设计中的人机关系教学案例

第一篇：设计中的人机关系教学案例

《设计中的人机关系第一课时》教学设计

淮海中学 王宾

一、设计思想

《设计中人机关系》讲述的是基础性知识,是后面内容的学习的基础。本节从人机关系的角度对日常生活事件进行思考分析，帮助学生树立“以人为本”的设计理念，提高学生的技术素养，培养学生的创新精神。该内容主要采用案例分析、讨论、等方法，深入浅出地讲解教材内容，以师生互动、生生互动等方式，烘托课堂气氛，加深知识的理解和掌握。

二、教材分析

《设计中的人机关系》是《通用技术》中《技术与设计（1）》苏教版第二章第二节。本节分成三个内容：（1）什么是人机关系；（2）人机关系要实现的目标；(3)如何实现合理的人机关系。本节教学内容是完成前两个目标，它和上一节《技术与设计的关系》都是围绕技术与设计的问题展开的。在技术世界中的的设计，是以满足人的需要为最终目的的。因此，设计时要考虑人机关系，以便能使设计的技术产品适合人的需要。这里的人机关系不是专业的设计，它更多地反映一种理念，重在使学生能够在这种关系的视野中认识设计，为构思、评价、优化方案打下基础。

在整个教学过程中，先让学生理解人机关系的含义，特别是“机”的丰富内涵。并通过简单的案例分析，提高学生的学习兴趣，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，通过学习，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。

三、学情分析

学生对人机关系是比较陌生的，学习时容易对本概念产生误解。对于本节课内容不必要求学生能够熟练或灵活地运用，只要求学生达到理解水平，认识理解人机关系的知识，使学生形成“以人为本”的设计理念。高中学生已有一些生活经验，在具体的教学中，可以有针对性地设置情景，列举学生身边熟悉的具体实例，从人机关系的角度对日常生活中的事例进行思考和剖析，帮助学生理解人机关系的含义及其在设计中的应用。

四、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。

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。

五、重点与难点

1、重点：理解人机关系。

2、难点：人机关系在设计中要实现的目标

六、教学策略和手段

1、通过观察、思考和讨论，理解人机关系的含义。

2、学生的活动，体验设计中的人机关系，初步掌握人机关系在产品设计中的应用。

3、通过对案例的分析、实物的演示及对日常事件的思考，引导学生归纳出产品在设计中要实现的目标。

4、教学时间：1课时

七、课前准备

教师“吃透”本教材；搜集人机关系的案例、图片、视频、制作课件；设计并准备好两把高低不同的一椅子和一把普通的椅子、两把不同的扫帚、两把不同的牙刷；了解教室门的具体结构。

八、教学过程 导入：

教师提问：早晨起床后你们会做哪些事情？ 学生回答：刷牙、洗脸、叠被子、扫地„„

教师：在这些所有的活动中你们与哪些物品发生了联系？ 学生回答：牙刷、毛巾、被子、扫帚„„

教师展示不同牙刷，同时提问：这些牙刷有什么不同？为什么？ 学生观察、讨论、回答

教师总结：生活中我们经常与物品发生联系，这些物品不同的设计可以实现不同的目标，本节课我们就一起学习设计中的人机关系以及人机关系在设计中要实现的目标。（板书）同时展示幻灯片：学习目标 第二节 设计中的人机关系(一)人机关系

1、什么是人机关系

教师：请同学们阅读课本，自己说一说什么是人机关系。（板书）

学生回答：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。

教师提问：人机关系中的“机”是我们平常所说的机器吗？

2、人机关系中的“机”指的是什么？

学生讨论回答：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，劳动保护用具等。

马上行动

P28页：找出下列活动中的“人”与“机”，体会其人机关系。a、教师拿着粉笔板书 b、农民用锄头助地 c、渔翁在河边用钓鱼竿钓鱼 d、司机手握方向盘 e、妈妈拿着拖把拖地

