《人机工程学》课程教学大纲（本科）

1、人机工程学（Ergonomics）课程代码：18410169学分：5学时：80 （其中：课堂教学学时：48实验学时：32上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：工业设计概论、产品造型材料与工艺、工业设计工程基础适用专业：工业设计、产品设计教材：人机工程学（第4版），丁玉兰，北京理工大学出版社，2011年4月第4版一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）人机工程学是工业设计、产品设计专业中的专业基础课，它涉及解剖学、生理学、心理学、 工业卫生学、工业与工程设计、工作研究、建筑与照明工程、管理工程等专业领域。该课程的基本 任务是掌握人体特性；掌握装置设计与环境控制的

2、基本原理；寻找适宜的方法，探索人-机-环境系 统总体设计的途径。通过学习该课程可以为工业设计、产品设计专业后续课程的学习打好坚实的基 础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能 力目标。）课程目标1:掌握人机工程学的基本概念与原理，以及工业设计、产品设计与人机工程学的相 互关系；了解人机工程学的发展现状与趋势。课程目标2：具有运用人机工程学原理分析设计问题的能力，具有运用多学科知识进行问题发 现、分析、定义的能力；并具备设计分析、验证评价等方面的能力。课程目标3：掌握工业设计、产品设计中人机工程学理论与方法应用的基本流程与研究方法， 具有较强的逻辑思维

3、能力和初步的科学研究能力；具有较强的创新意识、实践和综合表现能力。课程目标和工业设计毕业要求的对应关系:课程目标1课程目标2课程目标3WW_1.具有从事工业设计工作所需的自然科学、社会科学知识， 了解相关行业发展的社会现状与发展趋势。V4.具有与工业设计相关的用户研究与趋势分析能力，具有 运用多学科知识进行问题发现、分析、定义的能力。V5.具有较强的创新意识和综合创新实践能力，同时具有较 强的逻辑思维能力和初步的科学研究能力。能够从事工业 产品创新设计及其相关的产品结构设计、系统设计、交互 与体验设计、服务设计等工作。能够创造性地解决较为复 杂的工业设计问题。V6.能够基于科学原理和方法对工业

4、设计问题进行研究。具 备设计分析、概念设定、验证评价等能力。V课程目标和产品设计毕业要求的对应关系:JJ-一一课程目标毕业要求jj_ 课程目标1课程目标2课程目标31.具有从事产品设计工作所需的自然科学、社会科学知识， 了解相关行业发展的社会现状与发展趋势。V3.在产品开发设计中，具备与产品设计相关的用户研究与 趋势分析能力，具备运用多学科知识进行问题发现、分析、 定义的能力。V4.熟悉产品设计程序与方法，能够基于科学原理和方法对 产品设计问题进行研究。具备设计分析、概念设定、验证 评价等能力。具有较强的逻辑思维能力和初步科学研究能 力。V5,具有较强的创新意识和综合创新实践能力。能够在综合

5、把握产品的功能、材料、结构、外观和市场需求诸要素的 基础上对产品进行合理的改进性设计和开发性设计。V二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章人机工程学导论（一）课程内容.概述.人机工程学的研究内容与方法.人机工程学的学科体系.工业设计与人机工程学（二）教学要求了解人机工程学的基本概念，初步掌握人机工程学的研究内容与方法，并了解人机工程学的学 科体系及应用范围，理解人机工程学与工业设计（产品设计）的关系。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握人机人机工程学的主要研究内容与研究方法，了解人机工程学的学科体系及应用范围。.难点理解人机工程学对工业设计（产品设计）的作用。第

6、二章人体测量与数据应用（一）课程内容.人体测量的基本知识.人体测量的基本术语.常用的人体测量数据.人体尺寸的应用（二）教学要求了解人机工程学中人体测量的基础知识；了解人体尺度与产品设计的关系；了解人体测量的主 要方法、基本术语与常用仪器；了解常用的人体测量数据及我国成年人人体功能尺寸；理解主要人 体测量数据的应用原则；掌握人体尺寸的应用方法及人体身高在设计中的应用方法。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点了解体测量的主要方法、基本术语，了解常用人体测量数据，理解主要人体数据的应用原则。.难点掌握选择人体尺寸百分位数及确定功能修正量的方法。第三章人机系统（-）课程内容.

7、人机系统概述.人机功能的比较和分配.人机系统的类型.人机系统设计（二）教学要求了解人机系统的组成，人机功能的比较与分配；了解人机系统的类型与人机系统的目标；掌握 人机系统设计的原则、总体设计的程序。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握人机系统设计的原则，包括工作空间、工作设备、工作环境与工作过程设计；掌握人机系 统总体设计的程序及方法。2,难点掌握人机系统设计的要点，包括人机功能分配、人机匹配、人-机界面设计。第四章人体感知、信息处理和运动系统（一）课程内容.感觉与知觉.人的信息处理系统.运动系统及其特征（二）教学要求了解感觉与知觉的定义、类型、过程及特点，了解感

8、觉与知觉的关系与区别；了解人的信息处 理系统，掌握人的运动系统及其特征。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握感觉的特点，感受性和感受阈限，知觉的基本特性，掌握人的信息接收与传递、信息加工 及信息输出的过程，掌握手臂及脚的操纵力。.难点掌握知觉的特性，人体操作姿势与用力的关系，相应知识点在产品设计中的应用。第五章视觉特征与视觉显示装置设计（-）课程内容.视觉基本特性概述.视觉显示器的类型及设计原则.仪表显示设计.信号显示设计.图形符号设计.标志设计（二）教学要求了解视觉基本特性，视觉显示器的类型及设计原则，仪表的类型及设计原则，信号显示设计相 关知识点，图形符号设计

