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工程图学是工科学生最早接触的技术基础课程,它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程,在培养学生的空间思维能力、提高学生的综合素质和创新能力方面具有重要作用。教学要服务于人才培养目标的实现,地方本科院校主要为地方经济建设和社会发展服务为前提,培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。因此,构建工程图学课程教学内容和体系,以适应较强工程实际应用能力的人才培养目标已是当务之急。
一、 基于应用型人才培养的工程图学教学目标
为达到“厚基础、宽口径、重能力、高素质、强能力、具有创新精神”的应用型人才模式培养目标,使学校所培养的学生适应地方经济发展和社会需要,不妨借鉴英国的机械类教育模式,即在教学中强调一个“用”字,一切以将来的实际应用为目标,对任何一门课程,都要求教师努力做到让学生在学习了这门课程之后即可运用所学的知识解决生产中的某些实际问题,这就要求每门课程设定的目标较清晰,让学生了解这门课程所学习的知识和培养的技能将来在社会工作中有何用途。为此,我们设定了如下明确的课程教学目标:一是熟练运用投影理论并遵照国家标准规定绘制和阅读工程图样;二是具有工程图学思维能力和工程图学素质,包括形象思维能力、图形表达能力、空间想象能力和严谨细致的工程素质;三是熟练运用某种cad软件进行二维绘图和三维构型设计。
二、 构建符合人才培养目标的理论教学体系
教学体系直接反映了教学目的和培养目标,是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。在教学过程中,我们把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标,在学时少的情况下,不过于强调知识的完整与系统,对教学体系进行了重新优化和整合。
(一) 画法几何部分强调基础理论作用,淡化其难度
画法几何是满足工程设计的需要诞生的,它为工程和科学技术各个领域解决机械结构、空间几何及工程设计等问题提供了可靠的理论依据及解决问题的有效手段,可提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但是,长期以来画法几何占用了大量的教学时间,因此,在教学中,我们重点讲清点、线、面和立体投影的基本理论,为学生学习工程制图打下基础,不强调画法几何的深度和广度,对于图解法、在三维建模时自动生成的截交线和相贯等比较抽象、难度较大的部分适当删减,剩余内容留作自学,学生可以根据自己的掌握情况选择取舍,教师可以给予相应的指导,做到因材施教。
(二) 工程制图部分重在工程实践和实际应用
工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这是一个从“画法几何”理论到“工程图样”应用实践的跨越过程,而工程制图的实质内容就是零件图、装配图两大部分,教材中各章节都应该围绕这两个部分展开。授课时,首先采用现场教学的方式,在实验室和实训中心,甚至带学生到校外实习基地,让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装,使学生对零件图、装配图的实用性这一特点有一个清楚的认识。
关于零件图部分,主要通过多个实例的讲解,把重点放在机件的表达方法、表面粗糙度、公差与配合等主要内容的实际应用上,对于尺寸标注和和专业课程密切相关,在此只是复习组合体尺寸标注部分,适当介绍一些常见工艺结构如铸造圆角、退刀槽等的标注方法。技术要求部分则重点介绍书写格式及其在图样上的标注方法,对有关符号的含意和选用只作简介,由学生自学。
关于装配图,在图形表达部分,重点介绍装配图表达方法的特点,即规定画法和特殊表达方法。尺寸标注重点讲解装配图中必要尺寸与零件图中完整尺寸标注的不同,通过举例说明性能尺寸、安装尺寸及装配尺寸等,使学生了解其标注的重要性,在后续课程学习和应用中引起重视。技术要求中配合符号在装配图中的标注及其与零件图的关系要向学生讲清楚,其余留待学生自学和后续课程讲解。让学生明确标题栏中的名称对看装配图的重要性以及明细表中零件的名称及材料对看图和拆图的重要性。
(三) 加强利用cad软件进行三维构型的教学
在制造业中,设计人员在设计过程中实际是先在大脑中形成空间形体模型,然后运用投影法进行表达,画出平面图样,而生产技术人员首先阅读工程图样,然后通过空间想象,把图样中的内容转化到空间去,构建出三维形体后再按尺寸和技术要求进行加工生产,因此,在设计制造过程中,三维构形贯穿始终。但根据我国目前机械装备现状,采用三维实体建模设计的企业绝大部分还只在产品的设计、研发、分析等环节采用三维技术,而最终的生产制造环节还要将其转换为二维图样进行生产,从我国制造业发展纵向分析,工程形体的三维造型表达完全取代二维图样还需要一个过程,因此,在教学中要做到制图基础与实体构形相结合,零件图绘制与零件实体造型相结合,装配图绘制与虚拟装配相结合,常用零件的画法与相应零件的实体模型相结合,三维造型设计与制造、分析相结合。
三、 构建符合人才培养目标的实践教学体系
工程图学是一门实践性很强的技术基础课,只有通过实践,让学生尽快将图学知识转化为图学能力,学生的创新素质和应用能力才能得到提升,因此,我们构筑的实践教学体系主要有以下几方面:
(一) 徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图基本技能训练
在仪器测绘、讨论设计方案、技术交流、现场参观时,受现场条件或时间的限制,经常绘制草图,草图对于捕捉设计灵感,现场记录,加速新产品的设计、开发,帮助技术人员组织、形成和拓展思路非常有用。仪器绘图既是工程技术人员的必备基本技能,又是学习和巩固图学理论知识不可缺少的方法,在计算机绘图技术广泛应用的今天,仍然必不可少。因此,在教学中,徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图一样作为基础平台,贯穿在教学的全过程。
(二) 部件测绘动手环节
在部件测绘动手环节中,学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容,增强工程意识,理论与实践相结合,为提高学生的图学能力和工程应用能力打下了基础。