教师：生活中我们经常要开门，在这个活动中哪两者之间存在人机关系？ 学生回答：“人”与“门”之间存在人机关系

教师：开门由一个动作能完吗？需要几个动作？请同学来体会一下开门的过程，大家一起观察他做了哪些动作。

学生合作、讨论：①人走进门 ②人握门把 ③人通过门„„ 教师：在人与某个产品构成的人机关系中，往往存在复杂的多方面关系，开门过程中存在哪些具体的人机关系？

学生讨论回答：人与手把、人与门板、人与门框 案例分析

讨论教材p29页人与电梯存在哪些方面的人机关系 ①人与电梯门 ②人与电梯外按键 ③人与电梯厢体之间 ④人与电梯内按键

⑤人与厢体内的照明、高度、宽度等的人机关系

教师：物品有不同的部分，人也有不同的部位，讨论分析 马上行动

分析人坐在椅子上的时候，人体的哪一些部位与椅子构成哪些人机关系。①手臂与椅子的扶手 ②背与椅子垫 ③腿与椅子垫 ④脚与椅子脚

延伸思考：还有哪些？

学生活动

教师：这儿有几把不同的椅子，请几个同学来体会一下，注意①椅子的舒适程度 ②高矮是否合适 ③哪个更安全，其他同学仔细观察椅子的结构。

学生回答感受

教师：你希望椅子有哪些功能？（展示图片）学生讨论，发言

教师：这些功能可以在人机关系的实际中可以实现哪些目标？请大家阅读课本30页（板书）

(二)人机关系要实现的目标

学生讨论思考：要达到高效，舒适、健康、安全等要求。

1、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。

案例分析：铁锹的作业效率（合作探究）几个同学分为一组，阅读案例，思考讨论： ①泰勒具体研究了哪几个问题？

②改进哪些具体的人机关系而使工人的工作效率大大提高？ ③如果是你，还会从哪些方面来提高个人的工作效率？

还应考虑人机所在的环境中的一些因素，如温度、湿度、噪声、照明、振动污染和失重等也影响人的效率和行为。

延伸思考：你们在生活中遇到哪些人机关系的改进而提高了工作效率？

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。

马上行动（学生讨论分析）：

根据椅子的设计原则，指出教材p31页图片中设计不合理、有损人体健康的地方。a 椅背设计太靠后，正常坐姿时靠不上 b 椅面太过倾斜，会导致人体自然下滑 c 椅背设计太低，支持不住人的身体 d 椅面与人体的接触面积太小

延伸思考：生活中哪些物品的设计影响到身体的健康？

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。

学生活动：请几个同学使用不同的扫帚，哪个更舒适，为什么？ 案例分析：

教材P31页图片思考并回答：右图使用 起来更舒适，理由：（1）塑料包裹处理使抓握舒适；穿孔处理可以方便悬挂放置。（2）把手大小较合适，使用 时，省力、舒适。

（3）手柄长度比较合适，使用时，腰不用弯太低，减轻腰部疲劳，提高工作效率。

想一想，生活中还有哪些类似的例子？

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。（1）学生列举生活中人机关系中哪些设计实现了安全的目标（2）视频展示：汽车的安全带设计

学生思考：①在我们学校有哪些地方实现了人机关系中的安全目标？ 同时实现了其它什么目标吗？

②人机关系要实现的几个目标是融为一体的，在设计中，除了上述目标以外，人机关系还需要实现哪些目标？ 总结：

1、什么是人机关系？

2、人机关系设计中要实现哪些目标？ 课后思考：

如何实现这种合理的人机关系呢？

九、板书设计

第二章第二节 设计中的人机关系

一、人机关系

二、人机关系要实现的目标

高效 健康 舒适 安全

第二篇：作业岗位设计中人机工程学案例分析（范文模版）

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作业岗位设计中人机工程学案例分析

一、检验作业岗位设计原则

在工业生产中，涉及到控制产品质量水平的作业称之为检验。检验的方法有直观目视扫描，人工测量和自动测量。对于多品种、小批量产品的检验，一般采用目视扫描检验。产品通常在传送带上移动或自动送至检验作业岗位，而工艺过程控制是在时间限制的压力下检验产品。显然，检验作业的效能与产品质量控制水平密切相关。为了给检验人员创造一个方便、舒适的作业岗位，以保证检验效能，对检验作业岗位提出相应的设计原则。

