時間：2023-12-26 14:41:49
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇人體工程學的基本概念，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞：人機工程學 課堂教學 教學成果
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)005-163-02
工業設計是以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行的設計，其理念是在符合各方面需求的基礎上兼具特色。工業設計是一門綜合性、應用性很強的交叉性學科，它旨在形成和諧的實物環境，最充分的滿足人的物質需要和精神需要。工業設計在企業中有著廣闊的應用空間。
1. 人機工程學教學的重要性
人機工程學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各種因素；研究人和機器及環境的相互關系；研究在工作中、家庭生活中及休閑時怎樣統一考慮工作效率，人的健康，安全和舒適等問題的學科。本課程是工業設計專業的重要組成部分，它為設計安全可靠、便于使用的產品提供了人機關系方面的理論依據和方法指導。
我國的工業設計專業教學，形成了兩種基本知識體系：一種是工程技術體系；另一種藝術美學體系。根據工業設計專業辦學基本要求，無論哪種知識體系，都必須學習人機工程學、工業設計工程基礎等課程。從人機工程學教學方面來說，傳統的理論知識灌輸過程所涉的工科知識較大，面對大量的原理和數據公式，藝術類學生聽起來費解，也容易產生疲勞和厭學情緒。課程的教學成效關系到后續課程教學是否能順利展開，而死記硬背、不加理解的學習方法和模式起不到應有的效果。
通過人機工程學的課程學習，應該讓學生理解設計是什么，怎樣設計，設計達到的效果。具體來說，轉變成人機工程學課程中要解決的3個目標，就是“尋找產品問題、正確分析原因、重新改良設計”，再簡化一下可表達為設計上常用的述語：發現問題、分析問題、解決問題。這3個教學目標實際上就是設計的三個階段。本文將從教學實際出發，探討人機工程學教學改革中的實踐與體會。
2. 人機工程學課程的教學目的
工業設計教育不應該試圖把學生教成每一方面都精通，能在事先熟知的所要設計的產品的各個方面的專家，事實上也不可能做到這一點；而應該把設計教育的重點放在讓學生學會這門學科的基本理論和基本研究方法以及培養他們對知識的應用和與再生能力上，使學生能夠舉一反三，在面對新問題時能夠迅速把握實質，靈活運用所學的知識并以創造性的方法解決這些問題。
由于工作對象的多樣性和復雜性，設計師必須經常面對各式各樣的人機問題，這種情況給人機工程學的教學工作帶來了一定的困難。人機工程學研究內容的涉及面廣，涉獵的學科繁多，再加之信息技術的不斷發展，甚至可以延展出界面設計這樣獨立的設計課程，因此作為工業設計專業的學生不可能真正全面地掌握人機工程學各個領域的所有內容。人機工程學的教學目的也絕非是讓學生認真背誦書本的概念與數字，而是教會學生具有基本的人機工程學觀念，提高其人機意識，了解基本概念、內容和方法，在以后的設計實踐中能夠自覺查閱相關資料，深入學習，使其設計更科學和全面。
3. 人機工程學教學改革的探索
人機工程學教學方法的得失和教學內容的安排，往往直接影響到教學效果的成敗。因此，實際的課堂教學中，科學的教學方法、先進的教學手段和合理的教學安排，能夠激發學生的學習興趣，培養學生積極思考和解決問題的能力，牢固地掌握并靈活運用知識。
3.1 聯系實際生活，引導學生自主學習
傳統的人機工程學教學，為了引起學生對課程的重視，在課程之初會用很多時間來探討課程的重要性。人機工程學興起的直接原因是二戰中大量因人機設計失誤而導致的飛機失事。軍事領域的人機設計問題讓學生覺得很新奇，但畢竟離我們的現實生活太遠了。
