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【關(guān)鍵詞】人體工程學(xué);室內(nèi)設(shè)計(jì);教學(xué);設(shè)計(jì)應(yīng)用
一、課程概況
人體工程學(xué)的起源追溯到近代工業(yè)革命發(fā)展時(shí)期,成為一門獨(dú)立的學(xué)科時(shí)間不長。人體工程學(xué)的內(nèi)容涉及范圍廣泛,由多種學(xué)科交叉技術(shù)性強(qiáng)。2000年8月,IEA修訂了其定義“人體工程學(xué)是研究系統(tǒng)中人與其他要素的相互關(guān)系的科學(xué),是關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)人與整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的理論、數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)方法的科學(xué)。”
現(xiàn)當(dāng)代生活中的科學(xué)和技術(shù)不斷發(fā)展,更加促使了人們對(duì)各方面舒適度和安全性的要求越來越高。所以,室內(nèi)設(shè)計(jì)需要依據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)和功能,運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段,設(shè)計(jì)出相對(duì)優(yōu)化的“人、機(jī)(家具陳設(shè))、環(huán)境”這一整體系統(tǒng)。
人體工程學(xué)課程教學(xué)既室內(nèi)設(shè)計(jì)起到重要作用,也成為未來學(xué)科發(fā)展的重要科學(xué)內(nèi)容。更會(huì)直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐室內(nèi)設(shè)計(jì)其他專業(yè)技能課程。
二、課程的主要特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀分析
人體工程學(xué)在教學(xué)大綱中通常被定位為專業(yè)理論課程,因此最終的考核形式一般以理論試卷考試來評(píng)定學(xué)生成績。這就造成了學(xué)生的學(xué)習(xí)目的性有所跑偏,學(xué)生會(huì)為了不掛科而死記硬背課程中的概念,原理和各種設(shè)計(jì)方法。而教師在平時(shí)的教學(xué)安排中,同樣將課程的重難點(diǎn)依托考試內(nèi)容分析講解。這就造成一種惡性循環(huán)的教學(xué)模式,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所掌握的理論知識(shí)缺乏實(shí)際運(yùn)用能力。在大學(xué)教育中成績不是評(píng)定學(xué)生優(yōu)秀與否的唯一標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該更加注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和自我創(chuàng)新的能力。
(一)“人體工程學(xué)”課程大綱和內(nèi)容體系不統(tǒng)一
人體工程學(xué)在藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè)中屬于專業(yè)必修課程,由于藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)包含了視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等多類專業(yè),就要求各專業(yè)側(cè)重的分支學(xué)科不同。因此在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)中,人體工程學(xué)課程的教授范圍也有相對(duì)的差異性和不同的側(cè)重點(diǎn)。作為專業(yè)課,課程大綱側(cè)重點(diǎn)不同和課程內(nèi)容缺乏針對(duì)性,都使得該門課程當(dāng)前的教學(xué)體系較為混亂。
(二)藝術(shù)生的普遍特征
學(xué)設(shè)計(jì)的藝術(shù)生,中學(xué)就開始畫畫,高考又經(jīng)過專業(yè)的繪畫考試,感性思維強(qiáng)于理性,對(duì)視覺類圖像影像等敏感度高于枯燥的文字理論,通常理論基礎(chǔ)差,卻動(dòng)手能力強(qiáng)。根據(jù)教學(xué)大綱安排,人體工程學(xué)作為一門理論基礎(chǔ)課,一般在大二上學(xué)期開設(shè),此時(shí)學(xué)生還沒有對(duì)專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)技能課有過多接觸,因此對(duì)學(xué)習(xí)人體工程學(xué)的目標(biāo)不明確,容易對(duì)課程內(nèi)容中的眾多尺寸數(shù)據(jù)等科學(xué)技術(shù)性問題產(chǎn)生抵觸心理,缺乏學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。
(三)缺乏科學(xué)合理的創(chuàng)新教育
高校教學(xué)模式的改革是近幾年教育改革的重點(diǎn),在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中教課形式相對(duì)單一,教師過多的灌輸式教育,閉卷考試的考核方式,壓制了學(xué)生的天賦和創(chuàng)造性。純理論式的課程設(shè)計(jì)形式枯燥單調(diào),教師根據(jù)考試內(nèi)容畫重點(diǎn),考前死記硬背,使得這些理論基礎(chǔ)內(nèi)容在考試后迅速被遺忘,對(duì)于平行課程和后續(xù)專業(yè)技能設(shè)計(jì)課程不能提供良好的奠基作用,學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中更是缺乏靈活運(yùn)用的能力。這種純理論式教學(xué)模式顯然不能滿足社會(huì)對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的要求,即使有高校已踐行了社會(huì)實(shí)踐環(huán)節(jié),但還沒有取得很好的收效和普及。
三、課程教學(xué)改革的主要思路
(一)課程教學(xué)內(nèi)容的整合
學(xué)大綱,明確教學(xué)的目的性是應(yīng)用而非應(yīng)試。加強(qiáng)專業(yè)需要的理論基礎(chǔ)針對(duì)性學(xué)習(xí),明確區(qū)分與其他設(shè)計(jì)專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)不同。不同的設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)選用適合的人體工程學(xué)教材。教師應(yīng)選擇課程側(cè)重點(diǎn)明確,重點(diǎn)難點(diǎn)突出的實(shí)用性教材。室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)常應(yīng)用到的工程學(xué) 相關(guān)原理,如人體測(cè)量數(shù)據(jù)的選擇和應(yīng)用、人的感知運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)、物理的聲光熱學(xué)、人的心理行為習(xí)慣等,是研究人與環(huán)境的科學(xué)依據(jù)。課程內(nèi)容應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)人與環(huán)境的關(guān)系引導(dǎo),才能更好的為人體工程學(xué)在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
(二)針對(duì)藝術(shù)生特點(diǎn)調(diào)整教學(xué)方法
1.互動(dòng)式教學(xué)
人體工程學(xué)的學(xué)科確立和研究起步晚,還有很多需要填補(bǔ)的空缺。因此在教學(xué)方法上,應(yīng)注重從學(xué)生自身出發(fā),通過教學(xué)中與學(xué)生的交流溝通,使其主動(dòng)的發(fā)現(xiàn)問題,通過探討研究,總結(jié)出新的數(shù)據(jù)和說明。通過不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題從而提升其創(chuàng)造性。
2.實(shí)驗(yàn)式教學(xué)法
人體工程學(xué)中,人體本身的結(jié)構(gòu)尺寸、功能尺寸、視覺知覺感覺等相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)論,可以用課堂小實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生模擬體驗(yàn),比單純的用圖片示意學(xué)生更有影響力。
實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)能讓學(xué)生親自通過研究和發(fā)現(xiàn),很大程度可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)意,從而提升對(duì)學(xué)科的感性認(rèn)識(shí)和理性分析,效果直觀。
通過帶學(xué)生參觀各種功能類型的樣板間,讓學(xué)生有目的學(xué)習(xí),如何使空間達(dá)到一個(gè)符合人生理及心理需要的舒適安全健康的空間。通過體驗(yàn)家具尺寸、人體尺寸、各種心理行為習(xí)慣等對(duì)空間的平面布局、家具選擇、色彩和材質(zhì)的選用的實(shí)際影響。
3.多媒體教學(xué)
藝術(shù)類學(xué)生的感性認(rèn)知力較強(qiáng),圖形化思維大于文字思維,因此傳統(tǒng)講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合,是提高教學(xué)效率的有效方法。直觀的圖片、動(dòng)畫、視頻生動(dòng)形象,可以緩解枯燥的文字理論,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使課堂完成一個(gè)從讀圖,講授,問答,提高學(xué)生認(rèn)知的過程。
4.引導(dǎo)和啟發(fā)式教學(xué)
引導(dǎo)學(xué)生站在設(shè)計(jì)師的角度,去全面的考慮設(shè)計(jì)的要求和需要,如何做到“以人為本”,可以通過一些正面或反面案例,讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)章節(jié)知識(shí)進(jìn)行案例分析。引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,根據(jù)一個(gè)案例或一個(gè)原理,總結(jié)歸納出知識(shí)的延伸內(nèi)容。案例可以從學(xué)生熟悉的身邊校園生活或家庭娛樂生活中,學(xué)生用PPT圖文并茂的形式,總結(jié)對(duì)家具或空間環(huán)境的感受,找出不符合人體工程學(xué)的問題,依據(jù)所學(xué)原理及相關(guān)知識(shí),分析并提出一套解決問題的方法,并當(dāng)堂匯報(bào)給老師和其他同學(xué)聽,相互學(xué)習(xí)和促進(jìn)。學(xué)習(xí)的過程是培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與方法的過程。
5.設(shè)計(jì)實(shí)踐在教學(xué)中的應(yīng)用(列舉實(shí)際教學(xué)實(shí)踐校企合作案例)