① 使检验人员尽可能采用向下的观视角，而不用向前的和向上的观视角。

② 让被检产品向检查人员方向移动而不是离开检查人员方向移动，见图5-1。如果产品从右向左或从左向右横过检查人员的视野，不会出现很大差别。对每分钟移动18m 的产品至少应有30cm 观视范围，并排除观视范围内的所有障碍物。

图5-1 检验移动产品的观察方向

③ 工作面高度应由人体肘部高度确定。统计研究指出，人的肘部高度约为人体身高的63%，而工作面的高度在肘下25---76mm 是合适的。

④ 坐姿作业比站姿作业要好，因为心脏负担的静压力有所降低，而且坐姿时肌肉可承受部分体重负担。如选择坐姿作业，必须提供舒适的、且可调节的座椅。

⑤ 选用可调座椅时，可能会造成检验者脚不着地的情况，此时必须使用脚踏板支持下肢的重量。

⑥ 无论坐姿或站姿作业，都应给检查人员用辅助活动来中断检查周期的机会，以便调节视力和体力，减轻作业疲劳。通常一次连续监测时间不超过30min。

二、立姿检验作业岗位设计

1．纸张取样检验作业基本要求

在纸张生产系统中，纸幅以 0.6m / min 的速度运行，检验员在纸机尾端仔细检查宽度90cm--------------------------精品

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2．立姿检验员岗位设计特点

为保证检验效能和减轻检验员的疲劳，该岗位设计有以下特点：

① 在此项设计中，纸幅速度每分钟为0.3m，应有观察距离30cm或使总观察区为60cm。

② 眼高尺寸要求，在检验点的纸幅不应高于地面145cm。应使高度对较矮的检验员，在检验工作中也能向下观察。但最好保证检验员的向下视角，至少不小于450。

③ 在质量控制工作中，工作面须高出地面91cm。为此，检验员能用足够的力量切取纸样，纸幅宽度为90cm，以便检验员能弯腰突臀够到纸幅的另一边。切取纸样和拼接纸幅的工作面高度在91cm 处，这是一个适宜的高度。

④ 由图5-2(a）所示，纸幅（A）从高c m 的纸机中出来，直接引向高122cm 的检验岗位C，当纸幅以0.6m / min 速度运行至检验员身边时，取长度至少为50cm 的纸幅样品后，即将其领回至高91cm 的检验台和拼接台（D）。工作台面长度至少60cm，不同的台高是为了检验员能方便地完成不同的检验工序。

⑤ 假定检验员能站在离纸幅约50cm 处，用几何法或三角函数来分析目测工作的要求。以图5-2(b）中对视角计算法予以说明。假设在设计中对边为o，邻边为a，直三角形和斜边为 h，则可从三角形的各边之间的三角函数关系来计算视角。

⑥ 为寻求目测工作的最佳设计方案，可规定检验员俯视角45。如图5-2(b）所示，作为三角形对边与邻边之间的最大比值，tg45等于1。

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图5-2 立姿检验作业岗位

三、坐姿检验作业岗位设计

图5-3 坐姿检验作业岗位

1．瓶子包装检验作业岗位的原设计

在检验瓶子和包装瓶子的工作中，检验员可站在或坐在工作台旁。瓶子沿着运输带从右边送入，从左边送出，以每分钟6个的速度经过检验员。要求检验员从中取出产品进行检验，剔除不合格产品，将其余的放入包装箱中。在图5-3所示的原设计方案中，工作台高85cm(A）、宽30cm、台面厚5cm，在其下方留有80cm 立腿空隙，腿部前伸方向空隙为35cm。椅子可调--------------------------精品

