高二通用技术《设计中的人机关系》教案2

第一篇：高二通用技术《设计中的人机关系》教案2

课题：设计中的人机关系

一、教学内容分析：

本节内容为(地质版)《通用技术》教材中必修模块1《技术与设计1》第二章“步入设计殿堂”里的第一节内容“揭开设计神秘面纱”中的第四部分内容－产品的人性化设计，是学生学习设计的一节关键内容，对学生构建人性化设计思想有重要作用，教材从高中学生的认知规律出发，由表及里地介绍了人机工程学的相关知识，让学生了解在设计过程中应遵循人机关系的基本规律，知道人机关系在设计过程中的作用和要实现的目标，使学生树立起技术设计要“以人为本”的设计价值观。

该内容为三部分。第一部分“什么是人机关系”说明人机关系概念；第二部分“人机关系要实现的目标”说明人机关系的要达到的四个目标；第三部分“如何实现合理的人机关系”说明要实现合理的人机关系应该处理好四个方面的关系。教材内容充实，易被普通高中学生接受。

二、教学设计思想：

本节从理论上讲内容较为简单，学生理解也不难，为了使学生逐步建立 “设计以人为本”的理念，教学中充分利用学生身边的事物场景来设计教学情景，激发其兴趣，应用“建构主义的学习理论”，主动建构人机关系的概念。使学生参与活动的积极性很高。准备了不少贴近学生生活实际的图片和视频，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。教学中有意识地创设课堂教学情境，关注学生的情感发展和学生的感受与体验，让学生主动自然地参与到课堂教学活动中来，有利于完成教学任务、提高课堂教学效率。

三、教学目标：

1.知识与技能

理解人机关系的含义；熟悉人机关系在设计中要实现的目标；了解在设计中如何实现合理的人机关系。使学生能够对生活中所存在的人机关系进行简单分析，掌握一些设计分析方法的知识，形成“以人为本”的设计理念。

2.过程与方法

引导学生能较好的把握人机关系的概念，体验到人机关系在设计中的重要性。联系现实生活中的案例，引导学生较好的掌握和熟悉人机关系在设计中要实现的目标，在设计中如何实现合理的人机关系。

3.情感、态度与价值观

通过对人机关系的分析，从中体会到在产品设计中人性化的设计思想，并形成认真严谨的态度，一定的创新精神和实践能力，从而树立正确的设计观念。

四、教学重难点：

1.教学重点

理解人机关系，了解从哪些方面着手来实现。2.教学难点

人机关系考虑总是隐含在产品的设计中，需要通过体验去感受，反映的是一种理念，然而在设计中是很重要的一个环节。

五、教学资源准备：

图片、影像等多媒体资料，以及文字资料。

六、教学过程：

（一）引入新课：超牛多功能椅子

师：好，同学们看这个视频时都有所感触，能说说吗？

创新点？材料。同时满足了人们很多需求。

我们知道在设计中，我们所设计的产品都是为满足人的需求，为人服务的。因此在设计活动中，人与产品之间的关系是我们必须考虑的核心问题，也就是本节课我们要学习的内容：产品设计的人性化------设计中的人机关系。

（二）新课：（第一课时）

1、人机关系的定义：

师：同学们都知道，在现实生活中，我们每时每刻都会与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互关系。这种相互的关系就称为人机关系。按照定义来理解，人机关系表现为人与“机”之间的关系，那这个“机”具体指哪些内容呢？（思考）

2、机的含义： [学生回答] 那我给大家概括下：常见的“机”指劳动工具和生活用品。

那么除些之外，大家想想，“机”还会指什么呢？人在日常生活中还会与什么发生联系？[停顿] 师：当人处于某一环境时，此时的人机关系就表现为人与环境之间的关系。

思考：当老师在板书时，会与哪些物品发生人机关系？一起想想，来体会其中的人机关系。一个是直接接触的粉笔，一个是间接关系的黑板。

很好，我们同学都找出来了。那我们再来看一个案例，来概括人机关系中的“机”到底应该怎么确定？

案例：电梯门（具体分析）

人乘电梯时存在很多方面的人机关系，包括人与电梯门的自动控制、运行速度、电梯内的照明、视频监控设备、空调、通信、消防等的人机关系。

教师小结导引：通过人机关系内容的学习，同学知道，人与机之间存在着复杂的关系，我们在设计中考虑人机关系时需要实现哪些目标呢？

3、人机关系要实现的目标：

师：这里给大家归纳了四个主要目标：高效、健康、舒适、安全。我们来分别看下各个目标的内容。

（1）高效：设计中应把人和机作为一个整体来考虑，使人机关系更加合理、更加协调，从而得以提高人的工作效率。案例：著名的公式“8-1>8”说

明：通过改变环境因素可以提高工作效率。[图片欣赏] [视频播放]---《摩登时代》卓别林在流水线上拿扳手操作导致失常的片段。

• 说明：长时间的工作、学习不但不利于效率的提高，而且还会影响到人的健康。引出：盲目追求高效是不行的。高效是人机关系要实现的一个重要目标，但是在设计中还是要以人为本，不可偏听偏离。[建议思考]（2）健康：是指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人造成不良的影响。活动：指出下列图片中设计不合理、有损人体健康的地方。案例：高跟鞋