就課堂可言,可言通過實(shí)際測(cè)量的方式,例如在家具尺寸這一章節(jié)中,調(diào)動(dòng)其主動(dòng)性,讓學(xué)生親自對(duì)宿舍的床柜等進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,總結(jié)其設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),提出自己的理解和改良方案。將理論知識(shí)應(yīng)用化,將實(shí)踐應(yīng)用系統(tǒng)理論化,相互作用,既提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又將概念具體和生動(dòng)化,幫助學(xué)生理解和加深對(duì)知識(shí)的記憶。測(cè)量范圍也可以擴(kuò)大,帶學(xué)生走出校園,親自測(cè)量室外環(huán)境中的設(shè)施尺寸。到當(dāng)?shù)氐难b潢材料市場(chǎng)實(shí)地考查,通過和銷售人員的交流,進(jìn)一步了解實(shí)際室內(nèi)空間及家具尺寸。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)家具和空間尺寸數(shù)據(jù)的敏感度和進(jìn)一步的認(rèn)知。
就設(shè)計(jì)應(yīng)用而言,高校實(shí)際教學(xué)實(shí)踐可以通過搭建校企合作的形式和科教一體化的辦學(xué)平臺(tái)。可以與當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)公司達(dá)成協(xié)議,讓學(xué)生定期去考察學(xué)習(xí),或假期以助理設(shè)計(jì)師的身份參與實(shí)際的設(shè)計(jì)工程,公司不僅低成本培養(yǎng)了新銳設(shè)計(jì)師,學(xué)生也得到了鍛煉和專業(yè)技能的提高。就我校而言,曾聯(lián)合家具工廠體驗(yàn)店的合作,開展過“家具設(shè)計(jì)與鏈條式創(chuàng)新”的人體工程學(xué)研究,從科學(xué)理論和功能體驗(yàn)的角度研究家具創(chuàng)造的技術(shù)應(yīng)用問題。通過學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì),幫助企業(yè)更新家具設(shè)計(jì)的品質(zhì)和功能,真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)與學(xué)生的共同獲益的效果。
四、結(jié)語
以人為主體的現(xiàn)當(dāng)代室內(nèi)設(shè)計(jì)需要有科學(xué)依據(jù)的支撐,除了要有美觀的設(shè)計(jì)形式,更重要是人體工程學(xué)才能解決的,空間安全舒適合理性。人體工程學(xué)的教學(xué)研究還處于探索階段,教學(xué)的探究還需要不斷改革和創(chuàng)新,打破原有的純理論式教學(xué),緊密圍繞專業(yè)特色,將課堂與設(shè)計(jì)應(yīng)用結(jié)合起來,才能培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)當(dāng)代社會(huì)的技術(shù)型實(shí)用人才。
參考文獻(xiàn):
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1產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一方面是技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一,另一方面是功能與形式的統(tǒng)一。其一,產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)是產(chǎn)品形態(tài)是審美的創(chuàng)造,結(jié)合了設(shè)計(jì)師的藝術(shù)趣味與審美理解。它與產(chǎn)品的價(jià)值相關(guān)聯(lián),代表了產(chǎn)品的“氣質(zhì)”。設(shè)計(jì)師運(yùn)用點(diǎn)、線、面等不同的形態(tài)元素表達(dá)了不同的設(shè)計(jì)理念,懷舊或前衛(wèi)、正統(tǒng)或反叛、簡潔或繁瑣、直接或含蓄、理性或感性。這些呈現(xiàn)出現(xiàn)的形象特點(diǎn)形成產(chǎn)品的“風(fēng)格”[2]。但我們也應(yīng)該很明確的認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品不同于藝術(shù)品,產(chǎn)品設(shè)計(jì)不能是簡單的設(shè)計(jì)師自身的直覺經(jīng)驗(yàn),而是系統(tǒng)地將多重功能和多重限制聯(lián)系起來,其中有人的因素、經(jīng)濟(jì)的因素、工程的因素等等,設(shè)計(jì)師需要系統(tǒng)地將設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、工藝、生產(chǎn)結(jié)合成整體,才能讓創(chuàng)意更好地融入到產(chǎn)品之中。其二,功能是指產(chǎn)品所具有的效用,并被接受的能力,產(chǎn)品本身所具有的特定的功能能夠體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值,因此才會(huì)被生產(chǎn)和銷售。從另一個(gè)角度來講,產(chǎn)品其實(shí)是功能的載體,產(chǎn)品設(shè)計(jì)的根本目的是實(shí)現(xiàn)某種特定的功能,產(chǎn)品的試題結(jié)構(gòu)就是功能的載體。產(chǎn)品形態(tài)首先是為了表達(dá)產(chǎn)品的功能和性能特征,顯示出在技術(shù)上的合理性,使人們對(duì)其功能有形象的認(rèn)知。優(yōu)秀的產(chǎn)品形式能夠?qū)a(chǎn)品的用途、用法、效果及公共價(jià)值準(zhǔn)確無誤地告訴消費(fèi)者[2]。在生活中,產(chǎn)品的功能超越了純粹的基本能力,呈現(xiàn)多元化趨勢(shì),如產(chǎn)品在基本使用功能外,還有能帶來審美、娛樂等精神功能的作用。所以,好的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是使用功能與精神功能相融合的外在表現(xiàn),是形式和功能共存的產(chǎn)物。
2產(chǎn)品造型中人機(jī)工程學(xué)的作用
從以上產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的特點(diǎn)中我們不難看出,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)最終是要獲得一種使生產(chǎn)者和消費(fèi)者都滿意的整體,體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)價(jià)值觀。這個(gè)設(shè)計(jì)價(jià)值觀直接推動(dòng)了人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)是20世紀(jì)80年代左右開始在國內(nèi)發(fā)展的一門新興交叉學(xué)科,隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,其發(fā)展更是超出人們的預(yù)期。該學(xué)科的顯著特點(diǎn)是研究人、機(jī)、環(huán)境三要素自身特性的基礎(chǔ)上,不僅僅注重對(duì)單一要素的優(yōu)化,而是將“人”、“機(jī)”、“環(huán)境”三要素納入“人-機(jī)-環(huán)境”綜合體中進(jìn)行系統(tǒng)的研究,旨在充分利用這三要素之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性探尋系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。人機(jī)工程學(xué)的研究對(duì)象主要是:在工業(yè)設(shè)計(jì)中與人體有關(guān)的問題[3]。例如,人體形態(tài)特征參數(shù)、人的感知特性、人的反映特性以及人在勞動(dòng)中的心理活動(dòng)等?;谠搶W(xué)科的特點(diǎn),其理論和方法可為設(shè)計(jì)中考慮“人的因素”提供人體尺度數(shù)據(jù);可為設(shè)計(jì)中“機(jī)的功能”合理性提供科學(xué)依據(jù);可為設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;可為“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供整體思路;可為貫徹“以人為本”的設(shè)計(jì)思想提供可行方法。因而工業(yè)與工程設(shè)計(jì)成為人機(jī)工程學(xué)主要應(yīng)用領(lǐng)域。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中,該學(xué)科理論與方法貫穿與設(shè)計(jì)的全過程,逐步將設(shè)計(jì)水平提升到人們所最求的高度。
3產(chǎn)品造型中人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用的要點(diǎn)
在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中考慮人機(jī)工程學(xué)也就是考慮人與產(chǎn)品的交互方式、交互界面的設(shè)計(jì),運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的基本原理分析產(chǎn)品中人的因素,從基本的生理要素、心理要素著手,并將人的因素的研究融入到產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的全過程中。
3.1生理要素應(yīng)用
人體尺寸是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本資料,通過人體測(cè)量可獲得人體的靜態(tài)尺寸和動(dòng)態(tài)尺寸。人體的靜態(tài)尺寸是結(jié)構(gòu)尺寸,而人體的動(dòng)態(tài)尺寸是功能尺寸,它包括操作者在工作姿態(tài)或某種操作狀態(tài)下的測(cè)量尺寸。動(dòng)態(tài)人體尺寸測(cè)量的重點(diǎn)是人在執(zhí)行某種動(dòng)作時(shí)的身體特征。動(dòng)態(tài)人體尺寸測(cè)量的特點(diǎn)是在任何一種人體活動(dòng)中,身體各部分協(xié)調(diào)而連貫的完成動(dòng)作指令[3]。但是對(duì)于大小不一的人體尺寸,其指令也有差異,設(shè)計(jì)不可能全部實(shí)現(xiàn)。根據(jù)尺寸的性質(zhì),在同一個(gè)產(chǎn)品的各個(gè)部分,為了適應(yīng)不同的人體尺寸,滿足大部分的人體需求,必須參考不同的數(shù)據(jù)[2]。例如由PeterOpsvik設(shè)計(jì)的Balans凳,考慮到不同乘坐者年齡、坐姿。這款人體工程學(xué)椅子看上去似乎不穩(wěn)想小孩玩的木馬,但是坐上去卻不是如此。坐上去以后椅子會(huì)子安前傾一個(gè)角度,保證你的脊柱是一條直線,脖子自然伸直,想彎都彎不了,而且肌肉完全不受力不緊繃。
3.2心理因素應(yīng)用
根據(jù)用戶的感覺、知覺特性、認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)和出錯(cuò)情況進(jìn)行產(chǎn)品使用方式、操作界面的設(shè)計(jì),以適應(yīng)用戶的職業(yè)需要、行動(dòng)方式需要、認(rèn)知需要和操作需要,以減少用戶學(xué)習(xí)的時(shí)間,減少操作出錯(cuò)[3]。如:Nissan日產(chǎn)Pivo概念電動(dòng)汽車設(shè)計(jì),Pivo最特別的地方是革新式的360度車倉旋轉(zhuǎn)功能及90度車輪旋轉(zhuǎn)功能,當(dāng)你駕駛Pivo時(shí),從此不用再倒車入庫,只要將車頭做180度旋轉(zhuǎn),即可正向開車入庫。這一操作方式的設(shè)計(jì),完全從用戶感知特性出發(fā),做到輕松駕駛。
3.3產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)流程中人機(jī)工程學(xué)的并行應(yīng)用