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至地面高63cm。一般检验者能向前取到瓶子的距离是51cm。工作台与输送带的间距为15cm(B)，输送带固定于输送机上，离地高100cm，输送带嵌于一个高为5cm(C）的护轨中，以保证瓶子排列整齐成行，并不致从输送带中掉出。对原设计方案进行调查分析，对于坐姿和立姿两用的工作岗位，多数检验员喜欢采取坐姿，因坐姿比立姿工作舒适得多。当然，有时还得站起来拿取瓶子或搬移装满合格品的箱子。但对这样的检验岗位，却有许多检验员抱怨肩臂酸痛。从人体劳动生物力学分析可知，手臂和肩膀出现酸痛，认为是肌肉组织产生静负载。此种静负载主要是和检验员需过度抬臂并臂伸在18cm 以上，从输送带上取出每个瓶子有关。

2．瓶子包装检验工作岗位改进设计

通过对原设计方案的参数和存在间题的分析，认为改进检验及包装瓶子的作业岗位设计从而减轻全日工作人员的肩臂酸痛则成为改进设计的主要目的。为此目的，按照坐姿和立姿工作岗位的设计原则，来寻求改进设计的思路。首先发现在原方案中没有脚踏板，对坐姿的作业岗位台面高度在85cm 时，是太高些；而对于坐、立姿工作岗位则嫌太低；同时由于检验员在作业岗位容腿及伸腿的空隙受到限制。为减轻检验员在工作过程中肩臂肌肉静负荷，可采取两种基本方法之一，即升高检验员或降低输送带。

因为输送带不能降低，那就只有把检验员工作面升高，然而工作面又不能简单地采用提高座椅高度的方法来实现。显然，改进设计比新设计要受到更多的限制。由于原设计方案的限制，只能采取较为特殊的改进设计方案，其要点如下：

① 设置一木制平台，置于输送机的任一边，以将工作面升高到100cm 处。由于检验作业岗位也可能要处理一些应急事件，故设置的木制平台不宜过小，并须备有低的护轨，以防人们不小心从边缘滑下。这一改进措施可解决检验员过度抬臂而产生静负荷。

② 在椅子或工作凳前设置一踏脚板，以减轻腿部悬空的不适，从而减轻全身疲劳。

③ 如检验员工作台有足够的空间，可将在检验员正前方的工作台部位剖成半圆开口，使检验员更接近伸展部位，以减少手臂向前伸展所引起的肩臂负荷。此外，这一开口的另一优点是当检验员将座椅推向工作台时，其身后的通道空间加大，有利于进行相关的辅助工作。

通过对原设计方案的改进，解决了原方案存在的关键间题，使检验员在工作时感到舒适并不易疲劳。最后需要说明的是，以上所介绍的几个产品设计中人机工程学分析范例，目的在于说明人机工程学分析的一般思路和方法。由于工业设计的对象千变万化，不同的设计对象，所涉及的人机工程学因素差异很大。

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第三篇：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)。

第四篇：设计中的人机关系教学设计

《设计中的人机关系》教学设计

教师教育学院

金晓霞 【教材分析】

本节课《设计中的人机关系》选择江苏教育出版社出版的《技术与设计1》的第二章第二节，人机关系是进行设计必须学习的基本内容。人机关系又是“技术是为了满足人的需求”这一思想的具体体现，本身起到有技术的性质到技术设计的过渡作用。通过本节课的学习，使学生知道技术设计从何处着手，才能更好地为人服务，才能实现技术设计“以人为本”的核心设计理念。【学情分析】

高二的学生分析问题的能力见长，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，所以安排一定的动手设计环节，既丰富课堂内容，也调动他们积极性。【教学目标分析】