引出：在追求美观的同时不要损害人体的健康。

（3）舒适：是指人在使用产品的过程中，人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳，心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。案例：椅子设计

引出：人与人之间的心理距离

欣赏书桌设计体现合理的人机关系。视频：玻璃门事故

（4）安全：是指人们在操作和使用产品过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害。例如：产品与人的接触部份不允许有尖角和锋利的边槽；容易产生危险的地方应进行安全保护设计；汽车的安全带设计；儿童座椅前的护拦设计等。试问：在我们学校有哪些地方的设计实现了人机关系的安全目标？

• 例如：走廊的栏杆； 消防栓和灭火器；学校周围围墙

篮球场塑胶的跑道等。（图片）

小结：人机关系需要实现的几个目标是融为一体的，不是只实现某一个目标就可以了，而是需要将几个目标综合起来加以考虑。这样，才能更好地体现“以人为本”的设计理念。根据不同的设计对象应有所侧重。

课堂小结：

1、什么是人机关系？

2、人机关系中的“机”指什么？

3、人机关系需要实现的目标有哪些？

第二课时：

一、复习上节课引入

师：那么为了实现合理的人机关系，我们应考虑到哪些方面？（停顿）

1、请看这张图片－地下通道。提问：你认为设计合理吗？

师：对，忽略了特殊人群（身体等方面有残疾的或与常人不同类的人）的需要。所以合理的人机关系，设计时一定要考虑不同人群的不同需要。

案例：巨人的床（外国人体形高大者来中国的设施）师：作为设计师，应根据不同人群的需求设计作品。提问：盲人如何识别人民币面值？

钞票的设计（从1980年版开始，印制的一元券以上的人民币票面右下角（有的在左下角），有带黑点的标志。过去人们一直没有注意这标志是啥作用。其实这是专为盲人设计的。现在的百元大钞，1999年版的又有新的改进，是在右下角印有一个黑点，两个直角，那就是一个黑点代表１，一个直角代表一个0，两个直角表示两个0，即为100钞的标记，50元钱币是两个斜点，一个直角，10元钱币是一个黑点，一个直角。这样让盲人摸着手感更强了。）

2、师：我们平常进出教室的时候，都是一个个经过门的，为什么门要做得这么宽？不是很浪费材料吗？ 学生思考：因为人在走动的时候要摆动手臂，为了使手臂不碰到门框。

师：对，人们在使用物品时处于静态和动态交替中，因此设计的产品不但要符合人的静态尺寸，也要符合人的动态尺寸。[课件]静态尺寸与动态尺寸：

静态尺寸指人的构造尺寸（身高、手臂长等）动态尺寸指人的正常的肢体活动范围。

试问：衣物等购买时为何都需要试穿？试穿时不能只静止不动？

案例：（同学们举例说明）同学们在升旗礼时的队列与课间操的队列，人与人之间的间距并不相等；

[图片欣赏]

3、生理需求和心理需求：（人的基本需求，易于理解）案例：品“三国”

人的心理需求很多，作为设计师，需揣摩不同情境下人的不同心理需求（调查）师：（讲述颜色对人心理的影响）

活动：茶座、咖啡厅；办公室；医院的设计

4、人机交互：（人与产品的信息传递）

师：画面上不同的两组电话图片说明什么？有什么区别？（一个有液晶屏，另一个没有，不能正常显示信息或电话号码）

人类80%的信息来源于视觉接收。

因此，设计应重视考虑人机之间的信息交互，即信息交流。案例：维拉克斯的空调系统 ；有来电显示的手机；有指示灯的开关

人与电脑之间实现了信息的相互交流（显示器）课堂小结：

设计的目的是为了满足人的需求，而人机关系是满足人的需求的方法。因此在产品设计中要注意人机关系，这是设计的重点。通过学习能够从人机关系的角度对日常生活事件进行思考，能够理解什么是人机关系，人机关系在设计中要实现的目标，了解设计中如何实现合理的人机关系，树立“以人为本”的设计理念。

5、课堂讨论：根据上面所学知识，对图片上学校的设计，还存在哪些不符合人机关系目标的问题展开讨论。

参考答案： 较为主要的：教学楼不该靠路边（环境太嘈杂、不满足人的生理需求和心理需求）；自行车棚距离校门太远（不方便学生，而且容易造成学校内交通拥挤，效率低）； 5 小卖部应靠外一点；公用电话亭应靠外一点；人行横道离学校大门太远；红绿灯位置不对。较为次要的：实验楼离左边教学楼较远；建议小树林应种植在路边，起到隔音作用。

6、作业：课外活动－汽车颜色与交通安全的关系

教学反思：

本节课的“人机关系”是设计中必须考虑的重要内容。在教学过程中，发觉学生对人机关系的了解不是很深刻，通过简单的案例提高学生的学习兴趣，把握人机关系的概念并体会人机关系在设计中的重要性；联系生活中的案例，引领学生较好地掌握人机关系要实现的目标及如何实现合理的人机关系。

