產(chǎn)品設(shè)計工程學(xué)課程實驗創(chuàng)新探析

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摘要：為了提高產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的學(xué)生對人機工程學(xué)課程知識的把握和實際應(yīng)用能力。通過在人機工程學(xué)的課程實驗中引入3D打印技術(shù)，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計實踐，讓學(xué)生直觀地去感受一件產(chǎn)品從概念到實物的過程，在過程中體會尺寸對產(chǎn)品的影響，了解建模前期確定產(chǎn)品尺寸的重要性，掌握科學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計流程。通過課程實驗，學(xué)生進一步了解3D打印技術(shù)，深刻體會尺寸對一件產(chǎn)品的重要性，對產(chǎn)品尺度也有了全新認識，加深了對課程相關(guān)內(nèi)容的理解，掌握了科學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計流程。為產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的人機工程學(xué)課程提供了一個可以實施的實驗方向。

關(guān)鍵詞：人機工程學(xué)；3D打印技術(shù)；產(chǎn)品設(shè)計；實驗創(chuàng)新；教學(xué)研究

引言

隨著社會進步和科技發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對產(chǎn)品的需求也從生理層次擴展到心理層次[1]。人們更關(guān)注產(chǎn)品的宜人性、易用性以及使用過程中人與產(chǎn)品的和諧性，以人為中心的設(shè)計思想在產(chǎn)品設(shè)計中變得越來越重要。人機工程學(xué)作為產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的必修課，其課程設(shè)置的主要目的就是培養(yǎng)學(xué)生“以人為中心”的設(shè)計思想，提高學(xué)生解決人-機-環(huán)境三者之間關(guān)系的能力。其課程內(nèi)容為產(chǎn)品設(shè)計中考慮人的因素提供了人體尺寸參數(shù)，為進行人-機-環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計提供了理論依據(jù)，為堅持以人為核心的設(shè)計思想提供了系統(tǒng)的工作程序。因此，人機工程學(xué)的課程內(nèi)容對產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)學(xué)生設(shè)計思想的培養(yǎng)及設(shè)計過程中尺度的把握都有著極其重要的引導(dǎo)作用。但目前產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的人機工程學(xué)課程內(nèi)容大多停留在枯燥的理論教學(xué)中，課程中只有少量的實踐或?qū)嶒炚n時。實踐多是學(xué)生主觀的感受和體會，少有理性和定量的支持，設(shè)計手段也多停留在三維建模設(shè)計階段[2]；實驗則多是人體測量、人體感知、記憶特征等驗證性的簡單實驗[3]，專業(yè)針對性較弱，不管是環(huán)境設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計甚至工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生也是進行這些實驗，對于提高產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)學(xué)生的實際設(shè)計能力效果較差。當(dāng)在產(chǎn)品設(shè)計過程中需要進行人機工程設(shè)計或分析時，雖然學(xué)習(xí)過相關(guān)的人機工程學(xué)理論，卻不知如何將學(xué)過的理論知識應(yīng)用到設(shè)計實踐中，導(dǎo)致學(xué)生在設(shè)計說明中提到的“符合人機工程學(xué)”的說法浮于表面，常常難以說出所設(shè)計的產(chǎn)品哪里符合了人機工程以及產(chǎn)品是如何符合人機工程的，因此產(chǎn)品在實際使用時難以達到人與機的和諧統(tǒng)一[4]。如何通過教學(xué)中的實驗環(huán)節(jié)建立理論教學(xué)與實際應(yīng)用之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠真正掌握人機工程學(xué)課程所提供的設(shè)計理念和設(shè)計方法，增強學(xué)生對產(chǎn)品尺度的把握和課程理論知識的實際應(yīng)用能力，是人機工程學(xué)教學(xué)中亟待解決的問題。下面將在產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的人機工程學(xué)課程中結(jié)合設(shè)計實踐提出一個針對性更強、實驗性更好的課程實驗，并將3D打印技術(shù)引入到實驗中以期更好地建立起教學(xué)中理論與實踐的聯(lián)系，增強學(xué)生將理論知識應(yīng)用到設(shè)計實踐中的能力。

