产品设计专业人机工程学课程教学内容和方法研究

郎丽娟

摘要：为构建适合产品设计专业人机工程学的教学体系。本文结合产品设计专业的特点，根据教学的实际情况和实践效果，分析了人机工程学课程的教学现状，从教学设计、教学目标、教学内容等方面进行研究。提出了教学内容和教学方法的改革。该方法可为产品设计专业人机工程学课程教学提供参考。

关键词：产品设计 人机工程学 教学内容 教学方法

中图分类号：G424.1 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2019）08-0104-02

引言

人机工程学（Ergonomics）是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素;研究人和机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。这个定义阐明了人机工程学的研究对象、研究内容和研究目的。人机工程学被广泛运用于多个设计领域，它是跨越不同学科领域延伸到设计学科的一门课程，因此，针对不同专业应具有相对应的教学模式，才能达到各专业的教学需求。产品设计提倡以人为本，以用户为中心进行设计，在产品实现其本身功能的同时，着重考虑人与产品之间的相宜性，能够将人、产品、环境三者联系起来进行思考，让产品能够适用于人。因此，根据产品设计专业特点，明确人机工程学课程的教学目标，科学合理的构建课程教学体系，系统地传授课程的基础理论和方法，有助于培养学生运用人机工程学的知识，进行产品设计创作，为之后的设计实践打好基础，使学生在知识运用、思维创造、实践操作等方面有综合性提高。

一、课程教学现状

近年来，国内先后出版了大量有关于人机工程学的教学参考书籍，大多理论性较强，缺少实际的生活案例，能够作为设计类专业的教材较少，纯知识型的读物对于设计类学生的参考价值也在不断降低，致使学生不能学以致用。因此，在课程教学方面，仍存在如下问题：

（一）教学内容以纯理论型的书籍为参考，不同专业所上内容相似，以传统的理论框架进行教学，导致教学内容与专业实践无法联系起来，复杂的参数、数据和行业规范，使学生出现无聊、厌学等现象，各高校的课程考核以闭卷考试为主，大多出自参考书籍的理论概念，从而使学生为了完成考试，课后死记硬背，与专业方向脱节，难以发挥学生的创新能力。

（二）教学过程以传统的教学方法为主，采用教师讲-学生听-课后记，使得学生认为人机工程学就是要將这些信息死记硬背，对于设计类专业的学生而言，不仅束缚了学生的思维，还无法为后续的设计课程或项目提供帮助。教学课件制作偏理论，文字居多，无法引起学生的注意。多媒体课件应该有利于学生扩大知识面，提高学生的实际应用分析能力。

二、课程教学改革设想

现代社会对人才的需求越来越强调学生的综合素质，能够将所学的理论运用到社会实践当中，产品设计专业的本科人才培养主要定位在培养学生能够运用所学知识，在思维创新、团队合作及人际交往等方面有所提高。在产品设计专业的培养计划中的课程设置，人机工程学作为一门重要的专业基础课程逐渐受到重视。课程要求学生能够在设计实践中灵活运用课程所学的基本概念和内容，不应停留在原有的理论讲授阶段，通过长期的教学探索与实践，课程教学应抛弃传统的教学模式，在讲授与学习的基础上增加思考与分析、讨论与互动、实践与制作的教学方式，让学生主动参与其中，使得学生能够在实践中去领悟，去了解。

三、课程教学内容改革

课程理论研究目的是为以人为本的设计提供人体尺寸数据、科学依据和设计准则，而现有教材资料理论知识涉及面广、数据过时，设计准则也与时代脱节，教师应根据时代需求和产品设计专业性质整合、简化理论内容。在教学中，除教师的讲授和指导外，将产品设计实践项目引入到课题训练中，使学生在设计实践的过程中不断加深对人机工程学理论的认知。为突出产品设计专业特点，达到专业要求，调整教学内容，将人机工程学课程框架大致分为以下几部分：人机工程学的基本概述、人体尺寸测量、人的感知与心理、人的行为与环境、用户信息界面设计、手握式工具设计、坐具设计，以理论与案例相结合的方式进行讲解，同时安排与各部分相关的设计实践课题，包括4次小课题和2次大课题。

（一）4次小课题，将教学内容与课题设计相对应，理论联系实际，通过简单的训练，让学生理解课堂所讲理论，课题主要针对人机工程学基本概述、人体测量、人与环境、界面分析。

1.日常生活中的人机问题：首先讲解产品设计应用人机工程学的基本概念，将日常生活中有趣的案例融入的课程教学中，与学生共同分析讨论，教会学生如何发现设计中存在的人机工程问题，让学生能够快速了解该课程主要包含的要素，加深学生的记忆，课后要求学生寻找生活周边的人机问题15个，通过调查分析、课堂汇报、信息共享等方式，调节课堂氛围，提升学生上课的积极性、主动性和参与性。

2.启行车与人体关系测量：此课题主要针对人体测量部分，通过研究人的形态特征，让学生了解如何将人体尺寸等信息运用到产品设计当中。人体尺寸对于产品形态、产品尺寸、产品界面等都有很大的影响，课题通过自行车的测量训练，让学生在测量中体验用户的骑行行为、静态和动态的尺寸范围、男女之间的数据差异等，估算出舒适的男女自行车的各类数据，学生在测量的过程中，能够了解到设计的产品必须能够满足大众人群的需要。图1是学生进行人，本尺寸、自行车现有测量及测量尺寸讨论。