在本课中，我利用图片和视频创设教学情景，这两节课进行得很顺利，可能学生在生活中已有类似的体会，很自然地掌握了设计中人机关系应该达到的四个目标：高效、舒适、健康和安全。这堂课学生的兴趣很高涨。我让他们思考生活中有哪些不符合人机关系目标的产品时，他们提出了很多，比如校服设计上的缺陷，甚至提出下次的校服设计应该由他们自己来设计，还对中学生课桌椅等提出了改进意见。

由这两节课我想到，在通用技术课的教学中，如果教师经常有意识地创设课堂教学情境，关注学生的情感发展和学生的感受与体验、他们的感受能力与感受欲望，那么将有利于激发其兴趣，学生自然就会参与到课堂教学活动中来，有利于教师完成教学任务、提高课堂教学效率。

第二篇：自行车设计中人机工程学分析

自行车设计中人机工程学分析

一、人d自行车系统组成

自行车的功能是供人骑行，就发挥自行车的功能作用而言，把人看作自行车的组成部分

是完全合理的。因此，人在骑车时组成了人d车系统，该人-车系统中的人t车界面关系可由图

12b13来进行分析。

1·人与支撑部件关系

支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等，是自行车的构架。支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上，保证自行车的整体性，实现自行车的功能。

从人机关系来看，鞍座、车把和车架等的位置和大小，以及它们间的相互关系，与骑车人的位置和肌肉的动作有着密切的联系。人坐的位置怎样更合适，车架多高使人脚蹬起来用力才方便，如何保证人的上身有正确姿势，手握车把的距离多长才合适等，都是决定于人体特性的设计参数。

2·人与动力接受部件关系

动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上，下肢运动的力使曲柄转动而产生的。为了使人省力和有舒适感，必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫，即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。

3·人与传动部件关系

传动部件主要是滚珠、链条和链轮。人的作用力是通过链条和链轮传动而带动后轮转动，从而使自行车前移。传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。

4·人与工作部件关系

工作部件就是车轮，即车圈、轮胎等。绝大部分轮胎是充气的，少数是实心的。车轮一方面把骑车人的肌肉力量，有效地转换为同地面接触而向前运动的力;另一方面将骑车人的握力转换为与接地部分所产生的刹车阻力。在设计自行车的各部分尺寸、车闸及变速器等时，应该着眼于骑车人一动力一传动一工作的连贯性，才可能设计出同骑车人手的大小或握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生刹车阻力不够而造成失误现象。

二、影响自行车性能的人休因素

影响自行车性能的人体因素很多，如图12-14所示。现主要分析下述几点:

1·人的体格因素

以身高H为基本因素，其他身体的能力与H成比例，并有与H'、H'成比例的特性。如手臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从而以骨关节为中心所产生的力矩、步幅等，都取决于H的大小。肌肉、大动脉、骨铬的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与H'成比例。肺活量、血液量、心脏容量等都可看成与H'成比例。体格对出力性能的影响，从理论上讲，弹跳能力与H成比例，速度能力与H，成比例，作功能力和H'成比例。但实际上因每个人身体素质不同，常有20乃以上的偏差。

2·人的下肢肌力

自行车骑行的原动力，主要是骑车人的下肢肌力。人骑车时，骨铬肌肉内部的化学能转换为肌肉收缩的机械能。自行车脚蹬的转动就是通过腿肌收缩出力而完成的，一般说腿肌长的人比腿肌短的人有利。肌肉收缩时产生的力，一般与肌肉的截面积成比例，约为每平方厘米40~5ON，通过一定训练的人可提高到65N。

3·人的输出功率

"人输出的功率随着骑车人的体格、体力、骑车姿势、持续时间和速比等的变化而变化。一般成年男人的最大输出功率约为0·7马力(0·5lkW)，能持续10，左右。如果持续时间长，其值要小得多，持续lh，大约只有0·1~0·2马力(0·07~0·1SkW)。

4·人的脚踏速度

自行车运动是很有节奏的，其节奏常常与人的心脏节律保持一定关系。健康人的心脏跳动为70次/min，一般脚踏以60r/min节奏转动较为合适。设计时以这一常用速度来确定相关设计参数。

5·人的平衡机能

骑车人本身的平衡机能是影响自行车性能的重要因素，如果缺少平衡机能，哪怕是运动性能很好的自行车也不能平稳行驶;若人有很好的平衡机能，却可掩盖自行车设计上的某些缺陷。

6·人的手和握力

影响刹车性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和儿童，手的大小和握力都不相同。据试验，为了长时间施闸而不致使手有疼痛的感觉，希望只用最大握力的10%左右便能得到必要的减速度。

7·人的疲劳

人体疲劳和疼痛是对骑车出力性能的不利因素，其产生原因有人体因素，也有自行车结构因素。疲劳和疼痛一般是由于部分肌肉负担过大，骑车姿势不合适，以及体重对鞍座的体压分体不合适等引起的。此外，影响出力因素还有人的最大摄氧量。

三、自行车设计结构要素分析

影响自行车性能的因素除了上述人的因素外，还有许多机械因素，如图12-15所示。为了获得自行车较佳的性能，必须把人的因素与机械因素有机地结合起来，以使人--车协调。为此，着重分析与人体相关的结构要素。