傳統(tǒng)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)采用階段性的流程進(jìn)行,各階段的工作按時(shí)間組織順序進(jìn)行。人機(jī)工程學(xué)被放在第一階段的概念設(shè)計(jì)中作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用,這容易導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)及后期模具設(shè)計(jì)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不足數(shù)據(jù)不符的現(xiàn)象,造成設(shè)計(jì)的變更和制造成本的提高。本文認(rèn)為應(yīng)將人機(jī)工程學(xué)的使用作為一個(gè)系統(tǒng)、集成的過程,在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的各個(gè)階段設(shè)計(jì)中同步進(jìn)行,相互協(xié)同。從全局優(yōu)化的角度出發(fā),達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本的目的。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞: 汽車設(shè)計(jì) 人體工程學(xué) 審美取向
1.人體工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
“人體工程學(xué)”一詞源于希臘語,原意是“工作”和“規(guī)律”[1],是20世紀(jì)50年代初迅速發(fā)展起來的一門新興科學(xué),旨在通過對(duì)人體各部分的特點(diǎn)、人的種種思維和動(dòng)作的研究,掌握人的特性,并依據(jù)這種特性設(shè)計(jì)產(chǎn)品,使設(shè)計(jì)產(chǎn)品適應(yīng)人體的各種要求,使人―機(jī)系統(tǒng)工作效能達(dá)到最佳。研究內(nèi)容是工程技術(shù)設(shè)計(jì)當(dāng)中與人體相關(guān)的問題,大體上包括以下三個(gè)方面:(1)機(jī)器部件如何使人的操縱和使用更為適合;(2)環(huán)境控制和生命保證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求合理;(3)人―機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì),解決整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)與人體相互適應(yīng)的問題。它涉及信息論、控制論、仿生學(xué)等多門新興的科學(xué)領(lǐng)域。
人類從開始制造交通工具起,就已經(jīng)注意使其適應(yīng)人體自身的活動(dòng)特點(diǎn)和要求,人體工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在國內(nèi)外已有多項(xiàng)成果,研究內(nèi)容也日益深廣。其中的一些研究對(duì)解決汽車設(shè)計(jì)如何適應(yīng)人體要求,提高人機(jī)系統(tǒng)的工作效能這一問題具有重要的指導(dǎo)作用。概括說來,人體工程學(xué)之于汽車設(shè)計(jì)的基本要求是:車與人體測(cè)量相適應(yīng);車與人的生理、心理反應(yīng)相適應(yīng);車與人的審美需求相適應(yīng)。
車與人體測(cè)量相適應(yīng)指的是在進(jìn)行車身室內(nèi)人體布置設(shè)計(jì)時(shí)需要注意與之密切相關(guān)的是駕駛姿態(tài)下的人體尺寸,需借助二維的人體模型,以人體尺度為依據(jù),利用人體工程學(xué)所提供的人體尺度的百分位值,采取“去掉兩頭”的基本原則,即選擇符合產(chǎn)品使用要求的最小和最大身材的人體尺度,作為確定對(duì)象范圍的設(shè)計(jì)依據(jù)。在使用人體尺度值時(shí),應(yīng)該注意到國家、地區(qū)、性別和年齡的差別,設(shè)計(jì)出來的汽車室內(nèi)空間應(yīng)為全世界大多數(shù)人所適用。
當(dāng)然,今天的汽車設(shè)計(jì)除了駕駛員在車身室內(nèi)坐姿遵循人體工程學(xué)原理外,對(duì)其他方面的要求也不斷提高,其中包括底盤減震性、乘坐性、駕駛員手伸及界面、操縱感手柄的形狀等[2]。購買者對(duì)車身室內(nèi)其他方面的要求也越來越高,在試駕某輛車,其試車項(xiàng)目包括:乘降性(上下車方便)、乘坐舒適性、操作性、視野、空調(diào)、造型、安全、環(huán)保、節(jié)能等。例如,底盤低則乘坐舒適,設(shè)計(jì)者會(huì)通過降低車頂高度而直接降低車身高度,同時(shí)也降低了汽車的高度、重心、座面高度,有助于乘車姿勢(shì)的改善,減少空氣的阻力,提高運(yùn)動(dòng)性能,符合當(dāng)前的環(huán)保理念,目前這種車在市場(chǎng)上很流行。
人體工程學(xué)的研究成果,對(duì)汽車的設(shè)計(jì),特別是車身、駕駛室和操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著重要的意義,它具有人體科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的特征,與汽車工程技術(shù)科學(xué)不可分割。因此,開展人體工程學(xué)的研究,并將其研究成果應(yīng)用到汽車的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,對(duì)提高汽車的設(shè)計(jì)水平、增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。
2.美學(xué)在汽車設(shè)計(jì)當(dāng)中的地位
美學(xué)是以研究美的存在、美的認(rèn)識(shí)和美的創(chuàng)造為主要內(nèi)容的科學(xué)。它涉及的內(nèi)容非常廣泛,包括汽車在內(nèi)的工業(yè)產(chǎn)品,是通過各種形態(tài)為人們所感知的。汽車造型及內(nèi)飾的發(fā)展與汽車性能的完善和制造水平的提高是分不開的,同時(shí)與各個(gè)歷史時(shí)期的政治經(jīng)濟(jì)水平、地理環(huán)境、生活水平、審美習(xí)慣、民族風(fēng)俗等密切相關(guān)。
汽車的造型和其他藝術(shù)品一樣,最重要的是獲得整體感,外部造型與內(nèi)部裝飾的統(tǒng)一完整是衡量汽車造型的標(biāo)準(zhǔn)[3]。汽車作為一個(gè)統(tǒng)一的整體,既要考慮外部結(jié)構(gòu)、整體比例、質(zhì)感、色彩、裝飾和動(dòng)感外,又要反映出一定的思想內(nèi)容,體現(xiàn)出一個(gè)明確的主題。體感的舒適不再是購車者選車的唯一標(biāo)準(zhǔn),外型的美感也成為重要的標(biāo)準(zhǔn)之一,同時(shí)也成為人體工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)當(dāng)中最基本的條件之一。
汽車產(chǎn)品還應(yīng)該注重技術(shù)美。汽車是給人來駕駛和乘坐的,所以造型設(shè)計(jì)除了包含人體工程學(xué)以外,在遵循形式美法則的普遍規(guī)律同時(shí),研究汽車產(chǎn)品造型設(shè)計(jì),以及成型制作的技術(shù)美問題成為汽車設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。這就要求設(shè)計(jì)者和工程技術(shù)人員提高自身的審美能力,充分研究人體工程學(xué),創(chuàng)造出“美”的產(chǎn)品,使設(shè)計(jì)的汽車在滿足性能的基礎(chǔ)上符合大多數(shù)的欣賞習(xí)慣和要求。
3.大眾審美與個(gè)性審美對(duì)汽車設(shè)計(jì)的要求
同一對(duì)象在不同人的心中會(huì)有不同的美的感受和判斷,這叫做審美的差異性。審美的差異性是普遍存在的。生理、心理的不同,性格、認(rèn)識(shí)的不同,民族、地域的不同,興趣、愛好的不同,經(jīng)濟(jì)生活的不同,文化傳統(tǒng)、藝術(shù)修養(yǎng)的不同,年齡、性別的不同等決定了大眾對(duì)美感的差異,因而對(duì)于同一審美對(duì)象會(huì)有種種評(píng)價(jià),甚至得出截然不同的結(jié)論,這就是人們常說的“眾口難調(diào)”。
因此,通過車身的顏色一般可以比較清楚地認(rèn)識(shí)到車主的個(gè)人性格特征。如:選擇車身顏色較不起眼的人,多是循規(guī)蹈矩、工作態(tài)度認(rèn)真負(fù)責(zé)的人;相反,選擇亮麗顏色的多是滿足于享受生活樂趣的人。
美國芝加哥庫伯行銷集團(tuán)的研究報(bào)告表明,顏色是主宰汽車銷售價(jià)格的三大因素之一。還有的專家估計(jì),受歡迎與不受歡迎的顏色之間,其差價(jià)可達(dá)300美元以上[4]。在美國,消費(fèi)者對(duì)顏色的重視程度甚至高于對(duì)車型的重視。因此,從市場(chǎng)營銷的角度看,顏色絕對(duì)是左右消費(fèi)者的重大因素之一,也成為設(shè)計(jì)汽車造型的重要內(nèi)容,受到汽車生產(chǎn)廠家的日趨重視。
任何一個(gè)優(yōu)質(zhì)的汽車造型設(shè)計(jì)都不是毫無依據(jù)的,它都在不斷地追求自身的特殊效果。除了具有藝術(shù)設(shè)計(jì)的共同規(guī)律這一共性外,還應(yīng)該具有個(gè)性的一面。汽車造型設(shè)計(jì)將美的造型與機(jī)能緊密結(jié)合起來,創(chuàng)造了一個(gè)能藝術(shù)地反映汽車機(jī)能特性的形象,同時(shí)也符合人類在長期實(shí)踐總結(jié)出來的美學(xué)基本原則,即外在形式美和內(nèi)在科技美的結(jié)合體。一個(gè)優(yōu)秀的汽車車身設(shè)計(jì)師應(yīng)該在把握美學(xué)基本規(guī)律的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同的消費(fèi)群體來進(jìn)行設(shè)計(jì),這同時(shí)也會(huì)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的技術(shù)手段的新發(fā)展。
4.人體工程學(xué)與審美相輔相承,不可分割
在當(dāng)今的汽車設(shè)計(jì)行業(yè),人體工程學(xué)與審美相輔相成,不可分割。消費(fèi)者在購車時(shí),除去汽車的性能外,首先考慮的是這輛車駕駛的舒適性,所以上述的有關(guān)人體工程學(xué)的問題就全部包括在內(nèi),如果駕駛姿勢(shì)不舒服或者操作手柄或界面不適合駕駛員駕駛時(shí)的姿態(tài),甚至涉及駕駛安全問題,就沒有必要再考慮外觀。因此,人體工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)當(dāng)中的地位是最重要的一部分。另外,如果汽車只是乘駕舒適,而從外觀上看,如果外表顏色、內(nèi)飾、操作界面等沒有任何美感,也同樣不會(huì)吸引消費(fèi)者的眼球。總的來說,汽車設(shè)計(jì)不僅僅停留在圖紙上,不僅僅停留在裝配車間里,從汽車出廠到消費(fèi)者的購買這一過程應(yīng)該認(rèn)為是汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)延伸。只有注重汽車設(shè)計(jì)當(dāng)中的各個(gè)環(huán)節(jié),既尊重人體工程學(xué),又滿足消費(fèi)大眾審美取向,同時(shí)注重一小部分人的個(gè)性審美差異,將這些因素相互結(jié)合并且運(yùn)用到汽車的造型設(shè)計(jì)當(dāng)中去,才是汽車生產(chǎn)的王道。
參考文獻(xiàn):
[1]樂玉漢.人體工程學(xué)在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].國外汽車,1993.5.
[2]陳友新,信繼欣編著.汽車營銷案例學(xué)[M].武漢理工大學(xué)出版社,2003.10.
