人機(jī)工程學(xué)教案

北京化工大學(xué)北方學(xué)院藝術(shù)院公共教研室教案

《人體工程學(xué)》

教案撰寫(xiě)人：張瑞竹

課程性質(zhì)：考查

總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)

上機(jī)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)

周學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

課次：1年級(jí)：二年級(jí)人數(shù)：64教師：張瑞竹

教學(xué)內(nèi)人體工程學(xué)概論、人體工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

容

教學(xué)設(shè)多媒體

備

教學(xué)目1、通過(guò)對(duì)人體工程學(xué)的綜合概述，使學(xué)生了解該課程的主要內(nèi)容、課

標(biāo)時(shí)安排、課程要求，以及與其它設(shè)計(jì)類專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián)。

2、使學(xué)生能夠充分了解人體基本信息，在設(shè)計(jì)中能夠熟練運(yùn)用相關(guān)概

念。

重點(diǎn)在設(shè)計(jì)中能夠熟練運(yùn)用人體工程學(xué)概念。

難點(diǎn)學(xué)習(xí)人體的規(guī)律和概念，運(yùn)用相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。

課時(shí)結(jié)教學(xué)內(nèi)容

構(gòu)

第一節(jié)1、教師自我介紹。

課2、該課程的整體課程安排、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及最后的成績(jī)?cè)u(píng)定原則。

3、考勤制度與課堂要求。

4、介紹該課程的課程性質(zhì)，以及與其他課程之間的關(guān)聯(lián)。

5、介紹該課程的整體框架及各章節(jié)之間的邏輯關(guān)系。

第二節(jié)1、提問(wèn)：什么是人機(jī)？引出人機(jī)工程的概念。

課人機(jī)工程學(xué)科名的由來(lái)和概念定義。包括：人機(jī)工程這個(gè)詞的來(lái)源是

由希臘詞根“ergon”（意思是工作、勞動(dòng)）和“nomos”（意思是規(guī)律、

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規(guī)則）復(fù)合而成，本義是人的勞動(dòng)規(guī)律。國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì)、《中國(guó)企

業(yè)管理百科全書(shū)》

和綜合意義上對(duì)人機(jī)工程學(xué)的定義，最后總結(jié)為按照人的特性設(shè)計(jì)和

改善人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。

2、講解人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史和我國(guó)人機(jī)的發(fā)展進(jìn)程。分別舉例講述

工具時(shí)代、機(jī)器時(shí)代、動(dòng)力時(shí)代和信息時(shí)代的特點(diǎn)和代表性事件。在

講解發(fā)展簡(jiǎn)史的過(guò)程中穿插講述關(guān)于學(xué)科對(duì)人類發(fā)展的推動(dòng)作用和其

迅速發(fā)展對(duì)人類社會(huì)造成的一些不良影響，讓同學(xué)能更清楚的認(rèn)識(shí)到

事物和科技發(fā)展的兩面性。目前人因工程學(xué)的前沿領(lǐng)域研究包括的內(nèi)

容：人機(jī)關(guān)系；人與環(huán)境關(guān)系；人與生態(tài)；人的特性模型；人機(jī)系統(tǒng)

的定量描述；人際關(guān)系、直至團(tuán)體行為、組織行為、心理狀態(tài)等方面

的研究。

3、近期國(guó)內(nèi)外人機(jī)工程學(xué)研究的方向：（1）工作負(fù)荷研究，包括體力

活動(dòng)、智力活動(dòng)、工作緊張等因素引起的生理負(fù)荷和心理負(fù)荷。（2）

工作環(huán)境的研究，包括各種工作環(huán)境條件下的生理效應(yīng)，以及一般工

作與生活環(huán)境中振動(dòng)、噪音、空氣、照明等因素的人機(jī)工程學(xué)的研究。

(3)工作場(chǎng)地、工作空間、工具裝備的人機(jī)工程學(xué)的研究。(4)信息顯示

的人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題，特別是計(jì)算機(jī)終端顯示中人的因素研究。(5)計(jì)算

機(jī)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)研究。(6)工作成效的測(cè)量與評(píng)定。(7)機(jī)器人設(shè)計(jì)