1·速比

大小链轮的齿数比，与链轮直径比相一致，一般控制在2·3~4·0的范围内。利用速比关系可取得骑行时所必要的功率和必要的速度。速比要合适，如果太小，无论人的肌力有多大，由于不能充分提高转速，所以就得不到大的输出功率。也由于速比小，在限定的曲柄转速下，得不到必要的骑行速度(后轮转速)。速比过大时，要求的踏力也大，容易使人疲劳。为了保持不疲倦的持续骑行，希望肌肉的负担约力最大肌力的10始，按此选择速比和曲柄转速，可得到比较好的效果。

2·曲柄长度

传统的自行车设计，一般从杠杆原理考虑比较多，对人研究少，认为曲柄越长越有力。曲柄过长后，为了不使脚蹬碰到前泥板，不得不加大中轴至前轴的距离(前心距)。这样势必加长车架，影响了正确的坐车姿势，使人感到臀部痛。若能按人的身长或下肢长来考虑曲柄长度，则可使人省力和舒适。通常曲柄长度的基准，取人体身长的1/10，也相当于大腿骨长的 1/2。

3·三接点位置

正确的骑车姿势，是由骑车人和自行车三个接点位置决定的，如图12-16(a)中所示的鞍座位置A、车把位置B、脚蹬位置C。按三点调整法，AB和AC约等，一般AB=(AC一 3)cm，A点略低于B点，约为5cm。

4·鞍座位置

鞍座装得过低，骑行时双脚始终呈弯曲状态，腿部肌肉得不到放松，时间长了就会感到疲软无力;鞍座装得过高，骑行时腿部的肌肉拉得过紧，脚趾部分用力过多，双脚也容易疲劳。骑车时适当的用力部位是脚掌。设计或校正鞍座位置高低最常用的方法，是使手臂的腋窝部位中心紧靠鞍座中部，使手的中指能触到装配链轮的中轴心为宜。人体各部尺寸都有一定的联系，只要腋窝中心至中指的长度确定下来，鞍座高度便可大致确定。行驶较快的车，鞍座位置要向前移动，行驶较慢的车，鞍座位置要向后移动，否则都不利于骑行，如图12-16(b)、(c)所示。

5·车闸

设计时，闸把开挡、力率和闸把力要与人手的大小和握力相适应。灵敏度高的车闸，随着闸把上力的增大，刹车力也按比例地增加。如果闸把力到达某一程度不发生刹车作用，继而又骤然生效，说明这种车闸设计不良。在紧急情况下操纵时，理想的施闸力和减速度见表12-4。

四、人-车动态特性分析

1·动态稳定性

自行车的稳定是行驶过程中的稳定，是一种动态平衡的稳定性。动态稳定性影响到自行车骑行中的动作，包括直进稳定性和前后左右方向的稳定性，见图12-17(a)。显然，稳定性对安全行驶是必不可少的特性。

2·力学特性

自行车行驶在平地上转弯的条件是侧向力(与离心力平衡)与自行车总重量(人和车的重量)的合力作用线要通过轮胎与地面的接触点。这当然与骑车人有关，但更重要的是自行车的造型要有适合这种力学特征的结构形式。

3·转向特性

自行车转弯时可能有三种情况:

人体和车身向内倾的角度相等。即骑车人身体的中心线和车子的中心线一致时，自行车就可以转弯，即所谓中倾旋转，见图12-17(b);骑车人的倾斜角比车子的倾斜角大时，此时的转弯即所谓内倾旋转，见图12t17(c);骑车人的倾斜角比车子的倾斜角小时，此时的转弯即所谓外倾旋转，见图12-17(d)。

第三篇：设计中的人机关系教案

设计中的人机关系

一、课程标准对本章的要求

1，理解技术与设计的关系，能分析设计在技术发明和革新中的作用。

2，知道技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。

3，了解1---2类产品的常用测试方法，能根据设计要求使用简单的方法对产品进行测试。

二、教学目标 知识与技能

1,理解人机关系的含义。

2．熟悉人机关系在设计中要实现的目标。

3．了解在设计中如何合理运用人机关系。过程与方法

1、通过举例分析，加深对人机关系的含义及其所要实现的目标的理解。

2、通过讨论和实践，切身感受“以人为本”的技术设计理念。情感态度与价值观

培养学生的兴趣、激发学生的学习热情，树立“以人为本”的技术设计理念。

三、教学重点、难点。

•在学生学习了技术的价值和技术的性质后，使学生进一步形成“以人为本”的核心设计理念.•熟悉一些有关技术设计的分析方法方面的相关知识，为今后技术设计的构思打下坚实的基础。

四、学生情况分析

通过对第一章“走进技术世界”的学习，学生对技术有了较为深刻和全面地了解，基本形成了对待技术的积极情感和正确使用技术的意识，理解了“技术引人而生，为人服务”的技术理念。在本章

的第一节中学生理解了技术与设计的关系，能够分析设计在技术发明和革新中的作用，了解了技术更新对设计产生的重要影响。通过前面相关知识的学习，同学们已经形成了“我要设计”的探究欲望。