一、3D打印技術(shù)引入人機工程學(xué)教學(xué)的意義

3D打印是一種快速成型技術(shù)，它以計算機三維模型為基礎(chǔ)，通過逐層打印黏結(jié)，最終疊加成型的方式制造出實體產(chǎn)品[5]。近年，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也從航天、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域逐漸擴展到汽車、醫(yī)藥科學(xué)、工業(yè)、設(shè)計、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域。尤其3D打印技術(shù)在產(chǎn)品（工業(yè)）設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用將產(chǎn)品設(shè)計與制造融為一體，設(shè)計方案能夠很快地變成實物樣品，可以更快、更準(zhǔn)確地進行驗證、定型[6]。3D打印技術(shù)可以直接快速實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的效果，可以極大地縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期，減少產(chǎn)品研發(fā)的時間，降低設(shè)計研發(fā)成本[7]，同時也為創(chuàng)客群體提供了全新的動力，為年輕的創(chuàng)業(yè)人群提供了一個全新的創(chuàng)業(yè)途徑[6]。3D打印技術(shù)的發(fā)展進一步推動了總理提出的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的構(gòu)想，也進一步推動著工業(yè)設(shè)計智能化時代的發(fā)展。將3D打印技術(shù)引入到人機工程學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生能夠主動地了解當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，是與時俱進的體現(xiàn)，有利于產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的學(xué)生進行設(shè)計實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；3D打印技術(shù)能夠減少設(shè)計周期，甚至能讓學(xué)生在一天內(nèi)將設(shè)計創(chuàng)意進行快速生產(chǎn)，可以將人機工程學(xué)中存在的不易理解的抽象理論知識轉(zhuǎn)化為直觀可視化的實物模型展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生獲得更深刻的認知體驗[8]，幫助學(xué)生深入了解產(chǎn)品尺寸與產(chǎn)品使用體驗之間的聯(lián)系，建立起從“用戶定位”到“人機參數(shù)”到“產(chǎn)品設(shè)計”再到“產(chǎn)品3D打印制造”最后到“用戶體驗與評估”的科學(xué)設(shè)計流程，進一步提高產(chǎn)品使用過程中人與產(chǎn)品的和諧性，使產(chǎn)品設(shè)計不光具有好看的外表，更具有合理的尺寸和舒適的可使用性。這種理性化、數(shù)據(jù)化、可操作的設(shè)計實驗教學(xué)，打破了傳統(tǒng)設(shè)計實踐基于感受的定性途徑和驗證性的簡單實驗，對設(shè)計實物的評估使學(xué)生更容易理解產(chǎn)品設(shè)計過程中人機數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法，能夠真正將課程知識內(nèi)化、掌握并應(yīng)用到具體的產(chǎn)品設(shè)計中。讓學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)理論知識，在理論知識的學(xué)習(xí)中進行實驗，實驗與理論學(xué)習(xí)相輔相成，互相促進。

二、人機工程學(xué)課程實驗創(chuàng)新設(shè)計

（一）實驗的意義與目的

人機工程學(xué)作為一門滲透型的邊緣學(xué)科，涉及面廣，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?。教學(xué)內(nèi)容以純理論型的書籍為參考，不同專業(yè)所上內(nèi)容相似且均以傳統(tǒng)的理論框架進行教學(xué)，導(dǎo)致其課程內(nèi)容涵蓋的知識點較多且課程內(nèi)容多為純理論性知識，還包含一些藝術(shù)類學(xué)生看到就想打退堂鼓的公式、數(shù)據(jù)、尺寸等，整體內(nèi)容較為枯燥和乏味，學(xué)生易出現(xiàn)無聊、厭學(xué)等現(xiàn)象；課程內(nèi)容涉及面廣且與專業(yè)方向聯(lián)系較弱，難以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力[9]，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握和應(yīng)用能力較差。通過實驗教學(xué)的內(nèi)容可以加強學(xué)生對人機界面的認知、對尺度的感知以及對人體測量相關(guān)內(nèi)容的靈活應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生進一步認識人機工程學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計中的作用；在實驗過程中結(jié)合設(shè)計實踐引導(dǎo)學(xué)生掌握人機工程學(xué)知識的實際應(yīng)用方法，通過實物讓學(xué)生更深刻理解產(chǎn)品設(shè)計中的人機工程學(xué)，提高人機工程學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的實用性，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和實踐打下堅實的基礎(chǔ)。實驗過程不僅可以鍛煉學(xué)生的動手能力，還能夠提高學(xué)生對產(chǎn)品尺寸的敏感度。對產(chǎn)品設(shè)計的學(xué)生來說，產(chǎn)品尺度的把握是至關(guān)重要的，但是枯燥的課堂講授及簡單的驗證性實驗并不能促進學(xué)生對尺度的感知和把握能力，也難以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師需要在真實的實物場景及實驗過程的互動中潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生認識和把握產(chǎn)品尺度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）實驗設(shè)計