的智能模擬等。(8)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)中心理學(xué)的研究。

4、結(jié)合實(shí)例講解人機(jī)工程的設(shè)計(jì)理念與原則、人機(jī)系統(tǒng)的分類以及人

——機(jī)——環(huán)境的具體含義。對(duì)于人機(jī)系統(tǒng)分類方法分兩部分：按照

人和機(jī)的分工分類、按照有、無(wú)反饋環(huán)節(jié)分類。舉例重點(diǎn)講解人——

機(jī)——環(huán)境各自的含義

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5、人機(jī)界面與人機(jī)交互：是人機(jī)系統(tǒng)中,“人”與“機(jī)”之間能夠相互施加

影響、實(shí)現(xiàn)相互作用的區(qū)域。結(jié)合之前所講人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展史對(duì)人

機(jī)界面從人性化和高科技應(yīng)用方面舉例進(jìn)行闡述講解。

6、介紹人因工程學(xué)的學(xué)科體系，引出人因工程學(xué)的具體運(yùn)用方法和作

用。

其中，人因工程的研究方法包括：

測(cè)量人體各部分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；

調(diào)查、詢問(wèn)或直接觀察人在作業(yè)時(shí)的行為和反應(yīng)特征；

對(duì)時(shí)間和動(dòng)作的分析研究；

測(cè)量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過(guò)程中的心理狀態(tài)和各種生理指標(biāo)的

動(dòng)態(tài)變化；

觀察和分析作業(yè)過(guò)程和工藝流程中存在的問(wèn)題；

分析差錯(cuò)和意外事故的原因；

進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；

運(yùn)用數(shù)字和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法找出各變數(shù)之間的相互關(guān)系，以便從中

得出正確的結(jié)論或發(fā)展有關(guān)理論。

運(yùn)用原則和評(píng)價(jià)指針包括37個(gè)原則和相應(yīng)的37個(gè)指針。

第三節(jié)結(jié)合設(shè)計(jì)需要，講解人的基本特征。

課舉以往學(xué)生在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)各種尺寸問(wèn)題，最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)不可實(shí)現(xiàn)或者

不可使用的例子，強(qiáng)調(diào)了解人的特征的重要性。提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

后，引出對(duì)人的特征的講述。

1、人的特征：用PPT圖片和板書(shū)結(jié)合的形式講解人的感知、處理、

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執(zhí)行和維持特征。

2、人體測(cè)量的基本知識(shí)。首先講解人體測(cè)量的定義：人體測(cè)量學(xué)是一

門(mén)用測(cè)量方法研究人體的體格特征的科學(xué)。它是通過(guò)測(cè)量人體各部

位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究

人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體測(cè)量數(shù)

據(jù)。

然后分開(kāi)講述人體測(cè)量數(shù)據(jù)的種類：靜止形態(tài)參數(shù)的測(cè)量、活動(dòng)范

圍參數(shù)的測(cè)量、生理學(xué)參數(shù)的測(cè)量、生物力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。通過(guò)

對(duì)人體測(cè)量數(shù)據(jù)種類的講解，引出人體測(cè)量的一些術(shù)語(yǔ)。包括：被

測(cè)者的各種標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)，測(cè)量基準(zhǔn)面，測(cè)量方向，支撐面和衣著，人

體測(cè)量的主要儀器，人體測(cè)量的概念術(shù)語(yǔ)等。

介紹相關(guān)概念后，緊接著講述人體尺寸的應(yīng)用。包括：主要人

體尺寸的應(yīng)用原則和人體作業(yè)空間的設(shè)計(jì)。這一部分因?yàn)樯婕暗饺?/p>

體的一些相關(guān)結(jié)構(gòu)，因此主要是結(jié)合圖片講解。

第四節(jié)1、講解人的信息感知特征，詳細(xì)講解關(guān)于人的感覺(jué)和直覺(jué)特征、視

課覺(jué)機(jī)能及特征、聽(tīng)覺(jué)機(jī)能及特征和其它感覺(jué)機(jī)能及特征（膚覺(jué)、本

體感覺(jué)）。

2、介紹人的信息處理特征，詳細(xì)講解關(guān)于人的信息處理模型概念及

形態(tài)。舉例日本機(jī)器人，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能及特征、

記憶（三種記憶的關(guān)系），這一概念結(jié)合實(shí)例說(shuō)明，讓學(xué)生更易理

解；學(xué)習(xí)（正遷移、負(fù)遷移），同樣結(jié)合實(shí)例講解這一概念，在詳

細(xì)講述知識(shí)的同時(shí)，增長(zhǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3、講解人的生物力學(xué)特征。包括：人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理和人的運(yùn)動(dòng)輸出特