五、课时安排：

2课时

六、教材分析：

在前面的一章的学习中，学生通过感悟技术的价值、理解技术的性质、展望技术的未来，逐渐懂得和理解了“技术因人而生、为人服务”的技术理念，但是如何在具体的设计中体现这种技术思想和理念，还是无从下手。“设计中的人机关系” 一节通过对“人机工程学”中人机关系的核心理念进行的逐步分析，使学生知道了什么是人机关系、人机关系要实现的目标是什么、如何实现合理的人机关系，知道了技术如何才能更好地为人服务.教材中指出“我们设计的产品都是从人的需求出发，最终实现为人服务的目的，因此，人机关系也就成为设计活动中必须考虑的核心问题之一”这一句话恰当的点中了我们为什么必须要学习人机关系这一重要问题，使学生在一开始就明白，只有认真地研究和分析人机关系，自己的设计才能更好地为人服务，从而产生“我要学”的愿望和需求

书中从人和物的关系分析入手，逐渐过渡到人的不同部位、不同层面与物的不同部位和不同层面之间的关系分析，使学生在设计分析时能正确地找到要解决问题的根源和着手点。在对人机关系进一步分析的基础上，还要告诉学生，环境也是人机工程学中的重要要素之一。

人机关系即是理念又是方法，它既是技术的价值和技术的性质的延伸又是技术设计构思的前沿，他为学生提供了设计分析的基本思想与方法。对人机关系的分析，最终还是在如何实现合理的人机关系部分落实到了人，落实到了技术为人服务这一最终目的。具体的体现了教材人文引领的独特特色，也为后面的发现问题等内容的继续学习作好了充分的准备。教材中选择的案例十分贴近学生的实际生活，能够使每一个学生在学习时都有话可说，有事可做。

七、教学用具

旧桌腿、水果刀、削果皮器、分果器、多媒体等。

八、教学方法

多媒体课件，案例引入，小组讨论，演示试验，理论解析，探究与练习、课内外调研。

九、教学构思与流程

以课程的标准相关内容为依据，重点突出教材的“以人为本的”的技术设计理念，结合实际情况，进行教学设计。我的教学构思如下：

1，用“板凳腿作教鞭”引发的思考，导入人机关系的课题。

2，用老师与教鞭之间的关系就是“人机关系”来引入人机关系的含义。接着开始马上行动，进行练习。

3，用要研究老师与教鞭之间的人机关系实际上是要研究老师的手与教鞭抓手之间的关系，引入机和人的含义。通过具体的案例分析使学生理解“人机关系是设计活动中必须考虑的核心问题之一”这一重要问题。

4，用如何提高削苹果和切苹果的效率的演示试验，让学生自己分析出人机关系要达到的目标是“高效”。并通过书中案例分析和比较，进一步理解高校这一目标。

5，用学生拍摄的我校外面的秦淮河护栏的照片，让学生分析除了要达到舒适这一目标外还要达到什么目标，引出“安全”这一目标。并鼓励学生有所拓展。

6，如何才能实现人机关系要达到的目标，第一条中的关于“特殊的人”用多个案例，从不同的角度来进行分析，拓展学生的视野

7，让学生找书桌抽屉内的物品，让学生通过亲身感受总结出要考虑“动态的人与静态的人”。

8，用案例分析来讲述其他几个要考虑的因素。

9，总结。

10，课堂练习通过预设情景让学生“找出人机关系设计不合理的地方，并简单叙述其理由。

11，作业：

12，教学反思。

十、教学过程 新课导入

前面我们已经学过了技术的价值和技术的性质，知道了技术因人而生、为人服务这一设计的基本理念，如何才能使技术实现为人服务这一目的呢？我们就要从研究人机关系入手。用老师需要一个教鞭，后勤的老师就给我了一个这样的教鞭。来引发学生的思考，引入“人机关系”这一节的主题 1，什么是人机关系？

生活中，我们每时每刻不与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系就称为人机关系。（2）机的含义

除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等，（3）我们设计的产品都是从人的需求出发，为人服务的，因此，人机关系也就成为设计活动中必须考虑的核心问题之一 马上行动： A、课本第28页

B、请学生 举例说明自己与周围什么物品构成了人机关系？（就身边的笔、桌凳、衣服、书、水壶、教室等物品回答）

（3）“人”有不同的部位、不同的层面，“机”也有不同的部位、不同的层面，人机关系具体化。

以进教室为例，讲述人与门板、门把手、门框及门的颜色等构成的人机关系，分析人与产品构成的多方面多层面的人机关系。马上行动：

A、讨论教材第29页探究人与电梯存在哪些方面的人机关系。多方面的人机关系。

B、论人坐在椅子上的时候，人体的一些部位与椅子构成了哪些人机关系。

2、人机关系要实现的目标

人与机之间存在着复杂的关系,我们在设计中考虑人机关系,需要实现哪些目标呢。

高效在设计中，应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调，提高人的工作效率。

思考：

铁锹作业试验 ”改进了哪些具体的人机关系而使工作效率大大提高 ?