一、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、了解在设计中如何实现合理的人机关系

二、过程与方法

1、通过举例分析和讨论，学会从人机关系的不同角度、不同层面进行设计分析的方法

2、通过讨论和实践，能够掌握实现合理人机关系的基本思想方法

3、通过学习，使学生形成技术设计应“以人为本”的核心设计理念

三、情感态度与价值观

1、通过案例分析，培养学生科学地对待技术设计的态度

2、通过学习“人机关系要实现的目标”，形成关爱他人的积极情感

3、通过本节的学习，培养学生技术应“以人为本、为人服务”的价值观 【教学重难点】

教学重点：使学生形成“以人为本”的核心技术设计理念

教学难点：人机关系的具体分析和应用 【课时安排】

1课时 【教学准备】

多媒体设备、课件、视频、削皮器、水果刀、苹果 【教学方法】

讲授法、讨论法、任务驱动法 【教学过程】

一、讲解故事，引入新课（10分钟）

师生问好

师：前面几节课我们已经学习了技术的价值和技术的性质。了解了设计与技术之间的关系，设计是技术发展的重要驱动力，同样的技术的发展也为设计提供了很好的平台，那么怎么样的设计才能满足人们的需求，技术才能真正做到“因人而生，为人服务”的目标呢？这就涉及到我们今天要讲的内容，我们先来看几则小故事（播放ppt）第一个故事是讲曹操的，设计时他嫌门太大了，对门的尺寸不满意，还出题考验工匠。第二个故事是出自论语的“割鸡焉用牛刀”说明用牛刀来杀鸡太大了，有点大材小用。我们再来看一个“猜一猜”（播放ppt）,儿童家住十楼，下楼选择坐电梯，而上楼时却是走路的，大家想一想为什么啊？ 生：.........师：很好，有同学已经猜到了，因为儿童身高比较小，只能按到最下面的按钮，大家都坐过电梯，有这样的经验，电梯的数字基本上都是下面的小，上面的大，“10”位于比较靠上面的位置，他够不着，那么以上这三个事例都说明了什么问题呢？（播放ppt）生：.........师：说明了这些设计的人机关系都不够合理，那么什么是人机关系呢？这就是我们今天要研究的第一个知识点（播放ppt）人机关系是指人在生活中接触到各种物品，人与物品之间的关系就称为人机关系，在这里要注意，人机关系中的“机”不仅仅是指机器，也包括工具、家具、衣物，甚至是我们周围的环境，比如说空气、水等，简单地说，机就是指我们接触到的一切物品。明确了人机关系的概念以后，我们再来看一组练习（播放ppt）练习一：找出下列活动中的“人”和“机” 生：........师：大家都掌握的很不错，我们在这里还要注意一下，人机关系是一种比较复杂的关系，我们以人开汽车为例（播放ppt）人坐在汽车里，那么，人的手与方向盘构成的人机关系，人的手与挂挡的杆子也构成了人机关系，脚与油门也是人机关系，还有人的背与椅子之间也是人机关系，所以这之间的联系是很复杂的。清楚了这一点以后，我们在来看书上的案例分析和马上行动，给大家3分钟左右的时间去完成，等一下，我们来校对答案。练习二：完成书本上的马上行动和讨论 生：完成书上练习

师：好，大家差不多都完成了，我们一起来校对一下答案，首先是讨论题，我们按照顺序来说，首先人站在门口接触到电梯门，所以他们之间构成了人机关系，然后人要进入电梯，必须先按下数字，所以人与电梯外按键构成了人机关系，人进入电梯后与箱体之间也构成人机关系，最后人要到几楼也必须要按下数字，所以又与电梯内的按键构成了人机关系。再来看我们的马上行动请同学起来回答一下 生：.........师：这位同学回答的很好，那么通过以上的这些学习，大家对于人机关系这一块的内容都有了比较深刻的理解。人机关系是人机工程学的一块内容，对设计者来说是很重要的，那么大家觉得合理的人机关系应该是怎么样的，它应该达到哪些目标呢？这就是今天这堂课我们要重点学习的内容。

二、讲授重点，突破难点（20分钟）

师：首先我们来看一个案例（播放ppt）从刚才的案例中，我们可以看到，当人们把多余的动作去掉时，砌砖的效率提高了很多，而随着机械化生产的发展，从当时研究动作及时间的分配，进而研究人和机器设备组合的利用率，从而提高了生产效率，所以人机关系要实现的第一个目标就是高效。再来看例子（播放ppt），我们如果要把这个水池给灌满，会选择哪个水桶? 生：.........师：有同学说选择最大的，可以装最多的水？这样做合理吗？最大的水桶装的水比较多，但是人不一定能提得动，所以在这里还要考虑人自身的情况。因此在实现高效目标时，要把人和机当作一个整体来考虑，最优地分配两者展开工作。接下来我们来做一个实验，用这个削皮器来削苹果，请大家记一下削完这个苹果需要多少时间，哪位同学愿意上来配合？ 活动一：学生上台削苹果，做实验 生：上台展示