(三) 三维构形设计
三维构形设计就是在给出一定约束条件的前提下,让学生通过自己的想象、分析,构思三维形体,自主进行组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计,采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式,培养创新设计能力,从而促进学生图学素质和创新素质的提升。
综上所述,培养工程应用型人才应强调学用结合,在工程图学教学中应重点突出“学以致用”,而不是主要强调知识的完整性和系统性。笔者面向企业应用与技术创新,推动工程图学教育改革,使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通,徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养,机电产品、工程项目、软件系统三种形态对象协调应用,加强测绘和设计环节教学,并且在教学中注重充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,采用启发式、讨论式、案例式等教学方法,为学生图学能力的提高和胜任相关工作奠定了良好的基础。
参考文献:
“人体工程学(Human Engineering),也称人类工程学、人体工学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomics原出希腊文“Ergo”,即“工作、劳动”和“nomos”,即“规律、效果”,也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人体工程学是由6门分支学科组成,人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究学。
人体工程学作为独立学科有40多年的历史。它诞生于第二次世界大战之后的欧美,主要产生于工业社会大量生产和使用机械设施的情况下,探求人与机械之间的协调关系。早期的人体工程学主要研究人和工程机械的关系,即人机关系。其内容有人体结构尺寸和功能尺寸,操作装置,控制盘的视觉显示,这就涉及到了心理学、人体解剖学和人体测量学等,继而研究人和环境的相互作用,即人―环境关系,这又涉及到了心理学、环境心理学等。至今,人体工程学的研究内容仍在发展,并不统一。在迅速发展的设计行业里,人体工程学发展速度非常快,特别是室内设计行业,未来则将向着多元化、人性化和智能化的方向发展。
人体工程学是展示设计艺术专业教学中重要的专业必修课程之一。设计师必须具备人体工程学方面的知识和修养,并且能妥善地解决和处理人体工程学问题,才能取得设计上的成功。随着人们生活品质的提升和文化事业的蓬勃发展,人们更追求空间的舒适和愉悦。按照人体工程学基础而进行的展示设计是舒适愉悦的前提。本课程通过对人在某种工作环境中的生理、心理学等因素的研究;培养学生树立一种科学态度,达到人―使用物―环境的相互结合;通过设计使得在展示空间中提升信息传递的效率,确保人的健康、安全和舒适等问题,使设计真正地服务于人。通过本课程的学习,使学生得到人体基本形体构造的知识,同时使学生懂得人体一些重要尺寸在展示设计专业中的应用,为展示设计的后续课程及今后实际工作打下扎实的基础。
由此,我们的课程教学就不能泛泛讲解《人体工程学》中的基础内容,我们要将该课程的基础内容与展示设计专业进行改革与融合创新,使之成为为我专业所用的专业基础课程。
2013年,由北京印刷学院设计学院会展方向陶海鹰老师主笔,根据专业特点,形成了《人体工程学》课程的本专业教学大纲。成果如下:《人体工程学》通过对人在某种工作环境中的生理、心理学等因素的研究;培养学生树立一种科学态度,达到人―使用物―环境的相互结合;通过设计使得在展示空间中提升信息传递的效率,确保人的健康、安全和舒适等问题,使设计真正地服务于人。
二、教学中存在的问题
(一)教学模式单一,教学方法陈旧
教师围绕教材内容,固守传统教学模式和思维模式,采取单一的教学方法,是导致人体工程学教学效果差的直接原因。在传统的教学理念中,教师是课堂的主导者,常常采取“填鸭式”的教学模式;学生是信息的被动接收者,习惯性采用机械的、死记硬背的方式记住知识要点,完成对课程内容的学习,很难将知识内化成与实际经验相符的内容。加之受课时的限制,教师忽视了与学生的互动和交流。这种授课方式既限制了学生的思维能力,也使教师很难收到学生反馈的信息,更无法全面了解学生的情况,进而不能针对学生的学习情况进行及时的教学调整。
(二)同质化教学,缺少与专业课程的联系
作为一门交叉学科,人体工程学常以基础课的形式引入不同学科专业,如工程制造专业、工业设计专业等。教师常以讲述的方式对课程内容进行陈述式的讲解,往往忽略人体工程学针对不同学科、不同专业具有不同的重点与难点,若均采用同样的教学方法讲授相同的内容,必然导致学生对该课程在本专业的作用理解不足,做不到有的放矢的学习,影响学习效果。
(三)缺乏实践环节,理论与实际脱节
人体工程学属应用型学科,需要在理论框架上辅以实践教学。但是,目前教学中教师讲授理论知识的时间占据了全部课时,实践部分流于形式,导致这种情况出现的原因主要有三点:一是授课教师将本门课程定性为理论课,仅按照理论课的步骤和方法,围绕书本内容完成讲解部分;二是课堂缺少实验环境,无法进行有效的实践教学环节;三是课程学时少,除理论讲授之外没有更多的时间进行实践教学,导致本门课程终究无法与专业相结合,最终沦为一门讲授纯理论的课程。
三、课程教学改革与实践
(一)明确课程定位
人体工程学包含对人的生理和心理特征、人的行为模式、人体基本数据、人与环境关系的分析,其内容是环境艺术设计顺利实施的基础。教师应围绕教学大纲的要求,明确人体工程学在专业中的基础作用,制定具有针对性的教学方案和课程设计。同时,在上课之初就应该向学生指出人体工程学课程的重要性及其与本专业其他课程的关系,充分调动学生的学习积极性,促进教学工作更好的开展。
(二)转变教学理念
“以学生为导向”的教学模式,强调学生作为教学主体在教学中的地位,改变学生以往作为教学附属者而导致学习目标不明确、产生学习惰性的现象。学生由被动接受者转变为知识体系的构建者、信息加工者,提高了学习的能动性,强化了学习效果。教学模式的转变,首先要求教师改变教学理念,由知识的传输者转变成学习的引导者,加强师生互动,及时对学生的学习情况进行评估,通过案例分析、课题讨论、现场教学等环节加强学生对知识的应用,使理论与专业有机结合起来。
