技术与设计12.2 设计中的人机关系

第一篇：技术与设计12.2 设计中的人机关系

新疆师范大学附属中学

通用技术

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

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。（3）了解在设计中如何合理运用人机关系。

2、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。

3、情感态度和价值观

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。

三、教学重点、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。

四、课时安排

1课时

五、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，是一种较为重要的分析方法。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。

六、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 新疆师范大学附属中学

通用技术

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，在设计中如何合理运用人机关系。

七、教学用具

多媒体

八、教学方法

多媒体课件，问题引入，阅读、小组讨论，理论解析，探究与练习。

九、教学过程

（一）人机关系的概念

1、概念：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。

2、人机关系中的“机”

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，劳动保护用具以及人所处的环境等。

【思考】同学们坐在教室里，观察一下并说出与周围什么物品构成了人机关系？ 如：（身边笔、桌椅、书、衣服、教室及环境等）

【马上行动】P28页：找出下列活动中的“人”与“机”，体会其人机关系。（1）教师拿着粉笔板书

（2）农民用锄头助地（3）渔翁在河边用钓鱼竿钓鱼

（4）司机手握方向盘（5）妈妈拿着拖把拖地

3、在人与某个物品构成的人机关系中，往往存在复杂的多方面关系。如：开门时的人机关系

（二）人机关系要实现的目标

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。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。

【思考】教材P30，铁锹的作业效率。（主要改进了铁锹的运载量与人的负荷强度的关系，装载强度、次数、与人的疲劳的关系）

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。【思考】教材P31，指出图片中设计不合理、有损人体健康的地方。如：长期在昏暗的灯光下学习，对人的眼睛会造成危害。

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。

【思考】教材P31，图片思考并回答：

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。【思考】在我们学校有哪此地方实现了人机关系中的安全目标？ 例如：楼梯的栏杆

【思考】哪些地方还没有达到人机关系中的安全目标？ 例如：窗户，站起来容易碰头

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通用技术

【思考】在设计中，人机关系除要考虑高效、健康、舒适、安全外，还要实现哪些目标？请再列举几个。（环保、美观、经济）

（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；

最后，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

【思考】教材P32，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）

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。

还应考虑人的生活习惯玉民族信仰

【思考】课本P33，马上行动中，人与床之间的人机关系。

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。

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。

【思考】教材P35，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。

十、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。

十一、教学反思

一节好课首先要以课程标准为依据，充分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。

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。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。

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

设计中的人机关系

一、教材分析：

生活中，我们每个人无时无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。这种相互的关系称为人机关系，人机关系要实现的目标和如何实现合理的人机关系。

二、教学目标：

本节课授课类型是新课授课。针对高中学生的知识水平及年龄特征，确立以下教学目标：（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。

三、教学重点：

（1）人机关系的概念

（2）人机关系在设计中要实现的目标

四、难点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

五、教法、教具（教学方法）

利用多媒体以案例分析和师生互动交流为主，如果单纯的口头语言讲授很难让学生理解和接受，而直观图片和教具、详实的技术资料的使用可以辅助教师激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性和主动性，降低知识难度，加快节奏，增大课容量，以达到提高教学质量和效率的目的。

六、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。

七、课时安排：

2课时

八、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。

九、教学步骤（过程）

1、复习导入概念

人机关系的概念——人机关系中所指的“机”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。马上行动：

一、什么是人机关系 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）

2、分析案例

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。以开门为例，人走近门，便与门板构成人机关系；人要握住把手，便与门把手构成人机关系；人开门后要通过门，便与门框构成人机关系。人乘电梯到某一楼层去存在着很多方面的人机关系。在乘电梯到某一楼层去的过程中存在哪些方面的人机关系？

马上行动：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。

3、小结：

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。在设计中，我们所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。二）、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？（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。

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 三）、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：

a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 b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 c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。

3、讨论与分析

在我们的生活中，是不是也有很多类似的情况，并将它们列举出来。

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。如带显示灯的接线板。你还能想到哪些类似的产品？列举出来。

