《安全人機工程》教案第一章緒論

1、授課教案課程名稱安全人機工程舉節(jié)第一章結論（3小節(jié)）學時2日期2019.09.16班級安172類別理論課教學目標知識目標：1 .理解人機系統(tǒng)、人機程和安全人機工程的概念：2 .了解安全人機工程學的形成與發(fā)展：3 .領會本課程的學習目的和意義。能力目標：訓練學生發(fā)現(xiàn)生活中不符合人機工程學的設計。思政目標：1 .借助人機工程不同時期中我國與國外的狀況比對，樹立學生自信情懷；2 .學習的目的是在繼承中創(chuàng)新，樹立將理論知識應用于實踐的思想.教學重點、難點教學重點：安全人機;程學的基木概念：安全人機匚程學的形成與發(fā)展：安全人機匚程的主要任務和研究內(nèi)容。教學難點：人機系統(tǒng)要素分析：人機界面的理解C教學方法

2、講授、練習、演示教學手段多媒體、云班課、板書學情分析術課程安排在大三上學期開設，學生已經(jīng)先修r(nóng)多門專業(yè)課程及實踐性課程，學生對安全工 程的專業(yè)問題探究，在結構上具備r較完整的知識儲備。因此：i.基于學生已經(jīng)熟悉安全系統(tǒng)工程的內(nèi)涵，因此，理解人機系統(tǒng)、人機工程和安全人機 工程的概念難度不大，只需在講授過程中，教帥要注意將以往較大的概念性知識（人，機， 環(huán)境）按照人機1：程的側重點，給學生具體、直觀的示意，幫助學生再次夯實這一專業(yè)概念： 2.學生們大多比較活躍，在介紹安全人機1：程學的形成與發(fā)展的知識點時，課件中引進r 大量的圖片和實際案例，要注意盡生引導學生進行.'看”和“說'

3、但是教師要把控節(jié)奏，控制 討論點不偏離人機系統(tǒng)要素，3 .學生從具體的形象思維上升到抽象的邏輯思維還是存在一定的困難，因此，在這一章的 授課中，需要借助多種資源，引導學生深入理解.'人、機、人機界面”，建立語義和具象的聯(lián) 系，讓學生看到問題就可以開展專業(yè)分析，有一定難度，教師要重點關注該部分任務達成效 果，4 .在古代.中國傳統(tǒng)造物中早就有人機1：程學思想。在近代，20世界70年代初，我國實行 改革開放的政策,各界科學I：作者學術思想異?；钴S，以及系列而科技活動對安全人機1：程 學科的發(fā)展起到r極大推動作用?？v觀現(xiàn)代,我國制造業(yè)民族品牌正在闊步走向世界。這些 鮮活的實例是楮助學生樹立:

4、民族門信的有效方式，在第四次業(yè)革命到來之際,大學生你準 好/么？教學步驟設計第一小節(jié)：課程簡介步驟時間主要任務教師活動學生活動目的意圖第一步(3mm)引入新課基于安全人機事 故案例提問與引 導。思考老師提出的問 題，跟隨老師講授， 進入對新課的了解。引入新的授課內(nèi)容第二步(15inm)安全人機工程 主要研究內(nèi)容 及該課程學習 目標、學習方法。利用PPT展示基 本概念和原理。通 過講授，對本門課 程框架進行系統(tǒng) 介紹。聆聽老師講授利用講授和板書，讓 學生對本門課程的 學習內(nèi)容心中有數(shù)。第二步(5mm)在線測試與點 評掌握學生答題整 體掌握情況，個別 問題回復。元班課上完成3道本 節(jié)選擇/填空題。

5、檢測學生本小結聽 課效率，針對共性、 突出問題講解。第二小節(jié)：安全人機工程學概述步驟時間主要任務教師活動學生活動目的意圖第一步(3min)引入安全人 機工程學定 義講解兩種被廣泛 接受的安全人機 工程定義。聆聽老師講授，思考 歸納人機工程學定 義中的核心內(nèi)容。義，讓學生總結分 析，培養(yǎng)學生思維的 靈活性。第二步(lOmin)講授人機系 統(tǒng)的概念、人 機系統(tǒng)要素利用PPT講授基本 概念和原理，層層 深入，引導學生逐 步思考。跟隨老師思路，理解 講授內(nèi)容。每一個概念都使用 生活案例進行解釋， 以便學生可以把抽 象知識點與具體生 活聯(lián)系起來。第三步(lOinin)講授人機界 而的概念借助視頻動畫，互

