2022年人机工程学教案2

1、北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案人体工程学教案撰写人：张瑞竹课程性质：考查总学时： 32 学时上机学时： 0 学时周学时： 4 学时课次： 1年级： 二年级人数： 64老师： 张瑞竹教学内 人体工程学概论、人体工程学在设计中的运用容教学设 多媒体备教学目1、通过对人体工程学的综合概述,使同学明白该课程的主要内容、课标时支配、课程要求,以及与其它设计类专业课程之间的关联；2、使同学能够充分明白人体基本信息,念；在设计中能够娴熟运用相关概重点 在设计中能够娴熟运用人体工程学概念；难点 学习人体的规律和概念,运用相关理论进行设计；课时结 教学内容构第一节 1、老师自我介绍；课 2、该课程的整

2、体课程支配、评分标准及最终的成果评定原就；3、考勤制度与课堂要求；4、介绍该课程的课程性质,以及与其他课程之间的关联；5、介绍该课程的整体框架及各章节之间的规律关系；其次节 1、 提问：什么是人机？引出人机工程的概念；课 人机工程学科名的由来和概念定义；包括：人机工程这个词的来源是由希腊词根“ergon”（意思是工作、劳动）和“nomos”（意思是规律、北京化工高校北方学院 艺术院 公共教研室 教案规章）复合而成,本义是人的劳动规律；国际人机工程学会、中国企 业治理百科全书和综合意义上对人机工程学的定义,最终总结为依据人的特性设计和 改善人机环境系统的科学；2、讲解人机工程学的进展简史和我国人

3、机的进展进程；分别举例叙述 工具时代、机器时代、动力时代和信息时代的特点和代表性大事；在 讲解进展简史的过程中穿插叙述关于学科对人类进展的推动作用和其 快速进展对人类社会造成的一些不良影响,让同学能更清晰的熟悉到 事物和科技进展的两面性；目前人因工程学的前沿领域争论包括的内 容：人机关系；人与环境关系；人与生态；人的特性模型；人机系统 的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面 的争论；3、近期国内外人机工程学争论的方向： （1）工作负荷争论,包括体力（2）活动、智力活动、工作紧急等因素引起的生理负荷和心理负荷；工作环境的争论,包括各种工作环境条件下的生理效应,以及一般工 作

4、与生活环境中振动、 噪音、空气、照明等因素的人机工程学的争论；3工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的争论；4信息显示 的人机工程学问题,特殊是运算机终端显示中人的因素争论；5运算机设计与人机工程学争论；6工作成效的测量与评定； 7机器人设计的智能模拟等； 8人机环境系统中心理学的争论；4、结合实例讲解人机工程的设计理念与原就、人机系统的分类以及人机环境的具体含义；对于人机系统分类方法分两部分：依据 人和机的分工分类、依据有、无反馈环节分类；举例重点讲解人机环境各自的含义北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案5、人机界面与人机交互： 是人机系统中 ,“人”与“机”之间能够相互施加 影响、

5、实现相互作用的区域；结合之前所讲人机工程学的进展史对人 机界面从人性化和高科技应用方面举例进行阐述讲解；6、介绍人因工程学的学科体系, 引出人因工程学的具体运用方法和作 用；其中,人因工程的争论方法包括：测量人体各部分静态和动态数据；调查、询问或直接观看人在作业时的行为和反应特点；对时间和动作的分析争论；测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的 动态变化；观看和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；分析差错和意外事故的缘由；进行模型试验或用运算机进行模拟试验；运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系,以便从中 得出正确的结论或进展有关理论；运用原就和评判指针包括 37 个原

6、就和相应的 37 个指针；第三节 结合设计需要,讲解人的基本特点；课 举以往同学在设计中显现各种尺寸问题,最终导致设计不行实现或者 不行使用的例子,强调明白人的特点的重要性；提起同学的学习爱好 后,引出对人的特点的叙述；1、 人的特点：用 PPT图片和板书结合的形式讲解人的感知、处理、北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案执行和维护特点；2、 人体测量的基本学问； 第一讲解人体测量的定义： 人体测量学是一门用测量方法争论人体的体格特点的科学；它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,用以争论人的外形特点,从而为各种工业设计和工程设计供应人体测量数据；然后分开叙述人

