安全人机工程学课程设计(任务)

第一篇：安全人机工程学课程设计(任务)

《安全人机工程学》课程设计

以吕梁学院阶梯教室安全人机工程设计为例

题目：阶梯教室的安全人机工程学评析与改进

目录 摘要

主要写该课程设计采用的方法、所做的工作和所得的结论，字数限制在300字以内。要求简明扼要。关键词

文献查阅是所需要的关键信息，如：安全人机工程学、课程设计、阶梯教室、人性化设计、人体参数、人机结合面等。前言

简要说明安全人机工程学的概念、涉及的学科领域、特性及其目的；简要说明安全人机工程学的国内外研究现状以及国内的应用情况；简要说明不考虑安全人机的阶梯教室可能带来哪些负面的问题；总结性地说明为了解决这些负面问题，我们应用安全人机工程学的原理和方法对阶梯教室在使用过程中出现的不合理问题进行了科学的分析，进而提出了符合安全人机工程学原理的人性化设计，为解决学生无意识碰撞致伤、降低学生的疲劳度、提高学生的学习效率提供了可行的设计依据。

1、阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系

主要介绍人与阶梯教室所形成的系统中存在的人机关系，如：人机合理匹配关系（包括人与门、桌椅之间的尺寸匹配关系，人与门窗、桌椅之间功能匹配关系，人、机与周围环境的匹配关系等）；人机相互作用关系（包括人与门窗、桌椅之间的相互适宜关系，人、机与周围环境这一系统的采光、照明、颜色调配等关系）等。

这部分可以先写一些该人机系统区别于其他系统的特点，然后自然引入这个系统中存在的人机关系。

2、人体相关尺寸收集

主要介绍有关设计所需的人机学参数，如：学生用桌椅及相关设施这个人机系统设计及使用过程中应考虑的人体人机参数（坐姿人体尺寸、立姿人体尺寸、人体相关水平尺寸、人体活动空间相关尺寸）

这部分要求有图、数据表格等内容。以上所需尺寸可以根据课本中给出的各种人体参数百分位数标准得到，同时也可以具体分析你们自己的人体参数。

3、阶梯教室门窗的安全人机工程分析

3.1 主要针对阶梯教室的门窗进行安全人机工程分析，如：从门的高度、宽度，门锁的高度，窗户的采光等方面分析现状所用阶梯教室存在的问题，给人造成的不良影响及按照什么样的尺寸设计，人在穿行、采光方面能更为舒适。

3.2 对阶梯教室门窗的合理性改良和设计，给出：你的设计思路、改良设计后的图形。

这部分需要将门窗的图片及其尺寸给出，即给出门窗图片并在其上标注尺寸。

4、阶梯教室桌椅的安全人机工程分析

4.1 主要针对阶梯教室桌椅进行安全人机工程分析，如：桌椅高度多大能使躯体感觉舒服；造成人体大腿、上部躯干、眼睛不舒服的主要原因及次要原因等；可以调查一下有多大百分比的学生用现在的桌椅感觉腰、肩、腿、颈、手臂、脚、眼睛等的疼痛、不舒服，并分析这些问题更多发生在哪个身高段，同时给出引起这些问题的原因；给出无论身材大小，阶梯教室桌椅设计为什么尺寸、什么形状能使人与桌椅更协调等。

4.2 对阶梯教室桌椅合理性改良和设计，给出设计思路、最终的设计图形 这部分需要将桌椅的实物图片给出，并在其上标注尺寸。

5、设计总结

主要写课程设计的特性及安全人机工程课程设计的总体感受。参考文献

你设计过程中参考过的标准、著作、教材、设计规范、论文等。以吕梁学院校园垃圾箱安全人机工程设计为例

题目：校园垃圾箱的安全人机工程学评析与改进

目录 摘要

主要写该课程设计采用的方法、所做的工作和所得的结论，字数限制在300字以内。要求简明扼要。关键词

文献查阅是所需要的关键信息，如：安全人机工程学、课程设计、校园垃圾箱、人性化设计、人体参数、人机结合面等。前言

简要说明安全人机工程学的概念、涉及的学科领域、特性及其目的；简要说明安全人机工程学的国内外研究现状以及国内的应用情况；简要说明不考虑安全人机的校园垃圾箱可能带来哪些负面的问题；总结性地说明为了解决这些负面问题，我们应用安全人机工程学的原理和方法对校园垃圾箱在使用过程中出现的不合理问题进行了科学的分析，进而提出了符合安全人机工程学原理的人性化设计，在此基础上对垃圾箱的优化设计提出建议，力图使垃圾箱被更加合理地、高效率地使用，同时使垃圾桶更加醒目、美观、干净卫生，让环保的理念真正深入在校大学生们的心中。

具体内容：

1）校园与环境（主题体现打造生态校园）

2）垃圾与垃圾箱（垃圾收集方法、垃圾箱的设计历史）3）垃圾箱设计的现状

1、校园垃圾箱现状调研

主要介绍： 1.1垃圾箱 1.2垃圾箱的分类 1.3垃圾箱的结构

2、改进方案

主要介绍：

2.1现有垃圾箱的宜人性分析 1）现有垃圾箱存在的问题； 2）垃圾箱的人机工程学分析

（1）尺寸。包括尺寸人机分析；垃圾箱尺寸

（2）颜色

（3）形状

（4）标志 2.2 设计方案 1）设计考量

（1）垃圾箱的高度

（2）垃圾投入口

（3）垃圾箱的颜色起到识别作用（给出建议颜色）

（4）垃圾箱应采用的结构及形状

（5）垃圾箱使用的材料

（6）垃圾箱部件的维修性

方案：给出你自己的设计方案（给出设计图）

给出方案说明。

2.3 吕梁学院不同区域垃圾箱选择方案

（1）食堂

（2）商店

（3）教学楼

（4）宿舍

（5）图书馆

（6）校园内

设计小结

3、设计总结

主要写课程设计的特性及安全人机工程课程设计的总体感受。参考文献

你设计过程中参考过的标准、著作、教材、设计规范、论文等。

第二篇：人机工程学课程设计

人机工程学课程设计

现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！

人机工程学课程设计

安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。

机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。

由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。

由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。

由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。

在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面：

合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。

适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。

友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。

作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直接影响。作业空间布置应遵从重要性原则、使用顺序原则、使用频率原则、使用功能原则。其中，重要性原则是第一位的，首先应考虑对安全关系重大的、对实现系统目标有重要影响的操纵器和显示器，即使使用频率不高，也要将其布置在操作者操作和视野的最佳位置，这样可以防止或减少因误判断、误操作而引起的意外伤害事故。

显示装置、操纵装置，以及与人的劳动姿势有关的工作空间和操作行为等，是人机要求集中体现之处，应满足人体测量参数、人体的结构特性和机能特性、生理和心理条件，合乎卫生要求。

第三篇：人机工程学课程设计

目录

摘要.....................................................1 第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系.............2 1.1安全人机工程学.....................................2 1.2 感觉系统中存在的人机关系.........................2 1.3神经系统中的人机关系...............................4 1.4运动系统..........................................5 1.5课桌椅色彩设计的人机关系...........................5 1.6学校课桌椅调查分析的背景...........................5 1.7安全人机工程学研究方向.............................6 第二章人体相关尺寸的收集.................................7 2.1高校桌椅设计的人体尺寸依据.........................7 2.2现有桌椅的功能尺寸测量.............................8 2.3坐姿人体尺寸......................................10 2.4立姿人体尺.......................................12 2.5人体相关水平尺寸..................................13 2.6人体活动空间相关尺寸..............................15 第三章阶梯教室门窗的安全人机工程分析....................16 3.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析..................16 3.1.1 教室内色调分析..............................16 3.1.2 教室内光照分析.............................17

3.1.3对门用安全人机工程学分析.........................20 3.1.4对窗户用安全人机工程学分析......................21 3.2对阶梯教室门窗的合理性改良和设计..................23 第四章阶梯教室桌椅的安全人机工程分析....................24 4.1桌椅的安全人机工程分析............................24 4.1.1桌下抽屉与净空高设计.........................25 4.1.2桌椅的水平间距设计...........................26 4.1.3座椅扶手设计.................................26 4.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计....................27 第五章设计总结..........................................29 参考文献................................................31

摘要

安全人机工程学作为一门集合各种学科的综合学科，对安全起着至关重要的作用，其研究方法具有科学性、流程性。而基础设施是我校学生与教职工生活学习中很普遍的直接或间接接触的，更是我们安全生活的一种保障，跟人体也是息息相关的。因此，安全人机工程学在其中的应用也是显得异常重要。用人机工程学的有关原理，探讨了大学院校里教室中的设施（黑板、讲台、课桌、课椅）的布置和尺寸与人（教师、学生）的功能尺度相协调的关系，得出了一组合理的数据，从而达到减少教师和学生上课时的疲劳，提高教学效果的目的。

进入21世纪以来，随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信息化进程的逐步加快，大学校园硬件建设高速度发展，各类先进设备不断引入，提高了学生的学习效率，但同学们每天大量使用的课桌椅却并不尽如人意。根据网上发布的一些统计资料，发现高校课桌椅的设计存在着许多问题，致学生的身体疲劳、视力下降、要不损伤、劲椎病等诸多现象增多，严重影响了学习效率及身体身体健康。因此健康舒适人性化的高校课桌椅审计问题亟待解决。

文章运用人机工程学的原理和方法，以“安全、舒适、高效、健康”的原则，结合设计心理学、统计学等知识，对高校课桌椅的使用现状及设计存 在的主要问题进行分析，对青年大学生这一使用群体进行问卷调查和人体尺寸测量，就高校课桌椅设计对 青年大学生的生理、心理产生的影响进行分析，最后从设计参数、材料和结构、色

彩三方面介绍高校课桌 椅的人性化设计。

第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系

1.1安全人机工程学

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，对在活动过程中的人实行保护目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。也就是说，在实现一定的生产效率的同时，如何最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。这主要是从活动者的生理、心理、生物力学的需要与可能等诸多因素，去着重研究人从事生产或其他活动过程中实现一定活动效率的同时最大限度地考虑外界因素的机理和预防与消除危害的标准与方法提供科学依据，从而达到实现安全卫生的目的，确保人类能在安全健康、舒适愉快的条件与环境中从事各项活动。

1.2 感觉系统中存在的人机关系

感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反应，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。人的感觉类型有视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉、本体感觉等。认得感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮层感觉中枢，便产生了感觉。根据课题需

要，对于高校大学生使用课桌椅的状态，主要介绍视野和视距、皮肤感觉和本体感觉三部分。

1）视野和视距视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类； 在人的三种视野中，注视野范围最小，动视野范围最大。

人机工程学中，一般以静视野为依据设计有关不件，以减少人眼的疲劳。图4—2为静视野在水平、铅垂两个方向上的最佳值。图4—3为人眼在垂直面的视野范围，在垂直面的最大视野范围大约为120度，人的自然视线低于标准视线，坐姿时最佳范围15度，观看最佳视区为30度范围内。