關(guān)鍵詞:行動(dòng)導(dǎo)向法 人體尺寸 測(cè)量 教學(xué)實(shí)踐
中職學(xué)?!度梭w工程學(xué)》課程是一門實(shí)踐、體驗(yàn)性很強(qiáng)的課程。它與室內(nèi)設(shè)計(jì)息息相關(guān),設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“以人為本”為原則,要研究人,就必須多實(shí)踐與觀察體驗(yàn),才能將其融入到設(shè)計(jì)養(yǎng)料中。而目前中職校的人體工程課程教學(xué)仍然是傳統(tǒng)的知識(shí)傳授方式,已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)今學(xué)生,嚴(yán)重限制了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的熱情和能力的提高。因此找尋符合現(xiàn)今學(xué)生的教學(xué)模式為教學(xué)工作的重點(diǎn)。
參學(xué)“德國教學(xué)模式”得知:行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式是人體工程學(xué)教學(xué)中最理想模式,符合人體工程學(xué)課程特點(diǎn)。行動(dòng)導(dǎo)向法是以學(xué)生為中心,以行動(dòng)為導(dǎo)向,通過學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)構(gòu)建知識(shí),形成能力,使受教育者能適應(yīng)相應(yīng)職業(yè)崗位的要求。同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立性、團(tuán)隊(duì)合作精神,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)會(huì)與人交流、共同探討和解決問題的能力,將行動(dòng)能力轉(zhuǎn)化為職業(yè)能力,更切合社會(huì)需求。
一、行動(dòng)導(dǎo)向法的應(yīng)用實(shí)例
本教材的理論布滿整頁,有許多經(jīng)過精密儀器做出的數(shù)據(jù)結(jié)果,學(xué)生對(duì)此的學(xué)習(xí)欲望較低。我們也根據(jù)一些數(shù)據(jù)證明:當(dāng)學(xué)生采用聽的方式知識(shí)掌握20%;學(xué)生又看又聽掌握50%。在《人體工程學(xué)》課程中“人”是主要研究對(duì)象之一,需要學(xué)生切身體驗(yàn)才可以將知識(shí)真正掌握,90后學(xué)生對(duì)生活不大注意觀察與體驗(yàn),知識(shí)就得不到延伸。而行動(dòng)導(dǎo)向法中的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,提倡學(xué)生接受任務(wù)后,能自己完成任務(wù),此時(shí)知識(shí)掌握率高達(dá)90%,是符合人類認(rèn)知規(guī)律的。同時(shí)抓住學(xué)生愛熱鬧,對(duì)人體測(cè)量的好奇心,結(jié)合課程內(nèi)容,現(xiàn)筆者將此教學(xué)法應(yīng)用到該課程的第一個(gè)學(xué)習(xí)情境----人體尺寸測(cè)量,進(jìn)行初步探索。本次課的教學(xué)過程整體上比較順利,也達(dá)到了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo),具體設(shè)計(jì)如下:
(一)教學(xué)引入
運(yùn)用多媒體展示兩幅人正在使用廚房的生活圖片,會(huì)觀察到總有一個(gè)人在使用時(shí)總會(huì)被磕碰,即家具及室內(nèi)設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么?正因?yàn)樯钪杏泄餐?,學(xué)生才會(huì)停下跟隨思考,成為激起興趣契機(jī),順利的引入本堂課的新內(nèi)容。
(二)講授新知
本環(huán)節(jié)采用“聽、看、做”模式。主要介紹人體尺寸的分類及常見的姿勢(shì),筆者在一邊描述正確姿勢(shì)時(shí),帶動(dòng)著學(xué)生一起跟著擺姿;也引導(dǎo)他們通過看圖,將人體部位名稱實(shí)際投到自身去感覺;姿勢(shì)的正確性會(huì)成為后面的任務(wù)完成關(guān)鍵之一。
(三)任務(wù)布置
行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使其積極參與整個(gè)過程。任務(wù)設(shè)計(jì)要結(jié)合學(xué)生特點(diǎn),以學(xué)生已儲(chǔ)備知識(shí)為基礎(chǔ),任務(wù)有可讀信息,最終能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力以及分析能力等。
任務(wù)描述:請(qǐng)?jiān)诮淌依铮?人為一組,調(diào)查組員每個(gè)人的基本信息,利用卷尺和軟尺等工具進(jìn)行人體尺寸測(cè)量(主要尺寸、立姿、坐姿、水平尺寸),將數(shù)值列入所設(shè)計(jì)的表格中(表格個(gè)數(shù)不限),并計(jì)算出平均值,與教材中數(shù)據(jù)對(duì)比及分析原因;再列舉一些測(cè)量部位的數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍;最后填寫評(píng)價(jià)表。 每個(gè)人必須擔(dān)任一次測(cè)量者與被測(cè)者,并在表中寫明。
教師布置完任務(wù)后,將卷尺的使用方法示范性給學(xué)生復(fù)習(xí)一遍,并提醒任務(wù)實(shí)施的安全注意事項(xiàng)。
(四)任務(wù)過程階段
這個(gè)過程,體現(xiàn)了行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的基本意義在于:學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的中心,教師只是學(xué)習(xí)過程的組織者、協(xié)調(diào)者,學(xué)生思維空間的開墾者。在下面六個(gè)步驟體現(xiàn)著學(xué)生的理解:“做什么,如何做,做的效果”。
1.資訊
學(xué)生要學(xué)會(huì)在任務(wù)中尋找任務(wù)內(nèi)容、要求,做前期資料收集。此環(huán)節(jié)中曾出現(xiàn)過一個(gè)快樂的問題:從描述中我們可知,組隊(duì)是自由組合,學(xué)生第一反應(yīng)會(huì)以平時(shí)要好的為一組,不難發(fā)現(xiàn)會(huì)有男女同在一組的。但認(rèn)真分析任務(wù)的學(xué)生會(huì)根據(jù)“平均值”可推斷出必須是同性別為一組,學(xué)生會(huì)立刻反應(yīng)改正,這樣任務(wù)書就大大的考驗(yàn)學(xué)生的分析能力及解決能問題力。
2.計(jì)劃
根據(jù)資訊階段收集信息后,學(xué)生知道需要“做什么”將對(duì)其進(jìn)行計(jì)劃。每個(gè)人都進(jìn)行計(jì)劃,如:測(cè)量場(chǎng)地的設(shè)計(jì);測(cè)量表格的設(shè)計(jì);制定測(cè)量的順序;制定任務(wù)完成時(shí)間;安全事項(xiàng)的內(nèi)容。
3.決策
每個(gè)組員將計(jì)劃階段的所設(shè)計(jì)的相應(yīng)計(jì)劃,進(jìn)行組內(nèi)討論,選出最適合的一份計(jì)劃。先依據(jù)場(chǎng)地布置進(jìn)行對(duì)測(cè)量場(chǎng)地的桌椅擺放,每人根據(jù)最優(yōu)的測(cè)量表格模板繪制一份,再次檢查工具,提醒安全事宜,為下個(gè)階段做準(zhǔn)備。
4.實(shí)施
根據(jù)決策確定流程進(jìn)行任務(wù)的實(shí)施階段。教師、被測(cè)者、測(cè)量者都需要觀察實(shí)施過程中的細(xì)節(jié),教師在旁還需保障安全。最后將數(shù)據(jù)登入表中,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)算值,討論思考任務(wù)問題。
5.檢查
檢查任務(wù)完成質(zhì)量:表格數(shù)據(jù)單位是否統(tǒng)一,平均值是否正確,思考問題的陳述性,工具的整理,最后就是選出本組匯報(bào)的組員。
6.評(píng)估
任務(wù)結(jié)果匯報(bào)階段。在評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果時(shí),筆者指導(dǎo)學(xué)生不僅要注重結(jié)果評(píng)價(jià),更應(yīng)注重過程性評(píng)價(jià)。以鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)為主,使每組學(xué)生都能體驗(yàn)成功。進(jìn)行小組間的互評(píng)中,學(xué)生很積極,讓他們更好地理解和學(xué)習(xí)別的小組的成果和優(yōu)點(diǎn),互相學(xué)習(xí),共同提高。整個(gè)課堂氣氛很活躍,獲得很好的學(xué)習(xí)效果,全面提高學(xué)生的操作能力和信息素養(yǎng)。
二、實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式的總結(jié)
行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法符合人體工程學(xué)課程的知識(shí)階層性和實(shí)用性,讓學(xué)生能循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。教學(xué)的改革不會(huì)是一日即成,還需要更進(jìn)一步的實(shí)踐和改進(jìn)?,F(xiàn)對(duì)實(shí)踐過程中遇到的問題總結(jié)如下:
(一)教學(xué)方法不可單一化
單一固定的教學(xué)方式不受用到所有的課程知識(shí),要根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、對(duì)象等,應(yīng)以某個(gè)教學(xué)方法為主線,其他教學(xué)方法依附于該教學(xué)方法,有機(jī)結(jié)合,共同作用,才能更好的優(yōu)化教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。
(二)以任務(wù)為明線,教學(xué)目標(biāo)為暗線
任務(wù)是知識(shí)與技能的載體,它把學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識(shí)與技能進(jìn)行有效的組織,形成具有趣味性的任務(wù),任務(wù)的設(shè)計(jì)必須以教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo),教師要對(duì)教學(xué)目標(biāo)分析透。任務(wù)需具有以下特性:第一是情境性,設(shè)置讓學(xué)生在密切聯(lián)系學(xué)習(xí)、生活經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)實(shí)際的情境中完成有意義的任務(wù),讓學(xué)生感興趣,以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;第二是意義性,任務(wù)應(yīng)當(dāng)與學(xué)習(xí)技能知識(shí)相結(jié)合,通過任務(wù)的完成過程,學(xué)習(xí)新的技能與方法,從而達(dá)到課程一節(jié)課或者一個(gè)單元的教學(xué)目標(biāo);第三是可操作性,任務(wù)適合在課程的一個(gè)周期內(nèi)完成,小的任務(wù)可以在一節(jié)課(包括連堂課)內(nèi)完成,大的任務(wù)可能通過一個(gè)教學(xué)單元完成(應(yīng)分解為若干個(gè)可以在一節(jié)課中完成的子任務(wù)),使得每次學(xué)習(xí)都有所收獲,體驗(yàn)到完成任務(wù)后的喜悅和成就感,更激發(fā)起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,形成良好的繼續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣;第四是真實(shí)性和合理性,設(shè)計(jì)的任務(wù)要符合實(shí)際,要合理性,不能為知識(shí)點(diǎn)隨意設(shè)計(jì)任務(wù);第五是階段性,為不同學(xué)段、不同層次的學(xué)生設(shè)計(jì)不同的任務(wù)。只有“任務(wù)”明確、編排合理,才能達(dá)到預(yù)期效果。
(三)教師角色轉(zhuǎn)換
傳統(tǒng)模式下的教師的地位為主導(dǎo),而行動(dòng)導(dǎo)向法模式下的教師只是學(xué)習(xí)過程的組織者、協(xié)調(diào)者、觀察者,突出“以學(xué)生為主體”。在具體教學(xué)中,讓學(xué)生獨(dú)立分析任務(wù),獨(dú)立實(shí)施計(jì)劃, 獨(dú)立評(píng)估,在自己動(dòng)手實(shí)踐中,掌握職業(yè)技能,學(xué)習(xí)專 業(yè)知識(shí),從而構(gòu)建屬于自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)體系。教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,控制學(xué)習(xí)進(jìn)程,提供學(xué)習(xí)中技術(shù)指導(dǎo)與咨詢,及時(shí)肯定學(xué)生的創(chuàng)意,糾正錯(cuò)誤傾向,多面評(píng)價(jià)學(xué)生,從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
(四)建立評(píng)價(jià)系統(tǒng),不斷總結(jié)反思
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)重視學(xué)習(xí)結(jié)果,忽視學(xué)習(xí)過程,強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)掌握結(jié)果的評(píng)價(jià),不重視形成性評(píng)價(jià)。為了全面發(fā)展學(xué)生,評(píng)價(jià)不能單面性,因?qū)⒅攸c(diǎn)應(yīng)由單純結(jié)果性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向形成性評(píng)價(jià),注重學(xué)習(xí)方法,學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià),實(shí)行鼓勵(lì)性評(píng)價(jià),增強(qiáng)學(xué)生的自信心。筆者認(rèn)為學(xué)生需具備總結(jié)反思能力,學(xué)會(huì)在完成的任務(wù)后,經(jīng)過教師引導(dǎo)學(xué)生虛心聽取他人評(píng)價(jià),將自己的新知識(shí)及不足進(jìn)行歸納、總結(jié),建立新舊知識(shí)間的聯(lián)系,以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,這樣才能使學(xué)生整體提升。
三、結(jié)語
德國教育家第斯多惠指出:“教學(xué)藝術(shù)的本質(zhì)不僅僅在于傳授本領(lǐng),更在于激勵(lì)、喚醒和鼓舞”。而行動(dòng)導(dǎo)向法應(yīng)用于人體工程學(xué)課程教學(xué),正是打破了傳統(tǒng)模式教學(xué),逐步讓學(xué)生具備多思考、自主探究問題、分析和解決問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。同時(shí)該教學(xué)模式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的開放性和自主性,使學(xué)生從評(píng)價(jià)的“旁觀者”成為評(píng)價(jià)的“主導(dǎo)者”,此過程較好幫助學(xué)生改進(jìn)自身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展自身,也幫助教師更好優(yōu)化教學(xué)過程。教師今后還需巧妙設(shè)計(jì)更多地行動(dòng)導(dǎo)向任務(wù),將以學(xué)生為主體,理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的社會(huì)學(xué)習(xí)繼續(xù)推廣和探索,最終達(dá)到“職業(yè)教育就是就業(yè)教育”的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān) 鍵 詞:人機(jī)工程學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì) 教學(xué)研究
人機(jī)工程學(xué)是一門主要研究“人一機(jī)一環(huán)境”系統(tǒng)的多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)既研究“人-機(jī)、機(jī)-環(huán)境、人-環(huán)境”三個(gè)子系統(tǒng)的屬性,又研究人機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其屬性。從而使整個(gè)系統(tǒng)安全、高效,且對(duì)人有較高舒適度和生命保障功能,最終達(dá)到系統(tǒng)綜合使用效能最高。
黑龍江科技大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)經(jīng)過十余年的建設(shè),對(duì)人機(jī)工程學(xué)課程的教學(xué)已提升到研究和實(shí)踐階段。人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的課程體系中占有重要地位。作為基礎(chǔ)知識(shí)體系的重要組成部分,該課程教學(xué)的成效關(guān)系到后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列專業(yè)課程教學(xué)是否能順利展開。所以該課程在“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下和前期教學(xué)研究的基礎(chǔ)上,課程教研小組成員對(duì)本課程的教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段 進(jìn)行了不斷的探索、研究和實(shí)踐。這門課程的教學(xué)改革歷經(jīng)幾屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐,最終取得了良好的教學(xué)效果。
