人體工程學論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇人體工程學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

大多數高職院校教師主要通過課堂講授來實現知識的傳授，而學生要做的就是被動地接受和記憶。但是這種填鴨式的教學會導致學生對于課程的興趣全無，甚至產生反感。即使是非常認真的學生也是死記硬背，在應付考試之后基本就忘光了，根本不會將知識靈活運用在具體的設計里，而創新就更不可能了。學生是教學活動中的主體，教師不能代替學生完成知識的理解和轉化。只有學生自己主動的去理解消化知識才能在日后的學習中合理地運用到具體設計中。由此可見，在教學中應發揮學生的積極主動性，適當減少課堂上枯燥的理論知識的講解，加入更多的討論環節讓學生參與進來，讓他們主動去思考，去學習。此外還可以借鑒“翻轉課堂”的方法，提前布置學習任務并提出相應的問題，讓學生帶著問題課后去看書了解相應的知識點，并且通過查閱相關資料來解決教師提出的問題，在課堂上進行答疑和相關問題討論，從而提高學生的學習興趣和積極性，通過課題討論和交流加深知識點的理解和運用。

2.課程內容進行有針對性的選擇和調整

人體工程學包含的內容非常繁多，對于課程的內容應進行有針對性的選擇與調整。高職院校室內設計專業的學生，應重點學習與室內設計聯系較為緊密的內容，例如人體測量學和人體尺寸、家居設計尺寸、室內環境心理學和室內環境行為學等，而與其聯系不大的人體生理學、人體解剖學等知識應該進行刪減。此外，隨著科學技術的不斷發展，教師還應該注意收集相關領域的最新研究成果，將其添加到教學內容中。這樣才能做到不生搬硬套教材內容，并且能激發學生學習的興趣。對課程內容的科學選擇和調整，能夠使學生發現所學內容與自己專業之間的關系，從而更加了解課程的重要性，更愿意主動學習。

3.改進教學手段，采用多元化的教學手段與方法

（1）互動式教學法教學過程

中教師與學生要增加交流與溝通，在互動的過程中激發學生學習的積極主動性和學習興趣，拓展創造性思維，以達到提高教學效果的最終目的。這種教學方法可以由教師引出一個主題，提出主題中的問題，學生進行思考討論，之后學生之間展開辯論，最后教師進行總結歸納。這樣能充分發揮學生的積極性、創造性。課程教學中一定要設置課堂的主題討論環節，可以采取學生分組討論、全班討論及同伴教學等方法，讓學生在課堂上除了“動眼”、“動耳”，更需要“動嘴”、“動腦”以及“動手”。例如：在家具尺寸這一章節中，可以讓學生動手進行課桌椅的測量，之后參照知識點進行討論，找出課桌椅設計的優缺點，而后動手進行改良設計。在設計過程中要靈活運用課程所學知識，之后教師對學生的設計進行相應的點評和講解。這樣既增強學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，又深化了教學內容，加深了學生對于知識的理解和認識。

（2）圖表、案例式教學法

針對藝術生習慣于感性認識和圖形化思維方式的特點，教師在教學過程中不能用過于理性和抽象的文字，應該要增加豐富的圖案和表格以及相關視頻。這樣能夠將知識點以更加生動、直觀的形式呈現出來，有利于激發學生學習興趣、加深理解。此外還要加入一些具體的設計案例，可以是一些優秀案例或者是存在問題的案例，讓學生運用相關的人體工程學知識分析案例。人體工程學相對理性化，與我們的具體生活聯系不是非常緊密，所以在教學中要特別注重生活案例引用。例如可以找一到兩個在校園生活中經常用到的家具進行案例分析，讓學生說出平時的使用感受，尋找使用時的問題及不合理的人體工程問題，然后結合人體工程相關知識進行分析，最終找到解決的方法。

（3）實驗教學法

人體工程學中的很多數據和公式，其實都是根據相應的實驗得出的結論，所以應該在課堂中加入一些相關實驗。有條件的情況下，可以成立人體工程學實驗室，購置相關的實驗設備，在實驗的過程中讓學生自己去探索和發現。這樣不僅有利于學生的自主學習，還可以提高學生的學習興趣。即使沒有相應的條件成立實驗室，也可以在課程中增加一些小實驗，例如在視覺章節中加入錯覺實驗、混色實驗、眼動實驗等等，通過實驗幫助學生理解相關理論知識。

（4）體驗式教學

采用模擬項目教學法：挑選網上設計招標項目，如家具、展廳或環境小品的設計等，讓學生自組團隊，設計投標，通過布置任務書的方法，要求學生在設計的時候從人體工程學角度出發進行思考和設計。此外還可以通過教師虛擬課題進行設計，運用這種方式能夠很好地激發學生的學習熱情，學生在做設計的時候能主動查找書上相關知識點進行設計，將理論與實踐相結合。

4.靈活的課程設計與課程實踐

人體工程學的教學不能單單是理論教學，要充分加入實踐環節，讓學生對現有設計進行調研，尋找身邊的設計中與人體工程學相關的優缺點，進行調研報告的制作。在課程教學中應充分加入課題設計環節，初步階段可以運用小課題設計讓學生進行一些簡單的家具單體等的設計。之后可以進行大課題設計，例如讓學生進行一個小型空間室內的設計。在課程設計時靈活進行內容的調節，適當刪減枯燥的理論知識，更多地增加實踐設計，讓學生在動腦、動手的過程中學習對應的知識點，通過實踐幫助學生回顧并真正掌握相關的知識。

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一、人體工程學的起源

人體工程學起源于歐美，原先是在工業社會中，開始大量生產和使用機械設施的情況下，探求人與機械之間的協調關系，作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰中的軍事科學技術，開始運用人體工程學的原理和方法，在坦克、飛機的內艙設計中，如何使人在艙內有效地操作和戰斗，并盡可能使人長時間地在小空間內減少疲勞，即處理好：人——機——環境的協調關系，并伴隨著人類技術水平和文明程度的提高而不斷發展完善。

二、人體工程學的涵義

人體工程學是一門關于技術和人的協調關系的科學，也是一門多學科的交叉學科。它首先是一種理念，把使用產品的人作為產品設計的出發點，要求產品的外形、色彩、性能等，都要圍繞人的生理、心理特點來設計；然后是整理形成的設計技術，包括設計準則、標準、計算機輔助設計軟件等；這些設計技術再和特定領域的其他設計技術及制造技術相結合，就形成符合人體工學的產品，這些產品讓使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人體工程學研究的核心問題是不同的作業中人、機器及環境三者間的協調，研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域，研究的目的則是通過各學科知識的應用，來指導工作器具、工作方式和工作環境的設計和改造，使得作業在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

三、人體工程學在環境藝術設計中的體現

人體尺度：8W+gl = C~ 。人體尺度，即人體在室內完成各種動作時的活動范圍。設計人員要根據人體尺度來確定門的高寬度、踏步的高寬度、窗臺陽臺的高度、家具的尺寸及間距、樓梯平臺、家內凈高等室內心尺寸。

1．常用的室內尺寸如下：室內隔墻斷墻體：厚度0.12m；大門：門高2.0m～2.4m，門寬0.90m～0.95m；廁所、廚房門：寬0.8m～0.9m、高1.9m～2.0m；室內窗：高1.0m，左右窗臺距地面高度0.9m～1.0m；玄關：寬1.0m、墻厚0.24m；踏步：高0.15m～0.16m、長0.99m～1.15m、寬0.25m；扶手寬0.01m、扶手間距0.02m、中間的休息平臺寬1.0m。