视距是指人在控制系统中正常的观察距离。观察各种显示仪表时，若视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体的大小和形状在380~760mm之间选择最佳视距。2）皮肤感觉

皮肤是人体上很重要的感觉器官，感受着与外界环境中与它接触物体的刺激。对于高校桌椅设计，是指学生在使用过程中的触压、疼痛、光滑或粗糙等感觉。比如高校大学生在使用桌椅的过程中，身体受到刺激强化到某一程度，痛感就随着刺激出现。

1.3神经系统中的人机关系

神经系统是人体最主要的机能调节系统，人体各器官、系统的活动，都是直接或间接的在神经的控制下进行的。大学生在使用教室或图书馆桌椅学习时，不论是读写或听说的状态都是通过神经的调节作

用，使其对外界环境的变化产生相应的反应，从而与周围环境之间达到协调统一，保证人的操作活动得以正常进行。神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统。

1.4运动系统

运动系统是人体完成各动作和从事生产劳动的器官。由骨、关节和肌肉三部分组成。全身的骨关节连接构成骨骼。由于肌肉的收缩与舒张牵动骨，通过关节的活动而能产生各种运动。

1.5课桌椅色彩设计的人机关系

色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、色彩的饱和程度。在高校桌椅设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，对大学生产生的心理作用，还要保证各种色彩在教室环境内的协调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满。因此，选取一些冷暖适中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的饱和度就是折中的好办法。这样可以选取红橙黄色或者蓝青色等颜色。这样既可以创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋，达到轻松愉悦的环境氛围。

1.6学校课桌椅调查分析的背景

教室是老师授课、学生学习知识的场所，作为学校最基础的教学设施，教室里的任何组成设备，都与我们平时的学习生活息息相关，尤其是教室课桌椅，是否坐着舒适，是否有良好的活动空间，以及是

否有好的视线能看到黑板，对我们来说是有直接影响的。

学校综合楼里的教室都是大型的阶梯教室，大约有160个座位左右，能容下四个班的学生人数。但在平常的学习生活中，我发现学校的教室里还是存在不少不符合人因工程学原理的问题的，例如，就我们最常用的课桌椅而言，椅子坐上去会感觉腰部的不舒适（尤其是长时间就坐），同时感觉教室里座位间的间距比较小，人多的时候坐着就感觉很拥挤，没有舒适的工作空间等等。所以我们小组成员决定对学校的教室进行一次实地考察，以综合楼205教室为例，通过实地考察，发现教室里存在的一些问题，并测量一些数据，拍一些照片，通过上网查阅资料，根据收集到的数据进行分析，发现问题与不足，并利用人因工程学的知识提出合理的改进建议。

1.7安全人机工程学研究方向

在任何一个人类活动场所，总是包括人和机（此处的机是广义的，即系统中除人之外、与人有关联的其它因素）两大部分。这两种性质截然不同的要素——人与机，彼此之间存在着物质、能量和信息不停的交换（即输入、输出）和处理上的本质差异。而人机结合面起着人机间沟通的作用，各自发挥功能，提高系统的效率，保证系统的安全。因此，人机系统是一个有机的整体。

第二章人体相关尺寸的收集

2.1高校桌椅设计的人体尺寸依据

要想使高校桌椅产品最大限度地满足大学生在健康、安全舒适上的需求，就必须在产品设计时充分考虑人们的生理、心理特征。而在人的生理特性中，最基本、最核心的是人体的尺寸数据，高校大学生的人体尺寸是校园桌椅产品尺寸的科学依据。在互联网的各种搜索，发现众多调查研究显示：从1995年至现在，我国12岁至17岁青少年的身高体重明显增加；男生身高增高69mm，体重增加5.5kg，女生身高增高55mm，体重增加4.5kg。由此可见，21世纪新一代的高校大学生人体尺寸将有更大的增幅，高校桌椅产品所依据的人体尺寸标准有待更新修改。

人体各项数据示意图

2.2现有桌椅的功能尺寸测量

据国家标准GB/T3976-2002《学校课桌椅功能尺寸》的规定，结合本课题的需要，最终确定高等院校课桌椅的主要功能尺寸参数包括14项数据，其测量说明及测量结果如下：

桌面高（h1）：从地面到桌面前缘最高点的垂直距离； 桌下净空高（h2）：从地面到桌面的前缘底部的垂直距离；

桌面深（t1）：桌面后缘到前缘的水平距离；桌面宽（b1）：桌面的水平宽度； 座面高（h4）：从地面到椅座面前缘最高点的垂直距离； 座面深（t4）：椅座后缘到前缘顶点的水平距离；

座面倾角a：椅座面水平面的夹角；靠背倾角β：桌面与水平面的夹角。

另外，还包括靠背点距座面高、靠背下缘距座面高（h5）、靠背上缘距座面高（h6）、桌椅高差（h1—h4）、桌椅水平距离（l）等

设计参数，如图所示

我校桌椅的功能尺寸的实际测量结果

2.3坐姿人体尺寸

2.4立姿人体尺

2.5人体相关水平尺寸

2.6人体活动空间相关尺寸

第三章阶梯教室门窗的安全人机工程分析

3.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析 3.1.1 教室内色调分析

色彩对人的心理状态有着不可忽视的影响。人们处于不同的颜色环境中，除了视觉辨别力受到影响、视野发生变化外，人的心理感觉也会有所变化，不同的颜色会产生不同的抽象概念和不同的感觉。

（1）冷暖感。如红色、黄色和橙色给人以暖的心理感觉；蓝色的衣服看上去凉爽。（2）兴奋和压抑感。如红色、黄色等暖色调给人以兴奋感，使人情绪高涨、精神振奋、易于激动；蓝色等冷色调使人冷静，抑制人的情绪。（3）轻松和压抑感。明度高的颜色会使人感到轻松、自在、舒畅的感觉；明度低的颜色使人产生压抑和不安的感觉。（4）软硬感。明度高的颜色感觉软；明度低的颜色感觉就硬等等。

每种颜色都具有特殊的心理作用，虽然个体之间的感觉存在着差异，但某些感觉特征却是一致的，主要表现在对视觉工作能力和视觉疲劳的影响。单就引起眼睛疲劳而言，蓝、紫色最甚，红、橙色次之，黄绿、绿篮、绿、淡青等色引起视力疲劳最小。使用亮度过强的颜色，瞳孔收缩与扩大的差距过大，眼睛易疲劳，而且使精神不舒适。

根据颜色的效果，合理的选用颜色，在工作场所构成一个良好的

颜色环境，可以得到很好的效果，如：（1）增加明度，提高照明设备的利用效果；（2）注意力集中，减少差错、事故和消耗，提高工作质量和工作效率；（3）发挥颜色对人心理和生理的作用，使精神愉快，减少疲劳；（4）改善劳动条件，使环境整洁，有美感。

该教室内各种色调分析：黑板为墨绿色，使人感觉安静、柔和，且明度适中，不会引起人眼的刺激感或不适感；座椅和桌面为淡黄色的暖色调，使人感觉柔和、温暖，且能给人带来一定的兴奋感，故而该设计的合理的。之所以不用浅蓝等其他浅色因为浅黄色对眼睛的叶黄素水平没什么影响，而蓝光会造成眼睛的叶黄素水平降低。叶黄素有助于延缓眼睛的老化、退化、病变，减少眼疾的发生率，还可以保护视网膜免受光线的伤害。所以我们可以看到大多数的书桌写字台是以黄色为主；多媒体操作台采用了棕褐色，给人一种严肃、庄重的感觉，有利于教师对课堂纪律的维持；地面为微黄色，其产生的生理效果与淡黄色类似；教室前面的台阶为青绿色，与地板的微黄色之间对比明显，故而当老师迈上讲台时容易分辨，不易踢到台阶；墙壁为白色，能给人一种较为明快、轻松的感觉。

综合评价：该教室的色调大多采用的都是非刺激性色调，总体上使人感觉良好，设计是很合理的。

3.1.2 教室内光照分析

a.采光与照明对心理状态的影响。照明环境不但要使人看清对象，而且要给人舒适的感觉。研究表明，照明会影响人的情绪，影响

人的一般兴奋性和积极性，从而也影响工作效率。一般认为，明亮的房间会使人愉快。应照明不足，学生在看书学习时会产生疲劳，引起心理上的变化，长时间持续会对学生在生理上造成一定影响。改善学习环境的照明条件，改进学习环境，可以改善视觉条件，节省工作时间，提高工作质量，保护视力，减轻疲劳，提高学习效率和学习兴趣。

室内照明宜采用镶嵌灯，可以保持天花板的平整，因而也就保持了室内原有的声学特性；可以防止前排灯光对后排人员的影响；由于学生看投影的同时还需记录，采用镶嵌灯既可以照亮课桌，又不会过多地增加室内的亮度。

是否舒适愉快在很大程度上取决于光的数量、照明的均匀性、照明的稳定性、光色效果、亮度分布。

自然光源：太阳光透过北面墙的5个窗户（高：2.46m，宽：2.52m，距地：0.94m）照射到教室，分布均匀，整个教室非常明亮。.人工光源：镶嵌的荧光灯共有20盏，其中黑板上面安装2展，可以在写黑板时打开；其它18盏主要均匀分布在桌椅的正上方即教室的座位上方有3排，每排6展，全部打开时照明较为均匀。

夏季光照比较强烈，会对室内上课同学造成一定影响，故而在两侧窗户上均安装了淡青色窗帘，拉上即可将自然光的强度调节至合理的水平，同时淡青色给人一种清新、凉爽的感觉，该设计很合理。

20展镶嵌灯基本上保证了教室的各个方位的照明，而交错的光线也削弱了由于荧光灯本身性质而造成的闪光，使灯光柔和不刺眼，保证了视觉的舒适。由于黑色对光的反射作用不强，因此经常有看不

清黑板的现象，而黑板旁的两盏灯，不仅起到了照明的作用，也提高了黑板的亮度增强了光线的反射，使同学能看到黑板。

b.眩光的影响。物体表面产生刺眼和耀眼的强烈光线叫眩光，它多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。眩光常常使眼睛无法适应，看不清事物，造成眼疲劳。

该教室中也受到眩光的影响。一是由于窗户面积过大，几乎占满整面墙，因此在天气晴好自然光强烈的时刻会不可避免的由直射太阳光造成的眩光，刺激眼睛；二是由于黑板的特殊照明产生由于反射造成的眩光。

为防止黑板的反射眩光，其表面应以耐磨无光泽的材料制成，该教室黑板没有达到要求，最好换成磨砂质的玻璃黑板

3.1.3对门用安全人机工程学分析

门是进入教室的必经通道，因此门在房屋结构中是至关重要的一部分，所以门的设计合理性就更加的重要了，他的高度，长度，宽度，以及面积，都必须经过合理的计算，才能符合安全人机工程学的要求。

供人通行的门，高度一般不低于2m，再高也以不宜超过2.4m，否则有空洞感，门扇制作也需特别加强。如造型、通风、采光需要时，可在门上加腰窗，其高度从0.4m起，但也不宜过高。供车辆或设备通过的门，要根据具体情况决定，其高度宜较车辆或设备高出0.3～0.5m,以免车辆因颠簸或设备需要垫滚筒搬运时碰撞门框。至于各类车辆通行的净空要求，要查阅相应的规范。