9、的原则，标志设计的特点与设计原则；掌握视觉特征与视觉显示装置设计 的相关知识，具备运用创新思维对产品进行人机研究方面的能力。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握视觉显示器的分类和设计原则，仪表的类型及特征，仪表的选用及设计原则；掌握信号灯 设计及荧光屏显示设计要点。.难点掌握仪表设计要点，包括刻度盘设计、刻度设计、指针设计、数字合字符设计。第六章听觉特性与听觉显示装置设计（-）课程内容.听觉及其基本特性.听觉显示器的特点及设计.听觉告警显示器设计.言语通信装置设计（二）教学要求了解听觉及其基本特征，听觉显示器的特点及设计要点，听觉告警的作用；掌握听觉告警显示 器设

10、计原则，言语通信装置设计要点。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握听觉显示器特点、功能及其设计的人机工程学原则，影响言语通信的因素。.难点掌握言语通信装置设计和使用要求。第七章控制装置设计（-）课程内容.控制器概述.控制器的位置选择与排列.控制装置设计的人机工程学原则.控制与显示相合性设计.手控制器设计.足控制器设计（二）教学要求了解控制器的类型、用力特征，控制器的位置选择与排列原则，了解控制与显示相合性设计， 掌握控制器设计原则，手控制器、足控制器设计要点。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1.重点掌握控制器设计的人机工程学原则，常见控制器

11、设计的基本方法合注意点。2,难点掌握手控制器设计方法，包括旋钮、手轮合曲柄、操纵杆、按钮和按键；掌握足控制器设计方 法，包括脚踏板、脚踏钮。第八章工作台椅和手握工具设计（-）课程内容.控制台设计.电子化办公台设计.座椅设计依据.座椅设计.手握式工具设计（二）教学要求了解坐姿生理学、生物力学与座椅设计之间的关系以及手握工具设计的基本原则，掌握创新思 维对产品进行人机研究方面的能力（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点掌握座椅设计的依据，坐姿生理学，坐姿生物力学，一般座椅设计的依据，作业用座椅设计方 法；掌握手的生理结构，与手工具有关的疾患，手工具设计的解剖学原则，手柄设计

12、方法。.难点掌握作业用座椅设计方法与手柄设计方法。三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1人体测量与人机模板制作8综合性必做课程目标1课程目标2课程目标32反应时测量8验证性必做课程目标2课程目标33眼动观察实验16综合性必做课程目标1课程目标2课程目标3注：1. “类型”填验证性、综合性、设计性等；“要求”填必做、选做。实验1:人体测量与人机模板制作通过人体测量与人机模板制作实验了解人体测量的意义；掌握人体测量的方法及测量数据的统 计方法。通过测量人体各部位尺寸来确定个体和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态 特征，熟悉人体测

13、量数据在造型设计方面的应用。具体实验内容包括测量人体的坐姿眼高、立姿眼 高、坐姿肩高、坐姿肘高、立姿肘高、小腿加足高、坐深及坐姿臀宽相关项目，记录测量数据；对 所测得的数据进行统计分析，并与国标数据相比较，思考人体测量的意义和所测得的数据可能应用 到的设计问题，分析普通测量方法的优缺点。实验设备主要是人体形体测量尺，包括长马丁尺、中 马丁尺、短马丁尺、直角规、臂伸测量尺、足长测量仪、游标卡尺、围度尺、包装箱。实验2：反应时测量反应时测量的实验目的使学习简单反应时的测定方法。实验内容包括对视觉、听觉简单反应时 进行测定，记录测量数据；对所测得的数据进行统计分析，并与课本上的数据相比较，思考反应时

14、 测量的意义和所测得的数据可能应用到的设计问题。实验设备主要使心仪PsyTech心理实验软件； 配合硬件1、2号反应盒。实验3：眼动观察实验眼动观察实验的实验目的是了解眼动仪的构造和原理；熟悉图片眼动观察实验的操作；了解轨 迹图、热点图、集簇图、蜂窝图以及兴趣区，掌握眼动数据分析的常用方法。实验内容包括图片的 眼动实验；对所测得的数据进行统计分析，思考如何在工业设计领域更好地发挥眼动仪的作用。实 验设备主要是Tobii T60眼动仪；Tobii Studio软件；制定实验材料（图片）。四、学时分配及教学方法注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学

15、方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课程 实践小 计第一章4讲授法、演示法课程目标1第二章48讲授法、演示法课程目标2 课程目标3第三章4讲授法、演示法课程目标2第四章48讲授法、讨论法、基于问题的研究型教学方法课程目标2课程目标3第五章816讲授法、讨论法、基于问题的研究型教学方法课程目标2课程目标3第六章4讲授法、讨论法、课程目标2 课程目标3第七章8讲授法、讨论法、基于问题的研究型教学方法课程目标2 课程目标3第八章12讲授法、讨论法、基于问题的研究型教学方法课程目标2课程目标3合计483280.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例 等教学方法）

16、等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课程作业结合设计竞赛选定合适的产品载体，开展人机工程学分析，发现设计切入点，完成方案设计。70%设计报告内容完整、合理， 书写规范；演示文档制作符 合视觉规范。实验报告完成人体测量与人机模板制作、反应 时测量、眼动观察实验的实验报告。30%实验报告数据采集准确，分 析到位。注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.产品设计人机工程学，何灿群编著，化学工业出版社，2006年1月第1版.人体工学与艺术设计，何灿群主编，湖南大学出版社，2007年9月第2版.Human Factors in Engineering and Design,（美）Ma