實驗過程圍繞用戶定位、人機參數(shù)、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品3D打印制造、用戶體驗與評估五個主要設(shè)計流程進行，這五部分內(nèi)容是產(chǎn)品從概念到產(chǎn)出的五個重要環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)品設(shè)計師主要參與的五個環(huán)節(jié)。其中用戶定位指確定設(shè)計對象后需要考慮的目標(biāo)用戶群體及目標(biāo)用戶的特征和需求；人機參數(shù)指通過對目標(biāo)用戶、產(chǎn)品特點、使用環(huán)境、使用狀態(tài)等的分析后確定的與人相關(guān)的產(chǎn)品尺寸；產(chǎn)品設(shè)計指與人相關(guān)的產(chǎn)品尺寸確定后進行產(chǎn)品功能與形態(tài)的構(gòu)思和表現(xiàn)；產(chǎn)品3D打印制造指通過3D打印技術(shù)的引入快速獲得產(chǎn)品實物模型；用戶體驗與評估指通過對人機關(guān)系的合理性及用戶使用體驗對實物模型進行評估，此評估結(jié)果可作為評估產(chǎn)品設(shè)計是否具有可行性的標(biāo)準(zhǔn)之一。若評估結(jié)果為人機關(guān)系和諧，用戶體驗良好則產(chǎn)品設(shè)計具有可行性；若評估結(jié)果為人機關(guān)系不合理或用戶體驗不好，則產(chǎn)品需重新進行調(diào)研分析和優(yōu)化設(shè)計。實驗過程加強了老師與學(xué)生的互動，調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生最大限度地動了起來，潛移默化地在實驗中體會到尺寸對一件產(chǎn)品的重要性，認識產(chǎn)品尺度對產(chǎn)品易用性的影響，加深了對課程相關(guān)內(nèi)容的理解，掌握了科學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計流程。實驗設(shè)計的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在三個方面：一是利用3D打印技術(shù)讓學(xué)生短期內(nèi)獲得產(chǎn)品實物，讓學(xué)生在實驗中了解3D打印設(shè)備的相關(guān)基礎(chǔ)知識，體會3D打印技術(shù)為產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)提供的便捷性，更好地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動；二是實驗的專業(yè)針對性更強，與專業(yè)理論知識的聯(lián)系更為密切，學(xué)生能更好地在實驗中驗證所學(xué)的理論知識，有助于學(xué)生更透徹、更系統(tǒng)地理解課程的理論知識點。三是實驗過程與設(shè)計實踐過程相呼應(yīng)，學(xué)生可以在實驗中了解產(chǎn)品設(shè)計流程，在實踐中體會實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性和人機學(xué)知識的實際應(yīng)用性。實驗主要包括以下6個階段：1.實驗導(dǎo)論。包括對整個實驗過程、實驗安排、實驗要求、產(chǎn)品設(shè)計時的注意點及3D打印相關(guān)設(shè)備的認識和操作的講解。2.設(shè)計調(diào)研（用戶定位）。在本階段確定產(chǎn)品的目標(biāo)用戶及用戶特征與需求。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)日常生活中手握式產(chǎn)品的人機關(guān)系問題，通過對問題的分析確定實驗的設(shè)計主題和產(chǎn)品的用戶定位；對與主題相關(guān)的產(chǎn)品進行更深入的人機分析，對目標(biāo)用戶進行針對性的調(diào)研與分析。3.設(shè)計分析（人機參數(shù)）。在本階段確定與產(chǎn)品相關(guān)的人機參數(shù)。通過調(diào)研分析結(jié)果進行產(chǎn)品人體尺寸的設(shè)計及產(chǎn)品使用（交互）方式的構(gòu)思與確定，為后續(xù)的產(chǎn)品方案設(shè)計奠定基礎(chǔ)。4.設(shè)計表現(xiàn)（產(chǎn)品設(shè)計）。在本階段進行產(chǎn)品設(shè)計表現(xiàn)。根據(jù)前期確定的人機參數(shù)進行二維手繪草模方案表現(xiàn)，畫出可能的設(shè)計方案；對手繪模型進行分析優(yōu)選后進行三維計算機模型表現(xiàn)。5.實物打印（產(chǎn)品3D打印制造）。在本階段進行產(chǎn)品的3D打印制造。將設(shè)計完成的三維計算機模型轉(zhuǎn)為STL格式導(dǎo)入3D打印機進行實物打印。打印過程中引導(dǎo)學(xué)生了解3D打印的技術(shù)原理，增強學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)的新技術(shù)的認識，為學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打好基礎(chǔ)。通過3D打印技術(shù)將虛擬的計算機三維模型在數(shù)小時（或數(shù)十小時）內(nèi)打印成可觸的實物模型，讓學(xué)生直觀地感受到一件產(chǎn)品從概念到實物的過程，在過程中體會尺寸對產(chǎn)品的影響，增強學(xué)生對設(shè)計過程的感知，加深學(xué)生對于書本知識的理解。從三維虛擬模型到產(chǎn)品真實觸摸的改變，讓學(xué)生切實感受到產(chǎn)品尺寸與人體尺寸的關(guān)系，掌握該如何在產(chǎn)品設(shè)計時靈活調(diào)用學(xué)過的人機工程學(xué)知識。6.實物評估（用戶體驗與評估）。在本階段對產(chǎn)品實物進行用戶體驗與評估。通過給實物模型涂上顏色并模擬真實的使用狀態(tài)，隨后拍照觀察手部染色情況，結(jié)合人機工程學(xué)的課程知識從人機學(xué)的合理性方面去評估產(chǎn)品在尺寸和使用方式上能否達到讓使用者舒適、健康、提高效率的人機學(xué)目的；邀請符合用戶定位的被試進行產(chǎn)品實物的使用模擬，通過觀察被試的使用過程，記錄被試的使用感受，從產(chǎn)品使用的舒適體驗感方面去評估產(chǎn)品設(shè)計是否是“以人為中心”的設(shè)計。評估過程進一步考查了學(xué)生對課程知識的掌握，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中進行實驗，在實驗中學(xué)習(xí)和鞏固理論知識，理論知識與實驗內(nèi)容相互促進，相輔相成，形成一個完整的知識鏈。實驗主要階段的內(nèi)容、內(nèi)在邏輯關(guān)系及實驗過程見圖1。