征。對(duì)人的疲勞與失誤結(jié)合實(shí)例講解，包括人的疲勞、失誤，和疲

勞、失誤產(chǎn)生的原因。這一部分主要結(jié)合教材完成。

4、人的個(gè)性及影響。結(jié)合學(xué)生自身，用提問(wèn)結(jié)合講解的方式介紹人

的個(gè)性特征和心理特征。加深學(xué)生對(duì)這一方面知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。

課后作舉例；我們生活中的人機(jī)工程學(xué)。

業(yè)要求：

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1、說(shuō)明具體的產(chǎn)品或者設(shè)計(jì)中，哪些方面體現(xiàn)出對(duì)人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用。

2、每人舉5個(gè)實(shí)例，并說(shuō)明。

比如：鼠標(biāo)，頂部的弧度，符合人手掌抓握時(shí)的結(jié)構(gòu)特征。

課后小作為本課程的第一節(jié)課，對(duì)于涉及到的概念盡量做到每一個(gè)都結(jié)合實(shí)

結(jié)例來(lái)說(shuō)明。上課穿插提問(wèn)，跟學(xué)生互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

概念參照教材，舉例盡量與設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)。在講課的間隙介紹一些較好

的產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者建筑設(shè)計(jì)。讓學(xué)生更容易地了解這門(mén)課程與設(shè)計(jì)專業(yè)

的關(guān)系，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本課程的重要性。

課次：2年級(jí)：二年級(jí)人數(shù)：64教師：張瑞竹

教學(xué)內(nèi)人因工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——信息輸入設(shè)計(jì)

容

教學(xué)設(shè)多媒體

備

教學(xué)目學(xué)生學(xué)習(xí)了解信息輸入的過(guò)程和相關(guān)的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)方法

標(biāo)

重點(diǎn)學(xué)習(xí)信息輸入的過(guò)程和相關(guān)的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)方法。

難點(diǎn)能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行輸入方面的相關(guān)設(shè)計(jì)。

課時(shí)結(jié)教學(xué)內(nèi)容

構(gòu)

第一節(jié)復(fù)習(xí)回顧上一節(jié)課內(nèi)容。點(diǎn)評(píng)作業(yè)。

課1、提問(wèn)：信息在人機(jī)間是怎么傳輸?shù)?？引出信息在人機(jī)系統(tǒng)中的傳遞

過(guò)程，PPT結(jié)合板書(shū)的形式講解：信息源、干擾源、刺激能、感受器、

處理器、執(zhí)行系統(tǒng)和機(jī)之間的傳播方式和過(guò)程。講解。

2、介紹視覺(jué)信息設(shè)計(jì)。包括：圖標(biāo)設(shè)計(jì)（象形圖標(biāo)和圖形圖標(biāo)）、文

字設(shè)計(jì)（相同文字的不同設(shè)計(jì)和不同文字的相同設(shè)計(jì)）、數(shù)字影像設(shè)計(jì)、

使用手冊(cè)設(shè)計(jì)和編碼設(shè)計(jì)。這一部分內(nèi)容全部結(jié)合圖片講解。

第二節(jié)1、提問(wèn)：我們身邊的視覺(jué)顯示器種類？引出視覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)知

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課識(shí)。視覺(jué)顯示器包括：（按形式和顯示內(nèi)容）模擬顯示器、數(shù)字顯