2．常用家具尺寸：（1）單人床：寬0.9m、1.05m、1.2m；長1.8m、1.86m、2.0m、2.1m；高0.35m～0.45m。（2）雙人床：寬1.35m、1.5m、1.8m，長、高同上。（3）圓床：直徑1.86m、2.125m、2.424m。（4）衣柜：厚度0.6m～0.65m、柜門寬度0.4m～0.65m、高度2.0m～2.2m。（5）正方型茶幾：寬0.75/0.9/1.05/1.20/1.35/1.50m，高度0.33m～0.42m，但邊角茶幾有時稍高一些，為0.43～0.5m。（6）書桌：厚度0.45m～0.7m（0.6m最佳）、高度0.75m。（7）書架：厚度0.25～0.4m、長度0.6m～1.2m、高度1.8m～2.0m。（8）椅凳：座面高0.42m～0.44m、扶手椅內寬于0.46m。（9）餐桌：中式一般高0.75m～0.78m、西式一般高0.68m～0.72m。（10）方桌：寬1.20/0.9/0.75m。（11）抽油煙機與灶的距離：0.6m～0.8m。

四、人體工程學與環境藝術設計的關系及作用

人與環境之間的關系如同魚與水的關系一樣，彼此相互依存，人是環境的主題，在理想的環境中，不僅能提高工作效率，也能給人的身心健康帶來積極的影響。從環境藝術的角度來說，人體工程學的主要功能和作用在于通過對人的生理及心理的正確認識，是一切環境更適合人類的生活需要，進而使人與環境達到統一。

人體工程學在環境設計中的作用主要體現在它為確定空間場所范圍提供依據，為設計家具、設施提供依據、為確定感覺器官的適應能力提供依據。因為影響場所空間大小、形狀的因素很多，但最主要的因素就是人的活動范圍及設施的數量和尺寸。因此環境藝術設計當中不能忽視人體工程學，只有根據人體學設計的環境才能使環境更為舒適，滿足人們生活的需要。

參考文獻

[1]劉峰，朱寧嘉．《人體工程學設計與應用》．遼寧美術．2007（8）

[2]劉昱初，程證渭．《人體工程學與室內設計》．中國電力出版社

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一、概述人體工程學

人體工程學是一門關于技術和人的協調關系的科學，也是一門多學科的交叉學科。它首先是一種理念，把使用產品的人作為產品設計的出發點，要求產品的外形、色彩、性能等，都要圍繞人的生理、心理特點來設計；然后是整理形成的設計技術，包括設計準則、標準、計算機輔助設計軟件等；這些設計技術再和特定領域的其他設計技術及制造技術相結合，就形成符合人體工學的產品，這些產品讓使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人體工程學研究的核心問題是不同的作業中人、機器及環境三者間的協調，研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域，研究的目的則是通過各學科知識的應用，來指導工作器具、工作方式和工作環境的設計和改造，使得作業在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

二、概述室內設計

室內設計是指為滿足一定的建造目的（包括人們對它的使用功能的要求、對它的視覺感受的要求）而進行的準備工作，對現有的建筑物內部空間進行深加工的增值準備工作。目的是為了讓具體的物質材料在技術、經濟等方面，在可行性的有限條件下形成能夠成為合格產品的準備工作。需要工程技術上的知識，也需要藝術上的理論和技能。室內設計是從建筑設計中的裝飾部分演變出來的。他是對建筑物內部環境的再創造。室內設計可以分為公共建筑空間和居家兩大類別。當我們提到室內設計時，會提到的還有動線、空間、色彩、照明、功能等等相關的重要術語。室內設計泛指能夠實際在室內建立的任何相關物件：包括:墻、窗戶、窗簾、門、表面處理、材質、燈光、空調、水電、環境控制系統、視聽設備、家具與裝飾品的規劃。

三、人體工程學為室內設計奠定了基礎

人體工程學聯系到室內設計，其含義為：以人為主體，運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法，研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系，以適合人的身心活動要求，取得最佳的使用效能，其目標應是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關學科以及人體工程學中人、室內環境和設施的相互關系。由于人體工程學是一門新興的學科，人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度，有待于進一步認真開發，目前已有開展的應用方面如下：（1）為人際交往空間的確立奠定了基礎。根據人體工程學中的有關計測數據，從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等，以確定空間范圍。（2）為家具、設施的形體、尺度及其使用范圍奠定了基礎。家具設施為人所使用，因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據；同時，人們為了使用這些家具和設施，其周圍必須留有活動和使用的最小余地，這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內空間越小，停留時間越長，對這方面內容測試的要求也越高，例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。（3）為室內設計的視覺環境奠定了基礎。人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素，人體工程學通過計測得到的數據，對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區域等提供了科學的依據。

四、人體工程學為室內設計要素提供了依據

（1）合理的空間布局。根據人體工程學提供的數據一句，空間的合理分布給人們以美的感受是設計基本的任務。（2）合理的運用色彩。室內色彩除對視覺環境產生影響外，還直接影響人們的情緒、心理。科學的用色有利于工作，有助于健康。（3）合理的采光。人類喜愛大自然的美景，常常把陽光直接引入室內，以消除室內的黑暗感和封閉感，特別是頂光和柔和的散射光，使室內空間更為親切自然。光影的變換，使室內更加豐富多彩，給人以多種感受。（4）合理的裝飾。室內設計根據結構和人的心理需求，結合功能需要加以裝飾，可共同構成完美的室內環境。充分利用不同裝飾材料的質地特征，可以獲得千變完化和不同風格的室內藝術效果，同時還能體現地區的歷史文化特征。（5）合理的陳設。室內家具、地毯、窗簾等，均為生活必需品，在符合審美的條件下，結合人體工程學的要求，更能體現其特點和個性。（6）合理的綠化。室內設計中綠化以成為改善室內環境的重要手段。室內移花栽木，利用綠化和小品以溝通室內外環境、擴大室內空間感及美化空間均起著積極作用。

參考文獻：

[1]劉峰，朱寧嘉．人體工程學設計與應用[M]．遼寧美術出版社，2007

[2]劉昱初，程證渭．人體工程學與室內設計[M]．中國電力出版社

[3]張月．人體工程學[M]．中國建筑工業出版社

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【分類號】：S220.2

2 設計原理及結構

2.1設計原理

駕駛員發生的大量運動都是由駕駛員不同的身體部位承擔的，根據雷皮佛（P.R.Rebiffe）提出的坐墊體壓分布圖，即在坐骨處壓力最大，像四周逐漸減少，自大腿部位時壓力降至最低值，來分布選擇彈簧，采用除中徑不同其他都相同的壓簧，使其即使承受不同的壓力也能發生相等的形變，達到均勻承載，剛度相等的目的，駕駛員發生的大量運動都是由駕駛員不同的身體部位承擔的，不同的坐姿、不同的轉向以及轉向幅度的不同都將給大腿不同的壓力，為了使駕駛員在向前看與想后看，不同的轉向對大腿所施加的壓力相等，將底板分為三部分，即將座椅底板前后兩部分，前部分為分裂設計又分為兩部分，用扭簧把分裂部分與后底板連接起來，在駕駛員轉向時，通過扭簧的形變，來卸去腿部對壓簧施加的一部分力來緩解壓力。