一般住宅分户门0.9～1m，分室门0.8～0.9m，厨房门0.8m左右，卫生间门0.7～0.8m，由于考虑现代家具的搬入，现今多取上限尺寸。公共建筑的门宽一般单扇门1m，双扇门1.2～1.8m，再宽就要考虑门扇的制作，双扇门或多扇门的门扇宽以0.6～1.0m为宜。供安全疏散的太平门的宽度，要根据计算和规范（有关防火规范）规定设置。

3.1.4对窗户用安全人机工程学分析

为了获得更大的采光系数指，窗户面积越大越有利，由于北半球的居民住健康和心理原因，希望得到足够的日照，尤其是普通住宅的窗户，最好面朝阳火，朝南开，直射阳光能量积聚，这样会增加夏季的空调负荷，在冬季，无论南向窗或北向窗，大面积的窗户又要增加采暖负荷，因此，窗户的面积并不是越大越好。窗户的大小可以直接影响建筑的采光、隔热、隔声等建筑室内的环境质量，最终影响人们在室内的生活质量。

3.2对阶梯教室门窗的合理性改良和设计

在学校将近三年的时间里，我认为学校在门窗设计上还有很多不足的地方，先就门的问题来说，我总结为以下三点：

a． 门的大小设计不合理，过于小，在学生集中上课的时候会明显的拥堵

b． 门的材料选择不合理，应选用透明材质的，这样更方便老师及学生对室内环境进行观察

c． 改良设计：

a． b． c． 把门的面积加大 使用钢化玻璃门

用更耐用的门锁和把手，这样能增加使用寿命 门的把手应采用更结实的材料

对窗户的问题进行总结分析： a． b． 改良设计：

a． b． 窗户不能完全打开，在夏季室内温度会很高 窗户外没有防护栏，很容易发生危险

选用可开面积更大的窗户 窗户外围设置防护措施

第四章阶梯教室桌椅的安全人机工程分析

4.1桌椅的安全人机工程分析

本课题采用理论与实践相结合的方法，首先运用人机工程学的基本原理和方法，对高校桌椅使用现状进行人机学评价，提出现有产品存在的具体问题；然后对旧的国家标准GB10000—88《中国成年人人体尺寸》的数据进行了更新和补充，使人体尺寸在高校桌椅设计中应用更符合实际，更具科学性。本课题的结论：

1）对现有高校课桌椅设计进行人机工程学分析和评价，提出其中存在的桌椅高度、座椅靠背、桌椅倾

角、桌椅水平间距设计不合理的问题。

2）对高校桌椅使用人群进行生理、心理分析，全面研究人机系统中“人”的因素

3）运用人机工程学基本原理，对高校桌椅的解剖学、生物力学特性等因素进行深入分析。在此基础上，将人体坐姿尺寸数据实际应用于高校桌椅产品设计中，全面分析高校桌椅功能尺寸的人体尺寸依据，并最终制定出一套科学合理的功能尺寸标准。

4.1.1桌下抽屉与净空高设计

由于桌子净空高不够导致学生在桌子底下脚伸不开，而由于桌子的适合高度为700mm—720mm，为了保证课桌下部空间尺寸，则课桌抽屉尺寸小于100mm，这就导致抽屉无法完成收纳学生物品的功能，形同虚设。

所以，为了解决桌下空间尺寸和抽屉功能的矛盾问题，并且抽屉设计位置不影响桌下腿部活动空间的位置。

解决此问题可以从以下三方面考虑： 1）使抽屉深度减小 2）将抽屉设置于下部空间 3）将抽屉设置于座椅下部闲置空间

4.1.2桌椅的水平间距设计

桌椅水平距离是桌近缘向下所引垂线与座椅前缘之间的水平距离。这个尺寸空间的设置直接影响大

学生使用桌椅时的坐姿，是一个决定性的重要因数。

这个问题主要出现在多媒体教室的固定式桌椅，由于室内空间有限，教室容量较大，桌椅大多固定于地面上，此时，就要严格科学的考虑学生的实际使用情况来设定桌椅的水平间距。

一般大腿厚的上限数值为设计依据，这样可以使人较方便地进出。坐姿大腿厚的P90男=154mm，加入适当功能修正量10mm，所以一般以160—200mm为宜。

4.1.3座椅扶手设计

扶手设计的关键参数是它的高度，扶手不可设计的太高，太高的扶手将使肩膀高耸而成圆状，使肩部与颈部的肌肉拉伸，产生僵硬痛苦；而太低的扶手则使手肘支撑不良，导致弯腰或使躯干斜向一侧。高校座椅设计依据的人体尺寸百分位数位（P50男+P50女）/2，查阅的P50男=284.0mm，P50女=275mm，姿势修正量为—44mm，则（P50男+P50女）/2=235.0mm。由于公用座椅的扶手的高度宜略小于这个数值，所以取230mm。

4.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计

高校大学生使用的桌椅，介于工作座椅和休息用椅之间，就坐者有时要身体前倾低头读、写、有时身体要后倾听或说两种状态，持续时间较长，对舒适度有一定要求。再结合课堂这个特定环境，学生在使用课桌椅的整个过程中，对于舒适度而言，不是越舒适越好，只需保持基本的舒适度即可。尤其是教室课桌椅，学生在坐着上课的过程中，既要保证就坐的基本舒适、健康，又要保持学生听课中一定的紧张度。如果不舒适，会使身疲劳，造成各种病症，有损健康；如果过于舒适，又会使学生过渡放松，甚至混混欲睡，影响听课效率。

据观察我校一些课桌椅的设计使用情况，发现有以下几点不符合安全人机工程学：

1）我校座椅没有扶手：学生听课累时没地方放手，没地方支撑，无法减少疲劳，不符合安全人机学的“舒适”原则。

2）我校座面倾角过小，学生直腰正常坐姿时看书较累，不能提高学习效率，不能满足安全人机工程学的“高效”原则。

3）教室座椅靠背倾角过小，无法满足学生靠背听课却可以不需要抬头即可看到黑板的欲望，也不符合安全人机工程学的“舒适“原则。

4）教室座椅与桌子的水平间距距离较小，导致有一人在座时，别的人无法自由出入，也不符合安全人机工程学的“舒适”原则。

5）教室桌面边角为尖锐形状，不是圆滑形状，不符合安全人机工程学的“安全”原则。6）教室桌椅色彩不符合安全人机工程学的美观与舒适，易使学生产生疲劳现象。

改良设计：教室中的学生就是系统中的人，桌椅就是系统中的机，而人、机共处的学习条件就是系统中的环境，整个教室的 桌椅就是一个“人—机”系统，在设计整个教室的桌椅的时候，要整体考虑人、机、环境三要素及其相互关系和系统的整体效果，教室桌椅的设计要符合以下几条原则：

（1）科学高效性原则 按照已掌握的科学原理办事，运用国内外科技的最新成果，使各种相关设施的设计符合人的生理、心理特征，确保人、机、环境之间的关系协调，协作灵敏，效果显著，并符合时代潮流。（2）安全可靠性原则 桌椅结构牢固，不会倾斜且不易损坏，表面光滑，没有可能使学生致伤的利口，毛刺，尖物；所使用的材料、涂料等不含有危害人体健康的有害物质，如甲醛、苯、酚和放射性物质，或是已经经过处理，不会影响学生身体健康；所使用的桌椅各部件结合紧密，没有松动、开裂、脱胶的现象，在规定的使用期限内，保证能够正常使用，一般不会发生故障。（3）健康舒适原则，健康，是指设计和创造有利于人体健康的环境因素；舒适，是指作业者对工作有满意感和舒适感，它也关系到工作效率和安全，是对工作优化的更高要求。

第五章设计总结

在这个课程设计上，我针对的对象主要是教学楼教室的设计，课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。课程设计是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次课程设计，不仅培养了我正确的设计思想；同时也锻炼了我综合运用知识的能力。在本次设计中，能一丝不苟地对研究对象进行具体，深刻的认识，充分地利用人

机学的知识、按特定的功能与尺寸要求来进行设计，使我能更为全面深刻的认识和系统的掌握安全人机工程学的原理和内容，尤其是对现行的评价分析和设计改进提高了我对人机工程学知识的动手能力，培养了我对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成了较为系统和科学的思维体系,为以后的专业工作和设计打下了良好的基础。这次课程设计也使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，不会画图，处理数据不够娴熟，总之还是有很多需要改进的地方。

参考文献

[1]GB/T3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，2002

[2]GB10000—88《中国成年人人体尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，1989

[3]张力,廖可兵编著.安全人机工程学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.6

[4] 汪安圣，心理学及其在工业中的应用[M]，机械工业出版社，1987

[5] 黄国松，色彩设计学[M]，北京，中国纺织出版社，2001 [6] 刘宝顺，产品结构设计[M]，中国建筑工业出版社，2005 [7] 李亦雯雯，产品设计原理[M]，化学工业出版社，2003

第四篇：安全人机工程学课程设计说明书

长春建筑学院

安全人机工程课程设计

说明书

姓

名：

赵亚杰

专

业：

安全工程

班级学号：

安全1201班

18号

指导教师：

周乾

日

期：

2015.01.02

城建学院

摘要

安全人机工程是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对城建学院501教室现有的一些不足提出了一些修改意见，首先通过对教室及其中摆设的尺寸进行整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国利用我国大学生的人体基本尺寸，课桌椅设计尺寸、温度环境和光环境等因素，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。

关键词：安全人机工程；教室；课桌椅；光环境；温度环境

安全人机工程课程设计

前言

随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信息化进程的逐步加快，大学校园硬件建设高速度发展，各类先进设备不断引入，提高了学生的学习效率，但同学们每天大量使用的课桌椅却并不尽如人意。本设计针对城建教学楼501教室的现状，从课桌椅的空间分布和舒适度等方面，并根据国家相关的设计规范与问卷调查反馈信息，发现课桌椅的设计时存在着许多问题，并提出相应的优化解决方案。

在学生听讲过程中，视觉的应用是最为重要和普遍的，大约80％以上的信息是由视觉得到的，当室内照明不良时，因反复努力辨认，易使视觉疲劳，学习效率下降。本设计通过对教室的现状分析，从照明类别、照明设备的空间分布，整体视觉感的角度提出相应的优化措施。

教室内的温度环境是决定人的作业效能和健康的重要因素。不当的温度环境会直接影响人的情绪，疲劳感和健康，从而使作业效率降低。本设计通过对教室内的供暖设备，从热源位置的选择、管道的敷设，暖气片的安装位置等方面，找出现有状况下的问题，然后提出优化方案。