（三）實驗過程中的關(guān)鍵注意點

1.確定人機參數(shù)。本階段一定要分析和考慮產(chǎn)品的目標(biāo)用戶、使用狀態(tài)、使用環(huán)境等，并以此考慮相關(guān)尺寸的百分位選擇及修正量，確保設(shè)計的產(chǎn)品是可用、易用的。2.實物打印階段。打印前需了解3D打印機設(shè)備的相關(guān)參數(shù)及設(shè)定方法，并選擇最合適的打印材料與打印方式。分析產(chǎn)品是否需要拆解打印，思考如何拆解與組裝可以讓產(chǎn)品表現(xiàn)出最優(yōu)的人機關(guān)系。3.實物評估階段：要得到具有統(tǒng)計學(xué)意義的數(shù)據(jù)必須選擇符合產(chǎn)品用戶定位并能夠如實、正確地表述使用體驗的被試人群，同時用戶體驗?zāi)M過程中要確保被試真正完成了產(chǎn)品使用的整個過程，以此保證所得結(jié)果的有效性。

三、實驗創(chuàng)新研究應(yīng)用范例——辦公鼠標(biāo)再設(shè)計

（一）實驗名稱與實驗內(nèi)容

1.實驗名稱：操縱人機界面的人體感知實驗。2.實驗內(nèi)容：對各類把手、操縱手柄、鼠標(biāo)及其他手握式產(chǎn)品抓握部分的形態(tài)、尺寸、人機交互方式等進行設(shè)計及實驗驗證（學(xué)生自選一項進行實驗）。