(三)采用多样化的教学方法
由于受到教学条件、学时的限制,人体工程学的实践课题很难在既定的教学时间开展,但这并不意味着人体工程学只能作为理论课的形式出现。若仅注重理论框架的完整性而忽视与实践课题的结合,势必会限制其与专业课的联系,也必然会使其成为无关紧要的理论课。在有限的教学时间里,教师可采用多样的教学方式,如案例分析、实地调研、小组讨论等,将理论与实践结合。在提高学生学习能力、问题分析能力的同时,强化学生对人体工程学的认识,使人体工程学真正成为环境艺术设计专业不可或缺的基础课。具体做法如下:
第一,在教学中以实践为导向,以理论为指导。人体工程学和环境艺术设计都属于应用型学科,理论和实践相结合,才能使理论更好的指导实践。教师讲授理论时,可将文字讲解与视觉图片相结合,用图片展示空间形态,用文字做阐述,如在讲到人的行为与环境的关系时,可联系学生熟悉的校园环境,以某一行动路径为导向,分析学生的行为方式及由此形成的空间形态,并对行为模式与空间形态之间的相互制约的关系做进一步的解释。
第二,引入调研课题,开展实践教学。在学生已基本掌握概念、原理的基础上,教师可以设计实践课题,如指导学生综合运用自然观察法、实测法、资料研究法、调查分析法等,对人体、家具进行测量,制作人体模型或空间模型;或是对校园空间进行实地考察与测量,分析人的行为模式与空间形态的关系等。课题实施的方式可以是自主研究,也可以是团队合作。通过对个案的调查、测量、分析、总结,将教师口中抽象的理论与学生切身体验结合起来,转化成形象、生动、可感知的内容,以加深学生对知识的理解。
第三,设计课堂讨论环节,鼓励学生提出自己的观点。通过前期实地调研课题的开展,学生对空洞的概念、数据、原理有了更多的理性认识。教师设计课堂讨论环节,鼓励学生以汇报演讲的方式,对前期调研的成果进行总结并提出自己的观点。通过理论——实践——总结的过程,使学生完成课程的学习,提高学习能力,逐步完善知识体系。
1.室内设计人体工程学课程传统教学模式存在的现状问题分析
人体工程学课程作为环境艺术设计专业学生的基础课程知识容量非常大,它作为完善室内设计的综合性学科包括室内心理环境设计、声环境设计、光环境设计以及家具尺寸、摆设设计等内容;1)为确定空间范围提供依据;2)确定家具、设施的形状、尺度及其使用范围的依据;3)为确定感觉器官的适应能力提供依据;4)提供适应人体的室内物理环境的最佳参数.这对学生了解室内设计的方法和提高创新思维意识十分重要,且具有一定的难度,因其授课的最终目的是通过理论向实践过渡,从而对教师的要求更高。在目前高等教育教授此课程的老师大多沿用传统理论的教学模式,绘制和记背相关概念与数据没有完成真正意义上的实践指导意义,缺乏创新性的培养,主要问题表现在以下几方面:
(1)人体工程学教学与行业发展的主动适应性不强
伴随我国经济的快速发展,人们的生活水平不断提高对室内设计的需求日趋增加,此专业也发展迅速。设计理论不断更新,设计技术和工艺快速进步,而人体工程学的教育发展和改革未能跟上时代的发展,积极主动适应性不够,以致学生所学内容落后于社会需求。
(2)理论知识与实践的结合性不强
环境艺术专业学生多数师艺术类考生,逻辑思维能力不强,思维方式多以感官为主缺乏理性。人体工程学需要有严密的逻辑思维能力和精益求精的设计态度。传统的课堂教学手段比较单一,主要以教师讲,学生听为主,学生缺乏动手实践和创新的机会。再者有实践的课堂上实践大多都是教师给出的都是虚拟案例,缺乏实际项目练习。
(3)授课课堂主体定位不明确
授课课堂中要充分发挥学生的主体性,教师定位为引导学生。在传统的课堂授课活动中,教师大多很负责,充分应用课堂的四十五分钟时间灌输知识给学生,学法缺乏创新思考和实践能力。
2.大学生创业创新模式下的人体工程学课程教学改革的思路与实践
以大学生创业创新项目--《学生视角下的课堂桌椅设计》引入室内设计人体供工程学课程教学为例,本课题研究的目标是在目前学生的视角下来解读高校课堂桌椅的最优化设计,充分考虑当代高校学生的因素,通过调研和考察具体问题具体分析。并紧密结合国家建设部《基于室内空间设计的大学生人体尺寸的研究》项目的数据及其结论使得尺寸符合大学生生理尺寸和人体动作尺度保证大学生有一个健康良好的坐姿从而有利于提高学习效率减少疲劳和不舒适感。
(1)教学模式上
多维教学基本出发点以学生为中心、以实践为核心、理论作为指导进行教学:
①调研报告;调研我们现在学校现有校园环境下――寝室、教室、绘图室等空间中的桌椅、寝具等硬件设备,用人体工程学的眼光去发现现有校园生活中不合理的人体工程学问题。以组为单位在课堂上内容将调研搜集结果进行讨论总结,重点在深入发现问题确立研究项目从而将所学知识应用到该项目中进行深入分析和提出相应解决方案。
②结合项目课堂实践安排;根据学生已有的调研报告将每节课程安排成一次次小项目的设计。
(2)课程内容与专业现状的衔接与调整
通过大学生创业创新项目教师布置大量的任务由学生动手完成,进而发现问题解决问题;培养学生的探索和创新精神。教学内容不局限于教材,室内设计专业人体工程学应注重人体测量学及应用,空间环境行为与环境心理的知识相对应,相应删除人体工程学关于生理学及解剖学的相关知识。1)调研(方法)、思考并产生自我观念与想法,2)集思广益(方法)、查阅、咨询、讨论,3)明确基础课(人体工程学)与大学生创业创新项目融合的培养思路,根据培养目标及生源素质现状具体分析,4)适应性教学模式改革、教学大纲、课程内容设计等改革、学生考核模式改革,5)分步实施与后期专业课程相结合推进项目进程。
在项目实施过程中根据学生能力,分组分阶段完成项目内容;采用自评与互评相结合的方式对项目该阶段完成情况进行考核;并为优秀创作作品提供更多的展示平台。
一、课程概况
人体工程学的起源追溯到近代工业革命发展时期,成为一门独立的学科时间不长。人体工程学的内容涉及范围广泛,由多种学科交叉技术性强。2000年8月,IEA修订了其定义“人体工程学是研究系统中人与其他要素的相互关系的科学,是关于如何实现人与整个系统最优化的理论、数据及设计方法的科学。”
现当代生活中的科学和技术不断发展,更加促使了人们对各方面舒适度和安全性的要求越来越高。所以,室内设计需要依据建筑的结构和功能,运用科学技术手段,设计出相对优化的“人、机(家具陈设)、环境”这一整体系统。