目录

第一章 绪论..............................................1 1.1 设计目的.............................................1 1.2 设计步骤.............................................1 1.3 设计背景.............................................1 第二章 教室现状调研分析..................................3 2.1 对我校教室的人机学问卷调研...........................3 2.2 对我校教室的问卷进行分析与总结.......................4 2.3 教室整体测量数据.....................................4 2.4 教室局部测量数据.....................................5 2.5 课桌椅测量数据.......................................6 第三章 现存问题及分析....................................7 3.1 课桌椅的问题及分析...................................7 3.2 课桌的问题及分析.....................................9 3.3 温度环境的问题及分析................................10 3.4 教室布局的问题及分析................................12 3.5 光环境的问题及分析..................................13 第四章 优化方案及经济性原则.............................16 4.1 课桌椅的优化方案及经济性原则........................16 4.2 温度环境的优化方案及经济性原则......................17 4.3 教室布局的优化方案及经济性原则......................18 4.4 光环境的优化方案及经济性原则........................19

赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

第五章 教师工作空间的设计...............................21 5.1 讲台的现状分析......................................21 5.2 设计原则............................................21 5.3 改进措施............................................22 结论....................................................23 参考文献................................................24 致谢....................................................25

安全人机工程课程设计

第一章 绪论

1.1 设计目的

教室是我们每日学习生活的地方，每个教室我们都会有很深的感情，但是，这并不能掩盖教室设计的不足，大部分的教室设计循规蹈矩，缺乏人性化设计，事实上，教室环境是关系到教学和学习效果的一个重要因素，教室设施的错误设计或不合适的配置，会对学生的身心健康带来不可忽视的影响。因而，本设计以平时感受到的教室功能的不足之处为出发点，根据国家相关设计规范，查找一些改进教室的人性化设计方案进行分析。这里针对城建教学楼501教室进行安全人机的分析与优化。

1.2 设计步骤

1.501教室及实用情况的调研

为了解城建教学楼501教室的现状，对该教室进行实地测量，主要采用拍照、量尺寸和分发调查问卷的方式了解现有状况，使我们队研究对象有了一个初步感性的认识。

2.设备尺寸及其分析

根据第一步的调研成果，对调查对象的数量及外观进行细致的比较，分析所得的数据和调查问卷，从而对现状有了较深入和理性的了解。然后用人机学的原理对研究对象进行人机学优缺点的剖析，得出相应结论，并提出了改进措施。

3.进行可行性分析与经济行分析

对于提出的改进措施是否可行，合理，是否符合国家相关的设计标准，对于和可行的优化方案，在对其进行经济性分析，即有效花费在承受范围之内，并且能取得预期的效果。

1.3 设计背景

本文重点是对教室布局优化的讨论。501教室的布局形式太单一化，这虽然有利于节约建房成本，但是大大限制了教室的功能。例如，我们现在都强调小组合作，很多课堂上都是分小组讨论进行的，但现如今用的桌椅都是成排的，很不利于同学间相互交流。

照明也是影响教室最重要因素，照明的好坏不仅影响学习效果、听课质量，长期更影响我们的眼睛。

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教室的座椅和课桌是最直接的人机结合面，它们的舒适程度直接影响到学生学习时的效率与效果，教室讲课时舒适度。因而，对课桌椅的改进也是必要的。

温度环境是决定人的作业效能和健康的重要因素。当气温低于21°C时，人一般不出汗。随着气温的增高，出汗量逐渐增加，这时温度的影响也越来越大。在气温低于35°C时，空气的流动性则能增加人体的散热，而当气温高于皮肤的温度时，情况就比较复杂了。一方面空气的流定能增加人体的散热，而另一方面通过对流的方式，又使人体吸热增加，而且气温愈高，吸热量就愈多。因此，温度环境因素对人体的影响要做综合的分析。

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第二章 教室现状调研分析

2.1 对我校教室的人机学问卷调研

亲爱的同学，您好！首先感谢您的帮助。

现针对学校教室进行一份人机学调查，请在下列中选择您认为合适的选择。

1.您对教室的环境及设备的整体满意程度：（A）100%（B）70%

（C）50%

（D）20%

2.您对教室的桌椅满意度：

（A）100%（B）70%

（C）50%

（D）20%

3.您是否觉得教室的桌椅存在尺寸问题？（A）是

（B）否

4.您是否觉得教室的椅子的后仰角度太小？（A）是

（B）否

5.您是否觉得教室的课桌和座椅高度不搭配？（A）是

（B）否

6.您是否觉得教室的椅子发出的噪音太大？（A）是

（B）否

7.您是否觉得教室椅子坐的很舒适？（A）是

（B）否

8.您是否觉得黑板上的板书受到外界灯光的干扰？（A）是

（B）否

9.您是否觉得黑板与第一排课桌的距离不合适？（A）是

（B）否

10.您觉得黑板的尺寸是否合理？（A）是

（B）否

11.您是否觉得日光灯影响会影响到你看黑板？（A）是

（B）否

12.您是否觉得整个教室的布局存在问题？（A）是

（B）否

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13.您是否觉得冬季教室内的采暖温度过低？（A）是

（B）否

14.您是否觉得冬季教室内的空气湿度过小？（A）是

（B）否

2.2 对我校教室的问卷进行分析与总结

从调查问卷的汇总中可以看出，对于教室存在问题的主要有一下几个方面的问题：

1、教室课桌椅的尺寸、位置、材质问题

1)靠背的后仰角太小，看黑板时身体过于正立。

2)课桌和座椅高度不搭配，在看书和写字时，学生的身体刻意的前倾。座椅面通常是后仰的，书写起来很不舒服。

3)当课上回答完问题坐下的时候，椅子发出的噪音太大，影响老师上课。

4)椅子材质过硬，尤其是冬季，坐着不舒服。

5)有些桌椅未及时修理。

2、黑板的尺寸大小、位置问题

1)桌椅离黑板设计不合理，前排同学看黑板需要后仰，感觉很疲劳。2)黑板太过光面，反光严重。

3、教室环境设施尺寸、高度、位置和室内环境、照明问题

1)窗户太大，使得光线容易进入，造成学生看不清黑板。

2)课上不开窗户，使得室内空气不易流通，导致室内空气污浊，缺氧、室温上升。3)天花板的颜色和灯设计不是很合理。4)室内的灯光效果不是很好。

5)冬季室内温度过低，让人产生不适感。6)窗户缺少窗帘。

2.3 教室整体测量数据

501教室开间长13.8m,进深长9.3m,总面积128.34m2，共80个座位。

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2.3.1 每层阶梯高度

详情见表2-1。

表2-1 每层阶梯高度表

尺寸 第一层

第二层

第三层

第四层

第五层

实际数据150

150

100（mm）

2.3.2 每排数据

详情见表2-2。

表2-2 每排数据表

各排 圆半径（m）

距前排距离(m)桌椅数(个)第一排 1.8 1.8（距黑板）第二排 3.0 1.2 18 第三排 4.2 1.2 18 第四排 5.4 1.2 16 第五排 6.6 1.2 12 第六排

7.8

1.2 2.4 教室局部测量数据

详情见表2-3和表2-4。

表2-3 局部测量表1

名称 数量 长（mm）宽/高(mm)日光灯 16 1200 100（宽）窗户 10 600 1200 门 2 1500 2000 黑板

5500

1200（高）

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表2-4 局部测量表2 名称 数量 长（mm）宽（mm）

高（mm）

散热器 5 1200 100 700 讲台 2 2200 1200 180 多媒体操作台 1

1200

800

1000 2.5 课桌椅测量数据

如图2-1和表2-5所示。

图2-1 改进前课桌椅示意图 表2-5 改进前课桌椅尺寸表

人侧

局部

桌缘

尺寸课桌 课桌 课桌 椅面 椅面 靠背 靠背 桌下容

与靠

（m 高度 宽度

深度

高度

宽度

深度

宽度

膝高度

背面

m）

距离

实际

700 500 130 410 400 400 400 250 200 数据

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第三章 现存问题及分析

3.1 课桌椅的问题及分析

3.1.1 课桌椅的问题阐述

1.座面倾角过大，坐着不舒服。

2.座椅之间间距过小，不方便出入问题。3.课桌椅高度无法进行高度调节的问题。4.靠在靠背上时，感觉容易下滑。

3.1.2 课桌椅的设计规范

根据GB/T 3976－2002《学校课桌椅功能尺寸》其中关于高等学校课桌椅的规定，详见表3-1。

表3-1 高校固定式课桌椅的主要尺寸

尺寸名称 桌面高（h1）桌面深（t1）每个席位桌面宽（b1）桌下净空高（h2）桌下净空深（t2、t3）

座面高（h4）座面有效深（t4）靠背上缘距座面高（h5）靠背点距座面高（ω）

210 靠背下缘距座面高（h5）坐人侧桌缘与靠背点之间的水

420平距离

810～850 每套课桌椅前后长

170 尺 寸 730±10 350 600 ≥620

≥300 410±10，360

靠背点以上向后倾斜6º～10º

≥340

角。使h1-h4≤320mm 或与后排桌前侧一体化

说 明

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3.1.3 课桌椅的设计原则

1.必须能提供坐者有足够的支撑与稳定作用。

2.必须能使坐者改变其姿势，但其椅垫必须足以防止坐姿行为中的滑脱现象。

3.座椅座高：正确的座高应使坐者大腿保持水平，小腿垂直，双腿平放在地面上。对工作用椅而言，人体通常需以较直立式姿势且双脚平放于地面，其座高宜比休息用椅稍高。座高宜设定为可调整式的，以适应多数人使用，工作用椅座高为35-50cm。

4.座椅宽度：座宽的设定必须适合于身材高大者,其相对应的人体测量值是臀宽。座宽宜采用较高百分位的女性测量值为设计依据。对于排列成行的座椅，其座宽则应以两肘间的距离为基准,。坐椅座宽宜为38-48cm。本文中讨论的桌椅布局形式利于将座椅设计的更加人性化，可以使用舒适的工作用椅。

5.座椅座深：学习工作用椅使用者分布很广，其座深可取身材较矮小者人体测量值作为设计依据，椅座深建议为30-40cm。

6.座椅座面角度：坐在前倾 5 度的座面比坐在后倾式者有较少的肌肉伸张，而座面压力分布更为均匀，但应注意防止身体有下滑趋势。

7.座椅座垫：椅垫具有两种重要功能,首先它有助于将坐骨结节和臀部的体重所产生的压力予以分散，若此种压力无法排除则会引起不舒适甚至疲劳感等；其次它使身体采取一种稳定的姿势,将身体凹陷入椅垫并予以支撑。坐垫必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体的压力分布于坐骨结节附近。建议坐垫前端应比人体膝窝高低约 5cm，而且使膝窝感受不出压迫感, 坐垫前端宜有半径2.5-5cm 的弧度。

8.座椅靠背：靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力。座椅的设计必须提供正确的腰部曲度，使脊柱处于自然均衡状态。成年人腰部前弯曲率厚度约为 1.5-2.5cm,纵向弧度约为25cm半径，中心位置约在座面上方 23-26cm 处，而腰椎的支撑点位置则应稍高一些,以达到支撑人体背部重量的目的。

9.座椅靠背角度：为了防止人体坐姿向前滑动和引导腰弯部位(包括骶椎)依靠在靠背上，设计时必须考虑靠背与坐垫之间的角度。从人体脊柱形状而言，靠背角度在115 度较为合适，接近自然的腰部形状。