7、体测量数据的种类：围参数的测量、生理学参数的测量静止外形参数的测量、活动范、生物力学参数的测量；通过对人体测量数据种类的讲解,引出人体测量的一些术语； 包括：被 测者的各种标准姿态,测量基准面,测量方向,支撑面和衣着,人 体测量的主要仪器,人体测量的概念术语等；介绍相关概念后, 紧接着叙述人体尺寸的应用； 包括：主要人体尺寸的应用原就和人体作业空间的设计；这一部分由于涉及到人体的一些相关结构,因此主要是结合图片讲解；第四节 1、 讲解人的信息感知特点,具体讲解关于人的感觉和直觉特点、视课 觉机能及特点、 听觉机能及特点和其它感觉机能及特点（肤觉、 本体感觉）；2、 介绍人的信息处理特点,具体讲

8、解关于人的信息处理模型概念及外形；举例日本机器人, 提高同学学习爱好； 神经系统机能及特点、记忆（三种记忆的关系） ,这一概念结合实例说明,让同学更易理解；学习（正迁移、负迁移） ,同样结合实例讲解这一概念,在详细叙述学问的同时,增长同学学习的动力；3、 讲解人的生物力学特点；包括：人的运动机理和人的运动输出特征；对人的疲惫与失误结合实例讲解,包括人的疲惫、失误,和疲劳、失误产生的缘由；这一部分主要结合教材完成；4、 人的个性及影响；结合同学自身,用提问结合讲解的方式介绍人的个性特点和心理特点；加深同学对这一方面学问的熟悉和懂得；课后作 举例；我们生活中的人机工程学；业 要求：北京化工高校北方

9、学院艺术院公共教研室教案1、说明具体的产品或者设计中, 哪些方面表达出对人机工程学的应用；2、 每人举 5 个实例,并说明；比如：鼠标,顶部的弧度,符合人手掌抓握时的结构特点；课后小 作为本课程的第一节课,对于涉及到的概念尽量做到每一个都结合实结 例来说明；上课穿插提问,跟同学互动,提高同学的学习爱好；概念参照教材,举例尽量与设计相关联；在讲课的间隙介绍一些较好的产品设计或者建筑设计；让同学更简洁地明白这门课程与设计专业的关系,熟悉到学习本课程的重要性；课次： 2年级： 二年级人数： 64老师： 张瑞竹教学内 人因工程设计基础信息输入设计容教学设 多媒体备教学目 同学学习明白信息输入的过程和相

10、关的设计及设计方法标重点 学习信息输入的过程和相关的设计及设计方法；难点 能够结合所学学问进行输入方面的相关设计；课时结 教学内容构第一节 复习回忆上一节课内容；点评作业；课 1、提问：信息在人机间是怎么传输的？引出信息在人机系统中的传递过程, PPT结合板书的形式讲解：信息源、干扰源、刺激能、感受器、处理器、执行系统和机之间的传播方式和过程；讲解；2、介绍视觉信息设计；包括：图标设计（象形图标和图形图标）、文字设计（相同文字的不同设计和不同文字的相同设计）、数字影像设计、使用手册设计和编码设计；这一部分内容全部结合图片讲解；其次节1、提问：我们身边的视觉显示器种类？引出视觉显示器设计知北京化

11、工高校北方学院 艺术院 公共教研室 教案课 识；视觉显示器包括：（按形式和显示内容）模拟显示器、数字显示器、指示灯、图形指示器、运算机显示器；（按原理）机械式、电子式；定量显示器：结合图片让同学熟悉各种显示器特点；定性显示器设计：从技术上分为机械式和电子式；可用于定性认读和检查认读；结合实例说明定性信息的用途：依据一个预先确定的变量范畴,确定变量的状况；（汽车水箱水温控制,温度正常值得范畴需预先确定）掌握一个变量在预期的正常范畴内； （汽车驾驶速度的掌握）观看变化趋势和变化速度等； （飞机飞行高度变化速度提示）信号灯设计 信号灯的作用：显示状态（电池充电、洗衣机洗衣、各种设备的电源灯等）警示（