那么到底在我們的日常生活中，需不需要人機工程學，有沒有值得我們去改進的設計方面呢。教學中，我把這個問題作為第一次課后作業留給同學完成，并給了兩個學時的課堂討論時間。通過討論，同學們發現了很多在生活中運用人機工程學的例子，有正面的，也有反面的。正面的例子有：階梯教室的座位高低錯落，保證了各個位置同學的視野；電腦腕墊設計有效緩解了手腕疲勞；椅子的腰靠設計有效緩解了腰部不適；高低可調的課桌椅適應了不同身高的客戶需求等等。反面的例子有：公寓床的長度不適合于身高過高者；固定式課桌椅不能滿足所有同學的身高尺寸；公用衛生間門后不設掛鉤，給入廁者帶來不便等等。
通過設置思考題并結合課堂討論的形式，引導學生思考本門課程的重要性和實用性，既避免了傳統教學反復說道的枯燥乏力，又調動了學生的積極性，真實地感受到了課程的重要性感和實用性，從而提高學習的自主性。
3.2 通過課程實踐，理解科學數據的由來
人體尺寸的測量，是人機工程學中人體尺寸獲得的基礎，更是產品尺寸確定的重要參考。傳統教學中，對于該部分內容，教師們會對照人體尺寸表格和圖示一一講解，以幫助學生理解。這種教學模式可能出現的問題就是：一旦離開書本，學生很快就忘記了測量項目的名稱和具體測量的人體部位，更難以在產品尺寸的設計中，快速、有效地找出人體尺寸的參考值。
為了提高教學效果，在教學中我們在此部分設定了實踐環節：在同學配合下，測量自身的人體主要尺寸、立姿和坐姿尺寸，畫出尺寸圖，并進行1：2的人體模板制作。同學們對實踐課題表現得非常興奮，測量自身的人體尺寸讓他們覺得很親切。很多同學測量中發現出現各部分尺寸相加高于或低于身高，而十分不解。最后在老師的協助下，通過測點標記和輔助測量基準面都得到了解決。實踐環節進行的盡然有序，充滿歡聲笑語。
在完成人體尺寸圖和人體模板時，同學們都掌握了這部分的知識，很有成就感，并興奮地表示記憶深刻，十分難忘。由此可見，合理的實踐環節設置，對學生深入理解和靈活掌握知識，起到了巨大的推動作用。
3.3 分析設計案例，提高分析問題的能力
顯示與控制設計在產品設計的應用極為廣泛，教材中設置了大量圖例來講解該部分的重要性與應用。在傳統理論教學的基礎上，為了進一步提高同學的分析問題能力，實際教學中引入了櫥柜設計的案例，讓大家學會客觀地評價設計的優劣。
案例中，新櫥柜設計的主題是“生活如此簡單”，產品的使用方式非常方便。當我們用身體的任何部位輕輕觸碰柜門時，相應的抽屜就能迅速彈出，所有的餐具快速展現于眼前。在輕松愜意的背景音樂配合下，主人游刃有余地穿梭在廚房中，寵物狗也舔開了其中一個抽屜，享受屬于自己的美食。看完案例，同學們都很興奮，紛紛夸獎設計太棒了，操作方便，技術先進，十分完美。討論的最后，我肯定了大家的正面評價，并提醒大家分析一下設計有沒有什么問題呢?同學們頓時安靜了，在積極地引導下，同學們靜下心來，開始思考設計方案華麗外表之下存在的問題，并得到了正確的結論。
面對新的設計，大家已經習慣了給予高度的評價和贊許，而設計中還有沒有可改進之處，很多人都會忽略。而作為設計人員的我們，對產品的評價不應該限于此，我們還要看到比常人更深刻的方面，為后續的設計研究找到方向。因此，教學中除了教會學生現成的理論知識以外，要引導學生學會分析實際問題，任何問題都存在兩面性，我們要學會科學、客觀地對設計方案進行評價。
4. 結束語
人機工程學是一門技術性學科，其相關理論知識在生活中隨處可見，在教學中應該突出其科學性和實用性，通過各種方式方法，引導學生積極思考和實踐，杜絕死記硬背和填鴨式的教學模式。在工業設計專業的人機工程學的教學過程中，應該突出基本原理、工程程序和研究方法，這樣既能確保設計師具有較扎實的理論基礎，又能使設計師在解決問題時具備正確的思路和開展工作的手段。
注釋：
①汪惠芬，劉婷婷，《人機工程學》課程教學模式探索與實踐[J]，應用研究，2007，36(9)：71－75.
②丁玉蘭，人機工程學[M]，北京理工大學出版社,2005年8月：2.