（二）實驗步驟（以學(xué)生作業(yè)：某學(xué)生團隊的“辦公鼠標(biāo)再設(shè)計”為例）

1.市場現(xiàn)狀：發(fā)現(xiàn)問題（主要為人機關(guān)系問題）。調(diào)研發(fā)現(xiàn)當(dāng)前辦公鼠標(biāo)造型復(fù)雜，尺寸不合適，使用時手腕狀態(tài)處于非順直狀態(tài)，鼠標(biāo)按鍵較多，鼠標(biāo)表面易出現(xiàn)油光及手心汗液殘留等問題。2.確定設(shè)計對象。設(shè)計對象為：辦公鼠標(biāo)。主要針對當(dāng)前辦公鼠標(biāo)造型復(fù)雜，尺寸不合適，使用時手腕處于非順直狀態(tài)，鼠標(biāo)按鍵較多，鼠標(biāo)表面易出現(xiàn)油光及手心汗液殘留等問題進行辦公鼠標(biāo)的改良設(shè)計。3.提出設(shè)計方案：從形狀、大小、結(jié)構(gòu)、交互等方面進行方案設(shè)計。設(shè)計目標(biāo)：辦公鼠標(biāo)，造型簡約，尺寸適當(dāng)，無線設(shè)計，輕薄便于攜帶滿足辦公人士的需求。方案草圖如圖2，方案主要通過降低現(xiàn)有鼠標(biāo)總體高度讓手腕處于順直狀態(tài)；通過將鼠標(biāo)中間挖空來避免掌部組織受壓（尤其手心）；通過只保留常用的左右鍵及滾輪來塑造簡約的造型。根據(jù)一般通用產(chǎn)品的平均尺寸設(shè)計原則結(jié)合GB10000-1988中我國成人人體主要尺寸可知，我國50%的成年男性手長在183mm以下，手寬在82mm以下，50%的成年女性手長在171mm以下，手寬在76mm以下。當(dāng)鼠標(biāo)寬度過大時手指的靈活性將被限制，既不利于操作，也降低了握持的舒適程度[10]；鼠標(biāo)過窄時，使用鼠標(biāo)時手指距離較近會影響鼠標(biāo)操作的流利性和舒適度；考慮使用鼠標(biāo)時手處于半屈弓狀態(tài)，鼠標(biāo)長度和寬度應(yīng)小于50%的成年女性手長和手寬值，為方便握持及操作，鼠標(biāo)的長度選擇了112mm，寬度65mm（中間寬度），高度25mm。此尺寸會在后續(xù)的實物結(jié)果出來后進行使用舒適度的評估。4.完善方案：計算機輔助設(shè)計（三維表達）。草圖方案確定后進入計算機輔助三維建模設(shè)計階段，建模圖如圖3所示。5.實物制作：利用3D打印技術(shù)快速產(chǎn)出實物。模型建立完成后在數(shù)字化設(shè)計及3D打印實驗實訓(xùn)中心將模型文件以STL格式導(dǎo)入3D打印機，數(shù)小時后得到實物模型。打印現(xiàn)場及打印實物圖如圖4。6.實物評估。學(xué)生拿到實物模型后通過五個評估步驟對實物進行評估。評估步驟一：對實物進行涂色，如圖5，以便后續(xù)模擬使用狀態(tài)后查看手部色彩，分析手部受力情況。評估步驟二：用實物模擬使用狀態(tài)，如圖6。評估步驟三：拍照觀察，分析手部染色情況，對設(shè)計方案進行手部生理學(xué)方面的評估；通過對手掌著色部分的觀察，如圖7，可知鼠標(biāo)使用過程中受力主要集中在大魚際肌、小魚際肌和指球肌，這些是手掌上肌肉較豐富的部位，具有天然減震作用，可以適當(dāng)受壓；掌心是肌肉最少部位，不適宜長期受壓，由著色部分可知鼠標(biāo)設(shè)計避免了掌心受壓，從手的生理特性角度來說設(shè)計較為合理。但同時可以看出食指的接觸面積較小，后期使用感受評估時可能出現(xiàn)硌手感。評估步驟四：邀請被試對實物進行使用體驗和評估。通過邀請被試（20位：男性10位，女性10位，均具有準(zhǔn)確表述使用體驗的能力）使用鼠標(biāo)并記錄被試的使用體驗與評價，如圖8。通過觀察被試的使用過程可知使用狀態(tài)下被試手腕處于較順直狀態(tài)；其中18位被試反應(yīng)鼠標(biāo)的滾輪過于小，難以使用；14位被試反映鼠標(biāo)長寬可小幅度加大。