12、高速路警示灯、汽车刹车灯、机场跑道灯等）识别（汽车示宽灯、机场跑道灯、飞机标示灯）显示指令（红绿灯）设计过程中应当留意的问题：亮度：至少两倍于背景的亮度；远距离信号灯,应保证在较远视距 下也能看清,且在日光亮度和恶劣气候条件下清晰可辨；北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案颜色：红、黄、绿、蓝、白 如信号与背景的亮度对比较小,红色有优势,其次是绿、黄、白；闪光与稳光：表示突发紧急状况或最新的危急状况,用闪光；背景稳光,信号闪光；背景稳光,信号稳光；背景闪光,信号稳光；信号灯编码：颜色按相互不易混淆程度排列,黄、绿、橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、黄粉；再现显示器设计 包括：（结合实例图片说

13、明）飞机倾斜角度显示 三维再现显示（飞机飞行为例）车载 GPS：导航；装象语音提示；增加爱好点；定位；测速；显示 航迹；第三节 1、提问：我们最常使用的显示器名称？课 介绍电子显示器设计 包括： CRT显示器、 LCD显示器（液晶显示器） ；结合图片说明两种显 示器的区分和优劣；平视显示器和头盔显示器设计：结合图片让同学熟悉这两种显示器的 外形和设计原理；听觉显示设计 第一介绍什么是听觉显示：当信息的目的是要吸引产品使用者的留意 时,通常使用的是成效较好的听觉显示；其次,听觉显示的作用：1 削减视觉工作的劳动量；2 引起人的立刻留意,如警示信号；3 提高人们集中留意的才能；最终介绍几种听觉显示

14、装置：音调警报及报警装置、语音信息；2、显示器的挑选：视觉显示：复杂,需要延时的,听觉符合已很重的场合,不需要急 迫传递的,信息需同时显示、监控的；北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案听觉显示： 较短或无需延时的, 简洁且要求快速传递的,视觉符合 很重的场合；触觉显示： 视觉和听觉通道传递信息有困难或负担中的情形,信息 简洁；触觉传递信息的速度快；设计、使用视觉显示器的原就：只需显示对操作有用的信息；必需符合人们一般的读取习惯和固定的模式；要显示的元素应当有较大的对比度；去掉不能一眼识别的信息和名称；显示刻度最低限度削减视差,指针指端与刻度明显区分；5、产品外形语义： 结合实例说明外形语义

15、与人因的关系和外形语义的 应用；第四节 随堂练习：文字设计 相同文字不同设计方式（5 种）课 不同文字相同设计方式（5 种）课后作 随堂作业没有完成部分课下连续完成；业 讲解相关生僻的不常见的显示界面应结合图片与实例说明；对于概念 课后小 结 讲解完后紧接着叙述相关的设计方法和设计应当留意的问题,并布置 作业立刻练习巩固；作业最初阶段给同学看一些好的图片,让同学了 解到什么是好的设计后再进行独具风格的创意发挥；课次： 3年级： 二年级人数： 64老师： 张瑞竹教学内容 教学设备 教学目标重点人因工程设计基础人的输出与掌握多媒体 让同学明白人的输出与掌握的相关概念,并能结合课程内容进行 相关的设

16、计；人的输出与掌握方法；熟悉掌握器装置,同学能够运用所学学问进行掌握器和工具设计；难点北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案结合所学学问进行掌握器和工具的相关设计；课时结构教学内容第一节课复习回忆上一节课内容；点评作业；提问：我们进行输出的方式有哪些？引出人的输出与掌握概述；1、 第一,结合教材讲解人的输出与掌握的分类和方式；人的输出包括：动力输出和信息输出；随着技术的进展,以信息 为主的输出逐步代替了以能量为主的输出；其次,结合图片讲掌握器的分类与功能；2、 结合实例,讲常用掌握器分类： 手动旋转式掌握器：旋钮、手指拨轮、手轮与曲柄等 手动移动式掌握器：手柄、操纵杆、按钮、刀闸开关等 手动

17、按压式掌握器：按钮、按键、翘板开关等 脚动掌握器：脚踏板、脚踏扭 3、 争论：手动信息输入装置,在我们生活中有哪些？ 键盘：机械式、薄膜式、导电橡胶式、电容式 定位装置：鼠标、轨迹球、指点杆、触摸板、数字化输入 板、嬉戏杆 触摸屏 新型输入装置：浮动鼠标、手持式操纵器、力矩球、数据 手套 进行完各种装置介绍后, 统一播放图片, 加深同学对此的印象；其次节课 1、 掌握器设计 争论：我们为什么要有掌握器？挑选掌握器要考虑什么因素？对相关问题进行解答后,具体讲解掌握器的概念,表现形式；其 中包括： 外形编码：通过外观造型不同来区分；例如键盘 F、J的突 起； 尺寸编码： 一般要相差 20%,同时仍