6、 動式教學方式，深 入詮釋人機界面 這一重要概念。參與以問題為導向 的互動，將視頻內(nèi)容 抽象成人機界面描 述。抽象概念理解起來 很困難，借助互動體 驗加深學生的理解 程度。第四步(8min)思考與討論引導學生回顧人 機工程要素，教師 給出安全人機工 程學定義，與本節(jié) 最初介紹的人機 工程定義呼應?；貞浫藱C系統(tǒng)要素 內(nèi)容，思考并討論安 全人機工程與人機 工程的異同。先拋出概念,后對概 念進行細致講解，最 后再把概念進行延 伸呼應。引導學生進 行深度思考。第五步(5min)在線測試與 點評掌握學生答題整 體掌握情況，個別 問題回復。元班課上完成3道本 節(jié)選擇/填空題。檢測學生本小結聽 課效率，針對

7、共性、 突出問題講解。第三小方：安全人機工程學的形成與發(fā)展步驟時間主要任務教師活動學生活動目的意圖第一步(4min)講授原始人 機關系老師通過圖片、課 件講授原始人和 機的關系。聆聽老師講授隱性滲透中國傳統(tǒng) 造物觀中的人機工 程學思想：和諧觀、 重己役物第二步(4mm)講授經(jīng)驗期 及創(chuàng)建期的 人機關系老師通過案例、視 頻、課件講授經(jīng)驗 期及創(chuàng)建期人和 機的關系。跟隨老師講授，思考 老師提出的問題。學生結合時代背景 更容易理解這兩個 時期的人機關系特 點。第三步(lOmin)思寫討論老師講授成熟期 的人機關系，喚起 學生的過往產(chǎn)品 使用體驗。思考討論成熟期人 機系統(tǒng)的主要特點。選用華為和蘋果手

8、機的人機效率對比， 增強學生的民族意 識和情感，在這樣一 個變革的時代第四步(5mm)在線測試與 點評掌握學生答題整 體掌握情況，個別 問題回復。元班課上完成3道本 行選擇/填空題。檢測學生本小結聽 課效率，針對共性、 突出向需上解第五步(3min)總結與布置作業(yè)結合板書，口頭重 述本次課程主要 內(nèi)容；布置課后作 業(yè)跟隨老師總結，快速 記憶和復習，記錄作 業(yè)內(nèi)容。全面總結，為下次課 做準備板書設計第一小竹：課程簡介1艮卻機工程3研究對象：人機環(huán)境：從某種角度上講，就是人機環(huán)境的協(xié)調(diào)，人機工程學的 發(fā)展和應用，促使人們從人機結合的角度解決安全中的相關問題。評價要素：安全、經(jīng)濟、高效：其目的是使人

9、在系統(tǒng)中工作、生活的舒適性與 系統(tǒng)總的績效達到最優(yōu)。2課程任務：研究“人,，與“機器,，之間關系研究導致作業(yè)人員傷害的不利因素及作用機理研窕預防與消除不利因素的方法對人機系統(tǒng)進行安全分析與評價3課程特點：一門學科交叉融合的課程 工程應用型課程4教學內(nèi)容人的因素方面：主要包括人體生理、心理、人體測量及生物力學、人的可靠性；機的因素方而：主要包括物質(zhì)性能、作業(yè)方式、安全條件等：環(huán)境因素方而：主要包括采光、照明、塵毒、噪聲等對影響人的因素：人機系統(tǒng)的綜合研究：研究人機系統(tǒng)的整體設計：崗位設計；顯示器設計：控 制器的設計：環(huán)境設計：作業(yè)方法及人機系統(tǒng)的組織管理等。5隨堂小測【單選題】下列不屬于安全人機

10、工程學的研究范疇的是？A “人”與“機器”之間的關系B導致作業(yè)人員傷害的不利因素及作用機理C安全管理與人因失誤之間的作用關系及機理D 對人機系統(tǒng)進行安全分析與評價【多選題】安全人機工程學涉及下列哪些學科？A心理學 B生理學 C機械工程 D建筑學【填空題】安全人機工程學以、為三要素構成的人機系統(tǒng)為研 究對象。人：機器：環(huán)境【判斷題】安全人機工程學以安全、高效、經(jīng)濟為主要評價要素，以系統(tǒng)科學和 人體科學的理論為基礎。第二小節(jié)：安全人機工程學概述1人機工程學的定義研究人在工作環(huán)境中的生理學、解剖學、心理學等方面的特點功能，以進行最 適合于人類的機械裝置的設計、制造，工作場所布置的合理化，工作環(huán)境條件

