教室设施优化

赵鹏，慕光宇，潘澜澜

（大连海洋大学，机械与动力工程学院，辽宁大连116023）

基于人因工程学的知识原理和方法，应用了问卷调查、现场调研、实验分析、检索资料等方法对现阶段的多媒体教室进行分析和改进。分析了多媒体教室中的黑板摆放位置、多媒体投影屏幕位置、多媒体教室座椅尺寸、室内照明设施等硬件条件，并对黑板、多媒体投影屏幕等位置等进行设施优化提高课堂教学效果。

多媒体教学；设施优化；人因工程学；教学质量

近些年来，多媒体技术的迅猛发展已经深入到生活中的各个领域，并且在教育教学中也逐步的体现了出来，它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜地表现形式，将高校的教学代入了一种全新的领域，深受教师和学生的普遍欢迎。信息技术的迅猛发展，使多媒体和计算机网络技术正在融入现阶段的日常教学之中[1]。但多媒体教学过程中受设备和环境等因素的影响，使得许多高校的多媒体教学效果并不理想，国内外学者以实验法、深度访谈法为主要的研究手段，从学生为出发点进行的，进行了多媒体教学效果的研究、教师使用技术引发课堂问题的探究、多媒体使用原则的探究等，并提出了相应的解决策略[2-5]。

人因工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。它应用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果[6]，主要研究人-机-环境这三者之间的相互关系。通过人因工程相关理论和方法，适当的设计和改进多媒体教室人-设备-环境之间的关系，充分发挥多媒体教室的优点，使多媒体课堂获得满意的效果，提高课堂教学质量。本文通过对多媒体教室中的硬件设施进行了分析、研究并制定改进方案，期望多媒体教学更好地融入传统教学中，充分发挥其在教学中的作用。

1多媒体教室的调研及分析

1.1 调查过程

本文以大连海洋大学多媒体教室为调研对象，采用问卷及现场测量的方法，以多媒体教室环境的科学高效性、舒适实用性、安全可靠性和环保健康性四方面确定调查内容，具体调研内容如下：

（1）调查多媒体教室的硬件设施对于学生的学习效率和教师的教学效率是否有所提高；

（2）调查多媒体教室的当前环境是否舒适，能否保证师生在比较舒适的环境下进行授课与学习；

（3）调查多媒体教室的多媒体投影屏幕、黑板使用、多媒体教室桌椅使用情况是否合理

1.2 调研结果分析

通过对收集的问卷（110份）和现场测量数据进行总结分析，主要问题归纳如下：

（1）黑板的位置和长度需要改善，有的教室多媒体屏幕会遮挡一部分黑板，而黑板的长度过长也使得部分教师不能充分利用。经过实际的测量，当前有的教室黑板的长度约为370 cm，而当使用多媒体屏幕时，黑板的可用长度为280 cm，有将近100 cm长度的黑板无法使用。

（2）多媒体投影屏幕的位置不是很满意，而经过测量，现阶段的多媒体屏幕的高度为200 cm左右，人眼的向上最大的角度为25°，许多坐在第一第二排的学生在观看多媒体课件时，由于角度大超过了人眼的最大角度，使得头也会向上抬，从而一节课下来往往会造成脖子不适，眼睛干涩。

（3）屏幕的垂直照度值需改善，在使用多媒体屏幕时，自然光过于强烈使得学生看不清多媒体屏幕，则需要增加遮光帘。而由于室内光线过暗，会影响学生书写笔记。

（4）多媒体教室桌椅的设计，桌椅的舒适度对于学生上课的听课及学习效率有着很大的影响，不仅仅涉及到学生坐姿是否舒适，还关系到从座位看向黑板的角度问题。经过测量，多媒体教室椅面高度约为40 cm，椅背高度约为47 cm，椅背与椅面间角度约为105°~110°之间，课桌高度约为65 cm，桌面宽度约为32 cm.这些尺寸的座椅只是按照现阶段国家所制定的标准而来的，并不能适合所有人，多媒体教室现有布局情况如图1所示，依据人因工程学原则进行桌椅改进需求迫切。

图1 多媒体教室现有布局图

2基于人因工程学对多媒体教室的改进

人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。人因工程学的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求的最佳参数[7]。人因工程学常用来分析“人——机——环境”系统，从而提升系统效益，现阶段高校所使用的多媒体教室多为教师——控制台——投影屏幕所组成的人机交互系统。而多媒体教室中“多媒体”硬件设施应主要对多媒体控制台、可以供教师播放影音的投影屏幕及阶梯式的座椅分布的教学设施环境优化。

2.1 多媒体教室学生座椅的改进

学生为多媒体教室的主要使用者和受益者。在1~2 h内的高强度的集中注意力听课中，学生采用坐姿听课，坐姿是对于人来说最舒适的作业姿势，学习也不例外，座椅是否能够使学生舒适则十分重要。座椅设计的原则包括：（1）尽可能使学生保持自然的或接近自然的姿势，并且要学生们可以随意地更换自己的坐姿[8]。（2）应符合人体生物力学的原理。座椅的结构和形态要有利于人体重力的合理分布，有利于减轻背部与脊椎的疲劳与变形[9]。（3）应使学生能够方便的活动，学习省力且舒适。（4）应使座椅牢固稳定，防止学生倾翻。