（2）健康 是指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人造成不良的影响。例如：如果课桌设计不合理，就会使学生处于不恰当的学习姿态，长时间的使用它，不仅使人感到疲劳，还会影响人的身体健康。

（3）舒适——在设计中考虑人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。

（4）安全 在设计中考虑人在操作和使用过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害.例如：产品与人的接触部分不允许有尖角和锋利的边槽，容易产生危险的地方应进行安全保护的设计，汽车的安全带设计，冲床的安全保护设计，儿童座椅前的护栏设计等。

除了这四个目标，人机关系还可以考虑哪些目标？

备：美观、实用、成本等

3、如何实现合理的人机关系

如何实现合理的人机关系呢？

首先应该明确设计涉及哪些人机关系。

其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。

在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好以下几个方面的关系。（1）普通人群与特殊人群

结论：大多数产品是为普通人群设计的，设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。但是特殊人群也是社会的重要组成部分，他们往往有着独特的需要。设计时，还应充分地考虑特殊人群的特点和需要。

（2）静态的人与动态的人

人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中，因此，设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸。

为了形成良好的人机关系，不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要让人在使用它时，能够方便施力、有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康、舒适的要求。（3）人的生理需求与人的心理需求 例如：

l茶座、咖啡厅的设计：

应以暖色调为主，空间要小一些，以营造温馨、宁静的效果 l办公室的设计：

以冷色调为主，空间要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围 l医院的设计：

以蓝色、白色为主，使病人产生平和的心态

设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求，产品的色彩、材质等都会对人的心理产生影响。视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人的心理感受，如果能在设计中注意满足人在这些方面的心理需求，就可以将人机关系处理得更好。（4）关注信息的交流

人与产品的互动过程就是人与产品之间信息传递的过程，即人机之间运用信息语言交流的过程。改善信息传递的途径能够获得更好的人机关系。

例如：前些年的按键式固定电话，只有按键而没有液晶显示屏，无法显示拨号信息，人们只能通过听电话按键提示音判别是否按下按键。现今出现的液晶显示屏电话，可以提供给人们视、听觉双重信息传递途径，大大地方便了用户的操作。来电显示，4、小结：

技术因人而生、为人服务，技术设计的最终目的是为了满足人的需求，达到人机关系的合理化，人机关系是设计时必须考虑的核心问题之一，因此在产品设计中要注意对人机关系的深入研究。人机关系在设计中要实现的目标来源于人的具体需求，它包括高效、健康、舒适和安全等诸多方面。要达到人机关系在设计中要实现的目标，首先应该明确设计涉及哪些人机关系。其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好普通人群与特殊人群的关系、静态的人与动态的人之间的关系、人的生理需求和心理需求之间的关系等。

5、课堂练习：

仔细观察下图，找出人机关系设计不合理的地方，并简单叙述其理由。

6、作业。

书中35页，第1、2题

十一、教学反思

1、一节好课首先要以课程标准为依据，村份利用好教材和教师用书，结合学校和当地的教学资源与学生的实际情况，适当调整教材的内容和添加必要的教学手段，以期收到更好的教学效果，让学生最大的获益。

2、通用技术课程就是要学生更多的亲身体验和感悟。所以课堂上要尽可能多地让学生面对实物进行探究、分析、学习。

3、学生情感态度价值观目标的实现，最好是通过课堂活动来达到。

4、所举案例要尽可能的是发生在学生身边的事例，这样学生才会有亲身的感受。

5，教学方法要层层深入，不断地让学生进行思考练习、再思考再练习，在这种主动学习的过程中使学生的思维得到升华

第四篇：关于工业设计中人机工程学理论研究论文

摘要：近年来，人机工程学得到了飞速发展，并已逐步发展成为了一门多学科交叉的工业设计学科。人、机器以及环境之间的关系是人机工程学的主要研究目标。在科学技术飞速发展的今天，人机工程学该门学科具有一定的现实意义。本文从人机工程学角度入手，系统的阐述了人机工程学相关理论的研究速度，旨在进一步推动人机工程学理论研究工作的深入。

关键词：人机工程；人体性能；环境因素

人、机器和环境之间的关系是人机工程学的主要研究内容，该门学科的研究方法众多，评价手段非常丰富，包括心理学和生理学等等，通过对人机工程学理论的深入研究，我们能够通过多门学科的有效应用，为工业设计领域提供必要的理论依据，这种做法能够有效提高我国工业设计领域的工作效率，能够极大的改善工业设计的工作方式，因此，我们必须对其予以高度的重视。