师：这位同学完成的差不多了，我们来看一下两位的时间，他削的速度还是比较快的，我们用掌声谢谢他的配合，今天我还带来了一个削苹果神器，我们一起看一看（播放视频），大家看完这个的时候都发出了感叹，它削皮的速度相当快，效率非常高，而且它不仅可以削皮，还可以去核，切片，方便不同的人食用。削皮器的这样一个演变过程，充分实现了人机关系中高效这一目标。除了这个以外，这里还有一个神器（播放视频），这个是用来切西瓜的，一刀下去，西瓜很自然地全部被切开，而且每一块的大小都是比较均匀的，比起我们之前用刀来切是不是也高效了很多啊？那么这两件工具除了体现高效以外，还体现了什么？ 生：..........师：还体现了安全性，传统用刀来切和削都容易伤到手，有一定的危险性，但是有了这样的工具，手就可以被保护，相对安全了。所以人机关系要实现的第二个目标就是安全。我们一起来看一下具体的例子。比如说我们的安全帽，它的设计就是为了保护人的头部安全，还有楼梯上是扶手，儿童床的护栏都是出于安全这样的目的设计的。还有我们的汽车安全气囊，我们一起来看一下它是怎么工作的（播放视频），它在汽车发生碰撞的时候弹出来，可以保护人的头部和颈部的安全，请大家再来看一下我们学校的哪些设计考虑到了安全这个目标？ 生：..........师：大家都提到了很多，举的例子也很到位，我们继续往下看，要实现的第二个目标就是健康（播放ppt）这是一张高跟鞋的图片，大家可以看到它的鞋跟非常高，这么高的鞋跟对人的健康是很不利的。据美国调查研究表明鞋跟高度超过6厘米对脚踝的伤害是非常大的，而超过7厘米的高跟鞋对人的颈椎也有很大的伤害，超过8厘米的高跟鞋会使人视网膜承受的压力比普通人高几倍，从而引发一系列的问题，所以高跟鞋的设计是不利于人的健康的。我们再来看一张图片（播放ppt）,大家看这张桌子跟你们平时用的有什么不同之处？ 生：........师：这个桌面是倾斜的，我们看书的时候可以不用弯着腰，低着头，对我们颈椎的健康还是比较有利的。同时它的表面是绿色的，对我们的眼睛有好处，可以保护我们的视力，这样的设计是不是体现了健康这样的目标啊？我们可以发现这张桌子除了健康之外，用起来也是比较舒适的，舒适就是我们今天要讲到的第四个目标（播放ppt）还是来看具体的图片吧（播放ppt）我们平时用的鼠标都是下面这一种，比较普通，大家有没有见过上面那一组鼠标？它叫做人机工程学鼠标，比我们平时用的高级一些。我们平时用的是平的，人在使用的时候手臂是扭转过来的，这样手会很不舒适，因为经络不畅通，长期下去会得鼠标手的病，现在很多长期操作鼠标的人都有这样的问题。针对这一点，人们就设计出了人机工程学鼠标，把鼠标竖着，手臂的经络就比较顺畅，手也比较舒服。有了人机工程学鼠标那么自然而然地也诞生了人机工程学键盘，这个键盘与之前的键盘的不同之处就是它把键盘分成了两个区域，这样两只手之间的距离就不至于太拥挤，打字也会舒适一些。我们这里还有一双非常高级的鞋子（播放ppt）它的鞋底装有电脑芯片，可以测算你走路的状态，然后对鞋子进行调整，以保持最舒适的感觉。刚才我么提到的这些主要都是指生理上的舒适，那么同样的心理上的舒适也是非常重要的（播放ppt），大家看这个房间的设计，很整洁，很明亮，给人的感觉非常舒适，那么除了健康、舒适、安全、高效，大家觉得合理的人机关系还应该实现哪些目标？ 生：.........师：同学们还举了很多例子，我们这里也有一些典型的目标，一起来看一下（播放ppt）这是一部手机，看起来非常时尚、美观，相信大家在选购手机的时候也会考虑这些的。再来看最后一个这是竹编的收纳盒，它体现了什么目标啊？ 生：.........师：对了，它体现了环保或者说可持续发展的目标，我们刚才提到的所有目标说到底都是体现了一种“以人为本”的设计理念这些都是从人的角度出发，为满足人的需求而产生的。生：..........三、综合练习，巩固知识（6分钟）