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3.1.4 课桌椅设计百分点及静态与动态尺寸的选择

实际设计中，桌椅不可能满足一个群体内的所有的尺寸范围，尤其学校中的使用者的尺寸范围更大，因此一般的满足群体内的90%的人就达到了设计要求，也就是第5个百分点和第95个百分点之间的人群。同时人体尺寸测量数据分为静态尺寸和动态尺寸（人体正在运动的尺寸）。一般来说静态尺寸的正负偏差为5mm；动态尺寸的正负偏差为20mm。

3.2 课桌的问题及分析

3.2.1 课桌的问题阐述

1.课桌椅色彩单

一、造型呆板的问题。

2.现有课桌椅用材浪费不环保，不物美价廉、经济适用。3.桌面深度不够，容易掉书。4.看书久了，容易脊椎疼痛。5.课桌下部空间狭小，伸不开腿。6.课桌太窄，无法摆放课本和文具。

3.2.2 课桌的设计原则

1.桌面高度设计：设计桌面高度时，可以从两个方面加以考虑：一是当座椅高度未定时，通常是以群体坐姿肘高的上限数来设计，这样的设计可使手臂肘部得到依靠，减少学生书写时的疲劳：二是当座椅高度一定时，桌面下缘至座椅面的距离，应以群体坐姿大腿厚的上限值来设计，并考虑使膝部有一定的上下活动的余地。而桌面上缘的空间则考虑学生放书包、书籍用。由于桌子是坐着使用的，所以确定桌面高的正确方法是座高加上合理的桌面椅面高度差，即桌高=座高+桌椅高度差。高校桌面高度设计以坐姿肘高为尺寸依据，选取男生90百分位作为上限值，男=307mm，再适合附加穿衣修正量—6mm，则桌椅高度差约为300mm时，桌高在700mm—720mm内比较适宜，同样满足国家标准中桌椅高差h1—h4=320mm。国家标准GB/T3326—1997男女通用的中等尺寸的办公桌椅要求，与高校桌椅最佳尺寸相符。

另外，针对于阶梯教室的固定式桌椅的高度差数值仅为190±10mm，这是完全不合理

赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化 的。由于座椅与后排桌前前侧一体化，然而在设计两者高度差的时候未考虑阶梯教室的地面的高度差及台阶的高度，以至于造成学生就坐的座面和伏案的座面的高差减小，腿部活动空间受限。所以，对于阶梯教室的固定一体化桌椅，为了保证大学生合理的坐姿空间，其后侧桌的高度=桌椅高度差（300mm）+台阶高度。

2.桌下抽屉与净空高：由于桌子净空高不够导致学生在桌子底下脚伸不开，而由于桌子的适合高度为700mm—720mm，为了保证课桌下部空间尺寸，则课桌抽屉尺寸小于100mm，这就导致抽屉无法完成收纳学生物品的功能，形同虚设。

所以，为了解决桌下空间尺寸和抽屉功能的矛盾问题，并且抽屉设计位置不影响桌下腿部活动空间的位置。

解决此问题可以从以下三方面考虑：使抽屉深度减小；将抽屉设置于下部空间；将抽屉设置于座椅下部闲置空间。

3.桌椅的水平间距设计：桌椅水平距离是桌近缘向下所引垂线与座椅前缘之间的水平距离。这个尺寸空间的设置直接影响大学生使用桌椅时的坐姿，是一个决定性的重要因数。

这个问题主要出现在多媒体教室的固定式桌椅，由于室内空间有限，教室容量较大，桌椅大多固定于地面上，此时，就要严格科学的考虑学生的实际使用情况来设定桌椅的水平间距。一般大腿厚的上限数值为设计依据，这样可以使人较方便地进出。坐姿大腿厚的男154mm，加入适当功能修正量10mm，所以一般以160—200mm为宜。

4.课桌椅色彩设计：色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、色彩的饱和程度。在高校桌椅设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，对大学生产生的心理作用，还要保证各种色彩在教室环境内的协调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满。因此，选取一些冷暖适中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的饱和度就是折中的好办法。这样可以选取红橙黄色或者蓝青色等颜色。这样既可以创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋，达到轻松愉悦的环境氛围。

3.3 温度环境的问题及分析

3.3.1 教室布局的问题阐述

由于长春市属于亚寒带气候，冬季十分寒冷。所以对于采暖的温度要求比较高，现如今，501教室通过校内锅炉房直接供暖的方式进行采暖，采暖期为每年11到第二年4月。

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教室内共有6台散热器，但仍然存在温度较低，冷热分布不均匀的情况。改进前的教室暖气片示意图如图3-1所示。

图3-1 改进前暖气示意图

3.3.2 温度环境的设计原则

根据研究，人体最适宜的温度在18℃－24℃，人体最适宜的健康湿度在45％RH－65％RH之间，人体皮肤表面温度约为33℃。据有关医学保健方面的测试资料表明，当人的正常体温为37℃时，人体皮肤表面的温度约为33℃左右，当室内温度高于33℃时就会有热的感觉，而低于33℃时则会有凉的感觉。然而，当环境条件为温度25℃，相对湿度50％，气流速度0.15米／秒时，人体处于最正常最理想的热平衡状态，也就是说，感觉最为舒适，反应最为良好。在设计时充分考虑人的因素，不但利于人的健康，而且也更经济，节能。

对于供暖系统来说，必须要考虑到供暖的空间大小，对于我们学校来说，教室、宿舍居多，大小不一，要考虑各个教室，宿舍，办公室的空间大小，来决定安装暖气片的个数。一般暖气片每片的散热面积在1.2—1.6平方米，钢制暖气片散热面积数值要小些，铜铝和铝制暖气片的散热数值则要大些，这样，我们在设计供暖系统时就要根据每个空间的面积来确定暖气片数量。譬如，面积为10平方米的房间，选用每片散热量为1.5平方米的暖气

11赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

片，需要的片数大约在6片左右即可。

1.暖气片安装的位置： 从经济，节能的角度考虑的话，暖气片的安装位置也要必须注意，暖气片的安装位置都在窗户的下面。现在新型的暖气片颜色丰富，造型多变，用于取暖的同时也是家中颇有特色的一种装饰品，于是一些人随意选择暖气片的摆放置，成为一种误区。其实，暖气片位置的选择从经济，节能的角度考虑是有讲究的。

2.选择合适的墙面：暖气片并不是安装在任何位置都能发挥其最好的作用。想达到最佳的采暖效果，应该安在外墙的窗下，如果是落地窗也可以安装在窗与窗之前的墙上，反正只要是靠外墙的地方，都会达到不错的采暖效果。

3.把握合适的安装尺寸：一般暖气片沿外墙窗下安装，距地面100mm以上，背面距墙多为30mm，利用暖气片与墙面的空隙促使气体流动并隔热。暖气片尽可能明装，必须设罩时，要选用对散热无严重影响的罩型。

3.4 教室布局的问题及分析

3.4.1 教室布局的问题阐述

平时上课最常用的教室布局方式，是一排排整齐的桌椅，符合填鸭式的教学方式。如今，大学里上课，学生和老师都喜欢互相交流，但是，目前的教室布局并不适应现在上课经常需要讨论的现实情况。同时，相邻的两个人之间距离非常小，不符合大学生的习惯。改进前教室布局示意如图3-2所示，A-A剖面图如图3-3所示。

图3-2 改进前教室布局平面图

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图3-3 A-A剖面图

3.4.2 教室布局的设计原则

1、统筹规划：因为教室中不仅摆放着桌椅，还有其他重要设备，比如黑板，日光灯，卫生工具等。一定要全盘规划，做到空间布局合理、利用率高、使用方便、美观大方、协调一致。

2、充分、合理利用空间：充分利用空间，合理布局，主要是为了方便学生和教师走动，这样就要求留有足够的空间以免造成不便。

3、美观大方，构思新颖：美观大方、富有格调的教室会令人心旷神怡，心情愉快，从而提高工作和学习效率。

3.5 光环境的问题及分析

3.5.1 光环境的问题阐述

1.现在教室中，用于课桌面照明的灯，大多为单、双管普通支架式荧光灯具，它们垂直于黑板安装，由于灯管裸露，这对后排学生还是有很强的直接眩光。

2.有些教室存在高亮度的问题，一方面原因由于设计不合理(照度达800-1000Ix)。另一方面反映在南向的“阳光”教室中。一般来说，太阳光在桌面上照度可达数千Ix以上，在这种高照度下，学生无法看清老师在黑板上的板书，造成严重视觉疲劳。其效果是学生

13赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

书本和课桌面形成很强的反射眩光，从而学生反映眼睛累。

3.教室内灯具分布不合理。教室白天太阳光直射学生桌面，严重影响教室的视觉环境等。众所周知，学生视力下降,近视率上升，是诸多因素综合作用的结果。但是，除原发性因素外，用眼过度疲劳则是引发近视的主要因素了。在正常用眼状态下，照明条件合理与否，直接影响用眼的疲劳程度。

4.窗户太大，使得光线容易进入，造成学生看不清黑板。改进前的教室日光灯示意图如图3-4所示。

图3-4 改进前的日光灯示意图

3.5.2 光环境的设计标准

教室照明的国家标准(GB7793-87)如下：

1、凡教室均应装设人工照明。

2、教室课桌面上的平均照度值不应低于150lx，其照度均匀度不应低于0.7。

3、教室黑板应设局部照明灯，其平均垂直照度不应低于 200lx，照度均匀度不应低于0.7。

4、教室照明宜采用荧光灯。

5、为了减少照明引起的直接眩光，教室不宜采用裸灯照明。灯具距课桌面的最低悬挂高度不应低于1.7m。灯管排列宜采用其长轴垂直于黑板面布置。对于阶梯教室，前排灯

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不应对后排学生产生的直接眩光。

6、照明设计计算照度时，照度补偿系数取1.3。照度均匀度：在给定的工作面上，最低照度与平均照度之比。

照度补偿系数：新的照明器在工作面上产生的平均照度与同一照明器在使用一定时间以后，在同样条件下所产生的平均照度之比。

15赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

第四章 优化方案及经济性原则

4.1 课桌椅的优化方案及经济性原则

4.1.1 提出优化方案

详情见表4-1和图4-1。

图4-1 改进后课桌椅示意图 表4-1 改进后课桌椅尺寸表

局部 尺寸座面 椅面 座面 座面 靠背 靠背 课桌 课桌 课桌（mm高度 宽度

深度

角度

高度

角度

高度

深度

宽度）实际

400 460

400

0°

520

8°

770

400

500 数据

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4.1.2 可行性与经济性

1.上表为优化设计后的学习工作用椅尺寸表，各种尺寸都是在符合人体测量的基础上进行改进设计而成的。同现在使用的各种教室用椅相比，它显然在人体生理结构方面更具优势，通过对尺寸的定量设计使得使用者使用时更为舒适。例如，靠背的设计能有效提供支撑力，减少肌肉受力，使使用者学习时的有效时间更长，并且方法可行，虽修改幅度不大，但效果尚佳，符合可行性原则。