人体工程学课程教学既室内设计起到重要作用,也成为未来学科发展的重要科学内容。更会直接影响到学生学习和实践室内设计其他专业技能课程。
二、课程的主要特点及教学现状分析
人体工程学在教学大纲中通常被定位为专业理论课程,因此最终的考核形式一般以理论试卷考试来评定学生成绩。这就造成了学生的学习目的性有所跑偏,学生会为了不挂科而死记硬背课程中的概念,原理和各种设计方法。而教师在平时的教学安排中,同样将课程的重难点依托考试内容分析讲解。这就造成一种恶性循环的教学模式,导致学生对所掌握的理论知识缺乏实际运用能力。在大学教育中成绩不是评定学生优秀与否的唯一标准,应该更加注重培养学生独立学习和自我创新的能力。
(一)“人体工程学”课程大纲和内容体系不统一
人体工程学在艺术设计类专业中属于专业必修课程,由于艺术设计专业包含了视觉传达设计、工业设计、环境设计、服装设计等多类专业,就要求各专业侧重的分支学科不同。因此在室内设计专业中,人体工程学课程的教授范围也有相对的差异性和不同的侧重点。作为专业课,课程大纲侧重点不同和课程内容缺乏针对性,都使得该门课程当前的教学体系较为混乱。
(二)艺术生的普遍特征
学设计的艺术生,中学就开始画画,高考又经过专业的绘画考试,感性思维强于理性,对视觉类图像影像等敏感度高于枯燥的文字理论,通常理论基础差,却动手能力强。根据教学大纲安排,人体工程学作为一门理论基础课,一般在大二上学期开设,此时学生还没有对专业相关的设计技能课有过多接触,因此对学习人体工程学的目标不明确,容易对课程内容中的众多尺寸数据等科学技术性问题产生抵触心理,缺乏学习的积极主动性。
(三)缺乏科学合理的创新教育
高校教学模式的改革是近几年教育改革的重点,在传统的教学模式中教课形式相对单一,教师过多的灌输式教育,闭卷考试的考核方式,压制了学生的天赋和创造性。纯理论式的课程设计形式枯燥单调,教师根据考试内容画重点,考前死记硬背,使得这些理论基础内容在考试后迅速被遗忘,对于平行课程和后续专业技能设计课程不能提供良好的奠基作用,学生在设计实践中更是缺乏灵活运用的能力。这种纯理论式教学模式显然不能满足社会对当代大学生的要求,即使有高校已践行了社会实践环节,但还没有取得很好的收效和普及。
三、课程教学改革的主要思路
(一)课程教学内容的整合
学大纲,明确教学的目的性是应用而非应试。加强专业需要的理论基础针对性学习,明确区分与其他设计专业的侧重点不同。不同的设计专业应选用适合的人体工程学教材。教师应选择课程侧重点明确,重点难点突出的实用性教材。室内设计专业常应用到的工程学 相关原理,如人体测量数据的选择和应用、人的感知运动神经系统、物理的声光热学、人的心理行为习惯等,是研究人与环境的科学依据。课程内容应当加强对人与环境的关系引导,才能更好的为人体工程学在室内环境设计的应用奠定基础。
(二)针对艺术生特点调整教学方法
1.互动式教学
人体工程学的学科确立和研究起步晚,还有很多需要填补的空缺。因此在教学方法上,应注重从学生自身出发,通过教学中与学生的交流沟通,使其主动的发现问题,通过探讨研究,总结出新的数据和说明。通过不断发现和解决问题从而提升其创造性。
2.实验式教学法
人体工程学中,人体本身的结构尺寸、功能尺寸、视觉知觉感觉等相关数据的结论,可以用课堂小实验的形式让学生模拟体验,比单纯的用图片示意学生更有影响力。
实验课程教学能让学生亲自通过研究和发现,很大程度可以激发学生的创新和创意,从而提升对学科的感性认识和理性分析,效果直观。
通过带学生参观各种功能类型的样板间,让学生有目的学习,如何使空间达到一个符合人生理及心理需要的舒适安全健康的空间。通过体验家具尺寸、人体尺寸、各种心理行为习惯等对空间的平面布局、家具选择、色彩和材质的选用的实际影响。
3.多媒体教学
艺术类学生的感性认知力较强,图形化思维大于文字思维,因此传统讲授与多媒体教学相结合,是提高教学效率的有效方法。直观的图片、动画、视频生动形象,可以缓解枯燥的文字理论,提升学生的学习兴趣。使课堂完成一个从读图,讲授,问答,提高学生认知的过程。
4.引导和启发式教学
引导学生站在设计师的角度,去全面的考虑设计的要求和需要,如何做到“以人为本”,可以通过一些正面或反面案例,让学生运用所学的相关章节知识进行案例分析。引导学生举一反三,根据一个案例或一个原理,总结归纳出知识的延伸内容。案例可以从学生熟悉的身边校园生活或家庭娱乐生活中,学生用PPT图文并茂的形式,总结对家具或空间环境的感受,找出不符合人体工程学的问题,依据所学原理及相关知识,分析并提出一套解决问题的方法,并当堂汇报给老师和其他同学听,相互学习和促进。学习的过程是培养学生良好的学习习惯与方法的过程。
5.设计实践在教学中的应用(列举实际教学实践校企合作案例)
就课堂可言,可言通过实际测量的方式,例如在家具尺寸这一章节中,调动其主动性,让学生亲自对宿舍的床柜等进行数据测量,总结其设计的优缺点,提出自己的理解和改良方案。将理论知识应用化,将实践应用系统理论化,相互作用,既提升了学生的学习兴趣,又将概念具体和生动化,帮助学生理解和加深对知识的记忆。测量范围也可以扩大,带学生走出校园,亲自测量室外环境中的设施尺寸。到当地的装潢材料市场实地考查,通过和销售人员的交流,进一步了解实际室内空间及家具尺寸。增强学生对家具和空间尺寸数据的敏感度和进一步的认知。
就设计应用而言,高校实际教学实践可以通过搭建校企合作的形式和科教一体化的办学平台。可以与当地的设计公司达成协议,让学生定期去考察学习,或假期以助理设计师的身份参与实际的设计工程,公司不仅低成本培养了新锐设计师,学生也得到了锻炼和专业技能的提高。就我校而言,曾联合家具工厂体验店的合作,开展过“家具设计与链条式创新”的人体工程学研究,从科学理论和功能体验的角度研究家具创造的技术应用问题。通过学生的创意设计,帮助企业更新家具设计的品质和功能,真正实现企业与学生的共同获益的效果。
四、结语
以人为主体的现当代室内设计需要有科学依据的支撑,除了要有美观的设计形式,更重要是人体工程学才能解决的,空间安全舒适合理性。人体工程学的教学研究还处于探索阶段,教学的探究还需要不断改革和创新,打破原有的纯理论式教学,紧密围绕专业特色,将课堂与设计应用结合起来,才能培养出适应现当代社会的技术型实用人才。
参考文献:
[1]⒊食酰程正渭.人体工程学与室内设计[M].中国电力出版社,2008:56-90.
一 相关概念
所谓产品设计中的人机工程学,也就是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、 劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数。在设计和制造时,都必须把“人的因素”作为一个重要条件来考虑。显然,在设计中研究和运用人机工程学的理论和方法就成为工业设计师所面临的新课题。
二 国内外产品设计中人机工程学研究现状概述
人机工程学是一门新兴的边缘科学,它在产品设计中的应用变的越来越重要。它起源于欧洲,形成和发展于美国。提起人机工程学首先要介绍德雷夫斯。德雷夫斯是人机工程学的奠基者和创始人。他出版了第一本人机工程学的专著。德雷夫斯坚持产品设计应该考虑人使用的高度舒适,并提出了产品设计应该遵循人机工程学原理。他出版了著作《人体度量》,从而为产品设计领域奠定了人机工程学的基础。英国是最早开展人机工程学研究的国家之一。目前,人机工程学已应用于英国产品设计的各个部门。1955年德雷夫斯出版了专著《为人的设计》,该书收集了大量的人体工程学资料,从而为工业设计领域奠定了人机工程学这门学科。在这一阶段,德国、美国先后成立了人机工程学会,德国的工业设计协会人类工程学研究所、美国的哈弗大学等都展开了不少人机工程学方面的研究工作,人机工程学原理也被许多产品设计师所采用。怎么使这些产品能够最大可能地适应人的使用要求,变成产品设计中非常迫切的问题。人机工程学与产品设计的联系在80年代以来有一个重大的发展,越来越多的设计师开始把人机工程学研究出来的成果应用到产品设计中。
在中国,人机工程学的研究在20世纪50年代开始即有些零星的开展。中国工业设计大师柳冠中先生最先在国内提出人机工程学的教育体系。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会,再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。20世纪90年代,许多大学的设计院校开设了人机工程学专业课程,同时作为产品设计师必须修读的课程。2002年1月,丁玉兰教授编著了《人机工程学》这本专著,主要讨论了产品设计与人机工程学的关系,为今后的产品设计提供了人机工程学的理论基础。当前,随着我国科技和经济的发展,人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高,对产品的人机工程特性也会日益重视。产品设计师提出了“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点,也正是出于对这种新的需求取向的意识。
三 产品设计中人机工程研究内容
产品设计中人机工程学研究内容包括:人的特性的研究、机器特性的研究、环境特性的研究、人一机关系的研究、人一产品关系的研究。而在产品设计中,人机工程学研究的内容主要是包括人机界面设计,控制台和控制室的布局设计,医疗设备,座椅的设计与舒适性研究,办公室和办公设备设计,家用产品舒适性设计等。通过数据研究来确定产品的尺寸和比例。这些尺寸和比例主要基于人类的生理尺寸和使用习惯。在产品开发阶段,会把人机工程学研究的数据应用到产品设计中,使其符合人们的使用要求。
四 目前产品设计中人机工程学研究存在的问题
由于产品的不断更新,人的身体需求和心理因素随着社会的发展也在不断变化。那么产品设计中的人机工程学研究还是存在许多问题。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计,“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。由于中国的人身体测量数据和国外是不同的,那么一些产品不能直接引用国外的。工业设计师指出,就电脑的相关部件和设备而言,如键盘、鼠标等输入装置,不同的使用者有不同的使用习惯。所以目前存在的问题是没有考虑人之间的差异性。导致了产品设计的统一性。
应该考虑不同地域,不同年龄段,不同职业背景,不同学历的人群对产品的不同需求。而目前的人机工程学研究数据单一化,这是目前存在的问题。要更加细分人机工程学研究的数据。同样是手机的设计,针对年轻人和老年人两个不同的消费群体,其人机因素的侧重点就大不一样。对于年轻人而言,小巧、功能多样就成为设计的重点。而对于老年人,由于受到视力下降、动作减慢、反应不灵敏生理因素的影响,在设计时,就要将按键和屏幕设计得适当大一些,按键的功能尽富简化。产品设计者应使自己设计的产品在各种条件下都美观大方、全耐用、使用方便,保持良好的人机关系。
五 总结
由于人类社会和技术环境的复杂性的不断提高,因而产品设计与人机工程学研究的结合成为必然的选择。人机工程学作为应用性学科,与人的工作生活息息相关,设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。以发展的眼光看,基于产品设计的人机工程学的发展会更好的造福人类。人机工程学作为一门边缘学科,在其发展过程中,不可避免地要借鉴人体科学、生物科学和心理学等相关学科的研究方法,并利用本学科的学科特点,结合产品设计的特点,逐步建立和完善一套独特的研究方法,以探讨人,产品,环境三要素之间的复杂关系。
参考文献
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[3] 袁修干,庄达民.人机工程[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2002
[4] 张峻霞,王新亭.人机工程学与设计应用[M]. 北京:国防工业出版社,2010
[5] 王继成.产品设计中的人机工程学[M]. 北京:化学工业出版社,2004
人体工程学是设计专业重要的学习内容,也是专业基础必修课之一。它主要服务于实用艺术,为提高事物的使用功效和舒适度提供科学依据和保障。在现代生活中,随着科技成分在社会生活中所占比重的增大,人体工程学已成为实用艺术不可缺少的组成部分。这门课程教学的成效也直接关系到后续的设计类专业课程教学是否能顺利展开,对相应的设计理论课也起到示范作用。如何使艺术设计专业的学生正确理解人体工程学的内涵,并将该课程的知识更好地应用于实际的设计项目当中,是一个值得所有专业教师共同探讨的重要课题。