师：现在大家对于人机关系已经很了解了，对于它要实现的目标也比较清楚了，下面我们就来看一组练习，找一找图上是哪些设计不够合理，你认为应该如何改进？ 练习三：找找图片上人机关系设计不合理的地方，并改进 师：大家都观察的很仔细，也提出了很多的修改意见，非常好

四、分析总结，课后练习（4分钟）师：总结知识点，并给出一些练习【板书设计】

设计中的人机关系

一、人机关系的概念

“机”接触到的一切事物

二、人机关系需要实现的目标

高效（把人和机作为一个整体进行考虑）

健康

舒适（生理上、心理上）

安全

【课后反思】

1、请学生回答后，要对他们进行鼓励和肯定

2、内容的衔接上要更加圆滑些，避免平铺直叙

第五篇：《设计中的人机关系》教学设计

通用技术教案

2.2 设计中的人机关系

运城中学 祁晓丽

一、教学内容分析

该节内容分为三部分：“什么是人机关系”、“人机关系要实现的目标”、“如何实现合理的人机关系”，为两个课时，本节课为第一课时。人机关系是本章学习的一个重点又是一个难点，是全书的基础性知识，它更多地反映一种理念，重在使学生能够在这种关系的视野中认识设计，为构思、评价、优化方案打下基础。

二、教学对象分析

学生对人机关系是比较陌生的，学习时容易对本概念产生误解。对于本节课内容不必要求学生能够熟练或灵活运用，只要求学生达到理解人机关系的知识，使学生形成“以人为本”的设计理念。高中学生已有一些生活经验，在具体的教学中，可以有针对性地设置情景，列举学生身边熟悉的具体实例，从人机关系的角度对日常生活中的事例进行思考和剖析，帮助学生理解人机关系的含义及其在设计中的应用。

三、教学目标

1、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。

2、过程与方法：

①通过举例分析，理解人机关系的含义及其所要实现的目标。②通过讨论和实践，切身感受“以人为本”的技术设计理念。

3、情感态度与价值观：

通过案例分析，体会产品设计中人性化、人文关怀的设计思想，通过团队合作，提高学生的团队合作精神，激发学生学习的参与性和

通用技术教案

总结：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。这种相互的关系称为人机关系。在人机关系中，“人”指的是使用物品的人。“机”包括的范围很大，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、劳动保护用具等。当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系。

同学们，请问你们现在又和什么环境构成人机关系呢？ 答：教室、学校

“机”通常有不同部位如门是由门板、门框、把手等部位来组成的。我们以开门为例来了解一下人机关系。（老师边演示边讲解）

从上面的这个案例中，同学应该可以看得到：“在人与某个产品构成的人机关系，往往不是单一的。

下面我们来做一下练习，加深我们对人机关系的理解。活动1：马上行动P29：乘电梯到某一楼层存在哪些人机关系？ 活动2：马上行动P29：分析人坐在椅子上人体的一些部位与椅子构成了哪些人机关系？

总结：“机”有不同部位，“人”也是有不同的部位，所以在人机关系中往往存在着复杂的多方面的关系。同时，我们还要树立“以人为本”的设计理念。

过渡：如果让你来设计椅子，你希望椅子达到什么目标要求，会受人们欢迎。

2、人机关系要实现的目标

阅读课本，人机关系要实现的目标，完成P30和P31的思考题。高效

[案例分析]（幻灯片）铁锹的作业效率 健康

[案例分析]（幻灯片）马上行动 舒适