圖1 體壓分布圖

2.2結構設計

駕駛座椅設計的主要參數有：座墊深度、座墊寬度、座墊高度、座墊角度、座墊與靠背的夾角、靠背寬度、靠背高度。設計原則的依據是：座墊、靠背的造形和曲線應與人體放松狀態下的背部曲線和臀部曲線相吻合，能支撐到腰椎部位，不會因血液循環不良而引起肢體麻木，長時間乘坐不易感到疲勞；骨架及各機構應能滿足強度（安全）要求和使用要求，通過對座椅的前后上下、靠背的傾斜角度，使大部分人處于舒適狀態。尺寸的的確定是根據國家標準GB10000一88《中國成年人人體尺寸》按照人機工程學的要求提供了我國成年人人體尺寸的基礎數據。人體的主要尺寸包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長等6項

椅面寬度：通常以女性臀寬尺寸的第95百分位數進行設計，以滿足最寬人體的需要。椅面寬度一般可取400～500cm。椅面深度：不宜過深，應以坐姿的第5百分位數進行設計[12]，通常可取350～450cm。

座椅面傾角：由于駕駛員工作時身體需向前傾，所以傾角不宜過大，可取4°～6°

最終確定底板尺寸：總長：460mm，總寬：415，裂開部分長：180mm裂開部分中間隔斷寬：60mm

2.3彈簧的選擇與計算

壓簧采用的為油淬火回火碳素彈簧鋼絲B類

查表得：彈性模量E=196×10 3MPa

切變模量G=78.8×10 3MPa

表1 彈簧參數

（單位：mm）

根據雷皮佛（P.R.Rebiffe）提出的坐墊體壓分布圖原理：坐骨處壓力與周圍壓力相比，雖然逐級減少，但接近于2：1，由壓簧1選擇壓簧2，壓簧2與壓簧1有相同的材質、相同的工作圈數、相同的材料直徑

f1=8F1D1 3n1/Gd14

f2=8F2D23n2/Gd24

n1=n2

d1=d2

F1：F2=2：1

要使f1=f2

則D13：D23= （f1G d14/8 F1n1）： （f2G d24/8 F2n2）

=（1/F1）：（1/F2）

=1：2

D1=25

D2=31

圓柱彈簧穩定性計算

壓簧受載后容易發現失穩現象如圖5所示

圖5 彈簧失穩

為了避免失穩現象出現，通常建議彈簧的長徑比b=Ho/D

b=Ho/D=100/25=4

彈簧兩端均為回轉端時，b≤2.6

彈簧兩端均為固定端時，b≥5.3

彈簧一端固定一端回轉時，b≤3.7

如果b大于上述數值時，必須進行穩定性計算，并限制彈簧載荷F小于失穩時的臨界載荷Fcr，一般F=Fcr/（2～2.5），臨界載荷可按下列公式計算

CB為不穩定值，由下圖查取

CB=0.21

C=D/d

k=F/f =Fd4/8D?n=Gd/8C?n

=7.88×103×5/8×53×10

=40

=0.21×40×100

=840N

通過計算：可以看出，彈簧確實有很好的減震作用，本論文所選擇的彈簧，能夠滿足人機工程學以及彈簧的彈性，不會出現失穩的現象。

結論

本論文對座椅的設計，主要考慮座椅的安全和舒適，充分以人機工程原理為基礎來確定人機尺寸和結構，創新點是座椅底座前半部分為分裂式設計，增加了臀部和大腿的自由度，并且座椅采用可調節等效彈簧剛度和等效阻尼系數的駕駛座位懸架系統，使駕駛員均勻受載并且能夠有較為穩定的駕駛環境。

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一 環境藝術的構成

環境藝術并不簡單等同于環境加藝術品，或者環境加裝飾。它是綜合運用各種藝術和技術手段，使人們生活所處時空環境不僅滿足物質條件和心理需要，而且具有一定藝術氣氛乃至藝術意境的整體藝術。當代許多著名藝術家，建筑師，城市規劃師從不同角度進一步闡述了環境藝術的本質和創作規律。英國杰出的建筑師和城市規劃專家F·吉伯德在《市鎮設計》一書中稱環境藝術為“整體的藝術”，認為環境諸多要素和諧地組合在一起時，會產生比這些要素簡單之更多的東西。論文大全。

由此可見，環境藝術的構成因素之復雜多樣，表現形態之豐富多彩，使任何一種傳統藝術門類所難以企及的。

環境藝術設計的基礎知識包括：建筑制圖、繪畫、立體構成、色彩構成、人體工程學、結構物理等。相關應用學科包括：建筑學、城市規化、植物學、結構工程學、電氣工程學、材料學、光學、聲學、氣候學、地質學、生態科學等。相關設計理論包括：哲學、美學、社會學、經濟學、藝術、民族文化、社會法規、心理學等。

環境藝術設計應用范圍可以歸納為室內空間和室外空間兩大類型。室內空間包括家具設計、酒店設計、辦公空間設計、展示設計、娛樂空間設計等。室外空間設計包括城市環境設計、廣場設計、街道設計、園林設計、景觀設計、建筑立面、建筑照明等。

現如今特別是高新技術的出現是環境藝術有了更廣闊的表現空間以及更加明確的特征和主題，更高的物質和精神品質。

二 現代環境藝術設計發展

（一）國外現代設計

1.賴特（Frank Lioyd Wright）膽識非凡的設計了山林別墅（即“流水別墅”）。是20世紀的建筑藝術精神，沒有一座建筑能以完全相同的方式與之比擬。論文大全。如果沒有好的工程技巧，方法和材料，景色壯麗的自然環境就不可能建成這座建筑。

建筑與自然環境的整體設計巧妙的融合在一起，以及建筑大師賴特對空間、材料和結構的意識。賴特曾說過，流水別墅是他設計的第一座“流線型的”建筑，并斷言，如果沒有就地形進行有趣的遐想，就會使用完全不適合這座建筑的流行的建筑語言。

阿拉伯世界研究中心，坐落在巴黎中心地帶的一塊重要的基地上，是一項特色非常明顯的城市項目。本建筑通過藝術、科學和現代技術方面的信息交流，增進對阿拉伯世界文化的了解。就裝飾而言，面向南側巨大建筑外墻漆外觀具有更為明顯的伊斯蘭風格稱為“威尼斯式百葉窗”安裝于透空金屬邊框和尺寸多樣的金屬磨片組成，是一種具有驚人獨創性的（光電控制的）視覺裝置。

（二）國內現代設計

1.國內近幾年環境藝術設計有很大的發展。如廣州市南部番禺地區的長隆酒店，是在野生動物園建造的五星級酒店，本酒店要有一般酒店的功能又要和園區產生互動關系，風格上吻合功能上互補。酒店含概了環境與建筑，人與環境，動物與人，科技與自然的整體設計。論文大全。

這個庭院是供白老虎居住和活動的。人造瀑布、樹木、巖石、氣氛幽靜，創造了很獨特的野生環境。自然綠化，造成內外相連的室內環境。火烈鳥園這庭院的設計強調熱帶氣氛，具有很高觀賞價值。集美組的設計是確定了設計的出發點市場因素，環境因素和審美因素三個方面。

2.深圳何香凝美術館設計極具匠心，館內結構設計和外部景觀整體化。環境藝術在未來的發展中更加重視自然環境，人們普遍希望交流和對話，已經不僅僅限于物質的豐富，追求深層心理的滿足，感情的交流和陶冶。在建筑方面增加了建筑與人的對話，人與環境的對話。