一、課程教學(xué)內(nèi)容體系研究
首先確立教學(xué)內(nèi)容改革的目的,是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo):“具有開闊的眼界、良好的個(gè)人素質(zhì)、正確地價(jià)值觀、藝術(shù)與技術(shù)交融的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu);有較強(qiáng)的溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和良好的職業(yè)道德;具備較系統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)核心知識(shí)、技能、態(tài)度,適應(yīng)社會(huì)的應(yīng)用型設(shè)計(jì)人才,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)就業(yè)零適應(yīng)期。[1]”教學(xué)內(nèi)容的組織方式是在必要的理論知識(shí)基礎(chǔ)上,突出工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的實(shí)用性和應(yīng)用型;適當(dāng)刪減原先主要是適合工技術(shù)專業(yè)工科學(xué)生的純理論研究性的教學(xué)內(nèi)容,時(shí)著力加強(qiáng)本學(xué)科與工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的關(guān)聯(lián)[2]。
人機(jī)工程學(xué)雖以獨(dú)立課程單元存在,但卻輔助于若干產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程,本單元課程既具有相對(duì)的獨(dú)立性,又具有較強(qiáng)的延續(xù)性,改革課程內(nèi)容,優(yōu)化理論學(xué)時(shí),突出注重應(yīng)用的特點(diǎn)。在教學(xué)內(nèi)容的編排上,針對(duì)現(xiàn)行教科書章節(jié)安排的不合理,對(duì)各章節(jié)進(jìn)行了重新整合,目的是希望在每一個(gè)“人的因素”的知識(shí)點(diǎn)后安排與其相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容“機(jī)的因素”,可以馬上理論聯(lián)系設(shè)計(jì)實(shí)際。同時(shí)把相關(guān)的一些“機(jī)的因素”安排在同一或相近章節(jié),體現(xiàn)一定的內(nèi)在邏輯性[3]。具體實(shí)施方案為:
(1)根據(jù)理論知識(shí)的關(guān)聯(lián)性,將課程內(nèi)容分為五大模塊:基礎(chǔ)知識(shí)模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、設(shè)計(jì)原理模塊、環(huán)境模塊、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。
模塊一:人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(第1-3章) 10課時(shí)
知識(shí)點(diǎn):人機(jī)工程學(xué)的基本概述,工業(yè)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué),人機(jī)工程學(xué)綜述,人的感覺特征及心理特征,人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)能及其特征等。
教學(xué)手段:多媒體課件進(jìn)行理論講授,設(shè)計(jì)案例剖析,課程實(shí)訓(xùn)。
模塊二:人體測(cè)量與數(shù)據(jù)應(yīng)用(第4章) 4課時(shí)
知識(shí)點(diǎn):人體測(cè)量的方法與常識(shí),常用人體測(cè)量資料、人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
教學(xué)手段:多媒體課件講授,設(shè)計(jì)案例剖析,課程實(shí)訓(xùn),網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)。模塊三:人機(jī)界面及各種裝置設(shè)計(jì)(第5-8章) 18課時(shí)
知識(shí)點(diǎn): 人機(jī)的信息界面圖形符號(hào)設(shè)計(jì)、顯示裝置設(shè)計(jì)與選擇、操縱裝置設(shè)計(jì)與選擇、工作椅設(shè)計(jì)主要依據(jù)。
教學(xué)手段:多媒體講授,設(shè)計(jì)案例剖析,課程實(shí)訓(xùn)。
模塊四:安全設(shè)計(jì)(第9章) 4課時(shí)
知識(shí)點(diǎn): 了解與掌握事故分析、作業(yè)環(huán)境分析與安全設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。教學(xué)手段:多媒體講授,設(shè)計(jì)案例剖析,課程實(shí)訓(xùn)。模塊五:人機(jī)總體設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)(第10章) 4課時(shí)
知識(shí)點(diǎn):與人體相關(guān)產(chǎn)品的選擇及設(shè)計(jì)。
教學(xué)手段:多媒體講授,設(shè)計(jì)案例剖析,課程實(shí)訓(xùn),師生互動(dòng)。
(2)優(yōu)化理論課各部分的授課時(shí)數(shù),突出重點(diǎn)內(nèi)容。如:增加操作空間、人機(jī)信息界面設(shè)計(jì)部分的學(xué)時(shí)數(shù),減少熱、振動(dòng)等環(huán)境的理論授課學(xué)時(shí)。
(3)結(jié)合煤炭優(yōu)勢(shì),教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重操作空間、操作面板、人機(jī)交互、人機(jī)協(xié)調(diào)等內(nèi)容,優(yōu)化理論學(xué)時(shí),注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,以理論原則和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),共同完成實(shí)踐項(xiàng)目。
二、課程教學(xué)方法和手段的改革
《人機(jī)工程學(xué)》課程針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容中探索,從教學(xué)手段中發(fā)掘,既要遵循教學(xué)的普遍規(guī)律,又要有針對(duì)性、創(chuàng)造性,從而逐漸形成了具有鮮明特色的教學(xué)方法。在教學(xué)中主要采用案例教學(xué)法、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法和小組攻關(guān)法方法等教學(xué)方法。
1、案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是國際上推廣的一種生動(dòng)直觀的先進(jìn)教學(xué)方法,采取案例教學(xué)導(dǎo)入,理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)方法。在教學(xué)過程中,采取師生共同討論,廣泛聽取學(xué)生的見解,教師最后進(jìn)行總結(jié),避免了教師上課“一言堂”的做法。
2、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法
為了將教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。我們?cè)诮虒W(xué)中以“項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法”鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類設(shè)計(jì)競(jìng)賽,以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為載體,教師采用一對(duì)一指導(dǎo)的形式,以人機(jī)原理和產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論為依據(jù),幫助學(xué)生解決實(shí)際問題,師生共同攻關(guān),使學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì),部分教師和學(xué)生還以此為契機(jī),為自己的設(shè)計(jì)生涯畫上了光輝的一筆,師生均受益匪淺,項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法獲得了豐碩的成果:多名同學(xué)在不同層次的競(jìng)賽上獲獎(jiǎng);教師和學(xué)生多人申報(bào)外觀專利,如圖1 雪花書桌,圖2小廚寶。
通過項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)使同學(xué)熟練掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)和研究方法,并能夠完成以人機(jī)為核心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和以產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)(基本要素與應(yīng)用要素)為延伸設(shè)計(jì)的完整工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì),為工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3、小組攻關(guān)法
“小組攻關(guān)法”是根據(jù)學(xué)生的心理特征而實(shí)施的一種教學(xué)方法,這種方法是“項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)法”的補(bǔ)充。學(xué)生在小組中彼此分享各人的意見和獨(dú)到的見解,共同研討,解決問題,通過“小組攻關(guān)法”加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和交流溝通能力。
三、以“科研促教學(xué)”為理念,將科研融入教學(xué)
結(jié)合黑龍江科技大學(xué)的煤炭專業(yè)特色和“科研促教學(xué)”理念,結(jié)合該課程建設(shè),2007年成功申報(bào)黑龍江教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目《基于人機(jī)工程學(xué)的采煤機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用研究》,將采煤機(jī)的操作系統(tǒng)的人機(jī)協(xié)調(diào)課題研究融入課堂,讓學(xué)生在真題實(shí)踐中得到鍛煉,采用學(xué)生的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案,為企業(yè)提供設(shè)計(jì)參考;將人機(jī)協(xié)調(diào)理論應(yīng)用于采煤機(jī)目前在我省尚屬首例,在本領(lǐng)域處于黑龍江省內(nèi)領(lǐng)先水平。
人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)又稱為TSD(Total System Design)設(shè)計(jì)法。TSD設(shè)計(jì)法的中心思想是系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須分為一系列具有明確定義的設(shè)計(jì)階段,而每個(gè)階段的設(shè)計(jì)活動(dòng)和任務(wù)必須是明確的。這是典型的系統(tǒng)化解決問題策略?!翱傮w”的意義是強(qiáng)調(diào)人機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)組成成分都應(yīng)給予全面的考慮,以克服長期以來設(shè)計(jì)中忽略人和人的效能問題,其設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使系統(tǒng)的每個(gè)組成成分都為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)而能夠協(xié)調(diào)一致地發(fā)揮各自的功能。
結(jié)合采煤機(jī)的操作流程進(jìn)行操縱面板設(shè)計(jì),采煤機(jī)手動(dòng)操作系統(tǒng)的操作流程為:開啟運(yùn)輸機(jī)采煤機(jī)泵電機(jī)站選擇左、右截割;并具有急停手柄和備用手柄。
根據(jù)采煤機(jī)手動(dòng)操作系統(tǒng)的操作流程,分析采煤機(jī)的工作空間、操縱裝置的形狀編碼和力的大小、作業(yè)場(chǎng)所的布置原則來進(jìn)行操縱面板設(shè)計(jì),如圖3采煤機(jī)操作界面所示。
“科研促教學(xué)”是提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑??蒲谐晒艹鋵?shí)和改革教學(xué)內(nèi)容、科研活動(dòng)能促進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)環(huán)境的改善,課外科研小組能培養(yǎng)學(xué)生的科研能力,面向本科生學(xué)術(shù)講座能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí);從而形成“科研水平提高—教師教學(xué)能力提高—教學(xué)質(zhì)量提高—學(xué)生質(zhì)量提高”的良性循環(huán)。在教學(xué)內(nèi)容研究的基礎(chǔ)上,開展科學(xué)研究和實(shí)踐設(shè)計(jì)總結(jié),編著《產(chǎn)品設(shè)計(jì)》教材,其中重點(diǎn)章節(jié)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)。該書的出版標(biāo)志著人機(jī)工程學(xué)課程的教學(xué)達(dá)到了一定的理論水平。
四、結(jié)語
通過本課題的研究實(shí)踐,給學(xué)生提供大量的符合社會(huì)需求的設(shè)計(jì)實(shí)踐機(jī)會(huì),加深學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解,提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,擺脫以往教學(xué)中理論脫離實(shí)際的狀況,使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)和感受工業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)和實(shí)踐狀況,使學(xué)生獲得符合現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)體驗(yàn),使學(xué)生在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中更具競(jìng)爭(zhēng)力;使教師在教學(xué)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程中,能使人機(jī)相關(guān)原理與產(chǎn)品設(shè)計(jì)有機(jī)融合,提高教師的專業(yè)水平、實(shí)踐知識(shí)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)能力;作為以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)的建設(shè),對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)其它專業(yè)課程的建設(shè)提供了可借鑒的模式。
黑龍江科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目,編號(hào):JY13-54
參考文獻(xiàn)
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1 前言
汽車是非常復(fù)雜的產(chǎn)品并需滿足各方面的性能要求,其設(shè)計(jì)開發(fā)過程也由許多不同的工作階段組成,而各工作階段又需要使用多種不同的設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)。只有采用新技術(shù)將整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程及其不同的工作方式進(jìn)行全面的集成才能達(dá)到加速和優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
從目前概念車的世界里,內(nèi)部(車內(nèi))多變的色彩為汽車賦予了更多的活力.同時(shí),空間的利用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上占到了一個(gè)什么重要的作用,事實(shí)也引證了這一點(diǎn).仔細(xì)對(duì)比一下目前的新概念,很多汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)?shù)木啠?dāng)然這不是說要放棄一些本來必須的東西,設(shè)計(jì)師只是把一些實(shí)用的工具隱藏起來.譬如是把一些DVD導(dǎo)航,冷氣口隱藏起來.在新的設(shè)計(jì)理念里,簡單比雜亂給人的感覺更好.