一、教学中存在的问题分析
1.教学模式陈旧,缺乏针对性。人体工程学对于设计类的学生来说是一门非常头疼的课。部分院校的艺术设计由于办学时间不长、师资力量不足等原因,在人体工程学教学时还是采取传统的“课堂理论知识灌输+课终闭卷考试”的模式进行教学。学生普遍有厌学心理,虽然靠在考前死记硬背都能基本过关,但考过之后很快就忘记。
2.学生在校期间的学习和社会实际脱节,难以使学生从现实层面了解课程内容。人体工程学是实践性很强的专业,但在学校期间的学习往往和社会实际脱节,难以使学生从现实层面了解课程内容。
3.教学手段和方法缺乏启发性。目前的教学比较趋于传统的教学模式。理论课程主要以教师授课为主,教授人体生理学、人体心理学的基础知识等。课程中安排的实践教学主要是对简单的家具进行测绘,然后在计算机上进行仿真。这种授课方式没有跳出传统模式固有的框架,在教学过程中缺乏启发性,难以激发学生的创造潜能。
二、教学方法探讨
1.多元化的教学方法。(1)重视设计实践教学。在信息多元化的社会中,学生自主学习的渠道越来越多样化,教师要根据时代的变化不断更新自己的教育理念。目前的教育方法主要还是以教师单方面授课、学生个人动手实践的模式居多。根据现实需要,教师也可挑选网上设计招标项目,如家具、展厅或环境小品的设计等,让学生自组团队,设计投标,当然教师也可虚拟课题进行。在这种实战或模拟的互动教学中,学生会更加投入,互相协作并且了解哪方面欠缺,为以后自学指明了方向,有利于完善他们的知识结构。(2)合理运用多媒体。在课件的设计上采用多媒体课件形式,将繁杂枯燥的理论知识化为浅显易懂的图表,灵活运用多种直观形式如文字、图形、声音、视频等,将传统教学中的各种信息表现出来,在较短时间里,让学生的各种感官并用,利用多种信息渠道,提高对信息的吸收率,加深对知识的理解,从而达到优化教学的目的。(3)结合案例进行讲授。为了使学生在具体的设计中能更好地运用人体工程学原理,更好地理解其使用范围和应用方法,在教学中就应注重运用丰富、典型的案例进行阐释,通过对具体案例的评析、讲解和讨论,使学生更好地理解人体工程学和本专业的关系,学会进行相关知识和方法进行设计。例如:在“人体测量与数据应用”这一章中,为了更好地理解各个人体测量数据的应用范围及应用场景,除了选择书中介绍的案例外,还参考了大量和艺术设计相关的案例,特别是大量的人体测量数据与环境设计和室内设计的关系,像室内展厅设计中的空间设计、展具设计等,就会涉及到身高、立姿双手上举高、眼高的相关尺寸等。
设计是为人服务的,而室内设计中的人体工学就是帮助我们更科学地创造出能适合于人的身心要求的理想环境。人体工学是二次大战发展起来的一门新科学,它以人—物关系为研究的对象,以实测统计分析为基本的研究方法,广泛用于军事,空间技术,工业生产建筑及室内设计,生活用品等领域。人体工学研究的目标在於让人类工作及生活更有效率,同时促进人类的幸福。这牵涉到一方面建立及维持设备、工具、工作、及环境因子间的相容性,另一方面也考虑人体解剖、生物力学及观念上、行为上的特徵。
1.人体工学的内容
人体工学又叫人类工程学,是以人体测量学,生理学等作为研究手段和研究方法,综合的进行人体结构,功能,心理以及力学等问题的研究学科.实质上,所谓人体工学,在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态,这样就可以使用工具的人在工作时,身体和精神不需要任何主动适应,从而尽量减少使用工具造成的疲劳。人体工学是利用生理、心理特徵的资讯,来设计人类使用的装置和系统。其资料和原理,被广泛应用於家庭、工作场所和娱乐,是人和工作及生活环境交互作用的研究。
人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。
2.人体工程学的基础数据和计测手段
人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。
2.1人体构造
人体构造与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。
例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂构高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。
2.2人体生理计测根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。
人体生理计测方法主要有:
2.2.1肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。
2.2.2能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下:
运动时氧耗量-安静时氧耗量能量代谢率(RMR)
基础代谢率耗量
2.2.3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。
3.人体工程学在室内设计中的应用
3.1由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:
3.1.1确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。
3.1.2确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。
3.1.3提供适应人体的室内物理环境的最佳参数室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等,室内设计时有了上述要求的科学的参数后,在设计时就有可能有正确的决策。
3.1.4对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。
3.2人体工学在室内设计中的作用
人体工学是室内设计不可缺少的基础主要有以下两个方面:
3.2.1.为确定空间范围提供依据.影响空间大小,形状的因素相当多,最主要的因素是人的活动范围以及家具设备的数量和尺寸.因此,在确定空间范围时必须搞清使用这个空间的人数,;每个人需要多大的活动面积,空间内有哪些家具设备以及这些家具设备需要占用多少面积和空间.