團隊總結(jié)分析被試意見后對鼠標(biāo)的滾輪進行修改，適當(dāng)增大了鼠標(biāo)的滾輪的長度及寬度，使其更易用；同時將鼠標(biāo)的長和寬各增加了5mm。評估步驟五：評估結(jié)語（評估結(jié)果若有問題則需優(yōu)化設(shè)計后再次評估；若結(jié)果為人機關(guān)系和諧，用戶體驗良好則實驗結(jié)束）。通過前面四個評估步驟的分析發(fā)現(xiàn)存在一些尺寸上的問題，團隊積極進行方案優(yōu)化后又重新打印實物。新的實物出來后團隊重新進行上述步驟對優(yōu)化后的實物進行評估。如圖9，通過手掌染色部分可發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的鼠標(biāo)設(shè)計符合手部生理學(xué)設(shè)計要素；再次邀請原先的20位被試進行使用過程的體驗和評估，如圖10，被試均反應(yīng)改進后的鼠標(biāo)使用起來更加舒適，無硌手現(xiàn)象。至此，評估結(jié)果為：人機關(guān)系和諧，用戶體驗良好。課程實驗最后要求學(xué)生提交一份實驗報告書，通過報告書主要關(guān)注學(xué)生實驗設(shè)計的合理性、實驗過程中人機工程學(xué)知識的掌握與鞏固、實驗的總結(jié)與分析、對3D打印技術(shù)的認識以及對產(chǎn)品設(shè)計流程的掌握。此團隊第一次打印效果不是很好，鼠標(biāo)的滾輪尺寸太小，在實物模型出來的一瞬間團隊成員就已經(jīng)感受到尺寸設(shè)計的不合適，但是在建模階段并沒有覺得不妥，只有看到實物才切實感覺到不合適的產(chǎn)品尺寸對產(chǎn)品的外觀及使用感受上的巨大影響。團隊成員深切地認識到在進行產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)密切關(guān)注產(chǎn)品與人發(fā)生交互的任何一個細節(jié)，忽視任何細節(jié)都有可能會讓我們的設(shè)計工作事倍功半。團隊成員通過前后兩次的實驗與評估感受到了設(shè)計時關(guān)注產(chǎn)品尺寸及按照人機尺寸去設(shè)計和建模的重要性。在這之前，大部分學(xué)生都是憑感覺去建模，對產(chǎn)品具體的尺寸概念薄弱。當(dāng)老師問學(xué)生設(shè)計的產(chǎn)品多長多寬時，多數(shù)學(xué)生會拿出一只手或兩只手比畫一下說大概這么長吧，很難確切地說出所設(shè)計產(chǎn)品的具體尺寸。實驗過程出現(xiàn)過“兒童鼠標(biāo)”、“巨人螺絲刀”、“Mini菜夾”等令人啼笑皆非的實物。這些實物的出現(xiàn)也讓學(xué)生認識到在產(chǎn)品設(shè)計初期充分考慮與產(chǎn)品發(fā)生關(guān)系的人和環(huán)境，靈活調(diào)用人機學(xué)知識來確定產(chǎn)品各部分尺寸及交互方式的重要性。

四、小結(jié)

本實驗已應(yīng)用于實際教學(xué)實踐中，教學(xué)結(jié)果證明學(xué)生已經(jīng)掌握實驗方法，且實驗效果良好。實驗通過3D打印技術(shù)的引入使得人機工程學(xué)理論與產(chǎn)品設(shè)計實踐相融合，不僅提高了學(xué)生對尺度的認知，也為產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的人機工程學(xué)課程提供了一個可以實施的實驗方向，提升了人機工程學(xué)的教學(xué)水平和質(zhì)量。在后續(xù)的教學(xué)實踐中將會進一步探索人機工程學(xué)的教學(xué)模式，讓人機工程學(xué)的教學(xué)更加有效和科學(xué)。

作者:張偉偉 張銀穎 晏群 單位:馬鞍山學(xué)院