《人體工程學》教學課件第一章 人體工程學概況

第一章人體工程學概況第一節(jié)人體工程學的定義第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展第三節(jié)人體工程學的研究方法第四節(jié)人體工程學的研究內容及意義學習目標知識目標能力目標了解人體工程學的定義、起源與發(fā)展、研究方法、研究內容及意義。對人體工程學的理論性知識有較全面的了解，為后續(xù)的學習打下良好的基礎。第一節(jié)人體工程學的定義人體工程學（HumanEngineering），也稱人類工程學或人類工效學。工效學是由希臘語詞根“工作、勞動”和“規(guī)律、效果”復合而成的，主要探討人們的工作效果和勞動效能的規(guī)律。雖然該學科研究領域和應用范圍較廣，但其學科名稱卻并不統(tǒng)一，常見的名稱包括人機工程學、生命科學工程等，不同的名稱其研究的重點也略有差別。第一節(jié)人體工程學的定義在室內外環(huán)境設計領域中，人體工程學研究“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)中人（即使用者，特指人的心理特征、生理特征及人適應設備和環(huán)境的能力）、機（即設施，特指工具設施是否符合人的行為習慣和身體特點）、環(huán)境（即室內外環(huán)境，特指人生存環(huán)境中的噪聲、照明、氣溫、交往習慣等因素對工作和生活的影響）三大要素之間的關聯(lián)，它是為解決人的工作效能及健康問題提供理論與方法的一門科學,其定義為：以人為主體，運用人體測量、生理及心理測量等方法，研究人的結構功能、身體力學、社會心理等方面與室內外設計之間的協(xié)調關系，以符合安全、健康、高效、舒適等各層次需求，實現(xiàn)“人—機—環(huán)境”的和諧共存（圖1-1）。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展

人體工程學的起源回顧人類的發(fā)展歷程，從人類文明一開始，人體工程學的潛在意識就已經(jīng)產(chǎn)生，并在適應和改造客觀環(huán)境的同時不斷發(fā)展演進。從大量的出土文物中可以看出，不同時期的遺址文物映射了不同程度的人體工程學的潛在意識。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展以中國古代的三足兩耳鼎為例，其最初是用來烹煮食物的，三足間便于用火加熱，設計兩耳以便于挪移，裝飾部位多集中在腰部以上，以符合古人席地而坐后的俯視欣賞角度。因此可以說，人體工程學的潛在意識在人類勞動實踐中產(chǎn)生，并伴隨著人類生活水平和文明程度的提高而不斷發(fā)展完善。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展隨著現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的開展，人體工程學作為一門專業(yè)科學逐漸成形。自工業(yè)革命以來，安全、健康和舒適度已成為人們密切關注的問題，在歐美地區(qū)尤其受到重視。20世紀初，F(xiàn)·W·泰勒（FrederickW.Taylor，1856—1915）在傳統(tǒng)管理基礎上進行勞動時間和工作方法的研究，首創(chuàng)了新的科學理論和一整套以提高工作效率為目的，省時、省力、高效的管理方法，這套管理方法被稱為“泰勒制”，這是從理論上對人體工程學進行歸納研究的開始。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展

人體工程學的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段：第一階段，人適應機器的階段?！耙粦?zhàn)”期間，英國成立了工業(yè)疲勞研究所，但人體工程學的研究還不是很普遍，這個階段的主要研究者是心理學家，研究范圍集中在從心理學的角度選擇和培訓使用者，使人能夠更好地適應機器。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展第二階段，機器適應人的階段。“二戰(zhàn)”期間，隨著人們所從事的勞動在復雜度和負荷量上的變化，改善勞動條件和提高勞動效率成為主要問題。美國的人體工程學研究首先在軍事和航天領域得到了巨大發(fā)展，由于戰(zhàn)爭的需要，新式武器和裝備設施在使用過程中暴露了許多缺陷，如飛機駕駛員誤讀高度表導致意外失事、機艙位置安排不當導致戰(zhàn)斗中操縱不靈活、命中率降低及導致意外事故等。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展眾多失誤使研究者深刻意識到“人”的重要性，同時意識到設計一個高效能的裝置不僅要考慮技術和功能問題，還要考慮人的生理、心理、生物力學等方面的因素，力求使機器更適應人，這為人體工程學的進一步發(fā)展奠定了堅實基礎。第二節(jié)人體工程學的起源和發(fā)展第三階段，“人—機—環(huán)境”互相協(xié)調的階段。20世紀60年代以后，隨著人體工程學涉及領域和研究內容的不斷擴展延伸，僅僅停留在人與機器的關系研究已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會的需求，環(huán)境和能源問題已經(jīng)成為人們不可逃避的現(xiàn)實問題。時至今日，如何使“人—機—環(huán)境”能夠更健康、有效地和諧發(fā)展，已成為人體工程學研究的主要內容（圖1-2）。第三節(jié)人體工程學的研究方法一、調查法