根据GB1000-1988《中国成年人人体尺寸》，对于身高较为矮小（155~160 cm）的同学，应将座椅设计为座椅面距离地面350~380 mm，桌面与椅面高度差应为226mm左右。对于身材较为高大（185~190 cm）的同学，应将座椅设计为座椅面距离地面448~ 463 mm，桌面与椅面的高度差可为241 mm左右。这样才会使这部分人群在使用课桌和座椅时能够处于双脚着地，手臂水平放在桌面上，从而使这部分学生在上课时能够处于一个舒适的坐姿。

2.2 多媒体投影屏幕与黑板位置的改进

多媒体教室的核心即为告别了传统的单一使用黑板而变为了更省时高效的多媒体屏幕与黑板相结合的传授方式。所以无论是多媒体投影屏幕或者是黑板对于整个多媒体教学来说都十分的重要。

2.2.1 对于黑板的改进

由于多媒体教学的普及，黑板的使用率日趋下降，但是黑板的作用毋庸置疑。许多内容在多媒体课件中无法表现的，还是要通过黑板来向学生传递知识。但是当前教室的黑板利用率十分低。许多教师即使使用黑板也不会将黑板写满。而且有部分黑板会被多媒体投影屏幕所掩盖。经过上述的实际测量与分析黑板的利用率不高，再结合教师使用黑板的情况，应将黑板长度设计为250~270 cm.

2.2.2 多媒体屏幕的材质及位置

多媒体屏幕的选材一定要符合学生的需求。很多学生反应多媒体屏幕反光，导致无法清晰观看多媒体课件，从而导致课堂效率不高。大多数学校使用的均是反射式幕布中的白塑幕布和波珠幕布。玻珠幕的散射角小而此角度内的亮度系数高，投影效果好，属方向性漫散反射幕布。玻珠幕的微珠直径越大，幕布亮度系数越大，散射角越小，波珠幕布适合教室多狭长型的媒体教室为投影幕布。

人眼的向上最大的角度为25°，可将屏幕与第一排的距离保持在屏幕高度的两倍[6]。而经过测量，现阶段的多媒体屏幕的高度为200 cm左右，应将当前教室的第一排桌椅撤出。而且由于当前多媒体屏幕是倾斜摆放，导致在观看课件时，所有同学都要侧视或者侧身观看，长时间处于这一状态也会使学生们身体感到不适，从而影响学习效率。所以应对摆放位置及角度进行改进，多媒体教室投影屏幕的尺寸可以照图2来进行设计。

图2 多媒体教室布局改进图（注：教室层高为3.6m）

3结束语

现代多媒体的高速发展对于旧教育方式来说是一种良性的冲击。它为传统的教育模式提供了新鲜血液。充分利用人因工程学的方法和原理，对现代多媒体教学的改进是切实以教师和学生的利益为出发点，而多媒体教室则代表了多媒体教育的发展程度。

本文主要对现阶段多媒体教室中存在的问题进行提出、研究和改进，对多媒体教室的硬件设施进行了分析、研究并制定改进方案。经过实际的测量、观察和实验等方式掌握了多媒体教室现有的硬件设施和环境情况，并进一步地对使用多媒体教室的现阶段在读大学生进行了问卷调查和实地访问，通过对调查结果的整理和分析对其中的主要问题进行整理，主要对于多媒体教室的黑板、多媒体教室的投影屏幕、多媒体教室的桌椅硬件设施的改进，期望多媒体教学更好地融入传统教学中，充分发挥其在教学中的作用。

[1]傅俭.高校多媒体教学的现状与思考[J].江苏高教，2011（1）：30-34.

[2]黄娟.多媒体辅助教学的研究现状及趋势[D].开封：河南大学，2013.

[3]TREVOR BARKER，C.：2002，The Use of a Co-operative Student Model of Learner Characteristics to Configure a Mul timedia Application，207-241.

[4]Kwok，M.and Jones，C.：1995，Catering for different learn ing styles[J].Association for Learning Technology Journal，3（1）5-11.

[5]李兆义.多媒体教室的声学环境分析及设计[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2009，23（3）：68-72.

[6]郭伏，钱省三.人因工程学[M].北京：机械工业出版社，2007.

[7]丁玉兰.人机工程学[M].2版.北京：北京理工大学出版社，2000.

[8]张茜.基于人因工程的教室桌椅设计及布局[J].时代农机，2016，43（8）：77-80.

[9]蒋永华，喻步贤，戚牧.基于人因工程学对络筒机的移动座椅空间分析与设计[J].现代制造技术与装备，2008，185（4）：27-28.

Base o n Ergonom ics to Optim ize Multimedia Classroom Facilities

ZHAO Peng，MU Guang-yu，PAN Lan-lan
（School of Mechanical and Power Engineering，Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023，China）

Based on the ergonomics principle and method of analysis of the present stage of the multimedia classroom and improve.Applied in the improvement the questionnaire survey，field investigation，experimental analysis，retrieval information，the facilities of multimedia classroom was carried on.The blackboard put the position of multimedia classroom，multimedia projection screen location，the size of the multimedia classroom seats，interior lighting were optimized according to the questionnaire survey，in order to improve the teaching quality and students’quality of listening the class.

facilities layout；multimedia classroom；ergonomics；teaching quality

G202

A

1672-545X（2016）12-0160-03

2016-09-06

辽宁省教育厅教改项目（UPRP20140491）；辽宁省教育评价协会教改项目（PJHYYB15119）；大连海洋大学教改项目（JG2014YB13）；大连海洋大学课程建设项目（生产与物流类课程群）

赵鹏（1993-），男，辽宁抚顺人，在读本科生，研究方向为工业工程；潘澜澜（1980-），女，吉林四平人，副教授，硕士学位，专业负责人，主要从事冷链物流规划，工业工程方面的研究。