18、要受到空间限制； 例如北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案音量调剂旋转扭； 颜色编码：正确编码；一般只用红橙黄绿蓝五种颜色；受 照明强度影响； 材质编码：依据材料不同编码；适用于夜间操作等； 标志编码：掌握器数量多,外形难区分时；可加符号、文 字、图形区分； 操作方式编码：组合设计的掌握器,通过操作方式不同来 区分；例如汽车方向盘两侧的多功能掌握杆； 位置编码：通过人的运动感觉来正确判别；例如汽车的离 合、刹车、油门；键盘盲打；2、 结合教材讲解掌握阻力的相关概念； 掌握阻力包括：弹性阻力、摩擦力、黏性阻力和惯性力；同学明白相关概念后,再对阻力 的优缺点以争论的形式进行探讨；3、 防止误操

19、作；第一,结合实例说明误操作简洁造成的危害；然后,让同学自行摸索,有关误操作的案例；最终,结合教材与实例讲解防止误操作的方法；第三节课 1、 手握工具设计第一讲手的相关概念,包括手的握持方式：指触、掌触、手指 间的紧握、拇指指尖紧握、拇指指腹间的紧握、拇指食 指边紧握、拇指两个手指的紧握、拇指指尖靠拢、手指手掌靠拢、力气抓握；握持力气：把握实际意图,力气和用户手的尺寸；力气顺手的指距变化；手握工具的使用原就： 手腕顺直状态 供应相宜抓握空间 防止掌部组织受力 防止过度冷、热和震颤等北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案 防止手指重复动作结合实例,讲解这 2、 把手设计5 种原就的来源评判标准

20、；讲解把手设计的跟人体尺寸的关系；让同学自行测量各自的手部 尺寸,相互沟通,加深对尺寸的印象；结合实例讲解内容包括：（1）直径：着力抓握3040mm,精密抓握 816mm；（2）长度： 100125mm,需带手套最小 114mm；（3）外形：压应力小：圆形、椭圆形防滑动便于着力：三角形、矩形、丁字形；为 0.25in6.35mm的倒角；（把手边缘至少有半径（4）弯角：枪柄式 80,直体式 90,锤子类 10；（5）双把手工具：最大握力 100N；（6）材料与防滑：防导电、防渗透、防滑和有弹性；（7）用手习惯与性别差异： 90%的人惯用右手；3、安全设计；争论：安全设计的必要性？讲解：安全设计的

21、内容有（1）防止滑落 把手尺寸 摩擦强度 把手防护设计 较重手握工具的设计（2）防止挤压（3）防止意外启动 提问：我们生活中做到安全设计的案例？第四节课 课堂练习：设计一套你认为最合理的上课课桌、桌椅；内容包括：成效图与简洁结构工程图；课后作业北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案随堂作业没有完成部分课下连续完成；课后小结在讲课的同时,加强课堂提问与争论,这样既可活跃课堂气氛,又能让同学对学问点印象深刻；随堂作业与课下作业都是对课程相关内容的巩固；课堂点评作业 时要留意语言表达方式,对于懂得不透彻的同学加以勉励和引导；课次： 4年级： 二年级人数： 64老师： 张瑞竹教学内容 教学设备 教学

22、目标重点 难点 课时结构 第一节课人因工程设计基础硬件界面与作业空间设计 多媒体 让同学明白界面设计相关概念与设计方法,并能结合课程内容进 行一个座椅的设计；软件界面设计的概念和设计方法；功能性座椅设计；结合学问独立完成一个功能性座椅的设计；教学内容 复习回忆上一节课内容；点评作业；1、提问：什么是界面？引出界面的相关概念；结合生活中常见的例子说明界面设计的设计原就与布局原就 设计原就：是指在限定的作业空间内,设定合适的作业面后,显示器与掌握器的定位与支配；布局原就：重要性原就 使用频率原就 功能原就 用次序原就2、结合图片说明掌握界面的相和性：1 编码相合性：控显界面编码联系相合；2 运动相