4、思考：如果汽车的喇叭声换成闪灯会出现什么后果？

选定了信息传递类型后，还要注意设计好信息源。信息源的布置应该符合安全、明确、快速定位的要求，并且要考虑操作流程、重要性、使用频率等方面。

电脑界面越来越人性化，用户只需轻轻点击鼠标，所有的任务就可以在系统提示下完成，操作起来非常简单、方便。例如，当电子邮件都接收完毕时，不仅有文字提示，同时还有声音提示。

想一想，电脑还有哪些操作界面充分考虑了人机关系？

5、阅读

汽车的颜色新西兰的专家们通过调查分析得出，浅颜色的车子看起来非常显眼，因此在车祸高发的。夜晚时段开浅色车子会很安全，而银灰色又是浅颜色中最能避免车祸的，因为这种颜色可以反射灯光，更容易令其他司机注意到。专家表示：“银灰色车遭遇车祸的概率只是其他浅颜色车子的一半。”研究小组还注意到，棕色车子遭遇车祸的概率最高，然后是绿色和灰色车子，而红色、黄色、蓝色车子则相对安全一些。

6、选择日常生活中的某一产品，分析其在人机关系处理上存在的缺陷，提出改进意见，并填写下表。

2.图示的两把剪刀，如果你站在工作台前用它们来裁剪布料，你觉得哪一把使用起来会比较方便、省力、效率高？如果你处于坐姿的状态下，使用它们来剪裁纸张，哪一把用起来会比较方便呢？ 分析其原因。

十、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。

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：《技术与设计的关系》教案

《技术与设计的关系》教案

一、教材分析

《技术与设计的关系》是高中技术与设计1第二章第一节的内容。新课程标准对本节内容的要求是：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。本节课是在学生对技术有一定认识的基础上具体的阐述技术与设计的辨证关系，是全书的基础性章节，也是由技术到设计的过度章节。为以后学习“设计的过程”、“设计的评价”等内容奠定了基础。

本节课的教学对象是高一年级学生，他们刚刚对技术有了初步的了解，对设计还蒙着一层神秘的面纱。好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。

二、学情分析

1.原有认知发展分析：由于高一年级的学生较初中时期观察能力和思维能力等都有了很大的提高，同时学生的辨证思维也在发展起来，为学生对技术与设计的辩证关系的理解打下了基础。

2.原有知识结构分析：通过对第一章“走进技术世界”的学习，学生对技术已经有了较为深刻和全面的了解，基本形成了正确对待技术的态度和正确使用技术的意识，理解了“技术为人服务”的技术理念。

3.非认知因素分析：作为人类文明的一个组成部分，技术蕴涵着一定的科学性和丰富的人文性。

三、教学目标 1.知识与技能

①、理解技术与设计的关系。

②、学会分析设计在技术发明和革新中的作用。③、了解技术革新对设计产生的重要影响。2.过程与方法

培养辨证思维，学会多角度地思考问题。3.情感、态度与价值观

激发高中生的求知欲，培养学生对技术的兴趣，丰富学生的课余生活。

教学重点：学会分析设计在技术发明和革新中的作用以及技术对设计的要影响。教学难点：了解技术更新对设计产生的重要影响。

四、教学方法

皮亚杰的建构主义理论指出学生获取知识不是通过教师教育，而是学习者在一定情境中，借助他人的帮助，利用必要学习资料，能通过自我建构重组的方式获得知识。强调学生的自主学习和探究学习。本课通过“创设情境法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方法，教给学生的学法是“分析案例——合作探究——得出结论——思维扩展”，并以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，使学生能够自己建构出本课的知识点。

五、教学流程设计

请同学们看屏幕上的手表,（其中左上角的那款是红军军官配发的第一代怀表,第二款是上世纪七十年代流行的上海牌手表,第三款是充满时尚气息的现代手表,右上角的是世界品牌表。下面的一款是劳力士钻表）你们喜欢哪一款呢?(由学生回答并说出喜欢的理由)。上面每一款手表的问世，都是当时由设计者精心设计，再通过技术加工而成的。也就是说通过设计，人们可以把自己或他人的创造性想法具体化，制定出可供实施的具体技术方案。那什么设计？设计和技术之间存在什么关系？这就是我们书本第二章《技术世界中的设计》第一节《技术与设计的关系》要共同讨论的内容。