關鍵詞:人機工程學;教學改革;教學方法;教學內容
人機工程學是工業設計、工業工程專業的核心課程之一,也是機械、電子、車輛工程等專業的學科選修課,在課程教學中,一方面要系統地給傳授學生人機工程學的基本概念、理論、方法和技能,另一方面還要注重培養學生的綜合運用知識和創新實踐的能力。通過對人機工程學課程的教學實踐和研究,我們根據該課程的特點和教學目標,結合課程內容,采用了一種理論與實踐相結合的教學模式,以課堂教學為載體,改變教學內容,激發學生的創新熱情;改革教學方法,建立研討式的教學模式,積極引導學生進行創新思維;在課堂內、外與學生展開交流討論,張揚學生個性;結合工業設計的專業特點,積極引入最新的設計成果,使理論的轉化既快又直接,取得了較好的教學效果。
一、教學內容的研究
(一)教學內容要有明確的目的性
人機工程學是工業設計專業重要的專業基礎課之一。它通過介紹與工業設計相關的人的結構、生理和心理等基本特征,研究人、機和環境之間的相互作用,使人機系統最優(見圖1)。其理論方法可為設計中考慮“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“環境因素”提供設計準則。學習本課程的目的是使學生具備以人為本的設計思想,掌握人機系統設計的一般方法,在明確系統總體要求的前提下,分析和研究人、機、環境3個要素應具備的功能及其對系統總體性能的影響,尋求人機系統最優組合方案,并能應用人機工程學知識指導具體產品的設計,使人機系統安全、高效、可靠。
(二)構建課程框架體系
教學內容的選擇和編排要符合教學規律,要按照一定的程序將完整的知識教給學生以保證教學的系統性和循序漸進性。人機工程學是一門交叉性的學科,是人體科學、環境科學、工程科學交叉滲透的產物,是一門新興的邊緣學科,涉及的范圍較廣。它的研究對象是人、機、環境系統,我們將課程也分為4大模塊,人的模塊、機的模塊、環境模塊和其他。而其中的重點是“人”,所以在課程安排上圍繞“人”的因素來展開,首先通過人體測量與數據應用來了解人體的生理結構和測量數據的具體應用方法,探討人的設計心理學在設計上的應用;從與設計有關的“中樞神經系統”、“感覺系統”、“運動系統”3大系統的特點來講述其與設計的關系及應用方法;機器模塊主要是“顯示系統”和“控制系統”為主的人機的信息界面設計;環境模塊主要是與人和機器有關的環境因素,如熱環境、光環境等。其他模塊主要研究人機系統的總體設計、事故的成因等。通過以上模塊的教學給學生構建出一個清晰的課程框架體系,從全方位把握課程內容,強化各部分的內在聯系和整體性,形成一個相對合理的課程體系框架結構。
(三)教學內容動態更新
人機工程學近幾年在我國的發展十分迅猛。隨著人機工程學研究的深入以及人們認識上的提高,在學術界和企業界都取得了很多成果。因此在課程教學過程中,要緊跟時代的發展,在教學內容上不斷更新。一方面要不斷把人機工程學理論研究的最新成果及時納入到教學內容中,讓學生充分了解當前發展的新動向和新趨勢;另一方面將教學與科研相結合,及時將教師本人和他人的科研成果轉化為教學內容,實現了課程教學內容的動態更新。再者緊密聯系人機工程應用的最新發展,用案例的形式向學生介紹,如網上資源、學生作品、畢業設計、教師制作等,及時穿插入日常的教學活動中,豐富課堂的教學。在教學過程中還要依據學生的不同情況與需求,進行適當的調整。如工業設計專業的學生來源有兩個方向,一個是工科的,一個是藝術類的,對于這兩類學生在教學過程中要有不同的側重點,針對學生思維活動方式的不同以及所掌握的知識的不同進行適當的調整,在教學模塊上進行變化,增加不同的內容,與學生的特長相結合,使課程的作用發揮到最大。
二、教學方法的實踐
在教學過程中,針對不同的教學內容主要采用了以下幾種教學方法。
(一)以教師為主體的講授形式