調查法是獲得有關研究對象資料的方法，具體包括以下三種方法。1．訪談法

訪談法是研究者通過詢問交談來收集有關資料的方法。訪談法可以是有嚴密計劃的，也可以是隨意的。無論采取哪種方法，都要盡量做到客觀真實。2．考察法

考察法是研究實際問題時常用的方法。通過實地考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)中存在的問題，能客觀地反映研究成果的質量及實際應用價值。3．問卷法

問卷法是以問卷的形式挖掘與設計、制造有關信息的方法，發(fā)放問卷的目的是在人群中獲取整體系統(tǒng)信息。要設計有價值的調查問卷，問卷應從全局角度考慮提出哪些方面的問題。第三節(jié)人體工程學的研究方法二、觀測法觀測法是研究者通過觀察、測定和記錄自然情境下的現(xiàn)象來認知研究對象的一種方法。這種方法是在不影響事件的情況下進行的，觀測者不介入研究對象的活動中，因此能避免對研究對象的影響，可以保證研究的自然性和真實性。例如，觀測作業(yè)的時間消耗，流水線生產(chǎn)節(jié)奏是否合理，工作日的時間利用情況等。進行這類研究，需要借助儀器設備，如計時器、錄像機等。第三節(jié)人體工程學的研究方法三、實驗法實驗法是在人為控制的條件下，排除無關因素的干擾，系統(tǒng)地改變一定變量因素，以引起研究對象相應的變化來進行因果推論和變化預測的一種研究方法。在人體工程學研究中，這是一種很重要的方法，它的特點是可以系統(tǒng)控制變量，所研究的現(xiàn)象重復發(fā)生，反復觀察，不必像觀測法那樣等待事件自然發(fā)生，研究結果容易驗證，并且可對各種無關因素進行控制。實驗法主要有實驗室實驗和自然實驗兩種形式。第三節(jié)人體工程學的研究方法四、計算機仿真計算機仿真是運用電子計算機對系統(tǒng)的結構、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進行動態(tài)性的逼真模仿。它具有高效、安全、受環(huán)境條件的約束較少等優(yōu)點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統(tǒng)（尤其是復雜系統(tǒng)）的重要工具。隨著圖形學和計算機技術的發(fā)展，目前已出現(xiàn)CATIA、Pro/Engineer、Rhino3D、NURBS等計算機輔助設計軟件，可以在產(chǎn)品設計開發(fā)之初就將人機關系納入設計考量的要素之中，進而對人的操作姿勢、效率等因素進行分析，可以大大提高設計工效，降低設計成本。第四節(jié)人體工程學的研究內容及意義隨著人們對自身健康和環(huán)境質量的關注，中國的人體工程學研究作為一門新興課題越來越受到各行各業(yè)的重視。從研究對象來看，人體工程學涵蓋了技術科學和人體科學等許多交叉問題，它涉及生理學、心理學、解剖學、工程技術、勞動保護、環(huán)境控制、仿生學、人工智能、控制論、信息論和生物技術等眾多學科；其研究內容主要包括人體測量參數(shù)、心理學、生理學、解剖學等人體特性的研究，環(huán)境和安全性的研究，以及人機系統(tǒng)的整體研究。第四節(jié)人體工程學的研究內容及意義近幾年，由于室內設計行業(yè)的迅猛發(fā)展，人體工程學的運用隨之得到了進一步的擴大和提高，對室內設計起到了很好的指導作用。簡而言之，人體工程學的研究意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）為確定人們在室內活動所需要的空間提供設計依據(jù)，根據(jù)相關人體測量數(shù)據(jù)，從人體尺寸、行為空間、心理空間與人際交往空間等角度，確定各種不同功能空間的劃分和尺度，使空間更有利于人們活動（圖1-3）。第四節(jié)人體工程學的研究內容及意義（2）為確定家具、設施的尺度及使用范圍提供設計依據(jù)。家具是室內空間的主體，其形態(tài)、尺度必須以人體尺寸及活動習慣為主要依據(jù)（圖1-4）。（3）提供符合人體需求的最佳室內環(huán)境。以人體工程學所提供的室內熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、色彩環(huán)境等參數(shù)為依據(jù)，方便快捷地做出正確的設計定位。第四節(jié)人體工程學的研究內容及意義（4）為室內視覺環(huán)境設計提供科學依據(jù)。人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺設計的參照要素，通過人體工程學計測得到的數(shù)據(jù)，能更科學有效地指導室內光照、色彩、視覺最佳區(qū)域等方面的設計（圖1-5）。（5）實現(xiàn)“以人為本”的人性化設計理念。從整體規(guī)劃到細節(jié)設計，以人體工程學為指導，就意味著以人們使用的舒適程度為出發(fā)點，促使人們的生活、工作、娛樂等活動更加高效、安全、