11、 最佳化的實踐科學：國內(nèi)學者一般認為：人機工程學是根據(jù)人的心理、生理和身體結構等因素，研 究系統(tǒng)中人、機械、環(huán)境相互間的合理關系，以保證人們安全、健康、舒適地 工作，并取得滿意的功作效果的一門學科。2人機系統(tǒng)概念人機系統(tǒng)(Man-Machine Systems)是指由人和機器構成并依賴于人機之間相互作 用而完成一定功能的系統(tǒng)。當今世界，沒有機器的幫助人們幾乎不能達到自己 的目的。人機系統(tǒng)之所以能夠不斷發(fā)展，是因為人機系統(tǒng)中人與機器能夠互相補償各自 的不足。任何一個人機系統(tǒng)都需要解決人與機器的合理分工問題。既然人與機4器在完成系統(tǒng)目標上有分工，隨之而來的就是人與機器的信息交換問題人 機界面問題。

12、為了使系統(tǒng)達到預期目標，人機之間的信息交換必須保證準確、 迅速。人機系統(tǒng)的改善，不僅依賴工程技術人員對機器進行改進，使機器更適 合于人體因素，同時也依賴于選擇適當?shù)牟僮髡呋驅(qū)Σ僮髡哌M行有目的的訓練。3人機系統(tǒng)三要素人指操作者或使用者：機泛指人操作或使用的物，可以是機器。也可以是用具、工具或設施、設備等； 環(huán)境是指人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學環(huán)境和社會環(huán) 境等：人機環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時間和空間的人與其所使用的機以及它們所處 的周圍環(huán)境所構成的系統(tǒng)，簡稱人一機系統(tǒng)。4人機界面的概念人機系統(tǒng)中人與機器進行信息交流的界而。人與機器之間存在一個相互作用的“面”，所有的人機信息交

13、流都發(fā)生在這個作 用而上，通常稱為人機界而。顯示器將機器工作的信息傳遞給人，人通過各種 感覺器官接收信息，實現(xiàn)機一人信息傳遞。大腦對信息進行加工、決策，然后 做出反應，通過控制器傳遞給機器，實現(xiàn)人一機信息傳遞。5安全人機工程學安全人機工程學是從安全的角度和著眼點出發(fā)，運用人機工程學的原理和方法 去解決人機結合而的安全問題的一門新興學科。6隨堂小測【多選題】以下屬于人機工程學研究的是A研究人的特性B研究人和機器的相互作用C 研究目標以人的健康和舒適為前提D研究安全管理理論與方法【多選題】安全人機工程學是人機工程學的一個重要分支，它以為目標、以為條件。A安全 B環(huán)境 C工效D績效【填空題】在人機系

14、統(tǒng)中，人機界而的概念是指人與機器進行的界面。信息交流第三小方：安全人機工程學的形成與發(fā)展1原始人機關系自人類社會形成以來，人類在求生存、求發(fā)展的過程中，開始創(chuàng)造各種各樣的 簡單器具，并利用這些器具進行獵、耕種，從而形成了人與器具的關系一一原 始人機關系。在古老的人類社會中盡管沒有系統(tǒng)的人機工程學的研究方法，但人類通過實踐 的啟發(fā)所創(chuàng)造的各種簡單工具，以其形狀的發(fā)展變化來看是符合人機學原理的。2經(jīng)驗人機關系經(jīng)驗期設計的焦點主要是尋找符合使用者的尺度等，即在設計上注重與人體配 合的長短、寬窄、大小尺寸，但是，對于真正的適應性，特別是效率性、安全 性還沒有適當?shù)乜紤]。這個階段可以說還沒有真正地發(fā)展出

15、人體工程學來。該 階段的特點是使人適應“機工創(chuàng)建期由于工業(yè)技術發(fā)展，進入了技術革命階段，這個時期主要的特征是能源 的廣泛采用，設計問題變得比以前更為復雜，這一階段的特點在于重視人的因 素,使“機”適合人。3成熟期人機關系控制系統(tǒng)越來越復雜，如何設計出高效率、高準確度的控制系統(tǒng)，包括與之相 關的儀表盤、顯示設備和按鈕設備，逐漸變成了設計界的主要關注點。這使人 體工程學進入了一個新的發(fā)展階段，其主要特點是以人為本，人機協(xié)調(diào)，多學 科交叉。4發(fā)展簡史(中國部分)20世紀70年代末、80年代初，我國開始實施改革開放的政策，各界科學工作 者學術思想異?；钴S，科學理論研究與傳播蓬勃興起。1985我國首次提