對于基本原理和基本概念的學習主要采用講授方式,原理和概念一般都是比較枯燥、抽象的,在講授的過程中注意引導學生從各種不同的角度深入理解,幫助他們理清楚概念的基本構架,掌握其內在的含義,從而改變了學生死記硬背的學習方法,也培養了學生富于思考和綜合理解的能力。講授中要注意將抽象的內容用形象的方式進行傳達,將枯燥的理論用一種新穎的表達方式呈現,從而引起學生的興趣,強化記憶效果。如在講感覺和知覺時,用了“瞎子摸象”來說明感覺和知覺的區別與聯系,學生很容易就記住了。在理論講授中結合實物直觀來配合,即用不同的實物通過學生的實際操作來體會原理的具體應用。如在講授控制裝置的布置原則時,用幾種不同布置方式的搖控器讓學生進行操作,并提醒學生注意其操作過程,然后再討論在布置時應該注意的問題,總結出布置的原則。這種原則是由學生在思考過程中自然產生的,所以對于原則的理解更加深刻。人機工程學的知識系統性較強,并且作為一門交叉性的學科,涉及的知識面較廣,所以在教學過程中要注意與其它學科的聯系,在講授時要注意促進學習的正向遷移,使知識的理解更深刻,對于學科的知識有一個整體上的認識,學習的知識能以一種更穩定的形式存儲,提高問題的解決能力。
(二)師生互動式
在教學過程中,根據教學內容創設問題情境。由于人機工程學與我們的日常生活關系較為密切,所以在教學過程中,一方面結合教學內容提出一些常見的問題讓學生思考,這些問題一般是我們司空見慣,然而又沒有進行過深入的思考,或尚未歸結出錯誤的原因的,讓學生進行廣泛地討論,并適時把握討論的方向,最后總結出問題產生的原因及解決方法,加深對相關知識的理解。如給出市場上的兩種電磁爐的控制面板,讓學生思考在設計中存在的問題,由此還引發出了上市場找缺點的一個。另一方面根據教學內容布置一定的作業,在學生完成作業的過程中發現問題并及時給予指導,由于是在實際的制作過程中發現的錯誤,便于了解學生對知識的掌握情況。展示作業讓學生對作業進行評論,并就一些普遍性的問題展開討論,利用作業的講評來完善教學內容。在講評過程中,由于相互的激勵往往會產生一些新穎的想法,課堂氣氛熱烈,互動效果很好。
(三)案例教學式
結合典型案例和綜合性案例進行講解。通過對具體案例的評析、講解和討論,使學生理解其中所隱含的人機工程學知識和設計原理,掌握相關教學內容和設計方法。案例的選擇要有一定的深度和難度,能體現相關的知識點或原理,存在著從多方面進行分析的可能性。一般案例的選擇是國內外的優秀的作品、學生作品、教師作品等,內容一般是與學習、生活密切相關的、學生比較熟悉的產品。通過對案例的研究能領會到理論應用的條件和環境,激發學生對人機工程學課程的好奇心、求知欲和探索欲,促使學生產生濃厚的學習興趣,以開闊學生的視野,拓寬學習的思路。有助于學生舉一反三,培養其分析問題和解決問題的能力。
通過上述3種教學方法的結合,可以有效地將理論內容的傳授與實際中的應用進行有機的結合,針對工業設計專業的特點,在平時練習和畢業設計中,強化人機工程學的應用,指導大學生參與科研工作,在具體的實踐中體會理論的應用方法,并將這些成果不斷轉化為新的教學內容傳授給下一屆的學生,取得了不錯的成績。
三、與現代化教學手段的結合
(一)課件的設計
人機工程學的內容繁雜、信息量大,傳統的教學方式不能有效地解決這個問題。而采用多媒體教學,可以靈活運用多種直觀形式如文字、圖形、聲音、視頻等,將傳統教學中的各種信息表現出來,在較短時間里,讓學生的各種感官并用,利用多種信息渠道,提高對信息的吸收率,加深對知識的理解。結合多媒體的教學,通過精心設計的插圖、聲音、視頻等,使知識簡單、直觀、明了,將抽象的理論形象化,所以對于人機工程學來說,制作多媒體課件是達到良好教學效果的一種途徑。課件的每一章都要依據章節的特點來確定其結構與布局、色彩的搭配、界面的表現形式等方面的內容。使重點和難點突出,知識點易于理解,并加深記憶。在課堂教學來檢驗課件的效果,根據學生的反饋信息,再將課件加以修改,從而使其達到最優。并在此基礎上推出了網絡課程,實施遠程教育,方便學生適時查看課程內容并通過大量的練習來強化知識,并在網絡課程中補充了大量相關信息,如案例分析、精品文章、名人名作等,為學生詳細講解案例,推薦課程相關精品文章及名家作品,內容涵蓋全面。以此確保學生在網絡學習中不僅掌握了本課程知識,并且通過對相關信息的攝取極大地大擴充了知識層面,從而達到有效地輔助課程學習的目的。
(二)教學方法
在運用多媒體教學時同樣要注意言語直觀。大部分多媒體課件使用者只利用鼠標或鍵盤控制演示內容,忽略了通過教師的授課形體、語調、表情和動作來提高學生的感知效果。反而不能與學生進行更好的溝通,缺少了在課堂上面對面的互動。另外在課件的演示過程中要把握好節奏,有張有弛,給學生留下思考的時間。
參考文獻:
1、汪惠芬,劉婷婷.“人機工程學”課程教學模式探索與實踐[J].中國制造業信息化,2007(9).
2、王興凱.設計基礎課程――人機工程學教學探索[J].藝術與設計,2008(7).