人体工学提供了不同性别的人在立,坐,卧是的平均尺寸,提供了人们在使用各种家具设备和从事各种活动时所需空间的面积和高度尺寸等,一旦确定了空间内的总人数,就可以确定出空间的合理面积与高度.
3.2.2.为家具设计提供依据.家具的主要功能是实用,因此,无论是人体家具还是贮存家具都要满足使用要求,属于人体家具的椅,桌,床,要让人坐着舒适,书写方便,睡得香甜,安全可靠,并能减少疲劳感;属于贮藏家具的橱,柜,架等,要有适合贮存各种物品的空间,还要便于人们存取.设计家具时,必须以人体工学为指导,是家具尺寸符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的尺寸.
参考文献
《家具设计与人体工程学》是我校把家具设计与人体工程学结合在一起所开设的一门专业基础必修课。课程共学时112学时,16学时每周,共7周课。课程旨在以项目实训的方式让学生在符合人体工程学的实验数据下进行家具设计,为“人、家具、环境”系统设计提供整体思路,为“以人为本”的设计思想提供可行方法。笔者长期从事家具与室内设计教学与设计实践工作先后收集并整理了十几套相应教材,基本可以归纳出课程包含四大部分内容:第一部分概述(介绍家具设计、人机工程学等概念)、第二部分人体工程学基础(主要介绍人体工程学的研究角度、方法和范畴等)、第三部分人体测量与数据的应用(侧重讲解在家具设计中常用的一些人体测量数据)、第四部分人体工程学与家具设计(人体工程学与家具设计的综合运用,结合案例,比如座椅设计、办公家具设计等)。显然第三、第四部分的内容为重点和难点。通过对本课程教与学师生调查问卷,我们总结了三大印象:第一印象——杂。课程涉及统计学、设计学、人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究等十多个学科。第二印象——困。课程中需要理解大量的新概念、专业术语,再加上几十组需要学生识记的常用人体尺寸统计数据表,很容易造成“困境”。第三印象——难。人体工程学(Ergonomics)又叫人体工学或人类工程学,人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识,并将有关的知识应用在有关的设计中,从而使环境适合人类的行为和需求。人体尺度问题是课程的核心和难点。学生不仅要掌握人体自身的尺寸,还要掌握人体尺寸在设计学上衍生的人机尺寸,以及静态尺寸和动态尺寸等等。由于存在学科的跨越和知识点侧重的问题,很多研究方法和过程都没有反应在教材上,导致教与学中出现知其然不知所以然的现象。
(二)教师
1.教师过于重视理论讲授,教学手段单一,教学中与学生严重脱节,无法激发学生学习兴趣和主动性。究其原因教师与学生课前、课下沟通较少、教师引导激发学生自主研究学习不足等原因。
2.教师过于强调教材,注重理论的全面性,侧重点扩展明显不足,主次内容把握不够准确。究其原因是教师在本课程及其前后开设课程了解不足,导致了课堂上内容重复、或者涉猎不足等问题。
3.教师教学中实践教学与理论教学处理不当。常常出现理论与实践环节课时分配不合理、理论与实践环节不能同步或者错位、实践教学手段单一、案例剖析不到位等问题。
4.教师教学之余提升自身专业素养不够。凡事浅尝辄止,学术专研缺乏耐心和恒心。
(三)学生
1.积极主动性不够,被动学习情绪明显。究其原因是由于学生阶段性学习专业深入度不够,设计体验不足,影响其对人体工程学在专业领域重要性的正确认识。
2.无法从理论中联系到实践运用。究其原因是许多学校对人体工程学重视不够,然后错误地反应在教师的教学中,直接影响了学生对待课程的态度。许多教师把人体工程学作为一门理论课来讲授,最终以理论考试的方式作为结课考核。导致的结果是学生一开始就把精力用在备考上,对相关概念和知识只停留在记忆阶段而不是理解和掌握。
3.基础不足,价值观有余。我国大部分艺术类考生的理科基础、逻辑思维能力普遍较差,思维方式较感性,然而《家具设计与人体工程学》这门课程理科属性倾向较重,让很多学生望而却步。加上大部分艺术类考生自入学前价值观就出现了偏颇,他们认为上大学就是为了混文凭、考证书,至于专业好不好无所谓。这样一来《家具设计与人体工程学》这种课程很容易被学生忽略掉,表现为测试作弊、设计作业马虎应付。
(四)课程环境
课程环境对于一个专业、一门课、一位老师、一个学生来讲都是相当重要的。以家具设计与人体工程学为例,在学校专业成立初始,课程环境几乎为零。那时候如果老师上课连多媒体教室都无法实现,那么当量的优秀案例图片改如何向学生展示并讲解。家具设计与人体工程学这门课程重点在培养学生的家具设计造型能力,培养学生适应在“适合人的尺度”的思维模式下进行家具设计创作,所以教学的重点应该是突出体验教学。这种体验教学,不能局限在学生的想象阶段,不能仅仅依靠手绘或者电脑模拟效果图的制作来完成的。理想的体验教学应该是学生能在学习课程的时候能超越识记,掌握人体工程学的研究方法,明确设计是为人的设计的真正含义,能够通过图纸把自己的设计很好的表达出来并完成家具1:1模型,然后能充分的调动各感官机能,完成对模型的修改,完善设计。我校地处河南信阳市,2006年艺术系开设了家具设计方向,到今天已经有了8年的光阴。发展八年学校基本建立了美术基础实训室、模型制作实训室、计算机CAD设计实训室、手木工制作实训室等,应该可以说小有所成、初具规模了。但从我校家具设计方向历届毕业生就业调查反馈表来看,凸出问题表现在毕业生岗位概念模糊、岗前紧张、专业能力局限在方案设计和手工模型中、对于家具设计到家具生产过渡断裂等问题。所以学校离培养高度市场适应性应用型人才成功转型还需要走很长一段距离,这需要全校师生以及“多方来助”的情况下才能逐步实现。完整的家具设计课程环境处了学校自身软硬件环境以外,还应该包含校企合作环境、校政扶持和监督环境、校与校来往学习合作共荣环境等。
二、家具设计与人体工程学教学有感
(一)缘起藤和竹