16、出并論證了安全科學學科理論與安全科學技術體系結構和安全 人機工程學的學科屬性及其與安全工程學的關系。由此，安全人機工程學科建 設已日漸成熟，學科地位也更加明確。5隨堂小測【單選題】德國學者莫索(Angel。Mosso)對人體勞動疲勞進行的肌肉疲勞試驗， 為以后的打下了基礎A生理學B生理學C勞動科學 D生命科學【多選題】人機工程的發(fā)展經(jīng)歷了人機關系、人機關系以及人機關系三個時期。A原始 B經(jīng)驗C理論D成熟【判斷題】安全人機工程原始期的研究主要是在研究如何提高人的效率以及減 少機器對人的傷害，2L案例1科學自信與技術自信：華為增速中國夢一、知識點分析人機工程學這門學科是隨社會的進步而前進，隨著科學

17、技術的發(fā)展而不斷完善的。現(xiàn)代 社會正處于工業(yè)經(jīng)濟向知識經(jīng)濟過渡的時期，產(chǎn)品的機械化、自動化、電子化的程度都已有 所提高，人的因素在生產(chǎn)中的增效作用越來越大，人機協(xié)調(diào)問題越來越重要，尤其在人機工 程發(fā)展的成熟期，人們更加關注人機系統(tǒng)的人性化特點。二、學情分析課程而對的教學對象都是“95”后，他們年輕，愿意體驗新事物，對高科技產(chǎn)品很感興趣， 更在意產(chǎn)品的感官體驗，且大部分學生都有使用華為電子產(chǎn)品的經(jīng)驗，對于各類品牌電子產(chǎn) 品有一定了解。因此，我在“成熟期的人機關系特點一人機交互效率使用分析”教學中，注重思政案例融 入與思政教育滲透，比如，華為是“中國制造的一個亮麗品牌，是中國形象的一張新名片。 華

18、為的成功，也是中國夢的一個縮。當今世界正處在一個大變革的時代，特別是科技的迅猛 發(fā)展。在這樣一個特殊的時期，一定要不斷地學習，不然，我們就要落伍，就要被歷史淘 汰。講課程教學內(nèi)容與思政內(nèi)容有機融合。三、案例背景1 .電子產(chǎn)品設計中的人機交互性受到更多關注隨著經(jīng)濟的發(fā)展，網(wǎng)絡信息技術的飛速進步，人機交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的互 動關系的學問。系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件。如今，電子 產(chǎn)品是我們生活中不可缺少的一部分，尤其是近年來智能手機的出現(xiàn)各種電子產(chǎn)品不斷涌現(xiàn) 出來。雖然電子產(chǎn)品持續(xù)增多，單一的交流形式已無法滿足人們的心理需求，因此電子產(chǎn)品 設計逐步關注到了人機交

19、互性效率，以提升電子產(chǎn)品設計水平。2 .中國科技不斷創(chuàng)新在過去若干年，中國政府鼓勵科技創(chuàng)新的政策層出不窮，中國在多個科技領域創(chuàng)新不斷， 并在逐漸接近甚至超過世界發(fā)達國家，尤其在電子商務、人工智能、虛擬現(xiàn)實等領域開始引 領發(fā)展。網(wǎng)絡圈子里開始流傳中國新四大發(fā)明的話題。即高鐵、網(wǎng)購、移動支付和共享單車， 這四大方而據(jù)說是在華工作和生活的外國人總結出來的，以體現(xiàn)中國生活的智能性和舒適性。四、實施過程教師提問：智能手機是非常關注人性化設計的，那么大家覺得華為的產(chǎn)品和蘋果的產(chǎn)品 哪個更人性化？學生反應：各抒己見，反饋兩個品牌機器使用的體驗感。教師引導：人性化的指標是什么，人機交互一效率高說明更符合人的生理、心理特性對 吧。在電子產(chǎn)品的界面設計必須使用比過去更為復雜得多的人的感覺因素，在視覺、聽覺等 通道，以比喻、表達、認識、聲音、運動、圖像和文字等傳遞信息并感知信息。學生反應：討論華為手機近幾年的設計細h.體驗。討論方向：過渡動畫及滾動速度、操 作邏輯、外觀設計、Smart系統(tǒng)。