三 古典園林環境藝術設計

中國古典園林藝術表現出獨特的“詩情畫意”“發思古之幽情”，強調天、地、人三者和諧統一的藝術表現手法。借詩意的聯想，將環境空間的人文精神凸現出來。

以蘇州園林為代表的中國園林和西方園林有一個很大的區別，西方園林是規整對稱

式。中國園林更多是參差自然式。蘇州園林之所以甲江南，甲天下。首先就由于它們以大自然的山水風景為范本擷取其美的精華，融進了人的情感。濃縮于小小的園林天地之內，使人們能從參差自然和其他美學特征中見出無限來。和參差自然一樣，曲徑通幽也是蘇州園林的一個美學原則。在蘇州園林里，可謂無徑不曲無處不幽。另一特點，藏露互補。藏與露是中國傳統美學的一對范疇。講究藏與露的辯證和結合。

園林里的建筑，不但數量多，而且形式多。即使是同一類建筑物，也有種種不同。其形式，結構，地理環境的不同。建筑物的存在，離不開周圍環境，環境與建筑要相統一的原則。蘇州園林不但以建筑、山水、花樹等精巧配置的藝術處理得稱贊，而且還在精神性領域中洋溢著詩情畫意，滲透著人文氣息。匾額、對聯的書法，門樓的雕刻，室內家具的工藝美術，微型園林的盆景，寢室的音樂，戲廳的戲曲。

作為綜合藝術的蘇州園林它那豐富的文化意蘊和人文氣息，離不開各種藝術門類的交融和烘托。

四 結論

環境藝術設計具有聯系多專業的紐帶作用，它雖然不可能取代各門類的專業設計（如建筑、園林、雕塑、壁畫等）。但其全方位的理論與實踐能力將改善生活環境質量，使人與環境彼此建立和諧均衡的整體關系。

所以我們在學習時，在基礎設計訓練階段，以命題方式在特定的相對寬松的設計條件下運用設計原理，概念進行環境空間創意設計，對環境空間的功能、形式、材料、技術手段、構造方法、照明方式、色彩、肌理等方面進行建構性探索、分析、尋找設計規律。一方面從設計操作層面，對抽象的設計原理，概念進行空間演繹。借此加深對設計理論的認識、理解、提高審美能力與思辯能力。另一方面從理論的角度對歷史現代的設計方法，空間形態進行剖析，探究據具原創性的設計形態、觀念。教育如不激發首創精神，那么必然是錯誤的教育。

重技能訓練，輕理論探求，一但面對解決復雜問題的設計實踐更顯得力不從心理論素養的不足，也只能依賴“隨類賦形”這種辦法，將“裝飾”僭越于設計學問之上，只剩下干癟的“形”而無實質性的文化內涵，意蘊。就無法在真正意義上體現出設計的整體化。因此，在加強理論知識學習的同時，將技能訓練與理論探求緊密地結合，提高人文素養使之成為全面的設計人才。

參考文獻

[1] [英]丹尼斯·夏普著.《20世紀世界建筑》.胡正凡 ，林玉蓮譯. 中國建筑工業出版社出版. 2003

[2] 馬克辛，吳成槐主編.《環境藝術設計手冊》.遼寧美術出版社. 1999

[3] 林紅著.《環境藝術工學》. 貴州科技出版社. 2001

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［中圖分類號］J50 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-6432（2011）36-0042-02

1 引 言

北京2008年奧運會火炬“祥云”,是全球化時代由中國企業主導的,跨文化背景、多專業協同設計的一個成功范例。這種成功的設計范例,對于如何從綿延千年的華夏文化中汲取創新靈感,從中國制造走向中國創造也具有重要的借鑒意義。本論文從形式美、工藝美、材料美三個方面對北京奧運會的祥云火炬進行了美學分析。

2 祥云火炬的美學分析

2.1 祥云火炬的形式美

形式美基本原理和法則是對自然美加以分析、組織、利用并形態化了的反映。從本質上講就是變化與統一的協調。它是一切視覺藝術都應遵循的美學法則,貫穿于眾多藝術形式之中。祥云火炬整體造型線條流暢,以銀紅兩色為主色,上部以銀色為主,下部以紅色為主,形體優美修長而略顯彎曲。其設計主要通過以下四個方面傳達其基本理念：云紋、漆紅、人本、科技。云紋是華夏文化的符號特征；漆紅是千年的中國印象；人本是細致的人文關懷；科技是藝術與技術的完美結合。

祥云的文化概念在中國具有上千年的時間跨度,其所代表的“淵源共生,和諧共融”的意象是具有代表性的中國文化符號。它是輕盈飄逸、神秘,又能夠穿透人心弦的線狀形象,是一種不同于西方體量感的藝術元素,富含東方韻味。富有中國文化特色的漆紅色的、預示著“祥云升騰”的云紋銘文被雕刻在火炬上半部分銀色的鋁合金表面上。這些云紋不僅作為千年華夏文明被抽象出來的符號,使整個火炬凝練了厚重的中國文化特色,而且給整個奧運火炬注入了幾分輕盈和靈性。

火炬上下按比例均勻分割,祥云圖案和立體浮雕式的工藝設計使整個火炬高雅華麗、內涵厚重。它采用了類似紙卷和畫軸這一極其富有中國特色的別致造型,將中國古代四大發明之一的紙融入到奧運火炬設計中。靈動別致的紙卷造型的奧運火炬背后蘊涵著千年華夏文化的內涵和對奧林匹克精神的詮釋,它既是中國的,也是世界的,巧妙地表達了借奧運火炬向世界傳遞中國文明的美好心愿,也完美地契合了追求和平、文明、進步的奧林匹克精神,突出了設計的人文主義關懷,傳達了一種真實而感人的意愿。

2.2 火炬的工藝美

祥云火炬長72厘米,重985克,燃燒時間長達15分鐘,在燃燒穩定性與外界環境適應性方面達到了新的技術高度,能在每小時65公里的強風和每小時50毫米雨量的情況下保持燃燒,真可謂是工藝先進、設計巧奪天工,是我國高科技的濃縮。其工藝美主要體現在兩個方面,即加工過程中的精確度、安全性和符合人體工程學。

火炬分為上下兩部分外殼、燃燒器和燃料罐幾個部分。從正面看是云形,從截面看卻是一個心形。這在工藝上是極其微妙復雜的,要求極高的精確度。火炬采用鋁合金切削加工薄壁整體內外表面成型,在切削時不允許出差錯,如果稍有偏差,缺口就無法彌補。其二是云紋加工程序。設計人員對于云紋加工程序提出了很高的要求,要求加工表面沒有雜色和污點,圖案腐蝕前的遮蔽工藝不能有問題,否則紋樣就會走樣、變形。加工好圖案后要對圖案進行酸堿處理,其后是模具蝕紋工藝。

在20世紀初,英國人泰羅設計了一套研究工人操作的方法。研究怎樣操作才能省力,高效,并訂出相應的操作制度,人稱泰羅制,這是人體工程學的始祖。現代,人體工程學在設計過程中已成為設計師自覺考慮的一個重要因素。這種方法更具科學性,更重視與舒適感相關的各種心理和生理問題。設計可以從人們日常的知覺感受、認知感受、情緒感受出發,分析各種審美需要。

祥云火炬設計中很多地方考慮到了火炬傳遞者不同的情感需求。通過火炬上的圖案、色彩、材料的不同搭配,使得他們產生心理共鳴。因為要滿足和適合人體的要求,在祥云火炬設計中充分考慮到了人的因素,首先是尺寸合適、高低合適、方便使用,設計和制作更考慮到安全、效率。例如這個奧運火炬重約985克,而這個重量對火炬手來說是比較適合的,這是因為設計師對它的重量有過深入的分析,不能太輕,拿在手里沒有分量,但也不能太重,否則火炬傳遞者容易感到疲勞。火炬內壁設有隔熱層而外面金屬表面則噴涂了高觸感橡膠漆。經過人機工程學考慮的握柄,使舉握舒適的火炬在每一設計細節中訴求著東方文化的特征――細致的人文關懷。再如祥云火炬由于燃料罐里面的燃料是液體,變成氣體需要吸收大量的熱,使自身溫度降低,很容易結冰,甚至凍傷火炬手的手。所以設計了導熱棒,把火炬上端火焰產生的熱量傳導下來,防止燃料罐過冷,這是由于火炬在燃燒時使上熱下冷而溫差懸殊。