一、人体特性

作业者以及机器的使用者在人机工程学理论中被称之为“人”，研究人机工程学理论中的“人体特性”应当从以下两个方面入手。一是深入的研究人体结构。[1]从本质上来说，该种研究方式就是在应用人体尺寸测量知识来实现对人体结构的研究，从而将单个主体同群体之间的差别挖掘出来，得出相关数据。这些数据能够为人体测量提供必要的标准。例如，在设计驾驶员座椅的时候，我们就可以以人体数据为标准，制作出适应驾驶员实际情况的座椅等等，由此可见，人机工程学理论在工业设计中占据着非常重要的地位。二是深入的研究人的具体劳动动作。在这里我们又将人的具体劳动动作称之为作业，其内涵是设计者通过作业这种手段，将材料逐步转变为与具体工作顺序相一致的活动。所谓作业空间是指作业者以及机器的使用者在工作的过程中，同机器以及工具等所需要的所有空间总和。之所以进行作业空间设计主要目的在于通过这种方式能够将人机系统的工程优势充分的发挥出来，从而不断的满足作业的需求。[2]笔者认为，在设计作业空间的过程中，设计者应当做到全方面的考虑诸多因素，例如个人的行为因素、设计作品的舒适度等等，只有这样做，才能够设计出符合大众需求的优秀作品。良好的作业空间具有以下几方面的优势，一是作业者的工作效率能够得到极大的提升；二是能够确保作业者四肢所分担的工作量保持适中；三是适应群体的范围非常广泛；四是安全性高，舒适、便捷。在设计作业空间的过程中，我们应当遵循以下几点要求：1）在设计作业空间的过程中，设计者应当以具体设施和元件的重要程度为依据，像显示器、控制器这类装置是比较重要的装置，因此，在布置这类装置的过程中，我们应当考虑布置区域是否能够方便作业者进行操作，笔者认为，这些设备可以安放在空旷的作业区内。[4]2）在设计作业空间的过程中，设计者还应当依照具体设施和元件的使用频率进行布置。在最佳操作区域内放置的设施和元件往往是一些使用频率较高的元件，值得注意的是，在依照该顺序进行摆放的过程中，应当尽可能的将上述元件安排的接近一些，这样做能够使整个操作过程形成一个流水线，极大地提高了工作效率。3）在设计作业空间的过程中，设计者除了应用上述顺序进行排序外，还可以依照不同设施和元件的功能来进行排序，这样，能够极大地方便操作，提升管理水平。值得注意的是，上述排列顺序并不是独立存在，是有机结合在一起的。设计者在进行空间布局的过程中，应当将上述顺序有机结合在一起，并在此基础上，充分考虑作业的安全性、人流的组织形式以及方便特殊人群等因素，可见，虽然空间布置看上去比较简单，其中所蕴含的道理则非常的多。

二、机器系统

作业者以及机器的使用者所操作和使用的产品就是指人机工程学中的“机”，值得注意的是，大家在理解这一概念的过程中，应当明确这里所说的“机”并不是狭义的机器。机器系统主要研究和设计人机界面层次，它具有一定的具体性。一般情况下，我们会将机器系统划分为两个方面，一是显示设计，二是控制设计。很早以前的一段时间内，我们都是通过手工技能来实现对机器质量的控制的，在这种情况下，作业者及机器的使用者与机器之间的协调配合就显得非常重要。常见的手动控制机器的作业包括机床操作等等。随着社会的发展，科学技术水平的提升，大型智能机器应运而生。与传统机器不同，大型智能机器的输出量非常大，其操作幅度也越来越复杂，这就要求作业者以及机器使用者（人）具有较强的决策能力，能够正确的判断信息，并以此为依据选择正确的操作方案。现如今，人机工程学的主要研究内容已经逐步向显示器与控制器的设计方向转变。显示器在工作过程中占据着非常重要的位置，主要原因在于，现如今的生产过程中，操作人员需要大量的处理信息，这就要求操作人员具备精准的、快速的信息处理速度，而上述这些要求则必须通过显示器来实现；控制器在信息传递的过程中也发挥着巨大的作用。笔者认为，设计师在设计控制器的过程中，应充分考虑操作人员的性别特征以及生理尺寸，这样才能够提高工作效率。

三、环境因素

在人机系统中，环境的作用也非常的重要。所谓环境主要是指人们工作的环境以及生活的环境。这些小环境往往与人机系统存在着密切的联系。工作环境不好，会给作业者带来一定的负面影响，例如，作业者如果长期在声音较大的环境下工作，就会导致听力有所下降等。因此，必须对环境因素给予高度的重视。通过长期的研究与实践我们可以得出这样的结论，在深入了解人体对环境中各种因素适应能力的基础上，我们可以确定什么样的环境才能够保障作业者以及机器使用者工作的舒适度，才能够确保他们的安全，使整个作业在安全的环境下进行，这样做，能够极大地提高作业者以及机器使用者工作的积极性，保障他们的健康。四、结语总而言之，工业设计中人机工程学理论的研究具有非常重要的意义，它能够进一步提高作业者的工作效率，保障作业者的人身安全，除此之外，还能够实现流水操作，从而推动工业领域的发展，正因如此，我们应当对其予以高度的重视。

作者:王兴 单位:九江职业技术学院

参考文献:

[1]卢兆麟,汤文成.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].工程图学学报,2009,06:1-9.[2]刘继航.工业设计中的人机工程学理论、技术与应用研究进展[J].科技展望,2015,09:280.[3]姚君,刘淼,陈亚明,王菊.基于人机工程学知识的设计认知与应用方法研究[J].包装工程,2010,06:5-8.[4]谢正文,吴超.近十年我国人机工程学应用研究进展[J].工业安全与环保,2005,03:52-53+19.