汽車內(nèi)部的設(shè)計(jì)也是一種學(xué)問.有些東西是不可以模仿的.德國汽車和中國的汽車有什么不同?其實(shí)同樣的車,差別當(dāng)然不是很大,之所以人們對(duì)這兩種汽車存在著不同的意見,最主要的是感覺的差異.而這種感受不只是局限在單純的駕駛感,人們對(duì)德國的總體感覺還有對(duì)德國文化的理解也是一個(gè)很重要的因素.中國一開始就給人家一個(gè)不好的影響是,中國的東西不好.就這樣小小的一句話,害了中國的產(chǎn)品,包括汽車.而中國人乃至世界對(duì)于中國汽車的不滿,內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)面占到了一定影響.中國雖然已經(jīng)融入了世界,但不可以模仿的東西太多,需要慢慢探索學(xué)習(xí)的東西也很多,中國汽車發(fā)展很快,但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直滯后于世界。筆者總結(jié)了中國汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的幾點(diǎn)不完善.第一:工藝不夠精細(xì),印象中有一個(gè)很影響深刻的事情,在06年的廣州車展中,我親眼看到中國一輛名叫"UFO"汽車的座椅竟然爆線了,雖然說這是一輛展車而非量產(chǎn)車,但是幾十萬的觀眾看到這樣一個(gè)不足會(huì)有什么感受?而事情的背后反映出的問題同樣值得深思.第二:總體感覺不夠清晰,簡明.很難說造成這種感受的原因?qū)ζ嚨牟季职盐詹缓谩R驗(yàn)椴季值暮门c不好也沒有一個(gè)很明確的定義.但是感覺的東西很直觀,也是最實(shí)在的。一個(gè)東西好不好,感受是最好的驗(yàn)證.第三:人才不足,國外很多的非機(jī)器制造的汽車工藝是由許多有十幾年經(jīng)驗(yàn)的工匠完成的,而且這種工藝是一代傳一代的,也很少說會(huì)外傳,可以這么說,版權(quán)的保密性非常好.雖然學(xué)不到,但中國也可以學(xué)習(xí)一下這種模式,雖然短期看不到什么效果,但是長遠(yuǎn)對(duì)中國的汽車還是很不錯(cuò)的.目前中國還沒有進(jìn)入一個(gè)自主豪華車時(shí)代,而這個(gè)時(shí)代卻是培養(yǎng)人才最好的時(shí)機(jī),但中國在這方面確做得不夠好.
數(shù)字化虛擬技術(shù)就是通過集成各種計(jì)算機(jī)技術(shù),并充分發(fā)揮其應(yīng)用潛能,使產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)能夠可靠地在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi),以數(shù)字化模型方式完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。在汽車開發(fā)中,虛擬技術(shù)有助于決策層及早對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行決策和進(jìn)行跟蹤管理;有助于加強(qiáng)異地的合作,共同解決技術(shù)難題;有助于在制造樣車前進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證和校核,從而及早發(fā)現(xiàn)和避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤;有助于在產(chǎn)品投產(chǎn)前及早獲取產(chǎn)品信息以進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查。貫穿于產(chǎn)品開發(fā)全過程的數(shù)字化虛擬技術(shù)可使產(chǎn)品特性得到全面系統(tǒng)的優(yōu)化,使開發(fā)周期大大縮短,開發(fā)費(fèi)用大大減少,提高產(chǎn)品質(zhì)量,最終提高企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2 汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)從構(gòu)思、設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的復(fù)雜的系統(tǒng)工程.結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮眾多的約束關(guān)系和人機(jī)工程的要求。汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)是“以人為中心”的設(shè)計(jì),即以人為中心,在滿足一定的約束條件下,運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)達(dá)到人-車-環(huán)境和諧的設(shè)計(jì)理念。汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是同時(shí)進(jìn)行多方面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程,也是不斷反復(fù)遞進(jìn)尋求最優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)過程。
汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要任務(wù)是:①車型主要結(jié)構(gòu)尺寸確定:乘員結(jié)構(gòu);整車主要尺寸確定;踏板,換檔桿及手剎位置結(jié)構(gòu);轉(zhuǎn)向盤及轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu);行李箱結(jié)構(gòu);側(cè)車窗玻璃;頂蓋位置;座椅及儀表板結(jié)構(gòu)等。②人機(jī)工程學(xué)研究:確保駕駛員及乘員的居住舒適性,安全性,以及駕駛員的操縱方便性和具有良好的視野等。③法規(guī)符合性校核:風(fēng)窗面積及雨刷結(jié)構(gòu);手伸及界面;儀表板可視范圍;內(nèi)外后視鏡視野;安全帶固定點(diǎn)等。在滿足這些要求的同時(shí),還要盡量減小整車質(zhì)量,增大車室內(nèi)空間,提高整車的經(jīng)濟(jì)性能。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,工程師使用二維人體模板在二維主圖版上進(jìn)行汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),無法事先對(duì)踏板、換檔桿、轉(zhuǎn)向盤的操縱性和坐姿及視野性等性能進(jìn)行空間位置的評(píng)估和驗(yàn)證,只有在制作了物理樣車后由一定比例的人進(jìn)行實(shí)際的駕駛操作才可完成驗(yàn)證.
如今,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,在汽車開發(fā)中已廣泛采用CAD 方法進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì),以三維數(shù)據(jù)為主線,使用虛擬樣車來優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程。因而,數(shù)字化三維人體模型相應(yīng)地在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的人體工程學(xué)模擬和分析中發(fā)揮其潛能和優(yōu)勢(shì)。
3 數(shù)字化三維人體模型
在產(chǎn)品周期的各個(gè)階段,人都是最重要的因素。數(shù)字化三維人體模型可有效地應(yīng)用在汽車虛擬設(shè)計(jì)及制造的整個(gè)生命周期,從初始的概念方案設(shè)計(jì)至最后的產(chǎn)品驗(yàn)證。
數(shù)字化人體模型技術(shù)可輔助設(shè)計(jì)者確定人在相應(yīng)的工作環(huán)境下的性能,確定人體尺寸/形態(tài)/功能及其定位,滿足舒適性和安全性標(biāo)準(zhǔn)的要求。如圖1 所示,在虛擬的CAD 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中,可調(diào)入此虛擬的人體模型,完成操作任務(wù)和分析工作。通過三維人體模型可運(yùn)用數(shù)字人體和電子樣車進(jìn)行與人相關(guān)要素的模擬分析校核,如人的可操作性,舒適性,可視性等重要設(shè)計(jì)要素。在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)用數(shù)字化三維人體模型可提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量;改善安全性及人機(jī)工程學(xué)性能;減少物理樣車的制造及驗(yàn)證工作和周期。
波音公司、通用公司、戴姆勒-克萊斯勒公司等這些大的飛機(jī)和汽車公司已將數(shù)字化三維人體模型越來越廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)方面和各個(gè)階段.CATIA,EDS 等大的軟件公司,也相繼推出數(shù)字化三維人體模塊供用戶使用并不斷補(bǔ)充及完善。
現(xiàn)以CATIA 的人體模型模塊(Manikin)為例簡要說明數(shù)字化三維人體模型的主要功能。該三維人體模型包括4 個(gè)子模塊:構(gòu)造人體(Human Builder)模塊,生成可與產(chǎn)品相配合的人體模型;編輯人體尺寸(Human Measurement Edit)模塊,可對(duì)人體模型的各部分的尺寸進(jìn)行有比例地調(diào)整;人體動(dòng)作分析(Human Activity Analysis)模塊, 對(duì)人肢體進(jìn)行由靜態(tài)姿勢(shì)到復(fù)雜的動(dòng)態(tài)動(dòng)作的評(píng)價(jià);人體姿態(tài)分析(Human Posture Analysis)模塊,進(jìn)行人體各種姿態(tài)的分析。此人體模型包括有104 組人體測(cè)量數(shù)據(jù);100 個(gè)無約束的連接;148 個(gè)自由度;各種姿勢(shì)輪廓;包含所有關(guān)節(jié)的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型;可表現(xiàn)關(guān)節(jié)活動(dòng)的制約及動(dòng)作運(yùn)動(dòng)的上下極限并可進(jìn)行調(diào)節(jié)。此模塊具有如下幾方面用途:測(cè)量人體尺寸;視野分析;坐姿分析;運(yùn)動(dòng)舒適角度分析;伸及范圍分析;舉升、放下和搬運(yùn)分析;設(shè)計(jì)干涉檢查;運(yùn)動(dòng)模擬等。
4 按SAE 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)涉及到的人體工程學(xué)內(nèi)容
在進(jìn)行汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí),SAE 中有如下用于駕駛員和乘員的人體工程學(xué)研究和設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
5 應(yīng)用數(shù)字化三維人體模型進(jìn)行汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)校核
數(shù)字化三維人體模型在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核中承擔(dān)著人機(jī)工程學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核驗(yàn)證的重要角色。圖2 所示為數(shù)字化三維人體模型在一汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)例。它協(xié)助汽車設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行一系列乘員內(nèi)部居住性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作,主要包括:協(xié)助確定汽車主要控制尺寸;確定不同人體尺寸的駕駛員及乘員的乘坐位置和駕駛姿態(tài);對(duì)人體乘坐姿態(tài)及其舒適性進(jìn)行分析和評(píng)估;確定踏板、轉(zhuǎn)向盤、操縱桿、儀表及控制按紐等零件的結(jié)構(gòu)位置,并進(jìn)行操作合理性評(píng)價(jià);模擬乘員上下車姿態(tài)以評(píng)估上下車方便性;駕駛員及乘員的座椅位置確定及安全帶的固定位置的確定;模擬座椅的滑動(dòng)、及桿件操縱的運(yùn)動(dòng)過程并進(jìn)行評(píng)價(jià);校核駕駛員駕駛過程中的直接視野和通過內(nèi)外后視鏡的間接視野的法規(guī)符合性;協(xié)助進(jìn)行儀表板結(jié)構(gòu)和儀表板盲區(qū)的校核;確定合理的車內(nèi)寬度和頭頂空間;分析人體重量在座椅上的力的分布;對(duì)手及腳對(duì)操縱部件操作時(shí)所施加的力進(jìn)行評(píng)估;同時(shí)檢查設(shè)計(jì)間隙及干涉分析,最終記錄數(shù)據(jù)并輸出優(yōu)化的結(jié)構(gòu)結(jié)果。