2.3 祥云火炬的材料美

近年來隨著地球環境的逐步惡化,人們面臨越來越嚴重的環境危機,綠色設計理念逐漸深入人心。綠色設計是20世紀80年代末出現的一股國際設計潮流。在20世紀60年代末由著名的工業設計師及教育家維可多•佩帕尼克提出。其觀點是我們周圍的事物都是由設計師創造的,設計師在滿足客戶和用戶要求時不能夠僅僅停留于美化作用,更應肩挑起培養和引導人們社會倫理價值及道德的重擔。每一個有良知的設計工作者都應該在自己的設計中融入綠色設計的理念,用自己的作品向全人類宣傳綠色環保的設計理念,引導大眾理性消費,讓環保的理念深入人心。而祥云火炬的設計在這一方面無疑是一個成功的典范。

祥云火炬外采用鋁合金,通體采用高品質鋁合金自由曲面延展成型,這種材質延展性強、重量輕而且光澤度好,經濟而又不失現代感。火炬外部表面噴涂了橡膠漆,這種材料多用于日常生活用品,用于火炬尚屬首次。火炬的燃料為丙烷,這是一種價格低廉的常用燃料,其主要成分是碳和氫,燃燒后只有二氧化碳和水。以上兩種材料都是綠色環保的材料,不會造成污染。它們充分體現了維可多•佩帕尼克提出的綠色設計的理念,表明了我國政府對待奧運會認真辦事、節儉籌備的指導思想,體現了綠色奧運、科技奧運的主題。

篇7

作者簡介：馮偉（1977-），女，安徽宿州人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，副教授，中國礦業大學力學與建筑工程學院博士研究生；黃建恩（1970-），男，山東臨沂人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，副教授，中國礦業大學力學與建筑工程學院博士研究生。

（江蘇 徐州 221116）

基金項目：本文系中國礦業大學2010年課程建設與教學改革項目（項目編號：201008）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）31-0111-02

通識教育最早起源于美國，其目的在于拓寬學生視野、提高學生素質、培養全面發展的人才。“不管是人文、社會與自然科學，主要探索的本質內涵是人類精神的自由、心靈的滿足、生命的尊嚴、生活的價值、資源的善用、宇宙的和諧等。”[1]在當前快速發展的中國高等教育界，通識教育理念被借鑒并得到大力推廣。但由于各種因素影響，高校很難自主設計通識教育公共必修課，因此，通識教育公共選修課成為高校實施通識教育的重要方式。通識教育公共選修課面向全校各個專業學生開設，涉及的知識領域廣、課程多樣、內容豐富，學生可以根據自己的興趣愛好自由選擇。因此，能滿足學生廣泛的興趣需求，對拓寬知識面、開闊眼界、促進個性發展、提高綜合素質等方面具有必修課無法替代的作用。筆者四年來一直在教學第一線從事通識教育公共選修課“人居環境與通風”的教學工作，在教學實踐過程中對一些教學問題進行了較為深入的探討并積累了一定的教學經驗。

一、明確教學目標與定位

人居環境是人類工作勞動、生活居住、休息游樂和社會交往的空間場所。隨著經濟發展和人們生活水平的提高，室內大量新型建筑材料、裝潢材料、家用電器設備以及清潔劑、殺蟲劑、除臭劑等日用化學品被廣泛使用，室內空氣污染物的種類和來源日益增多。同時，采暖、空調設備的逐漸普及和建筑節能的發展使得建筑物的密閉程度提高，通風換氣量減少，室內空氣污染物濃度進一步增大，加劇了室內空氣污染程度，室內空氣污染已成為對公眾健康危害最大的五種環境因素之一。要解決室內空氣環境問題，除了減少污染物的排放和采取有效的凈化措施以外，加強環境保護教育，樹立環境保護意識也是重要舉措之一，這也正是開設“人居環境與通風”課程的目的。

高校公選課設置必須定位準確，需要將學生自身發展需求、學校人才培養目標和辦學理念三者相結合來定位。[2]由于公選課的選課學生來自全校理、工、文、管等不同學科領域，課程基礎差異較大，學習的接受能力和理解能力有一定差別，因此，學生的學習重點并不是要求掌握人居環境的構成要素、作用原理及改善措施和技術，而是使學生了解人居環境污染的產生、發展、現狀和趨勢，增強環境保護的意識。

人居環境問題涉及面非常廣，在很多產業都不同程度存在影響人居環境質量的問題。那么對于這些專業的學生來講，“人居環境與通風”課程的學習，將使他們今后在自己的工作領域內有意識地減少和避免對環境的污染，并且盡可能地采取不污染環境的工藝和方法。高校培養出來的學生走上工作崗位之后，大多會在不同行業或部門成為不同層次的決策者和管理者。另外，這些學生若干年后也會為人父母，他們自身的環境意識也會直接影響下一代的觀念。[3]因此，樹立環境保護意識，端正環境保護態度，具備解決環境問題的基本知識成為“人居環境與通風”公選課教學的核心目標，依據目標對課程進行合理的定位，為課程教學內容體系的構建奠定基礎。

二、構建教學內容體系

當前，中國礦業大學（以下簡稱“我校”）公選課“人居環境與通風”為32學時，2學分。由于人居環境的范疇非常廣泛，不可能在課內一一講到，因此，在教學內容安排上基于教學目標和定位，側重于建筑環境與建筑通風。選取“地球繞日運動規律，太陽輻射，建筑物的配置和外形與日照的關系，室外氣候要素”作為第一章的內容；選取“室內空氣污染物的種類、來源、對人體健康的影響及治理措施”作為第二章的內容；選取“建筑圍護結構的熱濕傳遞和冷熱負荷，人體對熱濕環境的反應”作為第三、四章的內容；選取“建筑光環境和建筑聲環境的基本知識”作為第五、六章的內容；選取“建筑通風系統的構成、原理和措施”等有關知識作為第七章的內容。

作為一門面向全校各專業學生，以知識普及為重點的公選課，在教學內容的難度上要適當降低，知識面上要增加寬度。根據學生特點修正教學內容，提高教學的實用性。例如，在講述第二章的內容時，并不要求學生掌握污染治理的機理、技術方法和裝置，而是要向學生介紹導致室內空氣污染的成因，要讓學生認識到不當的裝修材料、不合理的生活方式、不正確的日常處理辦法會加劇室內空氣的污染，使學生理解在實際工作和生活中可以采取哪些有效簡便的措施減少和減弱污染。再比如，講述建筑熱濕環境負荷時，不是向學生傳授負荷的計算方法和過程，而是讓學生知曉哪些因素會導致建筑負荷增大，今后在學習和工作中可以從自身考慮采取哪些辦法降低能耗，實現節能和環保。

教學過程中，以實際發生的室內空氣污染事件、建筑火災事件，如“軍團菌病”事件、幼兒白血病發病率上升、克拉瑪依劇院大火等作為題材，并輔助相關的視頻錄像資料，從直觀易懂的角度幫助學生學習理解內容，拓寬學生的視野和思路。把國內外建筑環境與通風方面的最新研究進展和相應實例引入課堂，進一步充實、更新和豐富教學內容，激發學生的學習興趣和熱情，促進教學效果的提高。