〔關鍵詞〕人體工程學；藝術設計；教學改革
人體工程學是藝術設計專業重要的學習內容，也是專業基礎必修課之一。它主要服務于實用藝術，為提高事物的使用功效和舒適度提供科學依據和保障。在現代生活中，隨著科技成分在社會生活中所占比重的增大，人體工程學已成為實用藝術不可缺少的組成部分。如環境藝術、城市雕塑、工業設計等學科有著較強的科學性、工程性的特點，需要相關工科知識的有力支持，才能辦得更具特色，更符合現代社會發展的需要和人的需求。因此這門課程教學的成效直接關系到后續的設計類專業課程教學是否能順利展開，幫助學生在具體課題的設計當中將藝術性與科學性結合起來，對相應的設計理論課也起到示范作用。
人體工程學課程的內容對藝術設計的作用主要體現在以下幾個方面：
⑴ 為設計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數；
⑵ 為設計中“物”的功能合理性提供科學依據；
⑶ 為設計中考慮“環境因素”提供設計準則；
⑷ 為進行“人—機—環境”系統設計提供理論依據；
如何使藝術設計專業的學生正確理解人體工程學的內涵，并將該課程的知識更好地應用于實際的設計項目當中，是一個值得我們所有專業教師共同探討重要的課題。
一、教學中存在的問題分析
1．教學模式陳舊，缺乏針對性
人體工程學是從工程技術類科學延伸到設計領域的，課程內容偏重理論、原理、公式和數據，相對比較枯燥，特別是對藝術類的學生來說是一門非常頭疼的課。部分院校的藝術設計由于辦學時間不長、師資力量不足等原因，在人體工程學教學時還是采取傳統的“課堂理論知識灌輸 +課終閉卷考試 ”的模式進行教學。學生普遍有厭學心理，雖然靠在考前死記硬背都能基本過關 ，但考過之后很快就忘記。這種教學模式無法使學生真正在后續的各專業課的學習和課程設計中具體應用本學科的知識，導致理論學習和工程實踐嚴重脫節。
2．人體工程學是實踐性很強的專業，但在學校期間的學習往往和社會實際脫節，難以使學生從現實層面了解課程內容
人體工程學的實踐課程大都基于課堂練習及在實驗室訓練等這些表面的“實踐”方式，忽略了學生參與和直接動手的生產實踐環節，從而使課題的解決方法單一、與社會實際脫節。這樣培養出來的學生很難快速適應社會對綜合型藝術設計人才的高要求。
二、主要教學方法的探討
1.多元化的教學方法
①．重視設計實踐教學
在信息多元化的社會中，學生自主學習的渠道越來越多樣化，教師要根據時代的變化不斷更新自己的教育理念。目前的教育方法主要還是以教師單方面授課、學生個人動手實踐的模式居多。根據現實需要，教師也可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，當然教師也可虛擬課題進行。在這種實戰或模擬的互動教學中，學生會更加投入，互相協作并且了解哪方面欠缺，為以后自學指明了方向，有利于完善他們的知識結構。
②．合理運用多媒體
在課件的設計上采用多媒體課件形式，將繁雜枯燥的理論知識化為淺顯易懂的圖表，靈活運用多種直觀形式如文字、圖形、聲音、視頻等，將傳統教學中的各種信息表現出來，在較短時間里，讓學生的各種感官并用，利用多種信息渠道， 提高對信息的吸收率，加深對知識的理解，從而達到優化教學的目的。
③．結合案例進行講授
為了使學生在具體的設計中能更好地運用人體工程學原理，更好地理解其使用范圍和應用方法，在教學中就應注重運用豐富、典型的案例進行闡釋，通過對具體案例的評析、講解和討論，使學生更好地理解人體工程學和本專業的關系，學會進行相關知識和方法進行設計。例如，在人體測量與數據應用這一章中，為了更好地理解各個人體測量數據的應用范圍及應用場景，除了選擇書中介紹的案例外，還參考了大量和藝術設計相關的案例，特別是大量的人體測量數據與環境設計和室內設計的關系，像室內展廳設計中的空間設計、展具設計等，就會涉及到身高、立姿雙手上舉高、眼高的相關尺寸等。
2.靈活進行課程設計
雖然人體工程學是理論課程，但是它的作業最好要求學生以簡單的設計形式來完成，或者開設相應的課程設計進行輔助教學。
①．調研報告
