设计中的人机关系【高效课堂+备课精研】 高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》

复习巩固1.发现问题后的事项判断问题的明确程度（对象、目的、原因、使用环境）判断问题的价值（科学性、创新性、普适性、主导性、可行性、经济性）解决问题受到的限制（设计对象的限制、设计者自身的限制）2.明确设计要求及编写设计计划将该问题明确地视为一个设计对象，并依据已有的调查、研究和分析，提出具体的、具有一定可行性的设计要求设计计划可以通过工作程序的排列、设计计划书、时间进度计划表等形式来表示。通用技术·技术与设计14.1设计中的人机关系通用技术·技术与设计14.1.1寻找身边的人机关系人机关系生活中，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关系，即人机关系。人机关系中，“人”指物品的使用者，“机”不仅可以是机械，还包括工具、仪器、仪表、设备、设施以及劳动保护用具等。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。通用技术·技术与设计1人机关系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。通用技术·技术与设计1人机关系思考：一个人使用计算机时，二者存在哪些人机关系？通用技术·技术与设计1手-键盘手-鼠标眼-显示器头-耳机此外，人与桌子、椅子等物品也存在人机关系。通用技术·技术与设计14.1.2理解人机关系

要实现的目标人机关系要实现的目标人与周边物品之间存在着复杂的关系。不同的设计问题关涉不同的人机关系，但在设计中都要考虑人机关系需要实现的目标。通用技术·技术与设计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。同时，人、机所在环境中的一些因素，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。通用技术·技术与设计1高效被称为“科学管理之父”的美国人泰勒于1898年在伯利恒钢铁公司进行了著名的“铁锹作业试验”。铁锹作业试验首先系统地研究铲上的负载应为多大的问题。他用5kg、10kg、17kg和20kg四种装煤量的铁锹进行试验，发现用10kg的铁锹作业时工人的工作效率最高。每次装煤量过多，虽然每次的搬运量大，但是会令工人很快疲劳，从而减少搬运次数；每次装煤量过少，虽然可以增加运送次数，但是运送总量得不到保证。通用技术·技术与设计1高效其次，他还研究了各种材料能够达到标准负载的锹的形状、规格以及各种原料装锹的最好方法，并对每一套动作的精确时间作了研究，从而得出了一名“一流工人”每天应该完成的工作量。这一研究结果是非常出色的，堆料场的劳动力从400～600人减少为140人，平均每人每天的操作量从16t提高到59t。通用技术·技术与设计1安全人机关系中的安全，是指人们在操作和使用产品的过程中，产品对人的身体不构成生理上的伤害，产品与人接触的部分不允许有尖角和锋利的边槽，易产生危险的地方应进行安全保护设计，如汽车的安全带设计、冲床的安全保护设计、儿童座椅前的护栏设计等，其目的都是为保护操作者和使用者使其避免伤亡。通用技术·技术与设计1安全家庭电路系统中的空气开关可以有效防止因电流过大引起的火灾等事故，实现人机关系中的安全目标。通用技术·技术与设计1健康人机关系所追求的健康，是指人在长期操作或使用产品过程中，产品不会对人的健康造成不良影响。如果产品设计不合理，就会使人处于不恰当的作业姿态，长时间地操作或使用它，不仅使人感到疲劳，还会影响人的身体健康。通用技术·技术与设计1健康不同人的身体状态不同，枕头的选择要求也不同，枕头过高或者过低，长期使用可能导致严重的脊椎变形等问题，枕头过硬也会导致背部肌肉僵硬、血液循环受阻。通用技术·技术与设计1舒适人机关系中的舒适，是指人在使用产品的过程中，人体能处于自然的状态，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，从而使人不会过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。通用技术·技术与设计1人机关系实现目标的辨析高效是生产活动的主要目标，但安全、健康、舒适三个因素对使用者的身心状态也有一定影响，也会影响生产效率，所以在工农业生产有关的设计中，高效是首要的追求，同时也要兼顾另外三个目标，实现生产力发展的同时维护劳动者的权益。通用技术·技术与设计1人机关系实现目标的辨析在安全、健康与舒适三个目标中，安全、舒适侧重的是短期效果，而健康侧重累积效应。如黑暗条件下使用手机，不会在瞬间对人造成较大幅度伤害，但日积月累会导致眼部疾病，因此此行为虽然安全，但并不健康。充电时使用手机不会对人体造成身体上的损伤，但可能导致手机过热而发生起火、爆炸，因此这一行为是不安全的。通用技术·技术与设计1人机关系实现目标的辨析最后，人机关系中的安全、健康、舒适的目标主体是人，单纯对“机”的性能限制和结构损坏不考虑在内。如计算机散热性能不好，导致内部处理器过热损坏，无法使用，影响的是高效目标，而不影响安全目标，因为伤害的是计算机而不是使用者（过程中导致人烫伤、触电则另当别论）。通用技术·技术与设计1通用技术·技术与设计14.1.3探究实现合理