三、改進教學方式和方法

教學過程是教師與學生互動的過程，由于公選課學生的來源、知識背景不同，公選課的課時少、標準低，學生容易輕視，上課熱情不高。怎樣讓學生參與到教與學的過程中并融入其中，激發熱情，提高興趣和樂趣，是公選課授課教師在教學實踐與探索中面臨的問題。筆者經過四年的公選課教學實踐，深刻體會到在公選課教學活動中多種教學方式的結合是非常重要和必要的。

當前，多媒體技術已廣泛應用于高校的教學活動中，多媒體技術具有傳統黑板授課所不具有的一些優勢。但在利用幻燈片時，如果有過多的文字，會使學生感到枯燥無味，注意力不能集中，身體感到疲憊，容易失去學習興趣。因此，在使用多媒體技術時，授課教師要多投入一些時間和精力，廣泛搜羅相關素材，以大量生動形象的圖片、動畫和視頻內容充實課件，圖文并茂，提高直觀性和生動性，使學生樂于接受、了解和掌握。視頻的一次連續播放時間也要合理控制，不宜過長，以15分鐘左右為好。例如，在講述人居環境的發展歷程時，通過世界各地，不同年代、不同國家、不同地域特色的有關建筑的圖片，直觀地反應出人居環境的發展過程和現狀，相比于傳統的單純的文字介紹更具說服力和感染力。再比如，講到建筑通風內容時，以知名的英國BRE綠色環境樓為案例，將其有關的視頻資料播放給學生，并在播放過程中加以講解，使復雜抽象的原理變得生動、形象且易于理解，收到了很好的教學效果。

學問越辯越明，在教學過程中，開展中小型討論活動也是一種很好的教學方式。利用15～20分鐘的時間，就學生們普遍比較關心的、與課程內容相關的問題展開討論。例如，在講述“采暖、空調等熱濕環境調節方式”內容時，就環境的改善與因采用人工調節方法而對環境構成的臭氧層破壞、全球氣候變暖等危害的關系進行討論，分析因果和利弊，加深學生對這一問題的理解。在“人體對熱濕環境的反應”這一章，安排討論，由學生根據自己的真實感受，從性別、年齡、著裝、肌肉活動強度、周圍環境、心理等因素來了解人體的熱平衡，更好地理解這部分內容。對于課堂討論提出的一些不同的見解或分歧，要求學生課后到圖書館或者上網查閱相關文獻和報道，加深課堂討論內容的消化和理解。

四、改革考核方式

課程以課程論文結合平時成績作為考核方式。平時成績占30%～40%，具體根據學生的課堂出勤情況、課堂討論表現等方面綜合確定。對平時缺勤或遲到次數較多的學生及時了解情況并進行教導，隨時掌握學生的心理動態，避免學生厭學情緒的產生。課程論文成績占60%～70%，要求學生圍繞課程內容，從建筑熱濕環境、人體對熱濕環境的反應、建筑聲環境和光環境、建筑通風等方面選擇某一主題內容，通過文獻查閱、檢索和上網搜集資料進行分析和論述。論述要求具有一定的深度，內容要較為豐富和充實，字數要達到3000漢字以上。學生根據授課教師要求的統一的文本格式對論文進行編排，編排質量作為成績評定的一個方面。四年的教學實踐總結發現，課程論文的撰寫，激發了學生的求知欲和探索欲，拓展了學生在人居環境與通風領域的知識面，并初步掌握了論文撰寫的基本思路和方法，對提高學生的綜合分析能力、創新能力和寫作能力具有很大的幫助。

通識公選課教學相對于必修課和專業選修課教學有其自身的特殊性，通過教學活動中師生的參與和共同努力，教學目標與定位的明確、教學內容體系的更新和完善、教學方法及考核方式的改進，可以不斷使學生開闊思路，拓寬視野，提高分析問題和解決問題的能力，促進學生全面發展，使學生在今后的工作和生活中成為人居環境品質改善和提高的倡導者和踐行者。

參考文獻：

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中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02

1 人機工程學概念

人機工程學是研究人、機械及其工作環境之間相互作用的學科[1]。

是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素；研究組成人機系統的機器和人的相互關系，以提高整個系統工效的新興邊緣科學。人機工程學研究在設計人機系統時如何考慮人的特性和能力，以及人受機器、作業和環境條件的限制。人機工程學 還研究人的訓練，人機系統設計和開發，以及同人機系統有關的生物學或醫學問題。對于這些研究，在北美稱為人因工程學或人機工程學，蘇聯稱為工程心理學，歐洲，日本和其他國家稱為工效學[2]。

2 人機工程學應用范疇

人機工程概論、人體尺度與數據處理、人機界面設計、作業空間布局與工位設計、作業工具設計、計算機輔助人機工程設計及其工具、人機系統與作業環境、制造系統中的人機工程。在注重理論與應用相結合，引介最新的應用領域的基礎上，側重于結合實例探討人機工程學在產品、工具、生產作業和現代制造等領域的設計應用，力求使讀者既能獲得基本理論知識和方法，也能在設計實踐中加以應用與研究。

3 人機工程學課程的目的及任務

人機工程學的理論和方法為設計中考慮“人的因素”提供人體尺度數據；為設計中“機的功能”合理性提供科學依據；為設計中考慮“環境因素”提供設計準則；為“人-機-環境”系統設計提供整體思路；為“以人為核心”的設計思想提供可行方法。通過本課程的學習，培養學生把人-機-環境系統作為一個統一的整體來研究，以創造適合于人操作的機械設備和作業環境，使人-機-環境系統相協調，從而獲得系統的最高綜合效率，培養“以人為本”的設計價值觀。為產品設計等專業課的學習和從事設計工作奠定基礎。

4 教學方法剖析與新的嘗試

4.1 傳統的教學方法的弊端

傳統的教學方法中，學生一味地等教師灌輸，如果課前不預習，課后不復習，一知半解的現象，這就要求充分發揮學生學習的主觀能動性。對于教師來講，由于受傳統教學理論和教學方法的影響，只會圍繞“教”做文章，而忽視了學生的“學”。

4.2 多媒體教學手段的介入

現代化的多媒體教學手段，集聲音、圖像、視頻和文字等媒體為一體，具有形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點。它可以根據教學目的、要求和教學內容，創設了形象逼真的教學環境、聲像同步的教學情景、動靜結合的教學圖像、生動活潑的教學氣氛。在具體的教學實踐中，一些問題也日漸暴露出來，究其原因是有些老師對多媒體教學存在著一些誤解，僅把它簡單地理解為在傳統的教學方法和教學模式中，加入多媒體等現代教學技術手段，忽略了對相關現代教育思想理論的學習，只是穿新鞋走老路，未能根據新的教學要求去更新教學方法和精心設計多媒體教學手段輔助下的教學模式。也有些老師片面地認為，多媒體教學手段一定優于其他教學方法，而忽略了對其他教學媒體和方法的運用[3]。

4.3 教學方法新的嘗試

教師與學生是教學過程中兩個最主要的因素，現代教學論十分強調師生之間關系的和諧，以及教學過程中師生的共同參與和互動。根據“珠三角”區域學生的特點，引用新的教學理念指導教學內容及方法的設計，使其成為實現課程目標的保證。本課程重視應用性學習、探究性學習、協作學習等現代教育理念在教學中的應用。課程教學內容的設計指導思想是：教學內容符合學科要求，知識結構合理，注意學科交叉；及時把學科最新發展成果和教改教研成果引入教學；課程內容經典與現代的關系處理得當。在教學方法上，根據課程特點，將現代手段與傳統教學的優勢結合，理論教學全程采用多媒體輔助教學。利用網絡教學平臺，打破課堂限制，及時擴大新的信息。