示器、指示燈、圖形指示器、計(jì)算機(jī)顯示器；（按原理）機(jī)械式、

電子式。

定量顯示器：

結(jié)合圖片讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種顯示器特征。

定性顯示器設(shè)計(jì)：從技術(shù)上分為機(jī)械式和電子式。

可用于定性認(rèn)讀和檢查認(rèn)讀。結(jié)合實(shí)例說(shuō)明定性信息的用途：

①依據(jù)一個(gè)預(yù)先確定的變量范圍，確定變量的狀況。（汽車水箱水溫控

制，溫度正常值得范圍需預(yù)先確定）

②控制一個(gè)變量在預(yù)期的正常范圍內(nèi)。（汽車駕駛速度的控制）

③觀察變化趨勢(shì)和變化速度等。（飛機(jī)飛行高度變化速度提示）

信號(hào)燈設(shè)計(jì)

信號(hào)燈的作用：

①顯示狀態(tài)（電池充電、洗衣機(jī)洗衣、各種設(shè)備的電源燈等）

②警示（高速路警示燈、汽車剎車燈、機(jī)場(chǎng)跑道燈等）

③識(shí)別（汽車示寬燈、機(jī)場(chǎng)跑道燈、飛機(jī)標(biāo)示燈）

④顯示指令（紅綠燈）

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題：

①亮度：至少兩倍于背景的亮度。遠(yuǎn)距離信號(hào)燈，應(yīng)保證在較遠(yuǎn)視距

下也能看清，且在日光亮度和惡劣氣候條件下清晰可辨。

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②顏色：紅、黃、綠、藍(lán)、白

若信號(hào)與背景的亮度對(duì)比較小，紅色有優(yōu)勢(shì)，其次是綠、黃、白。

③閃光與穩(wěn)光：表示突發(fā)緊急狀況或最新的危險(xiǎn)狀況，用閃光。

背景穩(wěn)光，信號(hào)閃光；背景穩(wěn)光，信號(hào)穩(wěn)光；背景閃光，信號(hào)穩(wěn)光。

④信號(hào)燈編碼：顏色按相互不易混淆程度排列，黃、綠、橙、淺藍(lán)、

紅、淺黃、綠、紫紅、藍(lán)、黃粉。

再現(xiàn)顯示器設(shè)計(jì)

包括：（結(jié)合實(shí)例圖片說(shuō)明）

①飛機(jī)傾斜角度顯示

②三維再現(xiàn)顯示（飛機(jī)飛行為例）

③車載GPS：導(dǎo)航；裝象語(yǔ)音提示；增加興趣點(diǎn)；定位；測(cè)速；顯示

航跡。

第三節(jié)1、提問(wèn)：我們最常使用的顯示器名稱？

課介紹電子顯示器設(shè)計(jì)

包括：CRT顯示器、LCD顯示器（液晶顯示器）。結(jié)合圖片說(shuō)明兩種顯

示器的區(qū)別和優(yōu)劣。

平視顯示器和頭盔顯示器設(shè)計(jì)：結(jié)合圖片讓學(xué)生認(rèn)識(shí)這兩種顯示器的

形態(tài)和設(shè)計(jì)原理。

聽(tīng)覺(jué)顯示設(shè)計(jì)

首先介紹什么是聽(tīng)覺(jué)顯示：當(dāng)信息的目的是要吸引產(chǎn)品使用者的注意

時(shí)，通常使用的是效果較好的聽(tīng)覺(jué)顯示。

其次，聽(tīng)覺(jué)顯示的作用：

(1)減少視覺(jué)工作的勞動(dòng)量。

(2)引起人的立即注意，如警示信號(hào)。

(3)提高人們集中注意的能力。

最后介紹幾種聽(tīng)覺(jué)顯示裝置：音調(diào)警報(bào)及報(bào)警裝置、語(yǔ)音信息。

2、顯示器的選擇：

①視覺(jué)顯示：復(fù)雜，需要延時(shí)的，聽(tīng)覺(jué)符合已很重的場(chǎng)合，不需要急

迫傳遞的，信息需同時(shí)顯示、監(jiān)控的。

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②聽(tīng)覺(jué)顯示：較短或無(wú)需延時(shí)的，簡(jiǎn)單且要求快速傳遞的，視覺(jué)符合