2.改进后的设计应用了理论知识中提及的各种人体工程学原理以及人体解剖学原理，综合考虑了各种影响因素。可以说是一种理想设计，故对于实际中不同的学习工作场景还需要改进或舍弃一些优化设计。例如，高低可调节的功能、椅座可旋转的功能在座椅密集布置的情况下并不适用，可优先应用其靠背、坐垫的各种设计，在一定程度上满足需要即可，况且针对学校座椅数量较多的问题，小幅改动可以节省校方重新购买设施所用的经费，只需在原有基础上调节尺寸即可，符合经济性原则。

4.2 温度环境的优化方案及经济性原则

4.2.1 提出优化方案

针对教室采暖设备供热温度较低的问题。本设计建议采用局部调整暖气片位置，数量的方式，以提高教室内温度。

改进后教室暖气分布如图4-2所示。

17赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

图4-2 改进后的暖气分布图

4.2.2 可行性与经济性

针对教室暖气温度不高的问题，本设计采用增加暖气数量的方式以提高室内温度，由于楼体结构不易更改，且更改的花费巨大，不符合经济性原则，而单纯的增加暖气数量并不影响的建筑整体建构，只需在相应位置增设给水立管和采暖设备即可，符合可行性原则。

4.3 教室布局的优化方案及经济性原则

4.3.1 提出优化方案

改进后的教室布局如下图4-3和图4-4 B-B剖面图所示。

这种布局竖向成排，一般是八纵列，保持80个座位不变，有利于教师在上课过程中的观察和同学间、师生间的交流是比较好的一种形式，国外已经有不少的教室采用这种方式。

图4-3 改进后的教室布局平面图

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图4-4 B-B剖面图

4.3.2 可行性与经济性

这种方案的优点是教师只要在讲台上两边走动一下，就可以方便地看到学生的情况了；同样也增进了学生与老师间的课堂交流，增进学生间的友谊。在原有教室大小的基础上可以实现，也不需要花费太大的改进费用。

这种方案的缺点是空间的利用率不高，改进后的布局比改进前相比，所能坐下的学生数量有所减少。

4.4 光环境的优化方案及经济性原则

4.4.1 提出优化方案

1、教室尽可能采用带格栅的支架灯作为主照明，这样可以明显地改善后排学生视觉效果。

2、为防止太阳光直接照在桌面上，教室必须安装窗帘。建议学校可配备一只便携式照度计，检查教室光照度状态。以分析室内照度均匀度，同时也可了解灯管长久使用所出现的光衰现象，做到及时更换灯管。

19赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

3、学校的一般教室的照明灯具，都应该使用三基色荧光灯，这不但可以与普通荧光灯更亮约 20%，而且显色指数>80%，学生视觉疲劳程度会得到改善在学校的功能性教室里，例如，美术教室，幼儿园的活动室、绘画室，展示室等场合，则可以安装高显色荧光灯，这种灯的光谱与阳光近似，被照物体非常鲜艳逼真,在这种光照下人眼的疲劳感，也会明显降低。

根据以上分析结果，对教室灯光光源分布做了改进（如图4-4所示）：

图4-4 改进后的光源分布图

4.4.2 可行性与经济性

本设计简单调整了了教室的光源分布。这样的光源分布，针对后排同学可以有效减少发生炫光的发生。减少直接影响用眼的疲劳程度，同时加装窗帘可以有效减少自然光源进入，防止学生看不清黑板的情况出现，具有可行性。

同时改进措施不会花费过多费用，校方易于承受，符合经济性原则。

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第五章 教师工作空间的设计

5.1 讲台的现状分析

1.造型单一，大多数是长方体的造型。

2.有些多媒体操作台就是一个简单的长方体的台面，没有其它的的结构。3.在台面下面增加了一个储物柜，有的在两边有箱子。4.有些讲台现在增加了一些结构，比如在外边缘增加了一块板。5.材料单一，绝大多数是用的木材，少数多媒体操作台有用塑料的。6.高度和位置都是固定不可调的。

7.有些多媒体操作台在制造时没有进行足够的倒角和圆角。8.很少的多媒体操作台有其他的辅助上课设备。

5.2 设计原则

人机系统工作效能的高低首先取决于它的总体设计。而人机配合成功的基本原因是两者都要有自己的特点且要相互适合才行。对于大学多媒体操作台的人机设计而言，首先要考虑到大学老师的上课特点，特别是老师的活动空间，来决定多媒体操作台台面的尺寸。再要对老师的身高和肘高等要素进行统计分析来确定多媒体操作台的高度。这些尺寸的设计直接影响到老师上课的方便性，如果尺寸过大或过小都会使老师用起来不舒适。所以在人机系统中，要充分发挥人与机械各自的特长，互补缩短，以达到人机系统整体的最佳效率与总体功能，这是人机系统设计的基础。

从尺寸既环境分析入手，在尺寸的选择时要充分考虑到人的活动空间和范围，有以下几个方面。

1.老师的身高，这又联系着肘高，肘的高低影响着多媒体操作台的高度。当人处于立姿作业时，操作台面的高度影响着人的舒适度特别是人手的舒适度，根据立姿作业的姿势，台面的高度受到肘高的影响。所以在确定多媒体操作台高度时要统计教师的肘高。根据人机工程学的作业面高度的确定方法，一般作业面的高度应该在肘部以下10-20cm，对于特定的作业环境，其作业高度取决于作业性质、个人喜好、座椅高度、作业厚度等。

2.老师上课是在多媒体操作台台面上的活动范围，包括最大范围和最小范围。这就要

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求测量人在水平作业面的各项尺寸来确定台面的尺寸，老师上课主要活动姿势是站立着双手撑着桌子的边缘讲课，当老师坐着时候的操作范围比较大，根据这个人机分析这就可以确定多媒体操作台的长度和宽度。考到作业姿势和环境还要对台面边缘进行一定的圆角处理，这是从安全性的因素考虑。

3.大学老师在上课时会在多媒体操作台和黑板之间不断地活动，而这个活动距离是有一点限度的，可以根据这个活动空间来确定辅助功能单元的运动方式和模式。

4.从老师上课时所用的工具入手分析，大学老师在教室上课时最常用到的工具是粉笔，老师会经常在黑板和多媒体操作台之间更换粉笔，从这个动作姿势和动作的活动空间，可以设计一个装置使得老师更换粉笔更容易且运动的距离最小，提高老师讲课的效率，同时可以设计一个收集废弃粉笔的装置来收集不要的粉笔。

5.结合有些教学的需要，有些班集体在会经常在教室里面放置一些常用的书刊杂志等书籍，另外老师上课时会随身带上一些物品以便上课使用如包、茶杯、直尺等用品。怎样让这些物品放置有序，让人很快就能找到也是应该考虑的人机因素，根据这些问题可以设计一个装置来专门放置这些物品，但又要使这些装置不影响老师上课，所以在设计这个装置的尺寸和位置是又要合理布置安排。

5.3 改进措施

通过设计原则确定一下主要尺寸：

1.主多媒体操作台高度——肘高：考虑到大学教室的情况，选取男性第95百分位：取平均肘高为100cm，再根据肘高一般在作业面下20cm左右，所以取主讲台高度为120cm。

2.根据人手水平操作面的正常尺寸和最大尺寸的数据，主最面的长度设计为120cm，宽度设计为80cm。

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结论

本课题采用理论与实践相结合的方法，首先运用人机工程学的基本原理和方法，对教室照明、布局、座椅、光环境、温度环境的现状进行人机学分析，找出了对现有情况存在的具体问题。制定了相应的优化方案，并讨论了优化方案的可行性与经济性。

我们主要是针对以下几点进行优化：

1.光环境：改进光源布局、采用三基色荧光灯，并在窗户上加装窗帘。2.课桌椅：根据相关设计规范，提出改进后课桌椅尺寸表。

3.教学布局：采用叉形布局，美观实用。有利于教师观察，增进交流。4.温度环境：增加采暖设备的数量，以提高冬季室内温度。

赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化

参考文献

[1] 李红杰，鲁顺清主编.安全人机工程学[M].武汉：中国地质大学，2006.7 [2]GB/T3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，2002 [3]GB10000—88《中国成年人人体尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，1989 [4]GB7793-87《中小学校教室采光和照明卫生标准》[M]，北京，中国标准出版社，1987

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致谢

这次安全人机工程课程设计，感谢周乾老师的悉心指导，感谢周俊、王宽在设计过程、资料收集和测量过程中的给予我的帮助，使我顺利完成本次安全人机工程城建教学楼501教室安全人机的分析与优化，你们是我最坚强的后盾。通过这次设计，让我明白知识的重要性，我会加倍努力，认真学习专业知识，为我的未来打好基础。

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第五篇：人机工程学课程设计报告专题

人机工程学课程设计

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设计课题 多媒体教室人机学评析与改进

学校院系 云南农业大学工程技术学院 所属专业 组员及学号

指导教师

设计时间

摘要

人机工程学课程设计

人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对我校多媒体教室的一些不足提出了一些修改意见，先通过对教室及其中摆设的尺寸的整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国成年人人体主要尺寸，作业面设计时的尺寸和人与光环境等，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。

【关键词】： 人机工程；多媒体教室；人体尺寸；照明度；教学设备

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目录

一．引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.1背景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.2意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.3研究内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.4方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 二．多媒体教室的现状…………………………………………7 三．评析…………………………………………………………8

3.1采光的评析与改进……………………………………..8

3.2多媒体的评析与改进…………………………………..9

3.3教室整体布局的评析与改进…………………………..13 四.总结………………………………………………………….16 五.心得………………………………………………………….16 六.参考文献…………………………………………………….18

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一、引言

1.背景

了解和把握教学的物理环境，可以使人与客观环境获得最佳的匹配，使教学媒体更充分地发挥其功能，从而取得预期的、良好的教学效果。

（1）多媒体教室

教室是开展多媒体教学活动的主要场所。多媒体教室的建设、应根据师生开展多媒体教学活动的需要。从多媒体教室所处的位置、形状、大小、教室内座位的编排、各种教学媒体的安置等方面进行综合考虑：

1)多媒体教室一般应选择在噪声较小的地方，尽可能离普通教室较远的位置，如选择教学大楼的顶层或同层中靠近楼体边缘的位置，以减少与外界的相互干扰、影响。当然，若对多媒体教室的隔音效果要求不高的话，在选择位置时就可灵活些。

2)多媒体教室形状以矩形为佳，长宽比采用为4：3或5：3较好。室内要有足够的空间高度(3米以上)，室内各角落尽可能采用圆弧形，墙壁采用吸音材料以提高音质。

3)教室大小要从多媒体教学的规模大小、使用功能、教学效果等多角度进行综合考虑。

4)多媒体教室地面宜采用阶梯状，地面倾角在10℃～15℃之间。

5)座位编排要科学，否则会影响学生的观看效果。前排座位离屏幕不能太近，一般应在3米以上，以减少屏幕雪花干扰，后排座位离屏幕不能太远，一般应控制在屏幕对角线长的6倍距离范围内，以提高屏幕画面的清晰度。