5 考核策略的探究

5.1 傳統考核的弊端

考試是學校教學中最基本的、最重要的測驗學生學習效果、檢查與評估教師教學效果的一種方式，也是教學過程不可缺少的環節，它對人才的培養具有深遠影響[4]。考試內容只有與教學內容相結合，才能考查出教學質量，才能檢測學生的學習效果[5]。但在現行的教學中，由于部分高校過于強調學生的考試成績，絕大多數仍然依閉卷的形式考核，一定程度上阻礙了學生真實學習效果的檢測。

5.2 考核策略

針對考核方法等方面存在的許多弊端，在此基礎上，探究在不同課程的教學中，建立適應素質教育和高級人才培養要求的綜合性考核體系，并提出了一些對策和具體的實施辦法。根據“珠三角”區域學生的特點，《人機工程學》的考核方式為。

（1）以某一課題為主題開展研究

教師給出一些題目，題目來源于實踐中的真實產品或是生活中的真實現象。這些題目可以是以產品為主的人機工程方面設計，也可以是以某一產品為主進行人機工程評價論文或者針對某一生活中某一現象的人機工程評價論文。學生也可以自選題目，但需經過教師審核同意，目的是審查其題目的深度以把握其尺度。

（2）學生自述

每位學生根據所選題目進行市場調查、方案分析論證、設計出符合人機工程的產品或運用所學知識進行理論分析評價選題并提出解決方法。要求學生將所作的設計或論成PPT文件進行

講述。

（3）考核方式的改革

教師設計出評價體系的評分標準，考核分數百分制。內容包括標題的合理性、市場調查的范圍可行性、方案分析論證理論的說服力、設計出產品的人機工程的創新性等。每一項內容分A、B、C、D、E等5個等級，每一個等級都有衡量準則。學生與教師同樣參與評價。

6 學生對課程教學的滿意度調查

通過對2個年級的2個專業10個班300余人的應用，以此作為試點進行對課程教學的滿意度的問卷調查。問卷的主要內容有：這種考核方式能否激發你對課程的興趣、這種考核方式是否達到教學效果、這種考核方式是否真正學到了知識、這種考核方式能否使你主動尋找學習的方法、這種考核方式有待提高的地方、你對這種考核方式是否滿意等。每個答案僅有2個；是與否。發出問卷調查300份，收回290份。調查見圖1：

通過這種考核方式學生的成績分布見圖2（300名學生）。圖2為學生成績分布圖。

7 結語

人機工程學課程教學方法與考核手段以轉變教育思想、教育觀念為主導，以滿足社會需要為依據，努力探索符合“珠三角”中心地帶的高層次應用型人才的教學規律。通過調動學生的主觀能動性，為為學生提供研究、交流、提高的平臺，最大化的促進和分享成果。本研究的思路、方法與成果可以為工科專業的教學提供參考。

參考文獻

[1] 丁玉蘭.人機工程學[M].北京理工大學出版社，2011.

[2] 阮寶湘.工業設計人機工程[M].機械工業出版社，2005.

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1941年2月出生于江蘇常熟辛莊的寧新寶，1965年畢業于南京大學物理系無線電電子學專業。現為南京大學電子科學與工程學院教授、博士生導師，南京大學生物醫學電子工程研究所所長、《數據采集與處理》編委，兼任全國生物醫學物理研究會理事長（籌）、中國電子學會生物醫學電子學分會委員、江蘇省生物醫學工程學會生物醫學信號檢測與處理專業委員會主任委員、南京市物理學會副理事長等職、享受國務院頒發的政府特殊津貼。多次參加國內外學術會議，曾應邀訪問意大利ICTP。

在從事醫學物理與生物醫學電子學的教學和科研工作的過程中，寧新寶教授擅長以電子學、物理學和系統控制學為手段，研究生物醫學信息的檢測處理和分析，探索生命活動的機理、生物醫學信息的特征和規律，開發為防病治療等醫學應用服務的設備與系統等。多年的潛心研究，他已經取得了很多可喜的成績。

憑借著豐富的專業知識和對科學的熱愛，寧新寶教授于1981年研制出了“XDL―心電磁帶錄放儀”，并獲得江蘇省重大科技成果獎。同時，他非常注重將研究成果轉化為生產力，為提高我國臨床診斷的準確率做出了貢獻，取得了一定的經濟效益。20世紀90年代初，他研制推出的“高頻心電圖檢測儀”為高科技醫療診斷設備獲得國家專利，并被南京一家公司采納。

經江蘇省科委組織的成果鑒定會，寧教授研究的省應用基金資助項目――“高頻心電圖計算機模擬”研究得到了專家的高度評價，一致認為：“該研究領先國內，達到國際先進水平，對高頻心電圖研究是一個突破性進展，不但從方法學上開辟了新方向，而且為進一步深入的研究，進行臨床診斷及更廣泛的應用提供了理論基礎。”

科技創新永無止境。近期，寧新寶教授在高頻心電的研究方面又有新的進展，發現非線性參數有“共振”現象，由此獲得了對心臟疾病敏感的非線性參數，并用獲得的多個線性和非線性高頻參數在多維空間中擬合多維曲面診斷心臟疾病的新方法，為高頻心電圖的深入研究開辟了一個新途徑。另外，他研制出了具有知識產權的“18導同步心電監測分析儀”和“生物反饋技術”，后者包括“人體平衡功能檢測訓練系統”、“自主神經功能儀”和“肛直腸肌生物反饋儀”等三項成果。其中“人體平衡功能檢測訓練系統”2006年獲得江蘇省科技進步二等獎，2008年又獲得國家教育部科技進步推廣類二等獎。

理論創新與科研實踐結合能夠產生更大的價值。多年來，寧新寶教授在科研工作中屢次提出新理論并加以實踐，他研究了“生命活動中的非線性現象”的國際前沿基礎性課題，率先提出了心臟電活動混沌現象中關聯維參數的分布特性，率先研究心電圖信號波形的多重分形特性，率先提出研究NAR模型的短時（500個心律值）HRV信號非線性特性、模式熵、基本尺度熵等，及研究這些非線性特性與人的衰老、心臟疾病之間關聯程度等，均取得了可觀的創新成果。近年，他又研制出基于互聯網的“個人健康管理系統”，實現對心電、血壓、血糖等多功能參數的檢測分析與監護。此外，在指紋識別核心技術、超聲外科手術刀、醫學圖像處理以及低功率超聲輻射微泡試劑誘導新生血管栓塞治療腫瘤機理研究等方面，他也取得了可喜的成績。

人才培養，桃李芬芳

“學為人師、行為世范，顯大家氣度；著書立說、厚德載物，成高山仰止。”寧新寶教授對國家的貢獻不只于科研領域，更在于他在教育領域獲得的認可。作為教授、博導，寧教授要承擔本科生教學工作和研究生的培養工作，并主要承擔《生物醫學電子學》和《傳感器原理》等課程的教學工作，為祖國培養了很多高新科技人才。

至今，寧新寶教授已培養碩士生60余名，進修教師10余名，博士生22名，博士后4名。他個人先后榮獲南京大學第五屆研究生導師教書育人獎和第五屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技競賽園丁獎。他培養的學生中不乏出類拔萃者，在他的指導下，學生的論文《心率變異性HOLTER系統的研究》于2001年被評為江蘇省首屆優秀碩士學位論文；由學生設計完成的“家用心電遙測監護系統”榮獲1997年第五屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽二等獎，另一項經他指導完成的“‘多科特’心臟保健系統科技創業計劃”獲得了江蘇省金獎和全國銀獎。