公共空間設(shè)計(jì)教學(xué)是讓學(xué)生通過練習(xí)掌握設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。部分高等院校的公共空間設(shè)計(jì)教學(xué)一般采用講授法和練習(xí)法,教師將相關(guān)理論知識(shí)在課堂上進(jìn)行講授,學(xué)生對(duì)教師規(guī)定的空間形式進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),最終確定設(shè)計(jì)方案。這種教學(xué)方式的學(xué)習(xí)過程是封閉式的,學(xué)生對(duì)案例的理解局限在書本和圖紙上,沒有情境式學(xué)習(xí),這樣的學(xué)習(xí)過程不能使學(xué)生從根本上理解設(shè)計(jì),導(dǎo)致學(xué)生在課程結(jié)束后出現(xiàn)的問題較多。如,對(duì)于空間尺寸沒有概念,空間組織設(shè)計(jì)連貫性差,空間風(fēng)格不統(tǒng)一,等等。
二、人機(jī)工程學(xué)切入公共空間設(shè)計(jì)教學(xué)
19世紀(jì)80年代,英國工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)者威廉?莫里斯提出“設(shè)計(jì)來源于人民,服務(wù)于人民”,明確指出設(shè)計(jì)是為大眾服務(wù)的,設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是服務(wù)于人。教師在教學(xué)過程中通過滲透人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行教學(xué),能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)的根本目的。
1.認(rèn)識(shí)人機(jī)工程學(xué)
人機(jī)工程學(xué)研究人體各部分結(jié)構(gòu)尺寸、人體機(jī)能特征參數(shù),分析人的視覺、聽覺等感官機(jī)能等內(nèi)容,將這些內(nèi)容融入公共空間設(shè)計(jì),能夠提升空間的實(shí)用性,使空間更好地服務(wù)于使用者。但是學(xué)生對(duì)于人機(jī)工程學(xué)相關(guān)知識(shí)了解較少,教師在課程初期通過課堂講授法為學(xué)生傳授相關(guān)理論知識(shí)是有必要的。教師將人機(jī)工程學(xué)相關(guān)理論知識(shí)在授課過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行滲透,使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)人機(jī)工程學(xué)與設(shè)計(jì)的關(guān)系,在思想上轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)是“針對(duì)造型和顏色進(jìn)行”的理解,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)的目的在于功能。教師在課堂中講解人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論,讓學(xué)生在公共空間設(shè)計(jì)中能夠運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論,從而培養(yǎng)學(xué)生的人本設(shè)計(jì)理念,使其設(shè)計(jì)不再盲目追求形式。
2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)
現(xiàn)階段普通高等院校的設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生大多在入學(xué)前只有一些美術(shù)功底,并不具備設(shè)計(jì)基礎(chǔ),面對(duì)設(shè)計(jì)因?yàn)橹R(shí)匱乏而不知如何下手,在這種情況下,教師成為引導(dǎo)學(xué)生的主要力量。為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣,在教學(xué)過程中,傳授知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)不再成為課堂教學(xué)的主要目的,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生學(xué)會(huì)自學(xué)成為一個(gè)主要的教學(xué)目的。教師要將學(xué)生分組,讓學(xué)生對(duì)所在城市的某些空間進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,走出教室、走進(jìn)社會(huì),通過自己的觀察分析豐富自身的知識(shí)結(jié)構(gòu),完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在這個(gè)階段,教師需要為學(xué)生布置好調(diào)研的主要任務(wù),讓學(xué)生通過測(cè)量、拍照、記錄數(shù)據(jù),接觸設(shè)計(jì)、感受設(shè)計(jì),使其能夠通過觀察認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)應(yīng)服務(wù)于人,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)應(yīng)以功能為主要目的。這樣既提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的觀察和總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
三、交流使學(xué)生構(gòu)建設(shè)計(jì)思維
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)習(xí)是系統(tǒng)的、循序漸進(jìn)的過程,學(xué)校制訂培養(yǎng)方案,教師通過教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生接觸設(shè)計(jì)案例進(jìn)行學(xué)習(xí)。公共空間設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)踐調(diào)研環(huán)節(jié),讓學(xué)生通過調(diào)研活動(dòng)對(duì)公共空間形成初步認(rèn)識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建合理的設(shè)計(jì)思維有利于設(shè)計(jì)方案的形成。教師在學(xué)生構(gòu)建思維的過程中起到了舉足輕重的作用,將學(xué)生在實(shí)踐調(diào)研中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)和收集的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行匯總,并運(yùn)用演示法將其展示給學(xué)生,學(xué)生小組間通過討論交流數(shù)據(jù)。教師在這個(gè)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維引導(dǎo),把握好學(xué)生發(fā)散思維的方向,將學(xué)生討論的結(jié)果匯總后進(jìn)行講解分析,幫助學(xué)生構(gòu)建公共空間設(shè)計(jì)思維。
四、結(jié)語
關(guān)鍵詞:車輛人機(jī)工程;設(shè)計(jì);影響因素
1.人機(jī)工程在車輛設(shè)計(jì)中的重要性
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們對(duì)汽車駕駛的舒適性要求越來越高,對(duì)人機(jī)工程學(xué)在汽車工程的應(yīng)用也有了更高的要求。車輛人機(jī)工程學(xué)是一門新興的綜合性邊緣學(xué)科,是綜合了人體學(xué)、心里學(xué)和生理學(xué)方面的內(nèi)容,在汽車工程方面進(jìn)行應(yīng)用。汽車人機(jī)工程的深入研究和應(yīng)用,不但有助于改善汽車駕駛條件和舒適度,還對(duì)保護(hù)駕駛員和車內(nèi)乘員的身體健康和生命安全起著重要的作用。
2.影響車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的因素
2.1.目標(biāo)對(duì)象對(duì)車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的影響
車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的最終目的是以滿足車輛銷售目標(biāo)區(qū)域內(nèi)大多數(shù)客戶為基礎(chǔ),這就要求車輛人機(jī)工程人員要對(duì)該客戶群體的人體尺寸和相關(guān)參數(shù)有深入的了解,并能有相應(yīng)的計(jì)算設(shè)計(jì)方法,然后再進(jìn)行人機(jī)工程的設(shè)計(jì)。
2.2.目標(biāo)個(gè)體的差異性對(duì)車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的影響
作為車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)人員,當(dāng)然希望所設(shè)計(jì)的車輛能夠滿足所有目標(biāo)客戶的使用要求,但這一點(diǎn)無論是在技術(shù)上或是在經(jīng)濟(jì)上,都無法實(shí)現(xiàn)。目標(biāo)個(gè)體的人體差異性,是車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)所面臨的一個(gè)重要的問題。百分位值是表達(dá)關(guān)于人體尺寸信息和個(gè)體性差異的一種簡單有效的方法,是進(jìn)行車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)重要的數(shù)字信息和依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。百分位表示人體的某項(xiàng)基數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)于使用對(duì)象中有百分之幾的人可以適用,也就是指人體尺寸數(shù)據(jù)正態(tài)分布中的累計(jì)概率。根據(jù)人體測(cè)量尺寸數(shù)據(jù),滿足不同目標(biāo)人體的差異,可以分為5百分位、10百分位、50百分位、90百分位和95百分位。在對(duì)車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該注意:
50百分位的平均值在使用的過程中,往往會(huì)將設(shè)計(jì)者帶入一個(gè)誤區(qū),認(rèn)為50百分位滿足目標(biāo)平均個(gè)體的需求,但目標(biāo)個(gè)體中通常沒有平均的男性或者女性,從人體測(cè)量數(shù)據(jù)來看,無論統(tǒng)計(jì)采樣是人體尺寸還是人體質(zhì)量等,采樣統(tǒng)計(jì)平均值的應(yīng)用意義并不明顯。例如汽車加速踏板布置設(shè)計(jì),加速踏板與人體操縱姿勢(shì)的關(guān)系非常重要,要考慮到以下五個(gè)方面:
--加速踏板布置必須考慮長時(shí)間操作的舒適性;
--加速踏板未踩下時(shí),踝關(guān)節(jié)角度A46不小于87°,踩到底后A46不大于105°;
--應(yīng)該使駕駛員的拇趾點(diǎn)(BOF)踩在踏板中心位置,需要計(jì)算踏平面角度和踏板中心高度 A47;
--踏板表面的傾斜角度參照踏平面角來確定,使駕駛員鞋底腳掌處很好地與踏板表面貼合;
--必須分析不同百分位駕駛員下肢的舒適性,尤其要考慮女性駕駛員穿高跟鞋駕駛的情況。
在車輛的設(shè)計(jì)過程中,對(duì)于加速踏板的一些參數(shù)特別是最小伸及距離或者最大控制力等,絕對(duì)不能選用平均值或者第50百分位值作為標(biāo)準(zhǔn)值。因?yàn)槿祟惖膫€(gè)體差異是無法消除的,因此設(shè)計(jì)者應(yīng)該滿足目標(biāo)客戶里的大部分人,就必須要了解目標(biāo)客戶人體差異性。通常認(rèn)為滿足90%或者95%就已經(jīng)達(dá)到使用目標(biāo)。
圖一 車輛加速踏板人機(jī)工程設(shè)計(jì)圖
2.3.設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)對(duì)車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)的影響