調研報告可以很好地引導學生對所學理論知識的重新理解，本課程設計了一次調研報告：“用人體工程學眼光去審視我們的校園環境”，要求同學們認真觀察思考，從室外環境景觀——寢室、教室、繪圖室、閱覽室等——坐具、寢具、文具等三個角度，去發現現實生活和校園環境當中不合理的人體工程學問題。此次作業可隨著課程章節內容的展開逐步進行調研及資料的搜集，重點在發現問題，深入分析問題和提出完善的解決方案。學生通過調查分析匯總以后，不但加深了對人體工程學概念和基本理論的認識，而且有助于發現問題和解決問題的思維方法的養成。學生將報告制作成幻燈片的形式，在課堂上進行陳述，不同的案例及每個學生的思考都能得到共享，加深了大家對理論知識的理解和掌握。
②．小課題的設計
本課程安排了一次小課題設計“工作椅設計”，根據人體尺寸依據及椅子設計原則，分析目前學生用椅的缺點，設計一種適合學生用的椅子。作業提交內容包括效果圖、必要的結構圖、基本外觀尺寸圖及設計說明。課題主要是對人體尺寸測量章節內容所進行的一次設計實踐，通過訓練使學生重點掌握椅類家具（休閑椅、工作椅）基本尺寸規律，座面、椅背的傾斜角度及其彎曲曲率規律。養成整體匹配意識，亦即尺寸、傾斜度、曲率的整體配合規律。最后通過作業的展示及點評， 使學生們受益匪淺。
③．大課題的設計
大課題設計既是實踐性教學的重要環節之一，又是教學的核心內容。以小型空間設計作為設計題目，如居室設計、書房設計、小酒吧設計、小辦公環境設計或專賣店設計等，制定完整的任務書，要求根據空間功能恰當地分割空間、布置和營造空間，尺寸處理要滿足人的心理和行為需求，其中的家具及用具設計要以人的舒適使用為宜，并將設計意圖以效果圖的形式體現出來。該課題的設計內容幾乎涵蓋了人體工程學課程主要知識點的各個方面，所以用作設計實踐非常適合。
三、結語
在人體工程學的教學中，尤其針對藝術專業的學科特點，如果仍舊采取傳統教學模式，課程教學的效果難以滿足人才培養目標的需要。在該課程的教學中，一方面要利用多元化的教學手段系統地給傳授學生人體工程學的基本概念、理論、方法和技能，另一方面作為主講教師還要靈活進行課程設計的安排，注重培養學生綜合運用知識和創新實踐的能力。
參考文獻
1． 羅碧娟·工業設計專業“人機工程學”課程的教學改革與探討[J]·科技信息，2009，（24）
2． 呂天娥·淺議環境藝術設計專業中的人體工程學教學[J]·藝術與設計，2008，（08）
關鍵詞：高校；無機化學；現狀；改革策略
中圖分類號：G652 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568(2012)41-0102-03
無機化學是一門專業的基礎學科，涉及的范圍很廣，包括了環境工程學、食品工程學、生物工程學等，是向整個高校工科類一年級本科學生開設的化學基礎學科，更是學生踏入高校后學習的第一門化學基礎學科。所以，高校要特別注意相關銜接工作，重視銜接教學，實現更好的過渡，讓學生能更快地從中學化學轉移到大學化學中來，并且為他們今后學習相關課程打下堅實的化學基礎。高校領導也要特別重視無機化學這門課程，充分發揮無機化學教研組所有教師的力量，通過大量的時間，對課程進行改革。臨滄師范高等專科學校(以下簡稱“我校”)經過一系列的改革，無機化學逐漸把“必需、適用、實用”這些原則體現了出來。在面對學習時間壓縮的情況下，也能最大限度地使學生更好地掌握無機化學基礎知識，更好地領悟無機化學的精髓，實現理想的教學目的，獲得良好的學習效果。通過不斷完善教學方法，對無機化學教學內容進行更好的精選，合理地安排教學，加之利用多元化的教學手段，促進了教學質量的提升和教學目標的實現。
一、優化體系
我校從無機化學課程的內容和體系上出發，改進了教學內容，改變了原有課程的體系設置，將與中學化學或者其它化學課程相重復的內容進行適當的刪減，堅持“必需、適用、實用”的原則，增添了實用性強的新內容。在教學過程中，提升基本理論的內涵、加強基本原理的理解、靈活多用的基本方法、計算與操作。以無機化學的基本理論作為出發點，將四大化學的平衡原理作為主線，注重應用，加強實踐，打造全新的無機化學課程體系結構，層層遞進地開展，使學生更容易接受。還加強改革課程結構體系，提高了教學效率。面對課程結構體系改革的不斷深入，自然會給傳統的無機化學教學帶來諸多問題，若要更好地改善傳統教學確非易事。因此，教師想盡辦法，瀝盡全力，將教學大綱的基本要求為出發點，徹底改善傳統的教學方式，從而達到提高教學效率、增效的目的，做到“減學時，不降質量”。通過長期的教學實踐，根據高校化學專業與學生的特性，大規模、系統地完善和修訂了課程的理論教學大綱和實驗教學大綱，讓其呈現出高校獨有的教學特色。根據不同專業的不同特點，還提出了分層教學的兩種大綱模式：《新大學化學》和《無機化學》。為了更好地適應不同專業對化學的不同要求，合理地調整了各個層次的課程：《新大學化學》108學時，《無機化學》72學時。
