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1、北京化工大学北方学院 艺术院 公共教研室 教案人体工程学教案撰写人：张瑞竹课程性质：考查 总学时：32学时 上机学时：0学时周学时：4学时课次： 1年级：二年级人数：64教师：张瑞竹教学内容人体工程学概论、人体工程学在设计中的运用教学设备多媒体教学目标1、通过对人体工程学的综合概述，使学生了解该课程的主要内容、课时安排、课程要求，以及与其它设计类专业课程之间的关联。2、使学生能够充分了解人体基本信息，在设计中能够熟练运用相关概念。重点在设计中能够熟练运用人体工程学概念。难点学习人体的规律和概念，运用相关理论进行设计。课时结构教学内容第一节课1、教师自我介绍。2、该课程的整体课程安排、评分标准及
2、最后的成绩评定原则。3、考勤制度与课堂要求。4、介绍该课程的课程性质，以及与其他课程之间的关联。5、介绍该课程的整体框架及各章节之间的逻辑关系。第二节课1、 提问：什么是人机？引出人机工程的概念。人机工程学科名的由来和概念定义。包括：人机工程这个词的来源是由希腊词根“ergon”（意思是工作、劳动）和“nomos”（意思是规律、规则）复合而成，本义是人的劳动规律。国际人机工程学会、中国企业管理百科全书和综合意义上对人机工程学的定义，最后总结为按照人的特性设计和改善人机环境系统的科学。2、讲解人机工程学的发展简史和我国人机的发展进程。分别举例讲述工具时代、机器时代、动力时代和信息时代的特点和代表
3、性事件。在讲解发展简史的过程中穿插讲述关于学科对人类发展的推动作用和其迅速发展对人类社会造成的一些不良影响，让同学能更清楚的认识到事物和科技发展的两面性。目前人因工程学的前沿领域研究包括的内容：人机关系；人与环境关系；人与生态；人的特性模型；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。3、近期国内外人机工程学研究的方向：（1）工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。（2）工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。(3)工作场地、工作空间、工具装备
4、的人机工程学的研究。(4)信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。(5)计算机设计与人机工程学研究。(6)工作成效的测量与评定。(7)机器人设计的智能模拟等。(8)人机环境系统中心理学的研究。4、结合实例讲解人机工程的设计理念与原则、人机系统的分类以及人机环境的具体含义。对于人机系统分类方法分两部分：按照人和机的分工分类、按照有、无反馈环节分类。举例重点讲解人机环境各自的含义 5、人机界面与人机交互：是人机系统中,“人”与“机”之间能够相互施加影响、实现相互作用的区域。结合之前所讲人机工程学的发展史对人机界面从人性化和高科技应用方面举例进行阐述讲解。6、介绍人因工程学的学
5、科体系，引出人因工程学的具体运用方法和作用。其中，人因工程的研究方法包括：测量人体各部分静态和动态数据； 调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征； 对时间和动作的分析研究； 测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化； 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题； 分析差错和意外事故的原因； 进行模型实验或用计算机进行模拟实验； 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系，以便从中得出正确的结论或发展有关理论。 运用原则和评价指针包括37个原则和相应的37个指针。第三节课结合设计需要，讲解人的基本特征。举以往学生在设计中出现各种尺寸问题，最终导致设计不可实现或者
6、不可使用的例子，强调了解人的特征的重要性。提起学生的学习兴趣后，引出对人的特征的讲述。1、 人的特征：用PPT图片和板书结合的形式讲解人的感知、处理、执行和维持特征。2、 人体测量的基本知识。首先讲解人体测量的定义：人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。 然后分开讲述人体测量数据的种类：静止形态参数的测量、活动范围参数的测量、生理学参数的测量 、生物力学参数的测量。通过对人体测量数据种类的讲解，引出人体测量的一些术语。包括：被测者的各种标准姿势
7、，测量基准面，测量方向，支撑面和衣着，人体测量的主要仪器，人体测量的概念术语等。介绍相关概念后，紧接着讲述人体尺寸的应用。包括：主要人体尺寸的应用原则和人体作业空间的设计。这一部分因为涉及到人体的一些相关结构，因此主要是结合图片讲解。第四节课1、 讲解人的信息感知特征，详细讲解关于人的感觉和直觉特征、视觉机能及特征、听觉机能及特征和其它感觉机能及特征（肤觉、本体感觉）。2、 介绍人的信息处理特征，详细讲解关于人的信息处理模型概念及形态。举例日本机器人，提高学生学习兴趣；神经系统机能及特征、记忆（三种记忆的关系），这一概念结合实例说明，让学生更易理解；学习（正迁移、负迁移），同样结合实例讲解这一