（PPT：第一节《技术与设计的关系》）

[过渡]：在我们的日常生活中，到处都存在着设计，同学们，你们知道我们的生活中有哪些设计吗？

（PPT）装潢设计、建筑设计、桥梁设计、服装设计、发型设计、产品设计„„ [过渡]：我们生活中处处存在设计，那什么是设计呢？（PPT）设计是一项有设想、有目的的规划及创造活动。

[过渡]：设计中凝结着设计工作者的创造性智慧，使得设计具有丰富的内涵，所以设计也是综合智力活动，在设计技术产品时，必须考虑很多因素。（PPT）设计有着丰富的内涵

[过渡]：设计时，一般考虑两大方面：技术设计和艺术设计（PPT）技术设计与艺术设计

（为了使产品能更好的满足人类的需求，在设计时要把技术设计和艺术设计有机的结合起来，设计的产品才会好。我们通用技术课程中涉及的设计侧重于对技术产品的设计。）

[过渡]：在技术迅猛发展的今天，设计起到关键作用，那么设计和技术到底有什么关系呢？下面看几张图片。

（PPT）交通工具

(左边是我们古代的交通工具马车；到了18世纪末，出现了以蒸汽为动力的蒸汽机车；到了19世纪有了内燃汽车，比如福特T型车；一直到今天的现代汽车。古代的马车到现代人们乘坐的形态优美、性能卓越的汽车，人类的代步工具越来越先进，制造交通工具的技术也越来越高明。再做一个简单的调查:有多少同学自己动手洗衣服？愿不愿意洗衣服？现在有什么工具可以代替我们洗衣服？之后告诉同学们,在这个两个过程中，结构的更新，动力的改变，工艺的进步，乃至每个零件、每种材料的革新，都显示着技术的发展进步，而每一个进步，都凝聚着设计者的心血。设计和技术具有什么样的关系呢？我们可以肯定地说：首先，技术的发展离不开设计。)

（PPT）

一、技术的发展离不开设计

[过渡]：为什么说技术的发展离不开设计，下面我们做个小实验。（PPT）小试验：削铅笔比赛

[分析]：

1、你喜欢用哪个削笔器削铅笔？为什么？（说明理由）（分析结果：小刀削笔速度不快，削的笔不好看，而且操作不安全、又费力；普通卷笔刀削的笔好看，但是费力；手摇式削笔器不仅削的笔好看，而且速度快，操作安全又省力。）

2、为什么三种削笔工具削笔的结果会有这样的差异呢？（分析原因）

（因为设计的不同，三种削笔工具的结构、操作程序、工作原理等各不相同。）

3、因为设计者对削笔工具不断的进行设计，我们的削笔工具越来越好了，制造削笔工具的技术越来越先进了，说明了技术与设计的关系：设计是推动技术发展的重要驱动力。

（ＰＰＴ）环保餐具的设计

（塑料包装引发的白色污染日益严重，并且威胁人类的生存环境和社会发展，人们希望采取有效的措施，减少白色污染对环境造成的压力。为解决这一现象设计出一种替代产品。

环保餐具的设计：利用高粱、玉米等农作物的秸秆、稻壳、花生壳等，制成各种可供一次或多次使用的盒、筷、杯、盘等餐具。环保餐具质硬耐热、卫生、无污染，而且使用后还可以作饲料或有机肥料。）