很重的場(chǎng)合。

③觸覺(jué)顯示：視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)通道傳遞信息有困難或負(fù)擔(dān)中的情況，信息

簡(jiǎn)單。觸覺(jué)傳遞信息的速度快。

設(shè)計(jì)、使用視覺(jué)顯示器的原則：

只需顯示對(duì)操作有用的信息。

必須符合人們一般的讀取習(xí)慣和固定的模式。

要顯示的元素應(yīng)該有較大的對(duì)比度。

去掉不能一眼識(shí)別的信息和名稱。

顯示刻度最低限度減少視差，指針指端與刻度明顯區(qū)分。

5、產(chǎn)品形態(tài)語(yǔ)義：結(jié)合實(shí)例說(shuō)明形態(tài)語(yǔ)義與人因的關(guān)系和形態(tài)語(yǔ)義的

應(yīng)用。

第四節(jié)隨堂練習(xí)：文字設(shè)計(jì)

課相同文字不同設(shè)計(jì)方式（5種）

不同文字相同設(shè)計(jì)方式（5種）

課后作隨堂作業(yè)沒(méi)有完成部分課下繼續(xù)完成。

業(yè)

課后小講解相關(guān)生僻的不常見(jiàn)的顯示界面應(yīng)結(jié)合圖片與實(shí)例說(shuō)明。對(duì)于概念

結(jié)講解完后緊接著講述相關(guān)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題，并布置

作業(yè)馬上練習(xí)鞏固。作業(yè)最初階段給學(xué)生看一些好的圖片，讓學(xué)生了

解到什么是好的設(shè)計(jì)后再進(jìn)行獨(dú)具風(fēng)格的創(chuàng)意發(fā)揮。

課次：3年級(jí)：二年級(jí)人數(shù)：64教師：張瑞竹

教學(xué)內(nèi)容人因工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——人的輸出與控制

教學(xué)設(shè)備多媒體

教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生了解人的輸出與控制的相關(guān)概念，并能結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行

相關(guān)的設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)人的輸出與控制方法。認(rèn)識(shí)控制器裝置，學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)

進(jìn)行控制器和工具設(shè)計(jì)。

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難點(diǎn)結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行控制器和工具的相關(guān)設(shè)計(jì)。

課時(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)課復(fù)習(xí)回顧上一節(jié)課內(nèi)容。點(diǎn)評(píng)作業(yè)。

提問(wèn)：我們進(jìn)行輸出的方式有哪些？引出人的輸出與控制概述。

1、首先，結(jié)合教材講解人的輸出與控制的分類和方式。

人的輸出包括：動(dòng)力輸出和信息輸出。隨著技術(shù)的發(fā)展，以信息

為主的輸出逐漸代替了以能量為主的輸出。

其次，結(jié)合圖片講控制器的分類與功能。

2、結(jié)合實(shí)例，講常用控制器分類：

①手動(dòng)旋轉(zhuǎn)式控制器：旋鈕、手指撥輪、手輪與曲柄等

②手動(dòng)移動(dòng)式控制器：手柄、操縱桿、按鈕、刀閘開(kāi)關(guān)等

③手動(dòng)按壓式控制器：按鈕、按鍵、翹板開(kāi)關(guān)等

④腳動(dòng)控制器：腳踏板、腳踏扭

3、討論：手動(dòng)信息輸入裝置，在我們生活中有哪些？

①鍵盤(pán)：機(jī)械式、薄膜式、導(dǎo)電橡膠式、電容式

②定位裝置：鼠標(biāo)、軌跡球、指點(diǎn)桿、觸摸板、數(shù)字化輸入

板、游戲桿

③觸摸屏

④新型輸入裝置：浮動(dòng)鼠標(biāo)、手持式操縱器、力矩球、數(shù)據(jù)

手套

進(jìn)行完各種裝置介紹后，統(tǒng)一播放圖片，加深學(xué)生對(duì)此的印象。

第二節(jié)課1、控制器設(shè)計(jì)

討論：我們?yōu)槭裁匆锌刂破?？選擇控制器要考慮什么因素？

對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解答后，詳細(xì)講解控制器的概念，表現(xiàn)形式。其