我校西邻“长淮明珠”南湾湖,南望“云中公园”鸡公山,校园内山清水秀,花木交荫,绿围翠绕,景色宜人。山上有丰富的自然资源,其中最多的就是满上的竹林和成片的老树古藤。2012年学校土建动土,建设一些新校施,原本山上的野生的满山竹林和老藤,被一车车的拉往垃圾站焚烧殆尽,在笔者的眼里这是暴殄天物的行径。在家具史上,能工巧匠用老藤和竹子编制出了多少会计人口、流传古今的家具,多少作品在今天的世界非物质文化的收藏典籍中成为经典。回想多年前,大学时期到教师阶段,学生阶段最痛苦的是每次家具设计课都要花好多钱购买各种各样的模型制作材料,但制作出来的模型效果多少会让人联想到水晶宫时期的矫揉造作、粗制滥造的感觉。原因是我们制作模型购买的大部分是模型卡、ABS板、KT板、喷漆、石膏等工业模型材料,它们除了能粗糙的表达出家具设计的造型形态之外,别说结构,就是简单的接缝收口都很难到位的。当然这些材料制作完模型之后,本身材料的固有色是很难看的,没有任何保留的价值,所以还得用喷漆给制作好的家具模型赋予“五颜六色”的外衣。一个个原本制作还算精致的模型,披上喷漆外衣之后,俨然成了一个七彩家具王国。最让师生感觉头大的事,喷漆对环境的污染——刺鼻的气味加上斑驳的漆影到处可见。现在教师阶段强烈的责任感在一次次的逼近,告诫自己不能“重蹈覆辙”。回看我们的祖辈,他们用无数的惊世之作一次次的想我们呈现自然材料的无穷魅力和价值。竹子特有的质地、中空的结构、快速的生长率(竹子2-3年可以成才)、竹黄和竹青的特殊性、竹结之美等等,竹子有太多太多的研究价值。老藤的最大的特点是它的韧度好、质感美、自然古朴形态美。竹子和老藤都不需要喷漆和上色,这也是它们作为家具模型制作最佳材料的优势之一。于是藤和竹的研究首次在家具设计与人体工程学的模型制作上全面展开。
(二)果成竹与藤
家具设计与人体工程学在教学上笔者一改传统教学常态,主张以“理论讲解为辅,团队研究为主”的课程教学方案,事实证明效果很好。以其中“人机工程学与座椅设计”环节为例:
1.全班分位若干小组,每个小组控制在3-5人,落实名单;
2.每个小组至少收集2个较具典型代表的座椅作品,可以市场购买或者家中邻里收集,方式不限;
3.学生陈述作品来源,教师点评,每小组确定2个最典型作品;
4.解构作品,通过对作品的拆解、使用体验,弄清其结构、尺寸、材料、工艺以及作品的优缺点分析,并在A3图纸上表达清楚;
5.完成原始图纸,教师点评,针对优缺点分析,根据人体工程学所学知识,完成设计改良;
6.教师点评,完善改良方案,制作1:1家具模型,材料竹子、古藤。
及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,重视“以人为本”,为人服务,人体工程学强调从人自身出发,在以人为主体的前提下探究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。
日本千叶大学小原教授认为摘要:人体工程学是探知人体的工作能力及其极限,从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。
其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统,今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。
人体工程学联系到室内设计,其含义为摘要:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,探究人体结构功能、心理、力学等方面和室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是平安、健康、高效能和舒适。人体工程学和有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。
人体工程学的基础数据和计测手段
一、人体基础数据人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。
1、人体构造和人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的功能,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。
2、人体尺度人体尺度是人体工程学探究的最基本的数据之一。
3、人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学探究的基础数据。假如说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度和活动情景状态有关。
室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间和围护的状态下,人们动作和活动的平安,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以平安为前提。
例如摘要:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂构高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。
二、人体生理计测根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。
人体生理计测方法主要有摘要:
1、肌电图方法把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。
2、能量代谢率方法由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,和其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下摘要:
运动时氧耗量-恬静时氧耗量能量代谢率(RMR)
基础代谢率耗量3、精神反射电流方法对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。
三、人体心理计测心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。
1、精神物理学测量法用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。
2、尺度法以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。
人体工程学在室内设计中的应用
由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下摘要:
一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。
二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其四周必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。