（分析讨论）：

1、环保餐具与传统餐具相比具有哪些更优的品质？为什么会具有这些新的品质?（思考:环保餐具的新品质是 赋予的，是通过实现的,说明技术与设计的关系：促进更新。）

2、环保餐具作为新的技术成果，得到了极大的推广应用,受到人们的欢迎，这其中设计在技术成果转化中起到什么作用？

（技术与设计的关系: 设计是技术成果转化的桥梁和纽带,通过设计把技术的价值发挥出来,使技术成果更好的为人类服务）

[思考讨论]：我们身边还有哪些通过创造力的设计使技术产品具有更新的品质吗？

（氢能源、酒精能源、太阳能的利用，无氟冰箱、无磷洗衣粉的设计，绿色设计等等）（PPT）

[转折过渡]：上面我们知道了技术的发展离不开设计，同时技术的更新对设计又能产生重要影响。

（ＰＰＴ）

二、技术更新对设计产生重要影响（ＰＰＴ）自行车的发展过程

（自行车的简洁形式是在几个国家中一系列试验和发展的结果。最早的自行车是源于法国的“玩 具马”，骑车人用双脚蹬地，推动车子前进，这奠定了自行车的基本原理。大约在1860年左右，出现了一种杂耍单车，它有一大一小两个车轮，用踏板直接驱动大轮，之所以采用很大的主动轮，是为了保证车子有足够的速度并保持平衡。这种杂耍车骑起来是很危险的，需要非常敏捷和熟练的技巧。1870年后出现了链条驱动的自行车，使自行车的安全性得到了改善。1880年，无缝钢管开始批量生产，使坚固的轻型框架的生产成为可能。英国考文垂市的约翰斯达雷于1888年利用这种轻型框架生产出了第一辆现代自行车--“安全”自行车，“安全”自行车的成功有赖于标准化生产技术的发展。这种车的基本形式至今仍广为流行。现在，人们已经设计生产出了折叠自行车。）（ＰＰＴ）达·芬奇的飞行器

（分析讨论）：技术的更新对设计有什么重要价值？

（技术与设计的关系：技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。技术的进步直接制约着设计的发展，先进的技术可以使人们的设计得以实现。）（ＰＰＴ）灯具的发展

（用蜡烛作光源的灯具，其造型与油盏、煤油灯有着明显不同。当电灯发明之后，灯具更是发生了显著变化，灯具的造型和功能日益千姿百态。对于电灯来说，尽管灯泡相同，但根据不同的需要设计生产了各种各样的吊灯、台灯、壁灯、吸顶灯、庭院灯等；当日光灯管出现以后，又改变了白炽灯泡作光源的圆形、球形灯具；而当电池发明之后，各种携带方便的手电筒便应运而生。）

（分析讨论）：今天为什么能设计制造出这么多丰富多彩、形态各异的灯具？（因为我们的各项技术在发展，比如材料技术的更新、加工工艺的更新、电能应用技术的更新等，把这些技术运用到灯具的设计中，我们设计者的设计思维活跃了，设计的空间得到了极大的拓展，所以灯具才会越来越丰富了。说明技术与设计的关系：技术更新为设计提供了广阔的思维空间,使设计的主题更丰富了。）

（ＰＰＴ）

思考：16世纪，达·芬奇在设计他的飞行器时，可能是用芦苇笔或者鹅毛笔在纸上画出设计图，而我们今天的设计者还是这样设计吗？（技术与设计的关系：技术的进步促进设计手段的发展）(PPT)小结技术与设计的辩证关系。

（小结：技术与设计的关系

一、技术的发展离不开设计

设计是推动技术发展的重要驱动力

设计是技术成果转化的桥梁和纽带

设计促进技术更新

二、技术的更新对设计产生重要影响

技术是设计的平台，设计的实现以技术为基础

技术更新扩大设计思维空间

技术进步促进设计手段发展）

第五篇：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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-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有------------------------------的整个纸幅。当纸幅速度暂时降到 0.15cm / min 时，即从纸幅上取样。检验员用小刀切取长50cm 纸样，然后将两端拼接起来，以保证纸幅继续运行。要求每隔15min 即切取纸样一张，取样时间约需3—4s。取样工作需在平台 面上进行，工作台置于靠近纸机尾端，使纸幅自左至右通过检验员的视野。纸幅从纸机出来时，方向可以改变；能升高至地上190cm 处，然后降至90cm 的卷取高度，在任何角度都能适于目测和取样抽查。

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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