中包括：

①形狀編碼：通過(guò)外觀造型不同來(lái)區(qū)分。例如鍵盤(pán)F、J的突

起。

②尺寸編碼：一般要相差20%，同時(shí)還要受到空間限制。例如

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音量調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)扭。

③色彩編碼：最佳編碼。一般只用紅橙黃綠藍(lán)五種顏色。受

照明強(qiáng)度影響。

④材質(zhì)編碼：根據(jù)材料不同編碼。適用于夜間操作等。

⑤標(biāo)志編碼：控制器數(shù)量多，形狀難區(qū)別時(shí)。可加符號(hào)、文

字、圖形區(qū)別。

⑥操作方式編碼：組合設(shè)計(jì)的控制器，通過(guò)操作方式不同來(lái)

區(qū)分。例如汽車方向盤(pán)兩側(cè)的多功能控制桿。

⑦位置編碼：通過(guò)人的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)來(lái)正確判別。例如汽車的離

合、剎車、油門(mén)；鍵盤(pán)盲打。

2、結(jié)合教材講解控制阻力的相關(guān)概念?？刂谱枇Πǎ簭椥宰枇?、

摩擦力、黏性阻力和慣性力。學(xué)生了解相關(guān)概念后，再對(duì)阻力

的優(yōu)缺點(diǎn)以討論的形式進(jìn)行探討。

3、防止誤操作。

首先，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明誤操作容易造成的危害。

然后，讓學(xué)生自行思考，有關(guān)誤操作的案例。

最后，結(jié)合教材與實(shí)例講解避免誤操作的方法。

第三節(jié)課1、手握工具設(shè)計(jì)

首先講手的相關(guān)概念，包括手的握持方式：指觸、掌觸、手指

間的緊握、拇指—指尖緊握、拇指—指腹間的緊握、拇指—食

指邊緊握、拇指—兩個(gè)手指的緊握、拇指—指尖靠攏、手指—

手掌靠攏、力量抓握。

握持力量：把握實(shí)際意圖，力量和用戶手的尺寸。

力量隨手的指距變化。

手握工具的使用原則：

①手腕順直狀態(tài)

②提供適宜抓握空間

③避免掌部組織受力

④避免過(guò)度冷、熱和震顫等

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⑤避免手指重復(fù)動(dòng)作

結(jié)合實(shí)例，講解這5種原則的來(lái)源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2、把手設(shè)計(jì)

講解把手設(shè)計(jì)的跟人體尺寸的關(guān)系。讓學(xué)生自行測(cè)量各自的手部

尺寸，互相交流，加深對(duì)尺寸的印象。

結(jié)合實(shí)例講解內(nèi)容包括：

（1）直徑：著力抓握30~40mm，精密抓握8~16mm。

（2）長(zhǎng)度：100~125mm，需帶手套最小114mm。

（3）形狀：

壓應(yīng)力?。簣A形、橢圓形

防滑動(dòng)便于著力：三角形、矩形、丁字形。（把手邊緣至少有半徑

為0.25in(6.35mm)的倒角。

（4）彎角：槍柄式80°，直體式90°，錘子類10°。

（5）雙把手工具：最大握力100N。

（6）材料與防滑：防導(dǎo)電、防滲透、防滑和有彈性。

（7）用手習(xí)慣與性別差異：90%的人慣用右手。

3、安全設(shè)計(jì)。

討論：安全設(shè)計(jì)的必要性？

講解：安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容有

（1）防止滑落

①把手尺寸

②摩擦強(qiáng)度

③把手防護(hù)設(shè)計(jì)

④較重手握工具的設(shè)計(jì)

（2）防止擠壓

（3）防止意外啟動(dòng)

提問(wèn)：我們生活中做到安全設(shè)計(jì)的案例？

第四節(jié)課課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)一套你認(rèn)為最合理的上課課桌、桌椅。

內(nèi)容包括：效果圖與簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)工程圖。

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課后作業(yè)隨堂作業(yè)沒(méi)有完成部分課下繼續(xù)完成。