3.人的行为与环境：结合了人机系统中的多种因素：人的感知、心理、行为特征、环境因素等。该课题要求学生分组设定调研环境，思考该环境中的现有产品和用户可能出现的行为，学生通过实地拍摄或模拟环境中人的行为习惯，通过小组讨论、模拟测验等形式，列出问题，寻找设计机会点，讨论环境中可能需要的产品，运用人机工程学的基本原则和方法，指出用户在使用过程中所遇到的人机工程问题，并结合形态美学，系统完整的提出解决方案，绘制草图，制作可行性分析报告。图2为学生下雨天乘坐校内电瓶车出现的行为分析。

4.汽车信息界面分析：人机信息界面设计这部分，拓展了人机工程学在视觉传达领域的应用，主要讲解视觉、听觉和触觉等要素的理论知识。课题安排学生观察不同汽车品牌的中控台及操作区，要求学生根据所学知识进行分析，如按键的设计是否符合人机标准？符号、文字的设计是否易于辨认？根据所学知识进行分析、评价，包括优劣原因和可能的解决方案，如图3所示。让学生对产品设计的不同方向有所理解，通过展示及点评，让学生们受益匪浅。

（二）2次大课题，通过设计进行综合应用，加深理论知识的同时，学会解决产品设计中的人机问题，通过小组共同努力，在有限的课程时间内完成课题项目。

1.手握式工具设计：学生3人一组，自选与手相关的产品，如遥控器、电熨斗、拖把、门把手等，从产品设计、产品使用、产品性能等方面进行考量，根据用户的使用行为，观察手部运动特征，进行手握式产品的改良设计。首先分析现有产品的使用方式，虚拟实物进行拍摄，寻找最舒适的产品形态，将所拍摄的手部照片统一比例后，用软件加以处理，作出数据分析，如图4所示。其次，绘制产品草图，用聚氨酯制作1：1比例模型，分析所改良产品是否符合人体或人手的尺寸？是否符合人的动作因素？用起来是否方便？在使用过程中是否存在安全隐患？通过模型进行模拟操作，根据反馈，不断调整模型细节，从而找出产品的最佳舒适度。

2.坐具设计：休闲座椅设计，以小组开展设计制作，自拟环境，如户外、家庭、图书馆、艺术馆等，围绕学生在所设定的环境中出现的坐的行为、方式、美学与文化等方面进行思考，综合运用材料根据造型、结构、尺寸等进行设计模型制作，如图5。制作完成后，要求寻找3-5位体验者进行视频拍摄，通过坐的行为，了解用户对坐椅的评价。让学生在设计过程中了解设计的复杂性、用户的需求、产品与环境的协调性、产品的尺寸等问题，从而能够综合应用所学理论知识，进行产品设计实践，学会分析问题、解决问题。

四、课程教学方法改革

人机工程学作为一门多学科交叉的综合学科，包含的内容和知识非常广泛，因此在有限的课程教学时间里，需要有效融合多种教学方法，从而更好地实现教学目标。

1.系统的教学设计：制定人机工程学系统的教学大纲、教学内容和教学目标，以对应产品设计专业的特点。按照传统的教学模式，照搬人机数据进行设计往往无法真正达到人机的合理性，因此，在教学中应采用有利于学生了解并掌握人机工程学的基本概念、人机系统的设计要素及设计原则和方法的教学方式，重在培养学生将所学知识与产品项目相联系，增强学生的产品设计技能。

2.实践性教学：在课程教学中，将相关的优秀设计案例与知识理论相对应，进行讲解。并选取优秀的学生作品进行分析、讲解，加深学生对理论知识的深入理解。结合四次小课题和两次大课题，训练学生在调研、分析等过程中，进行产品设计的改良、創新，使学生在实践中加深理论知识的认知。如人体测量部分，通过人体测量和现场教学，学生可以直观地感受空间尺度;人与环境，通过调研和模拟不同环境中用户的行为行为习惯，进行观察，从中发现设计切入点;手握式工具和坐具设计，制作1：1的实体模型，让学生了解设计尺寸和功能、细节之间的联系，从人机的角度进行思考和设计。教学以理论-讨论-分析-模拟-互动等交错进行，提高学生分析解决问题、思维创新等方面的能力。

4.互动式教学：通过教师提问、学生思考、讨论交流等方式，在分析研究中，学生围绕疑点问题再发问，教师进行答疑;利用多媒体课件、网络教学平台等，将课程相关的课件、案例、视频进行共享，不断激发学生发现新问题，并主动研究问题，与教师进行交流探讨、提升了学生的探索性和创造性。

5.体验式教学：在教学过程中，通过学生的自身体验，将实践教学融入到具体的场景当中，如外出调研、感受空间尺度、空间布局、模拟环境中人的行为等方式，增强学生的参与性，让学生能够正确理解教学的内容，并在分析的过程只能够获得新的知识，使理论知识能够与设计实践紧密结合。

6合理的考核体系：人机工程学的课程考核体系分为平时考核和期末考核，平时考核占总成绩的40%，包括四个小课题的成绩，期末考核占总成绩的60%，包括两大课题和期末考试试卷，根据课题难易度确定成绩所占比例，试卷采用闭卷考试，试题设置较为灵活，将一些实际案例以选择、分析、快题等形式进行考量，主要考核学生对人机知识的认知及实践运用的能力。课程的成绩评定根据学生的学习态度、项目完成度、理论深度等，进行综合评价。

总结

课堂教学是人才培养中的必要环节，本文根据产品设计专业人机工程学的特点，选择性地安排教学内容，合理设置课题设计与理论知识相对应，提出新的教学方式，采用系统的教学模式，将优秀的典型案例融入到理论课程中，采用合理的教学内容、课堂互动、课题实践等教学方法及多种考核形式，进行综合评价。从多年的教学结果来看，已经取得了较好的成效，根据专业人才的培养目标，人机工程学课程的教学模式仍在进一步探索当中。