（2）照明

教学活动要具备必要的照明，通常情况下。教室需有300～500勒克司的照度。多媒体教学中，由于考虑到投影屏幕中画面的亮度、清晰度，教室门窗都要求遮光处理，降低室内光强以提高屏幕画面的对比度。这显然与正常教学要求必要的光照相矛盾，这也是导致目前多媒体教学中学生注意力不集中、教学效果不佳的重要因素。多媒体教室宜采用人工光源分别对教师讲台区域、学生区域布光，教师控制台上应安装灯光控制器，以便根据多媒体教学的要求对光照作相应的控制。需要指出的是，学生长期处于光线较暗的环境中，会带来视觉系统的疲劳，人机工程学课程设计

不能引起学生大脑的兴奋，从而无法调动学生学习的积极性，不利于教学活动的进行。因此，除了必需暗光照要求外，教室内一定要保证足够的光照。

多媒体教室大多是用多媒体液晶投影机来投影，由于学校用的多媒体投影机的投影亮度有限（1200ANSI流明以上高亮度的多媒体投影机的价格较昂贵），故在多媒体教室屏幕区的光线不能太亮（即不能有其他较强的光源照在屏幕上），但又不能为此而将整个多媒体教室的亮度降低，因为这样会影响视觉效果和学生的视力。一般处理方法是拉上窗帘，只开后排的几盏灯。比较好的方法是在屏幕区不用照明，用几个聚光灯照亮讲台和黑板，在学生区用暗藏式灯箱来保证足够的照明亮度，四周墙壁和课桌宜用反光较小的涂料和油漆。

（3）颜色

教学环境中不同的主色调会激发师生的心理意识和不同情感、态度的反应，从而产生不同的心理效应、影响学生的智力活动。浅绿色和浅蓝色会使人产生安宁、和谐的感觉，易于消除大脑疲劳，而深黄色和红色，由于它们太容易引起大脑的兴奋．会使人产生惶惶不安的感觉。教学中若以行为定向为主的教学活动，应以暖色如黄、橘黄等为主色调，若从事较为安静的教学活动．则应以冷色如蓝、绿为主色调。由于多媒体教学环境的主色调主要决定于窗帘颜色，窗帘最好采用具有暖色、冷色的多层结构，适应不同目的的教学活动。

（4）通风、温度和湿度

新鲜的空气中，氧气和二氧化碳的百分比分别为78.1％和0.3％。通风不良会使氧气的成份减少，二氧化碳的浓度增加，会阻遏环境中个体的感知和思维等认知活动的有效进行。另外，通风不良也会导致环境温度和湿度的偏高，引起学生头痛、疲倦等不适反应，降低学习效率。教学环境中的温度保持在20℃～25℃较为理想，相对湿度以30～60％之间为宜，此时学生的智力活动最佳。目前大部分多媒体教室一般都配备空调设备，为了创造舒适的教学环境，定期通风、改善室内空气质量显得尤其重要。

多媒体教室由于以上光线问题而一般是不能开窗的，连续使用后，其中的空气将会很浑浊，一来影响师生的健康，二来也同样影响到学生的听课效率。故在新建多媒体教室时可以考虑将静音换气扇组和灯箱一起安装在吊顶中，有条件的学校可以考虑安装带换气装置的小型中央空调，对已建好或改建而成的多媒体教 4

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室可以使用静音换气扇组来改善通风状况。

（5）教学设备

与传统教学相比，多媒体组合教学运用了多种现代教学媒体，如幻灯、投影、电视录像、实物投影、计算机、大屏幕投影仪、音响设备等。媒体的配置应根据教学需要、经济条件及教学环境，避免出现高配置、低效率的现象。所选的媒体在使用中不能破坏正常教学所必须的物理环境。目前以牺牲环境为代价来满足媒体功能发挥的现象非常普遍，其负面影响必须引起大家重视。此外，教学媒体的安置摆放也要合理、规范，便于教师操作使用，各种开关、按键接触要良好，媒体间的连接要可靠、干扰少，保证教学媒体的正常使用。根据人眼视觉的右撇效应．教师的多媒体工作讲台，一般宜放置于教室前中间或偏右位置，投影画面底端水平线应略高出最前排学生的头顶，避免前后遮挡。

（6）教学信息

与传统教学相比，多媒体教学的信息形式多样。包括文字、图像、声音、视频、动画等，而且信息量大，教师应根据教学目的、要求，正确运用和处理这些信息．从数量、质量、广度、深度上把关，对信息进行调节、控制、过滤。教师传递的信息是由教学目标所规定了的教学内容，具有真实性、有效性和接受性的特点，对学生建立有效认知结构和良好个性结构，促进学生智能发展，具有重要的作用。随着网络技术的运用和发展。多媒体教学的信息量剧增．教师必须具备较高的信息搜集、分析鉴别、综合运用的能力。随着现代化教育技术的不断推广，多媒体教学成了教师和学生都欢迎的教学形式，越来越多的学校新建或改建多媒体教室。怎样选择多媒体教室设备，怎样用较少的投入建设一个功能良好的多媒体教室是很多学校关心的问题。

2、意义

近几年来，计算机多媒体技术快速发展并走向成熟，在微机上就可以实现许多传统模拟的数字化。使得视频、音频、图像、动画和图形文字一起在计算机中进行处理，因此，计算机所处理和表达的信息量急剧增加，从而为多媒体计算机在计算机辅助课堂教学中的应用提供了可能。多媒体技术在教育教学中的应用是最有前途、令人振奋的发展领域。利用多媒体技术所具有的高度集成性、良好的交互性、信息容量大、反馈及时等特点，将多种信息同时或交替作用给学习者感

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官，从根本上改变了传统教学的种种弊端，使学习便加趣味化、自然化、人性化。多媒体技术在教育教学中应用的意义既深且远。

然而，如今大多数多媒体教室只是在传统教室的基础上添加了多媒体设备，教室与多媒体使用的配合并不理想。通风采光和多媒体设备的安装等都存在不少问题，教室整体布局不符合人机学原理，给老师上课，学生听课带来了一定的不便。如何创造一个宜人的学习环境是关系到学习质量的一个重要因素。学生每天在学校教室内要度过大量的时间，如果教室本身设计不合理，那么将对学生产生不良的影响，同时也不利于老师的教学。

人机工程学是实现“以人为中心”的设计思想的重要理论基础，是衡量当代产品设计水平的重要指标。随着科学技术的发展，“以人为中心”的理念已成为设计产品系统的主要目标，人机工程学已成为设计学科领域中的主要研究方向，成为工业设计的主要理论基础和设计理念。将人的因素融入到产品开发的整个过程中，关注产品的使用者，确保产品易于使用、学习、生产和安全，提高产品的使用性和质量。

因此，普及人类工程学知识与设计科学合理的高校多媒体教室非常重要。此次设计对教室的通风采光、多媒体设备以及教室整体布局进行评析及改进，以寻求一套符合人体工程学需要的多媒体教室方案，能让老师教学更方便，学生听课更轻松。

3、研究内容

这次课程设计我们组主要结合人机学的相关原理，对多媒体教室的桌椅、讲台、黑板、多媒体、光环境、声环境等方面进行了问题分析与改善，以方便老师更好的授课，同学们更好的听课。

4、方法

我们这次课程设计主要运用了以下三个方法：实测法、观察法、查询资料研究法。首先对选定的多媒体教室实地进行了一些必要的数据测量，然后又通过对多媒体教室的观察研究，结合人机学原理发现其中的不足之处，以方便提出改进方案，最后整理资料的时候我们又查询了一大批相关书籍，可谓一波三折啊，但也乐在其中。

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二、多媒体教室的现状

1.教室平面

图2-1

教室现状

2.教室设施尺寸测量

课桌尺寸测量：桌子高810mm，宽450mm，长1200mm 座椅尺寸测量：座深300mm，坐高430mm，长度1200mm 受教椅子尺寸测量：坐高450mm，坐深480mm，坐姿肘高660mm 讲桌尺寸测量：高1060mm，宽470mm，长1000mm 多媒体受教桌：长1400mm，宽750mm，高1180mm，伸腿空间180mm 黑板尺寸测量：长3970mm，高2160mm 门尺寸测量：高2000mm，宽930mm 教室：高3750mm，长9500mm，宽6850mm 3.教室整体布局描述

教室中摆有四排课桌，每排有八张桌子，教室左边有三个大窗户，两个小窗户，右边有两个小窗口，讲桌和多媒体摆在教室的左侧，投影仪分布在教室右侧门口 4.环境

光环境：教室以自然采光和人工照明混合使用提供教学活动良好的光环境 声环境：教室一共安装了四个音响，分别安装在教室中间和最后对称的位置，老师教学的声音可以让同学们在教室的每一个角落都能清楚的听见；教室隔音效果不好，过道和其他教室的声音将会影响学生的听课效率。

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三、评析

1.采光的评析与改善 评析

图3-1 教室采光

采光有两种方法: 一种是天然采光，就是将适当的昼光引进室内照明。天然采光虽然受到日照时间，纬度气候地形等因素限制，却是最经济的采光方法。教室白天以上课为主，照明主要是自然采光。而人工照明只是为了补充教室内照度不足的区域，使照度分布均匀。晚上以自习为主，也是教室晚自习的唯一光源。所以创造一个良好的照明环境，布置足够的照明设施，才能满足师生的要求。此次调查的教室白天以自然采光为主，人工照明只作为阴天补充及夜间学生上课及自习时所用。

1.自然采光存在问题

①教室容易受到天气条件影响，无法在任何时候都满足光照要求。②自然光线分布不均匀，不符合标准要求。2.人工照明存在的问题

①灯光太强，影响人的视线及投影仪的观看。②灯管全部打开时，有效利用率低，造成资源浪费。改善

针对在自然采光下存在的问题提出可以采取的措施有： ① 在天阴的时候，打开适量日光灯补充光源。

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② 可以将教室南侧窗户玻璃改为透光玻璃，提高南面光照度。

人工照明改进措施：

①在使用投影仪时，可以在不影响学生视野的同时关掉一部分日光灯。②因自习的学生较少，自习时可开第一、三、五列的灯，一、三、五列灯光照度已经足够，这样也能节约资源。

③改列控灯管设备为横控，可根据教室学生的具体分布情况关掉不必要的日光灯，合理使用灯光设备，节约资源。2.多媒体的评析与改进 1.黑板的评析与改善

图3-2

教室黑板

评析存在问题

通过在白天光照强度较大和晚上开启教室内所有灯具的两种情况下调查发现存在以下问题：

1）坐于教室的不同位置看黑板时，均有眩光现象。

2）各个位置的眩光程度和范围不尽相同，总体上白天的眩光现象比晚上严重，白天若拉上黑板旁边窗户的帘子则眩光程度会减弱。

3）第一排右面的几个座位的眩光较严重。4）教室中间座位上的眩光较轻。

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改善

1）黑板最低端高度设置应为2980—1260mm以上，以保证讲台不会挡到学生的视线。

2）按要求的位置，安装黑板灯，以减小晚上黑板眩光程度。

3）为减小白天第一排的眩光程度，可拉上黑板旁边的窗帘，也可将其安装在尽量靠近黑板的位置上。2.讲台的评析与改善（1）讲台与黑板间距

讲台到黑板面应该有适宜的距离，一般在1100mm上比较合适。由调查与测量得到的结果可以得知1330mm>1100mm，因此讲课者在授课的过程中有相对足够的空间活动，符合人机学的要求。（2）讲台与第一排间距