課后小結(jié)在講課的同時(shí)，加強(qiáng)課堂提問(wèn)與討論，這樣既可活躍課堂氣氛，

又能讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)印象深刻。

隨堂作業(yè)與課下作業(yè)都是對(duì)課程相關(guān)內(nèi)容的鞏固。課堂點(diǎn)評(píng)作業(yè)

時(shí)要注意語(yǔ)言表達(dá)方式，對(duì)于理解不透徹的學(xué)生加以鼓勵(lì)和引導(dǎo)。

課次：4年級(jí)：二年級(jí)人數(shù)：64教師：張瑞竹

教學(xué)內(nèi)容人因工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——硬件界面與作業(yè)空間設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)備多媒體

教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生了解界面設(shè)計(jì)相關(guān)概念與設(shè)計(jì)方法，并能結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)

行一個(gè)座椅的設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)軟件界面設(shè)計(jì)的概念和設(shè)計(jì)方法。功能性座椅設(shè)計(jì)。

難點(diǎn)結(jié)合知識(shí)獨(dú)立完成一個(gè)功能性座椅的設(shè)計(jì)。

課時(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)課復(fù)習(xí)回顧上一節(jié)課內(nèi)容。點(diǎn)評(píng)作業(yè)。

1、提問(wèn)：什么是界面？

引出界面的相關(guān)概念。

結(jié)合生活中常見(jiàn)的例子說(shuō)明界面設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則與布局原則

設(shè)計(jì)原則：是指在限定的作業(yè)空間內(nèi)，設(shè)定合適的作業(yè)面后，顯

示器與控制器的定位與安排。

布局原則：

①重要性原則

②使用頻率原則

③功能原則

⑤用順序原則

2、結(jié)合圖片說(shuō)明控制界面的相和性：

1編碼相合性：控顯界面編碼聯(lián)系相合。

2運(yùn)動(dòng)相合性：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)自下而上被認(rèn)為是增加方向。

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3控制——顯示比：例如操縱桿移動(dòng)50mm，顯示器指針位移

20mm，則控制——顯示比等于2.5。

3、顯示器與控制器的布局

①顯示器

視距：560~750mm

視野：重要的和使用頻率高的顯示器應(yīng)布局在靠近視野中心區(qū)域。

分區(qū)：在垂直面和水平面內(nèi)均可采取折線和弧線的布局方式，以

擴(kuò)大分布的區(qū)域。

②控制器

人體尺度：最容易觸及的地方。

防止誤操作：隱藏初次使用者不常用的控制器。

相合性與標(biāo)示：手放控制器上時(shí)，不應(yīng)遮擋控制器的標(biāo)示。

間距：考慮使用者佩戴手套。

設(shè)計(jì)驗(yàn)證：以模型加以驗(yàn)證。

第二節(jié)課1、概念性介紹有關(guān)座椅設(shè)計(jì)