一些女性駕駛員經(jīng)常會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景:當(dāng)把座椅向前調(diào)整,以便更容易夠到踏板,可這樣會(huì)使得方向盤離身體太近。這樣的問題在其他一些方面也會(huì)出現(xiàn),例如座椅安全帶不能充分調(diào)節(jié)而導(dǎo)致頸部或者胸部過緊引起不適或者擦傷;汽車儀表板的布置高度不適可能導(dǎo)致高個(gè)子駕駛員腿部空間狹小,矮個(gè)子駕駛員前方下部視野不足等。為了更好的分析和消除這些問題,更好的進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì),需要車輛設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深入的調(diào)查研究,量化問題出現(xiàn)的概率和分布,不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)修改和優(yōu)化,直至設(shè)計(jì)令客戶群體滿足。這就需要把握好人機(jī)工程設(shè)計(jì)的時(shí)機(jī),因?yàn)樵陂_發(fā)后期或者使用過程中一旦發(fā)現(xiàn)問題,再去糾正,就可能會(huì)涉及到車輛各個(gè)部件之間的互相調(diào)整,甚至需要從整體布局開始,其所需的費(fèi)用會(huì)非常的高。所以在車輛總體設(shè)計(jì)和總體布置的時(shí)候,就應(yīng)該講人機(jī)工程提早考慮進(jìn)去,運(yùn)用人機(jī)工程分析方法、人體模型CAD和專業(yè)的分析軟件等對(duì)人機(jī)工程進(jìn)行全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3.總結(jié)
隨著汽車設(shè)計(jì)的不斷變化和發(fā)展,車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容也在不斷發(fā)生著變化。以上幾個(gè)因素是目前車輛人機(jī)工程中所需要重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)方面,車輛人機(jī)工程設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的內(nèi)容很多,需要設(shè)計(jì)人員不斷的運(yùn)用新方法和新思想,盡量能夠做到系統(tǒng)全面的考慮每一個(gè)細(xì)節(jié)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:安全工程;原理;應(yīng)用
安全工程是工學(xué)門類中的邊緣性學(xué)科,通過對(duì)工程技術(shù)相關(guān)方法的科學(xué)化運(yùn)用,解決生產(chǎn)過程中的安全問題,合理控制有害因素,降低生產(chǎn)事故的發(fā)生率,創(chuàng)造優(yōu)良的安全生產(chǎn)條件。安全工程的涉及范圍較廣泛,與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在密切聯(lián)系,此種情況下,積極探討安全工程原理理論及其實(shí)際應(yīng)用,具有一定現(xiàn)實(shí)意義。
1 安全工程原理概述
1.1 定義
安全工程學(xué)是一門多學(xué)科理論和方法相交融的學(xué)科,是一種現(xiàn)代工程技術(shù)科學(xué),對(duì)人、機(jī)、環(huán)境之間的相互聯(lián)系進(jìn)行研究和分析,并通過對(duì)相關(guān)原理、理論和測(cè)量方法進(jìn)行科學(xué)化運(yùn)用,保證整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。安全工程原理主要研究如何利用現(xiàn)代工程技術(shù)保證系統(tǒng)的安全功能的科學(xué)有效發(fā)揮。安全工程學(xué)原理的基礎(chǔ)是安全學(xué)和工程學(xué),通過對(duì)系統(tǒng)工程、環(huán)境工程以及技術(shù)設(shè)施的科學(xué)化運(yùn)用,準(zhǔn)確分析、評(píng)價(jià)及控制工程風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)系統(tǒng)安全目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。安全工程原理主要研究安全系統(tǒng)中設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)方式及應(yīng)當(dāng)遵循的具體原則,從而保證人體活動(dòng)的高效性和安全性。
1.2 研究對(duì)象
安全工程原理是安全工程學(xué)的基本準(zhǔn)則,主要對(duì)其自身學(xué)科范圍內(nèi)的研究內(nèi)容和研究方式進(jìn)行總結(jié)分析,以推進(jìn)學(xué)科發(fā)展,促使社會(huì)群體準(zhǔn)確認(rèn)知事物規(guī)律并加以合理運(yùn)用,從而開展更深層次的研究和分析。安全工程學(xué)原理下,安全系統(tǒng)主要包含人員、及其設(shè)備以及作業(yè)環(huán)境三個(gè)部分,具體來講,就是安全生產(chǎn)活動(dòng)中的操作人員與管理人員、生產(chǎn)活動(dòng)中所應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備和儀表設(shè)備、工作人員的作業(yè)環(huán)境等三個(gè)層面。在安全生產(chǎn)過程中,這三個(gè)部分之間需要協(xié)調(diào)配合,以保證生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)的安全高效進(jìn)行,從而為整個(gè)系統(tǒng)的安全性提供可靠保障。安全工程原理從這三個(gè)方面出發(fā),研究系統(tǒng)原理及方法的具體應(yīng)用方式,分析系統(tǒng)運(yùn)行中潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,進(jìn)而積極采取有效措施合理控制這些風(fēng)險(xiǎn)因素,保證整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的安全順利進(jìn)行。
安全工程原理的研究對(duì)象主要包括以下三個(gè)方面:
一是安全系統(tǒng)工程中人為主體的勝利因素、心理特征與生產(chǎn)安全之間存在的密切聯(lián)系,探討工程相關(guān)的規(guī)章制度、工作方式以及管理手段等是否滿足人的主觀能動(dòng)性需求,是否與人的特性保持高度一致,是否遵循人體的生物能量變化需求以及活動(dòng)空間的適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步探討安全系統(tǒng)工程對(duì)人的勞動(dòng)效率和安全行為的具體影響。
二是探討安全生產(chǎn)過程中各項(xiàng)機(jī)器設(shè)備的安全性,判斷其工作效率是否滿足整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。基于生產(chǎn)設(shè)備的材料、形狀以及強(qiáng)度大小、工藝可靠性等方面入手,分析多種機(jī)器設(shè)備與生產(chǎn)作業(yè)安全性之間的密切聯(lián)系,探討各種機(jī)器設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)操作人員的工作效率的具體影響。
三是研究人體勞動(dòng)工作過程中所面臨的作業(yè)條件和環(huán)境的適宜性,分析各種惡劣環(huán)境因素對(duì)人體人健康和勞動(dòng)效率的影響,以及各種職業(yè)因素危害的預(yù)防方法,其中包括高溫高濕、噪聲、照明不適、振動(dòng)、粉塵、有毒有害氣體、輻射等因素。
2 安全工程原理應(yīng)用分析
2.1 安全工程原理應(yīng)用機(jī)理
安全工程二級(jí)原理在安全工程整個(gè)原理體系中扮演著不同的角色,各級(jí)原理相互聯(lián)系作為安全工程原理的理論支撐。安全工程原理可以分別從人、物、環(huán)境的角度來進(jìn)行研究分析,而各下屬原理也從不同方向來指導(dǎo)人、物、環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展。人造物宜人原理是從人的角度來對(duì)人造物的設(shè)計(jì)構(gòu)建提出指導(dǎo)要求;設(shè)備設(shè)施功能安全原理和人造物穩(wěn)固原理則是從物的安全角度來對(duì)各種設(shè)備、建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、操作制度進(jìn)行指導(dǎo);環(huán)境安全原理和合理空間尺度原理是環(huán)境發(fā)展必須遵循的安全原理,保證作業(yè)環(huán)境的舒適和健康;最小能量原理則分別從人和物的角度來對(duì)安全作業(yè)中各種能量的消耗降到最低,從而提高能量利用率和工作效率,也從能量方面將人因素與物因素相互聯(lián)系起來。輸入輸出暢通原理在人、物、環(huán)境3方面都得到了體現(xiàn),物、環(huán)境方面的信息根據(jù)輸入原理的基本準(zhǔn)則傳入至人體,而在人體對(duì)外界信息進(jìn)行識(shí)別、處理后通過輸出原理將指令下達(dá)至物和環(huán)境方面,完成信息在人、物、環(huán)系統(tǒng)之間的運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2 安全工程原理實(shí)際應(yīng)用例子
深井受限空間與安全人工智能仿真試驗(yàn)系統(tǒng)旨在模擬深井作業(yè)空間環(huán)境,研究人體在特殊作業(yè)環(huán)境中工作時(shí)人體各種生理、心率參數(shù)指標(biāo)的變化規(guī)律及其對(duì)安全行為和勞動(dòng)效率的影響。根據(jù)設(shè)備設(shè)施功能安全原理,試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)均采用本質(zhì)安全性的電氣設(shè)備,而且設(shè)有專門的人員操作區(qū),即使出現(xiàn)機(jī)器故障或操作失誤也不會(huì)對(duì)人體造成危害。根據(jù)人造物宜人原理,該試驗(yàn)裝備采用的是全自動(dòng)化操控模式,人體只需在操作平臺(tái)上即可完成對(duì)整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的各種參數(shù)的控制,從而使人的活動(dòng)舒適高效安全。
根據(jù)環(huán)境安全原理,該試驗(yàn)裝備從溫度、濕度、噪聲、照度、空氣壓力、風(fēng)速、粉塵、有毒有害氣體等方面來模擬深井作業(yè)環(huán)境,目的在于研究惡劣環(huán)境對(duì)人體生理健康和安全行為的危害,從而預(yù)防惡劣環(huán)境對(duì)人的影響。整個(gè)試驗(yàn)艙采用鋼制材料建造,使其牢固可靠,并且整個(gè)艙體內(nèi)外噴涂具有隔熱、消音、防輻射功能的涂料,可保證艙體放置在室外長時(shí)間不受損害,符合人造物穩(wěn)固原理。試驗(yàn)艙設(shè)計(jì)為正方體艙型,設(shè)置有專門的操作區(qū)、試驗(yàn)區(qū)和儲(chǔ)存區(qū),空間充足能供人自由地操作活動(dòng),滿足合理空間尺度原理。各環(huán)境模擬參數(shù)儀器均采取的智能化控制,即當(dāng)參數(shù)水平值低于設(shè)定值時(shí),儀器可自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行,當(dāng)水平值高于設(shè)定值時(shí)儀器則自動(dòng)停止來維持穩(wěn)定值,從而避免了資源能量的浪費(fèi),達(dá)到了最小能量原理的標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)安裝有聲音、圖像的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),艙體4面設(shè)有觀察窗,利用內(nèi)外進(jìn)行溝通交流,艙體前后都設(shè)有安全通道利用人員正常的進(jìn)入和疏散等,保證了信息、人員、物質(zhì)的輸入輸出暢通性。根據(jù)安全工程原理的要求,設(shè)計(jì)研發(fā)受限空間環(huán)境與安全人工智能仿真試驗(yàn)系統(tǒng),并介紹了試驗(yàn)系統(tǒng)中各組成部分與各原理之間的聯(lián)系,使得安全工程原理在實(shí)際應(yīng)用中得到了很好的體現(xiàn)。
結(jié)束語
總而言之,安全工程是生產(chǎn)過程中的重要內(nèi)容,為確保其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值得以有效發(fā)揮,應(yīng)當(dāng)從安全工程原理出發(fā),準(zhǔn)確把握人體、機(jī)器以及環(huán)境三者之間的密切聯(lián)系,對(duì)裝備的相關(guān)功能、設(shè)備和材料進(jìn)行合理利用,優(yōu)化空間布局,保證整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的安全高效進(jìn)行,從整體上推進(jìn)社會(huì)的綜合發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]閆寶東.安全工程原理理論及其應(yīng)用研究[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015(20).
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