讲台到第一排的距离以1050mm～1100mm为宜.由测量可得到的数据看出讲台距离第一排的距离为1300mm，距离过大可能便后排学生无法看清显示屏幕，可适当调节。

（3）讲台高度

操作面的高度不合理，教师在授课过程中操作多媒体设备时，长时间会造成腰背的酸痛，且由于操作不便，势必会影响教师上课的情绪、思路，导致上课效率的下降。（4）键盘与鼠标

键盘与鼠标控制线过短，操作不便，长期操作易使手腕不适。（5）讲台的位置

讲台位置靠在教室左边，遮挡少数学生视线，影响少数学生听课效果。（6）视角

当老师站在显示器的正前面，显示器不在老师的舒适视野之内，当老师站在讲台靠右，显示器也不在老师的舒适视野之内。改善

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1）讲台与黑板间距在适宜的距离范围内，可保持现状。

2）讲台与第一排的距离偏大，可在不影响学生视野范围的前提下适当减小。3）操作面的高度过低，可在不遮挡学生视线的前提下适当增高。4）可采用无线键盘与鼠标，使老师无论在教室的哪个方位都可以有效方便地操作电脑。

5）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线，可将讲台适当左移，让学生在看幕布时不被遮挡。

6）显示器不在老师的舒适视野里，可对其作适当调整，使其让老师得更方便。也可设计成旋转式显示器，使其可随老师视野变动而作相应旋转，始终给老师以最佳视角。

3.教室音响设备的评析与改善

图3-3 教室中安装的几个音响

存在问题

讲台上的扬声器控制线过短，限制老师活动范围，使得老师经常出现在遮挡学生视野的区域，严重影响上课效果。改善

1）建议采用无线扩音器，可设计成形式小巧简单，能够夹在老师衣服上的微型扩音器，使得老师在教室的任何地方被讲话都能够被学生清晰地听到。

2）可对现有扬声器进行改进，通过加长控制线，改变讲台位置来达到改进效果。

4.教室桌椅的评析与改善

人机工程学课程设计

1.椅子的评析及改善

椅面高度设计：适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，脚掌平放在地面上。座面不能过高，否则矮身材的人小腿悬空时，使大腿受椅面前缘压迫，坐者感到不适，长时间这样坐，则使小腿血液循环受阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉直，增加背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。所以椅面高度以矮身材的人的小腿加足高的数值来设计（见表1），此高度以380~400mm为宜。

椅面深度的设计：椅面深度是指椅面的前后距离，其尺寸应满足三个条件：使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前缘与小腿之间留有适当的距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果坐深大于身材矮小的学生大腿长（表1中坐深），则座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样坐的时间长了会不舒适，因此椅面深度的设计应以坐深的第五百分位数值进行设计（表1）这样，身材矮小的学生坐着舒服，而身材高大的学生，只要臀部能得到支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。综上分析，椅面深度应以400mm左右为宜。

表1

坐姿人体尺寸

单位：mm

2.课桌评析及改善

课桌高度通常应与学生坐姿肘高相近或稍高于坐姿肘高。一旦椅座面的高度决定了，则坐姿肘高取决于椅高。因此，课桌高度应与一定的椅高相适应。学生用课桌主要用于记笔记及放置课本，其高度的设计应满足学生记笔记时手臂肘部很舒服地得到依靠。如桌面过低，又要保持身体较正常的腰椎曲线，则必悬臂书写，这时，虽然笔的重量很轻，但是由于力臂较长（笔到肩部的距离），手臂肌肉需同时支持手臂本身重量和笔的重量，使人的肌肉很易疲劳，若寻求肘部依靠在桌面上，则必弯腰弓背，引起腰部不适。如果课桌过高，则桌面的前沿压着前

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臂，或者手的上臂在肩部外展角度过大，都会造成不舒服。以椅面高度400mm来考虑，大百分位坐姿大腿厚为151mm，着装修正量加13mm，同时考虑膝部上下活动需要，取170~180mm。桌面上下缘距取150mm，则课桌高度以（400+170+150=720mm）~（400+180+150=730mm）为宜。3.整体布局的评析与改进 存在的问题

（1）照明

1）教室容易受到天气条件影响，无法在任何时候都满足光照要求。2）自然光线分布不均匀，不符合标准要求。3）灯光太强，影响人的视线及投影仪的观看。4）灯管全部打开时，有效利用率低，造成资源浪费。（2）窗户和窗帘

1）窗户玻璃为毛玻璃，光线不能直接射入，造成教室采光不良，不能很好地自用自然光。

2）教室窗帘不易控制，上课时很难在短时间内全部拉上。（3）黑板

1）坐于教室的不同位置看黑板时，均有眩光现象。

2）各个位置的眩光程度和范围不尽相同，总体上白天的眩光现象比晚上严重，白天若拉上黑板旁边窗户的帘子则眩光程度会减弱。

3）第一排右面的几个座位的眩光较严重。4）教室中间座位上的眩光较轻。（4）音响

讲台上的扬声器控制线过短，限制老师活动范围，使得老师经常出现在遮挡学生视野的区域，严重影响上课效果。

（5）讲台

1）讲台与第一排的距离偏大。2）操作面的高度过低。

3）显示器不在老师的舒适视野里。

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4）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线。5）键盘与鼠标控制线过短，不易操作。（6）课桌椅

1）材料透气性不强，长时间坐在上面会使臀部出汗，导致身体不适。2）座椅结构不符合人机学要求，学生在使用过程中容易酸痛。改进设计

（1）照明改进措施

1）在使用投影仪时，可以在不影响学生视野的同时关掉一部分日光灯。2）因自习的学生较少，自习时可开第一、三、五列的灯，一、三、五列灯光照度已经足够，这样也能节约资源。

3）改列控灯管设备为横控，可根据教室学生的具体分布情况关掉不必要的日光灯，合理使用灯光设备，节约资源。

（2）窗户窗帘改进措施

1）将玻璃改为透光玻璃，使得光线能够更好地照进教室，提高教室采光效果。

2）建议改成电子自动控制窗帘与讲台形成连锁，当老师拉开讲台时，窗帘即自动拉上，并可根据教室光度自动调节拉合度。这样在提高窗帘利用率的同时，也能有效减少窗帘损害率，使得窗帘能够更好地发挥作用。

（3）黑板改进措施

1）黑板最低端高度设置应为1260mm以上，以保证讲台不会挡到学生的视线。2）教师在板书时，可将黑板升到学生的最佳视野范围（1260—2980mm）内。3）选用升降式黑板时，应采用不易反光的材料的。

4）按要求的位置，安装黑板灯，以减小晚上黑板眩光程度。

5）为减小白天第一排的眩光程度，可拉上黑板旁边的窗帘，也可将其安装在尽量靠近黑板的位置上。

（4）音响改进措施

1）建议采用无线扩音器，可设计成形式小巧简单，能够夹在老师衣服上的微型扩音器，使得老师在教室的任何地方被讲话都能够被学生清晰地听到。2）可对现有扬声器进行改进，通过加长控制线，改变讲台位置来达到改进

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效果。

3）如果使用时有回啸声，可以衰减功放的高音、混响增益，也可以断开音箱中的高音单元以保证扩音质量。

（5）讲台改进措施

1）讲台与第一排的距离偏大，可在不影响学生视野范围的前提下适当减小。2）操作面的高度过低，可在不遮挡学生视线的前提下适当增高。3）显示器不在老师的舒适视野里，可对其作适当调整，使其让老师得更方便。也可设计成旋转式显示器，使其可随老师视野变动而作相应旋转，始终给老师以最佳视角。

4）讲台位置使得老师经常遮挡学生视线，可将讲台适当左移，让学生在看幕布时不被遮挡。

5）可采用无线键盘与鼠标，使老师无论在教室的哪个方位都可以有效方便地操作电脑。

（6）课桌椅改进措施

1）座椅的结构型式与学生学习时的写字，看书，听课及休息等活动相适应，应使学生在使用椅子的过程中保持身体一定的舒适度，不会因为坐着不舒服而分心而影响学习。

2）座椅的结构型式应考虑人机学的要求，不致使学生的身体受到不良的影响。座椅各零件的外露部分不得有伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位。

3）无论学生是坐在座椅的前部、中部还是往后靠，座椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。

腰靠结构要有足够的刚性，腰靠结构承受250N的力时，靠背角不得超过115度。

4）座椅的结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐面应防滑，如果有条件的话，坐面还应有良好的透气性。

5）设计合理的桌椅尺寸

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四、总结

通过这次课程设计，使我们更好地认识和学习了《人机工程学》，同时也清楚地认识到人机工程学涉及生活学习中的方方面面，起着很大的作用。对人机工程学在教室的应用掌握得比较透彻，之后应用专业知识对教室布局中的教学设备，教学环境，以及人-机系统的相适应进行了分析发现不足之处，并提出了设计改善方案。掌握了人机工程学的研究方法及实践方法，在进行数据测量和实地拍照的时候，我们组团结一致发现不同问题，从不同角度结合人机学专业知识分析问题所在，锻炼了我们发现问题的观察力，培养了我们的团结意识，加深了我们对专业知识的理解，受益匪浅。我们主要是针对以下几点进行设计的：

一、光环境：我校教学环境照明存在的问题主要有浪费和明暗不同两方面，针对此项我们提出了在相应情况下开单列灯和把右侧玻璃改成大而透光的玻璃。

二、桌椅：根据我们的测量数据与人机工程学计算的数据对照，发现教室的桌椅尺寸要么偏大，要么偏小。如：课桌高度720mm（理论）＜810mm（实测），椅面深度300（实测）＜400（理论）。

三、教学设施：存在较多不合理的地方，如上面提过的黑板高度过低，讲台到第一排桌椅的距离窄小，扬声器控制线过短等问题。

五.心得

课程设计诚然是一门专业课，给我们很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我们许多道，给了我们很多思，给了我们莫大的空间，同时，课程设计让我们感触很深，使我们对抽象的理论有了具体的认识。课程设计是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次课程设计，不仅培养了我们正确的设计思想；同时也锻炼了我们综合运用知识的能力。在本次设计中，能一丝不苟地对研究对象进行具体，深刻的认识，充分地利用人机学的知识、按特定的功能与尺寸要求来进行设计，使我们能更为全面深刻的认识和系统的掌握安全人机工程学的原理和内容，尤其是对现行的评价分析和设计改进，提高了我们对人机工程学知识的动手能力，培养了我们对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成了较为系统和科学的思维体系,为以后的专业工作和设计打下了良好的基础。这次课程设计也使我们懂得了理论

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与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

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参考文献

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