2、座椅舒適性的概念：人坐著時(shí)，大腿和上肢的重量必須由座面

來(lái)支撐，人的骨盆下面有兩塊小面積的圓骨能支持上身的大部

分體重。座面上的臀部壓力分布應(yīng)是在坐骨結(jié)節(jié)處最大，并由

此向外，壓力逐步減少，直至與座面前緣接觸的大腿下部，此

處壓力最少。

坐骨下面的座面應(yīng)近似水平，以使股骨不承受過(guò)分的壓迫，斗

形的座面或座面過(guò)于松軟會(huì)使股骨趨于向上轉(zhuǎn)動(dòng)而受力，從而

引起不舒適感。

3、探討：什么是舒適的座椅？

解答：舒適座椅可分下列各部分來(lái)探討

座椅的硬度及形狀；

背墊的硬度及形狀；

背墊與座墊的關(guān)系；

身體支撐的舒適度和座面的舒適度；

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座椅的通氣程度等。

4、介紹舒適座椅的設(shè)計(jì)原則

要把人的坐姿與座椅的樣式和尺寸聯(lián)系起來(lái)；

座椅的尺寸應(yīng)適宜于就坐者的人體尺寸；

座椅要適于就坐者保持不同姿勢(shì)的需要和調(diào)節(jié)坐姿的需要；

靠背的結(jié)構(gòu)和形狀要盡量減少就坐者背部和脊柱疲勞；

座椅上應(yīng)配有適當(dāng)質(zhì)地的坐墊以改善臀部及背部的體壓分

布。

5、座椅的尺寸設(shè)計(jì)原則

人的軀干重量應(yīng)有坐骨、臀部及脊椎支撐；

上身應(yīng)保持穩(wěn)定；

座位的高度應(yīng)不使大腿肌肉受壓；

可以變換或調(diào)節(jié)坐姿，座面高度應(yīng)與桌面相配合，盡量減少身

體的不舒適感。

6、結(jié)合圖片，對(duì)座椅的相關(guān)部件及一般尺寸要求進(jìn)行講解。

第三節(jié)課演示各種優(yōu)秀的功能座椅設(shè)計(jì)圖片，以討論、提問(wèn)的形式分析各

種優(yōu)秀設(shè)計(jì)的出色之處。重點(diǎn)結(jié)合人機(jī)工程學(xué)知識(shí)講汽車中的座

椅設(shè)計(jì)。

第四節(jié)課課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)一個(gè)功能性座椅。

內(nèi)容包括：效果圖與簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)工程圖。

課后作業(yè)隨堂作業(yè)沒(méi)有完成部分課下繼續(xù)完成。

課后小結(jié)要加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。現(xiàn)在普遍存在知識(shí)含量少，看

到的優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品少的特點(diǎn)，因此在課上時(shí)間盡量多一點(diǎn)時(shí)間給

學(xué)生看一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品，并動(dòng)員學(xué)生一起分析設(shè)計(jì)的優(yōu)秀之

處。這樣可以拓展學(xué)生的思維，對(duì)以后的設(shè)計(jì)創(chuàng)作有很大的好處。

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課次：5年級(jí)：二年級(jí)人數(shù)：64教師：張瑞竹

教學(xué)內(nèi)容人因工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——人機(jī)交互設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)備多媒體

教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生了解人機(jī)交互的相關(guān)概念與設(shè)計(jì)方法，最后可以獨(dú)立分析

完成某一個(gè)產(chǎn)品的分析和改良設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)人機(jī)交互的概念和設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品的分析和改良設(shè)計(jì)。

難點(diǎn)結(jié)合知識(shí)獨(dú)立完成某種產(chǎn)品的分析和改良設(shè)計(jì)。

課時(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)課1、復(fù)習(xí)回顧上一節(jié)課內(nèi)容。

2、隨機(jī)抽取幾名同學(xué)上講臺(tái)講自己的功能座椅設(shè)計(jì)。

3、對(duì)上臺(tái)同學(xué)作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。對(duì)班里有代表性的優(yōu)秀作品和較差

作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。表?yè)P(yáng)優(yōu)秀作業(yè)，對(duì)較差的學(xué)生盡量找到其設(shè)計(jì)中

的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行鼓勵(lì)引導(dǎo)。

4、講課。

首先讓學(xué)生看教材，然后提問(wèn)：什么事人機(jī)交互？

引出人機(jī)交互設(shè)計(jì)的概念：是兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)的但是又是自主的實(shí)體間

進(jìn)行的一系列信息交換的交互作用過(guò)程。

人與計(jì)算機(jī)或含計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)品之間的信息交換，稱為人機(jī)交

互。

第二節(jié)課1、人機(jī)交互的發(fā)展：初創(chuàng)期、奠基期、發(fā)展期、提高期。

2、人機(jī)交互技術(shù)介紹：（結(jié)合實(shí)例與圖片說(shuō)明）

(1)手寫(xiě)識(shí)別

(2)手勢(shì)識(shí)別

(3)語(yǔ)音識(shí)別

(4)自然語(yǔ)言理解

(5)眼動(dòng)跟蹤

(6)表情識(shí)別

3、軟件人機(jī)界面設(shè)計(jì)程序：

確定界面邏輯，解決人機(jī)對(duì)話方式、信息輸入、輸出方式。由

技術(shù)人員與界面設(shè)計(jì)師完成。

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電子顯示器顯示的界面外觀。由界面設(shè)計(jì)師完成。

編制界面程序。

4、軟件人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則：

一致性原則

圖形和比喻