無機化學課程的主要目的是：讓學生掌握化學平衡、化學反應速率、物質結構、元素周期定律以及化學熱力學等相關基礎理論與概念，更好地理解元素以及化合物的結構、性質、反映規律，掌握其用途，激發思維能力，培養科學素養及其訓練分析和解決問題的能力，引導學生應用正確的學習方法，初步掌握科研方法，樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀、辯證唯物觀，為以后的學習打下堅實的基礎。根據教學大綱的要求，還需要采用學習參考書《無機化學習題與自測題》，針對每章的課堂授課內容的要求以及進度而設計的課后練習與自測題進行課后練習，目的是幫助學生及時掌握和鞏固知識。自測題具有各式各樣的特性，有助于學生在每章完成后檢查自己的學習情況。通過對參考書的使用，不僅可以引導學生學習，還能激發他們的思維能力。
新的教學大綱從宏觀的角度詮釋了學生掌握知識的深度與廣度，符合教學規律和高校學生的學習特征。新的教學大綱要求，必須掌握基礎理論和基本概念，把握重點，詳細講解，刪減重復內容，提升教學層次。根據專業特點的差異性與計劃課程的要求，對內容進行篩選，將比較簡單、易理解的內容劃分為自學內容，將傾向于理科及理論性較強的內容劃分為選修內容，符合學科專業的培養目標。新教學大綱明確指出，對每一章節需要理解、掌握、熟練，課程在部分章節中安排了比較簡單的自學內容。高校學生經過高中階段的學習，適應大學學習方法后，初步形成自學和獨立理解問題的能力。對學生進行自學安排的時候，可以引導他們參考更多資料，適當地設計一些思考題，點燃學生的學習熱情。
為了使一味灌輸、面面俱到、平均分配的傳統教學模式得以突破，在相對較少的學時中，本學科新知識、新成果、新信息要進行適當的增加，拓寬知識面，加強應用。要增加與專業密切相關的知識，例如：生物技術與化學的關系、細胞核內蛋白質動態變化研究進展、人體生命元素功能，等等，不僅加強專業與課程的密切關系，還致力于提升學習興趣，增強學習能力。
二、無機化學教學方法的改革
新時代倡導素質教育，倡導以學生為主體，教師為主導。高校無機化學主要應用啟發式的教學方法，注重實踐，充分應用全方面、多元化的教學手段，提升教學質量。教學設計要堅持學生為主體，引導和啟發學生，貼近學生生活，選取學生較為關心的話題。例如，有關綠色化學、大氣污染等課題的討論，都可望調動學生的學習積極性，提高學生的自學能力。在進行綠色化學相關討論時，部分來自農村的學生通過閱讀大量資料，明確今后的學業中會以回到家鄉發展綠色產業為目的。教師應該掌握學生的心態，做好循序漸進的引導，讓學生從被動學習轉變為主動學習。教師要在課堂上掌握學生的學習情況，針對他們的基礎差異性，做好分層教學。分層教學的目的不是為了選出尖子生，是要讓學生都能得到發展和進步，讓學生感到教學目標就在他們身邊，從而能更好地實施教學手段，實現教學目標，促進學生全面發展。
在進行無機化學教學時，為了鞏固課堂教學質量，理論結合實際，需要加強基本訓練和平時考核。為了緊貼課堂教學內容，讓學生能及時掌握和鞏固知識，我校采用了學習參考書《無機化學習題與自測題》，實施兩節課布置一頁參考書的作業。教師認真檢查作業，仔細批改，對作業情況進行評分，整個學期作業評價得分以20％納入總成績。通過對作業的批改，教師能及時掌握問題，方便下次在課堂上進行講解。針對個別問題則對學生進行解答，促進學生更好掌握本章的難點和基本概念。每章完成以后，督促學生做自測題。自測題題型多樣化，且有注解，有助于學生更好地檢查自己對學習內容的掌握程度。
課堂教學中，充分發揮多媒體教學的作用，使教學內容形象化，將傳統與先進有機結合，利用計算機進行輔助教學，將知識動態化，將微觀轉化為宏觀，變抽象為直觀，實現整個課程的最優化。例如，學習原子結構時，多媒體的加入讓學生更容易理解這類抽象的知識。理論課實施啟發式、參與式教學，組織學生討論，教師解答疑難，將原本枯燥無味的無機化學變得更有生命