人机关系的方式合理人机关系的实现对一项设计工作来说，在明确涉及哪些人机关系后，必须要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标，从而实现合理的人机关系，提升物品的使用效果。通用技术·技术与设计1普通人群与特殊人群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。如常见的门，其高度、宽度、门把手的位置等都是以普通人群的身高、体宽以及左右手习惯等为标准设计的，适合于普通人群操作、使用。一般来说，门高2000mm，宽700～800mm，门把手高1000mm。通用技术·技术与设计1普通人群与特殊人群但是，在产品设计应用过程中，还应当考虑特殊人群的使用状况，如盲人、肢体残障人士、老人和儿童等，让这部分群体享受无障碍设计带来的便捷。在设计时，往往是在考虑普通人群的需求后，兼顾特殊人群的需求。通用技术·技术与设计1普通人群与特殊人群普通人群与特殊人群的判定也是相对的，如不同地区的人身体素质、文化背景不同，不同行业的人对同一物品的需求也不完全一样，所以在设计时，要充分调查产品的受众群体特征，进行人机关系的分析。如美国人与日本人受到遗传、饮食等因素的影响，体型有明显差异，身材高大的体育从业者在美国属于普通人群，来到日本就可能成为了特殊人群。通用技术·技术与设计1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，还要符合人体的动态尺寸。静态尺寸是指人的构造尺寸，即相对静止状态下头、躯干、四肢等部位的尺寸，包括站立、静坐、平躺等姿势。通用技术·技术与设计1静态的人与动态的人动态尺寸是指人的功能尺寸，包括人在执行动作时的各部位的尺寸和动作范围等测量数据。动态尺寸明显要大于静态尺寸，如人的肩宽一般在45厘米以内，但是设计行走通道时的宽度需要按照每人55厘米以上预留。此外，房屋面积等影响的是人的个体活动范围，而非身体各部分的活动范围，与动态尺寸有一定区别。通用技术·技术与设计1静态的人与动态的人为了实现良好的人机关系，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。这样的设计有利于缓解人体疲劳，提高效率，满足健康、舒适的要求。通用技术·技术与设计1静态的人与动态的人讨论：下图所给的手推车中，为实现良好的人机关系，哪些尺寸需要精心设计？通用技术·技术与设计1人在推车时需要抓住把手，不同人的肩宽和臂长不一样，需要预留足够长的空间以便调节姿势人的身高不同，把手的高度要适中，过矮则身高较大的人推车费力，过高则身高较小的人推车费力结账时需要将所购物品从车筐取出，若车筐底距离地面的高度过小，则人需要大幅度弯腰，容易疲惫静态的人与动态的人一般来说，站姿作业时，相对于肘部所在平面的高度，作业面低50~100mm。在从事精密操作时，其作业面应该高于肘部，以保证作业者无须向前弯腰或伸脖子就能看清。重荷作业的作业面高度要低于肘部所在平面的作业面高度，这样手臂的活动空间较大。通用技术·技术与设计1人的生理需求与心理需求设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求（如高矮、胖瘦、身体状况等），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。通用技术·技术与设计1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，即人机之间运用信息语言交流的过程。改善信息传递的途径能够获得更好的人机关系。不同的信息有着不同的特征，若选取不恰当的信息传递类型，往往会导致不良的人机关系，应根据设计目的为人机交互选择最佳的信息传递类型。通用技术·技术与设计1小结1.人机关系：使用者与物品间的相互关系2.人机关系要实现的目标：高效、安全、健康、舒适3.实现人机关系时考虑的要素：普通人群与特殊人群静态的人与动态的人人的生理需求与心理需求信息的交互通用技术·技术与设计1通用技术·技术与设计1题组训练通用技术·技术与设计11.下列场景中不存在人机关系的是（）农民驾驶收割机收获小麦卫星上的传感器自动获取气象信息老师使用计算机与屏幕进行授课银行职员坐在椅子上吃午饭B解析：农民驾驶收割机收获小麦，农民与收割机构成人机关系，A正确；卫星上的传感器自动获取气象信息，这一场景下不存在设备的使用者，不构成人机关系，B错误；老师使用计算机与屏幕进行授课，老师与计算机、老师与屏幕、学生与屏幕均构成人机关系，C正确；银行职员坐在椅子上吃午饭，职员与椅子、桌子、餐具均构成人机关系，D正确。。通用技术·技术与设计12.下列有关某电子输液泵的描述中，与人机关系无关的是（）转动调节旋钮可以控制输液速度LED显示屏可以显示输液的时间和已输入的体积外壳采用无毒、可降解材料制作，环境友好若液体即将耗尽，网络模块可以将信息发送到护士站C解析：外壳的材料是否环境友好与人对输液泵的使用无关。通用技术·技术与设计13.下列有关骑行活动中的人机关系描述中错误的是（）固定头盔的带子可以根据个人感受调节长度，实现了舒适目标自行车可以折叠收纳，使用汽车运送，实现了高效目标专业运动鞋可以缓解运动中关节受到的冲击，实现了健康目标水杯采用硬质材料制成，撞击时不会轻易损坏，实现了安全目标D解析：水杯采用硬质材料制成，撞击时不会轻易损坏，与人的安全无关。通用技术·技术与设计14.在图中的热水壶中，突出信息交互的设计是（）