寧新寶教授筆耕不綴，先后發表學術論文200多篇，2000年到2013年間，生物醫學信號非線性動力學分析研究方面發表的SCI論文50余篇；出版著作《生物醫學電子學》、《物理化學生物傳感器》、《近代電子醫療設備與技術》等六本。他為我國醫學物理與生物醫學電子學的教學發展提供了豐富的理論聯系實際的科學內容，促進了學科的不斷發展。

篇10

中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0072-01

1 緒論

人機工程駕駛艙設計中的重要性：

科技的發展促使著各行各業都逐漸向自動化、智能化方向發展。在以前需要人為完成的工作在當今時代很大部分都能夠由計算機來自動完成，而且比人工完成的速度更快、精確度更好，這就使得人機之間的關系發生了轉變。在現今人工智能技術、自動化技術已經被人們熟練的應用機的操作中，但是不管技術如何先進，人依舊是操作的主體，在整個過程中依舊起著決定性的作用。因此，為了更好的將飛機的作用發揮出來，必須要對人的體力、心理、生理等對人們產生影響的因素做到充分的考慮，使飛機駕駛艙設計適合人的要求，構成以人為中心的統一的人-機-環境系統。

2 人機工程在駕駛艙設計中的應用

人機工程學是按照人的特性來設計和優化人-機-環境系統的科學。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進行工作。

人機工程學與航空技術的結合，是人機工程學研究和應用的一個極其重要的方面。在航空技術（如飛機駕駛艙）的人機系統設計中，無論是人機分工、人機界面設計，引入人機工程學的原理和方法，并滲入到航空技術設計之中，進行分析、評價和設計，會進一步提高人機系統整體優化水平。

2.1 人機工程學發展概況

人機工程學作為一門科學，其建立和發展僅50余年。

第一次世界大戰至第二次世界大戰期間，由于軍事的需要，使用了飛機、潛艇等現代化設備，開始重視兵員的選拔和訓練，人機關系有所改善，主要是使人去適應已定型的機器裝備。

第二次世界大戰至20世紀60年代，由于新設計的武器裝備不符合人的生理心理特點，即使經過嚴格訓練的人也難以適應，并經常發生事故，從而促使人們把人機匹配的研究方向從過去的由人適應機器轉向使機器適合于人。1959年，國際人類工效學學會（IEA）正式成立，標志著人機工程學已發展成為一門成熟的學科。

20世紀70年代后，人機工程已滲透至各個行業，且在高新技術領域中予以應用。1975年，國際標準化組織（ISO）成立了人類工效學標準化技術委員會（TC 159），標志著人機工程學的應用進入了一個新階段。

人機工程學在我國起步較晚，20世紀70年代末才確立起來并獲得蓬勃發展，1989年，中國人類工效學學會（CES）成立，并于1992年被國際人類工效學學會（IEA）接納為正式成員，標志著我國的人機工程學已進入一個新的發展階段。

2.2 人機工程設計

人機工程在飛機駕駛艙設計中應用的目的是提高駕駛員操作效率、減輕駕駛員工作負荷，以確保系統的安全可靠。飛機駕駛艙設計對人機性能有兩方面的要求：1）客觀的人機工程學設計原則;2）對這些設計原則的正確履行，使之在設計中轉化為駕駛艙的布局、尺寸、形態等各項指標中合理的人機數據。

2.2.1 人機工程設計原則

人機工程設計中應遵循的原則是安全、高效、舒適，這三個要求是相輔相成的。

安全是人機界面設計的第一原則，評估人機界面的安全性主要從以下幾個方面來進行：是否對飛行員有直接的生理傷害;是否易于造成飛行員的錯誤;提供一個友好的顯示界面;飛行員要能夠迅速有效地控制各個系統。

駕駛艙人機界面的舒適程度不僅僅關乎于駕駛人員的感覺，同時能夠影響到他們的心理及生理。這對于駕駛人員能力的發揮有很大的影響，甚至間接的影響到飛行的安全問題，因此，對此我們必須加以重視。

在設計駕駛艙人機界面的過程中，設計人員通常首先考慮的都是高效原則，將設計的功能和性能作為首要問題進行考慮，而對安全以及舒適度放在了次位，或者沒有做到足夠重視。其實在整個設計的過程中，這三者之間是緊密相關、互相影響的。因此在設計時應該對三方面通盤考慮，突出重點。同時應該加大科研投入，設計出飛行員喜歡的人機界面。

2.2.2 人機工程在飛機駕駛艙設計中的應用

1）人體尺寸數據庫及人體建模。

隨著CAD、CATIA等計算機輔助繪圖軟件的飛速發展，在飛機駕駛艙設計中，越來越多的用到人體模型。人體模型的建立，需要廣泛搜集人體尺寸數據，并建立人體尺寸數據庫及相關標準。我國在2003年了飛行員專用標準《中國男性飛行員人體尺寸》GJB4856-2003。

利用飛行員的人體尺寸數據，可以在CATIA等軟件中構建人體模型，來優化駕駛艙設計，使整個人機系統中的人和機器合理匹配。

2）操縱臺、儀表板和座椅等設計。

駕駛員眼位確定后，在進行操縱臺、儀表板和座椅等設計時需考慮駕駛員視野要求、駕駛員對操縱器件的可達性要求等。

在駕駛員眼位確定的前提下，應根據駕駛員坐姿身體尺寸設計操縱臺、儀表板的位置及傾斜角度，將安全操作所需要進行觀察辨認的所有顯示器和控制器提供給駕駛員。使他們在需要觀察一個控制器或顯示器時不需要移去一個障礙物或重新調節座椅，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可視性、可達性要求。

飛機座椅屬于工作用座椅，在座椅設計時，通過以往的飛機各元件人機工程設計原理和相關試驗，按照駕駛員坐姿身體尺寸設計座高、座寬、座深、座面傾角、靠背、靠背傾角、扶手高度和坐墊，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可達性要求。

3）可達性、可視性評估驗證。

采用電子模型與實體模型相結合的方法，供飛行員體驗新飛機駕駛艙，對可視性和可達性進行評估驗證，提高設計效率和質量。

利用CATIA等軟件設計1：1的飛機駕駛艙模型，并用CATIA軟件中的人機工程模塊進行駕駛姿勢評價、視域分析和可達性仿真驗證，對駕駛艙的設計進行評估和完善，能夠有效的縮短研制的周期并降低研制成本，給飛行員建立一個舒適、安全的飛行環境。

3 未來人機工程在駕駛艙設計中應用展望

盡管目前我們已經將CITTA等軟件的人機工程設計與仿真驗證應用于設計駕駛艙的過程中，但是就現實情況而言還不能夠完全的滿足駕駛員體驗駕駛艙的要求，而且因為軟件中生成的人體模型沒有穿著衣物，這樣對衣物尺寸的設計會有很大的影響。虛擬座艙的適時出現能很好的解決這一問題。

虛擬座艙是虛擬現實技術在航空領域的重要應用。虛擬座艙有臨境性、交互性和想象力的特點，能使人進入一種封閉的虛擬環境，通過人機接口輸出3維視覺、聽覺和觸覺信息，多通道刺激人的感官，從而使人在頭腦中形成身臨現實環境的感覺;同時，又能接受人的手指動作、話音、頭眼指向等多通道控制信息，實現人機交互。