23、合性：顺时针旋转自下而上被认为是增加方向；北京化工高校北方学院 艺术院 公共教研室 教案3 掌握显示比：例如操纵杆移动 50mm,显示器指针位移 20mm,就掌握显示比等于 2.5 ；3、显示器与掌握器的布局 显示器 视距： 560 750mm 视野：重要的和使用频率高的显示器应布局在靠近视野中心区域；分区：在垂直面和水平面内均可实行折线和弧线的布局方式,以 扩大分布的区域；掌握器 人体尺度：最简洁触及的地方；防止误操作：隐匿初次使用者不常用的掌握器；相合性与标示：手放掌握器上时,不应遮挡掌握器的标示；间距：考虑使用者佩戴手套；设计验证：以模型加以验证；其次节课 1、 概念性介绍有关座椅设计

24、2、 座椅舒服性的概念： 人坐着时, 大腿和上肢的重量必需由座面 来支撑,人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能支持上身的大部 分体重；座面上的臀部压力分布应是在坐骨结节处最大,并由 此向外,压力逐步削减,直至与座面前缘接触的大腿下部,此 处压力最少；坐骨下面的座面应近似水平,以使股骨不承担过分的压迫,斗 形的座面或座面过于松软会使股骨趋于向上转动而受力,从而 引起不舒服感；3、 探讨：什么是舒服的座椅？解答：舒服座椅可分以下各部分来探讨 座椅的硬度及外形；背垫的硬度及外形；背垫与座垫的关系；身体支撑的舒服度和座面的舒服度；北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案座椅的通气程度等；4、 介绍舒服座椅

25、的设计原就 要把人的坐姿与座椅的样式和尺寸联系起来；座椅的尺寸应相宜于就坐者的人体尺寸；座椅要适于就坐者保持不同姿态的需要和调剂坐姿的需要；靠背的结构和外形要尽量削减就坐者背部和脊柱疲惫；座椅上应配有适当质地的坐垫以改善臀部及背部的体压分 布；5、 座椅的尺寸设计原就 人的躯干重量应有坐骨、臀部及脊椎支撑；上身应保持稳固；座位的高度应不使大腿肌肉受压；可以变换或调剂坐姿, 座面高度应与桌面相协作, 尽量削减身 体的不舒服感；6、结合图片,对座椅的相关部件及一般尺寸要求进行讲解；演示各种优秀的功能座椅设计图片,以争论、提问的形式分析各 第三节课 种优秀设计的杰出之处；重点结合人机工程学学问讲汽车

26、中的座 椅设计；第四节课 课堂练习：设计一个功能性座椅；内容包括：成效图与简洁结构工程图；课后作业 随堂作业没有完成部分课下连续完成；课后小结 要加强培育同学独立摸索的才能；现在普遍存在学问含量少,看 到的优秀设计作品少的特点,因此在课上时间尽量多一点时间给 同学看一些优秀的设计作品,并动员同学一起分析设计的优秀之 处；这样可以拓展同学的思维,对以后的设计创作有很大的好处；课次： 5北京化工高校北方学院艺术院公共教研室教案年级： 二年级人数： 64老师： 张瑞竹教学内容人因工程设计基础人机交互设计教学设备多媒体教学目标让同学明白人机交互的相关概念与设计方法,最终可以独立分析完成某一个产品的分析

27、和改良设计；重点人机交互的概念和设计方法；产品的分析和改良设计；难点结合学问独立完成某种产品的分析和改良设计；课时结构教学内容第一节课1、复习回忆上一节课内容；2、随机抽取几名同学上讲台讲自己的功能座椅设计；3、对上台同学作业进行点评；对班里有代表性的优秀作品和较差作业进行点评；夸奖优秀作业,对较差的同学尽量找到其设计中的优点进行勉励引导；4、讲课；第一让同学看教材,然后提问：什么事人机交互？引出人机交互设计的概念：是两个或多个相关的但是又是自主的实体间进行的一系列信息交换的交互作用过程；人与运算机或含运算机技术的产品之间的信息交换,称为人机交互；其次节课 1、 人机交互的进展：初创期、奠基期、进展期、提高期；2、 人机交互技术介绍： （结合实例与图片说明）1 手写识别 2 手势识别 3 语音识别 4 自然语言懂得 5 眼动跟踪 6 表情识别 3、软件人机界面设计程序：确定界面规律,解决人机对话方式、信息输入、输出方式；由技术人