第五篇：第九课时 设计中的人机关系2

第二节 设计中的人机关系

（第2课时）

一、教学目标

1、知识目标：

理解人机关系的含义；熟悉人机关系在设计中要实现的目标；了解在设计中如何合理运用人机关系。

2、能力目标：

使学生能够对生活中所存在的人机关系进行简单分析，掌握一些设计分析方法的知识，形成“以人为本”的设计理念。

3、情感、态度与价值观：

通过人机关系的分析，从中体会到在产品设计中人性化、人文关怀的设计思想，并形成认真严谨的态度，一定的创新精神和实践能力，进而树立起正确的设计观念。

二、重点与难点

1、重点：

理解人机关系。

2、难点：

人机关系在设计中的具体应用是隐含在产品的设计中，需要通过体验去感受，反映的是一种理念，一种较为重要的分析方法。

三、教学过程

（三）如何实现合理的人机关系

前面已学过，在设计中，合理的人机关系应该达到高效、健康、舒适、安全等目标。如何实现这种合理的人机关系呢？首先应该明确设计涉及哪些人机关系；其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。

例如：要实现人与门之间的合理的人机关系，就要考虑门的高度、宽度等，而要实现人与门把手之间合理的人机关系，除需考虑门把手的大小、安装的高度外，还要考虑人旋动门把手时所需要施力的大小。

在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好以下几个方面的关系。

1、普通人群与特殊人群

特殊人群：是指人身体有缺陷或与常人不同的一类人。多数产品是针对普通人群的特点和需要进行设计的。设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。如常见门，门高200cm，宽70—80cm,门把手高100cm。这些都是以普通人群的身高，体宽以及左右手习惯等标准设计的，适于普通人群的操作、使用。课本P32页,马上行动中,地下通道图片中,它的设计忽略了哪些人群的需要(忽略了特殊人群的需要:右边没有扶手,没有婴儿车、残疾车上下的通道和盲道等）同学们都知道特殊人群也是我们社会的重要组成部分，他们往往有着独特的需要。设计时，还应该充分地考虑特殊人群的特点和需要，产品设计中不可将普通人群和特殊人群完全对立起来。

那么现实产品设计中考虑特殊人群有哪些呢？ 展示图片：

A、教学楼残疾人上下通道； B、人行道中设置的盲人道； C、宾馆大门的入口及感应推拉门； D、医院内病人的电梯。

2、静态的人与动态的人

人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中，因此，设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸。概念理解：

静态尺寸：是指人的构造尺寸。

动态尺寸：是指人的功能尺寸，包括人的动作范围，体形变化等测量数据。案例

（七）讨论：同学们坐的座位的人机关系及课本P33页马上行动中，人与床之间的人机关系。动态与静态所涉及的空间范围是不同的，在物品摆放时，要考虑动态与静态的协调。

为了形成良好的人机关系，不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要人在使用它时，能够方便施力，有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康，舒适的要求。

3、人的生理需求与人的心理需求

设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求。例如：（1）茶座、咖啡屋的设计：以暖色调为主，将空间处理得小一点，以营造温馨、宁静的效果。

（2）办公室设计：以冷色调为主、空间处理要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围。

（3）教室设计：以冷色调为主：将空间处理得纯洁高雅，严肃认真，以营造、活泼、奋发向上的氛围。

案例讨论

（八）居室、家具的造型设计及装饰、图案等是如何考虑人的心理需求的？（小孩、成年人、老年人心理要求是不同的，在设计时应分别对待）

此外：还有视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人的心理感受。如果能在设计中注意满足人的心理需求，就可以将人机关系处理的更好。

4、信息的交互：

人与产品的互动过程就是人与产品之间信息传递的过程，即人机之间的运用信息语言交流的过程。

例如：前些年的按键式固定电话，只有按键而没有液晶显示屏，无法显示拨号信息，人们只能通过听电话按键提示音判断是否按下按键。现今出现的液晶显示屏电话，可以提供给人们视、听觉双重信息传递途径，大大地方便了用户的操作。

教材P35页，汽车的颜色，说明开银灰色车最安全；其次是红色、黄色、蓝色的车；再次是绿色和灰色的车；最不安全的是棕色的车。

说明人机之间的信息传递是有选择的，不恰当的信息传递，往往会导致不良的人机关系。改善信息传递的信息源或途径能够获得更好的人机关系。课堂小结：

设计的目的是为了满足人的需求，而人机关系是满足人的需求的方法。因此在产品设计中要注意人机关系，这是设计的重点。通过本节的学习能够从人机关系的角度对日常生活事件进行思考，能够理解什么是人机关系，人机关系在设计中要实现的目标，了解设计中如何实现合理的人机关系，树立“以人为本”的设计理念。课堂讨论：根据上面所学知识，对学校校门口、教室及教室走廊等场所或设施，还存在哪些不符合人机关系目标的问题展开讨论。

（校门口：离公路距离太近；进校门有一定陂度<内低外高>。教室：学生数多，座位间距狭窄；环境太单调；第一排桌位离黑板太近。教室走廊：护栏低；走廊宽度不够宽等）

四、作业设计 观察研究：

回家观察分析犁的结构（犁头、犁壁、犁辕等）特点和作用？