8、概念，在详细讲述知识的同时，增长学生学习的动力。3、 讲解人的生物力学特征。包括：人的运动机理和人的运动输出特征。对人的疲劳与失误结合实例讲解，包括人的疲劳、失误，和疲劳、失误产生的原因。这一部分主要结合教材完成。4、 人的个性及影响。结合学生自身，用提问结合讲解的方式介绍人的个性特征和心理特征。加深学生对这一方面知识的认识和理解。课后作业举例；我们生活中的人机工程学。要求：1、说明具体的产品或者设计中，哪些方面体现出对人机工程学的应用。2、 每人举5个实例，并说明。比如：鼠标，顶部的弧度，符合人手掌抓握时的结构特征。课后小结作为本课程的第一节课，对于涉及到的概念尽量做到每一个都结合实例来说明
9、。上课穿插提问，跟学生互动，提高学生的学习兴趣。概念参照教材，举例尽量与设计相关联。在讲课的间隙介绍一些较好的产品设计或者建筑设计。让学生更容易地了解这门课程与设计专业的关系，认识到学习本课程的重要性。课次： 2年级：二年级人数：64教师：张瑞竹教学内容人因工程设计基础信息输入设计教学设备多媒体教学目标学生学习了解信息输入的过程和相关的设计及设计方法重点学习信息输入的过程和相关的设计及设计方法。难点能够结合所学知识进行输入方面的相关设计。课时结构教学内容第一节课复习回顾上一节课内容。点评作业。1、提问：信息在人机间是怎么传输的？引出信息在人机系统中的传递过程，PPT结合板书的形式讲解：信息源、
10、干扰源、刺激能、感受器、处理器、执行系统和机之间的传播方式和过程。讲解。2、介绍视觉信息设计。包括：图标设计（象形图标和图形图标）、文字设计（相同文字的不同设计和不同文字的相同设计）、数字影像设计、使用手册设计和编码设计。这一部分内容全部结合图片讲解。第二节课1、 提问：我们身边的视觉显示器种类？引出视觉显示器设计知识。视觉显示器包括：（按形式和显示内容）模拟显示器、数字显示器、指示灯、图形指示器、计算机显示器；（按原理）机械式、电子式。定量显示器：结合图片让学生认识各种显示器特征。定性显示器设计：从技术上分为机械式和电子式。可用于定性认读和检查认读。结合实例说明定性信息的用途：依据一个预先确
11、定的变量范围，确定变量的状况。（汽车水箱水温控制，温度正常值得范围需预先确定）控制一个变量在预期的正常范围内。（汽车驾驶速度的控制）观察变化趋势和变化速度等。（飞机飞行高度变化速度提示）信号灯设计信号灯的作用：显示状态（电池充电、洗衣机洗衣、各种设备的电源灯等）警示（高速路警示灯、汽车刹车灯、机场跑道灯等）识别（汽车示宽灯、机场跑道灯、飞机标示灯）显示指令（红绿灯） 设计过程中应该注意的问题：亮度：至少两倍于背景的亮度。远距离信号灯，应保证在较远视距下也能看清，且在日光亮度和恶劣气候条件下清晰可辨。颜色：红、黄、绿、蓝、白若信号与背景的亮度对比较小，红色有优势，其次是绿、黄、白。闪光与稳光：表
12、示突发紧急状况或最新的危险状况，用闪光。背景稳光，信号闪光；背景稳光，信号稳光；背景闪光，信号稳光。信号灯编码：颜色按相互不易混淆程度排列，黄、绿、橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、黄粉。 再现显示器设计包括：（结合实例图片说明）飞机倾斜角度显示三维再现显示（飞机飞行为例）车载GPS：导航；装象语音提示；增加兴趣点；定位；测速；显示航迹。第三节课1、提问：我们最常使用的显示器名称？介绍电子显示器设计包括：CRT显示器、LCD显示器（液晶显示器）。结合图片说明两种显示器的区别和优劣。平视显示器和头盔显示器设计：结合图片让学生认识这两种显示器的形态和设计原理。听觉显示设计首先介绍什么是听觉显示：当
13、信息的目的是要吸引产品使用者的注意时，通常使用的是效果较好的听觉显示。其次，听觉显示的作用：(1) 减少视觉工作的劳动量。(2) 引起人的立即注意，如警示信号。(3) 提高人们集中注意的能力。最后介绍几种听觉显示装置：音调警报及报警装置、语音信息。2、 显示器的选择：视觉显示：复杂，需要延时的，听觉符合已很重的场合，不需要急迫传递的，信息需同时显示、监控的。听觉显示：较短或无需延时的，简单且要求快速传递的，视觉符合很重的场合。触觉显示：视觉和听觉通道传递信息有困难或负担中的情况，信息简单。触觉传递信息的速度快。设计、使用视觉显示器的原则：只需显示对操作有用的信息。必须符合人们一般的读取习惯和固
14、定的模式。要显示的元素应该有较大的对比度。去掉不能一眼识别的信息和名称。显示刻度最低限度减少视差，指针指端与刻度明显区分。5、产品形态语义：结合实例说明形态语义与人因的关系和形态语义的应用。第四节课随堂练习：文字设计相同文字不同设计方式（5种）不同文字相同设计方式（5种）课后作业随堂作业没有完成部分课下继续完成。课后小结讲解相关生僻的不常见的显示界面应结合图片与实例说明。对于概念讲解完后紧接着讲述相关的设计方法和设计应该注意的问题，并布置作业马上练习巩固。作业最初阶段给学生看一些好的图片，让学生了解到什么是好的设计后再进行独具风格的创意发挥。 课次： 3年级：二年级人数：64教师：张瑞竹教学内
15、容人因工程设计基础人的输出与控制教学设备多媒体教学目标让学生了解人的输出与控制的相关概念，并能结合课程内容进行相关的设计。重点人的输出与控制方法。认识控制器装置，学生能够运用所学知识进行控制器和工具设计。难点结合所学知识进行控制器和工具的相关设计。课时结构教学内容第一节课复习回顾上一节课内容。点评作业。提问：我们进行输出的方式有哪些？引出人的输出与控制概述。1、 首先，结合教材讲解人的输出与控制的分类和方式。人的输出包括：动力输出和信息输出。随着技术的发展，以信息为主的输出逐渐代替了以能量为主的输出。其次，结合图片讲控制器的分类与功能。2、 结合实例，讲常用控制器分类： 手动旋转式控制器：旋钮、手指拨轮、手轮与曲柄等 手动移动式控制器：手柄、操纵杆、按钮、刀闸开关等 手动按压式控制器：按钮、按键、翘板开关