力，提升了學生學習的積極性。
三、激發學生動手和動腦的能力
無機化學課程具有豐富的實驗內容，對實驗選題要準確、恰當。改革過后的無機化學，具有20個實驗、72學時。引導學生養成良好的實驗素質，通過測定、原理、現象的實驗，對學生的觀察能力、總結能力、判斷能力、動手能力、概括能力進行基本操作訓練。用“微量實驗”代替原來的“硫酸亞鐵銨的制備常量實驗”，降低了實驗成本，減少了實驗時間，實現了教學目標。開放性實驗《三氯化六氨合鈷的制備和組成測定》，是讓學生在掌握基本概念和理論的基礎上，靈活運用化學原理和試驗方法，從開始收集資料、制定實驗方案、準備實驗儀器到實驗結束后的數據處理與討論，都要求獨立完成，其重點在于激發學生善于動手、動腦，敢于發現、分析、解決問題，全面提升無機化學實驗教學的質量。
四、完善試題庫建設
學生成績的總體狀況要堅持考教分離，對評分實施統一標準，考卷及標準答案存檔。要應用試題庫，提高教學質量，提高課程水平，上升到更高的層次。根據高校專業和學生的特點，設計多套《無機化學》試卷及標準答案，構建試卷庫，降低試題的重復率。總結學生最后的綜合成績，其目的是為了讓學生重視無機化學的每一個環節，盡量堅持上課，認真學習，避免臨考搞突擊的現象，促進學生學好化學基礎課，為今后的相關課程打下必要的基礎。
五、完善課程考試改革與教學管理制度的建設
[關鍵詞]康復器械；模塊化理論；教學方案
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-5918（2016）08-0108-03
doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.08.050[本刊網址]http：//
一、引言
據2015年人口統計數據，我國60周歲以上人口已有22200萬人，占全國人口總數的16.1%；65周歲以上人口有14386萬人，占總人口10.5%；除此之外，我國還有殘障人士近9000萬的。隨著生活水平的提高，我國人民不再滿足基本的溫飽問題，而是對生活質量和個人價值體現有了更高的要求。在這樣的需求下，智能假肢、康復機器人、智能輪椅、智能家居等一系列康復輔助產品日益融人的人們的生活中。肢體功能障礙不再是一種疾病，而是看做缺失某個零件，只要適配合適的輔具便可繼續實現自己的個人價值。隨著社會對康復產品的需求日益增大，康復產業成為了朝陽中朝陽產業康復產業。然而，我國康復產業的發展較發達國家起步較晚，相關康復人才較少，并且由于我國傳統康復概念，國內大部分高校設立的康復相關專業絕大多數為康復治療學；對于工程類人才的培養還十分稀少，如上所述，我國缺少的更多的是具有康復工程背景的專業人才。上海理工大學根據人才形勢需要建立了假肢矯形工程（康復工程）本科專業來滿足社會對康復工程人才的需求。
康復工程技術是當今先進科學技術與人體康復需求相結合的產物，其任務是研究與開發用于人體功能評估、診斷、恢復、代償以及重殘者護理所需的各種設施。上海理工大學所建立的假肢矯形工程（康復工程）專業以培養醫工結合、機電結合、兼容管理并具有實踐動手能力的復合型高級工程應用人才為目標，開設了多門具有較強實踐性專業基礎課程，《人體康復輔助器械》是其中的特色課程之一。
《人體輔助康復器械》主要講授內容包括輔助技術與康復器械兩大部分。輔助技術是用于輔助技術裝置（康復器械）或輔助技術服務的設計技術；康復器械（根據ISO標準的定義中文翻譯應為輔助產品，但由于我國文化背景的需求，現在國內用輔助器具、康復輔助器具康復器械等名詞，本文統一采用康復器械作為專屬名詞）根據《ISO 9999 Assistive Products for Per-sons with Disability：Classification and Terminology》，其可分為12大類，132個次類，包括個人醫療輔助產品、訓練技能輔助產品、矯形器和假肢、個人護理和防護輔助產品、個人移動輔助產品、家務輔助產品、住家和其他場所的家具及其適配件、溝通和信息輔助產品、處理物品和器具的輔助產品、環境改善輔助產品，工具和機器、職業康復產品，以及休閑輔助產品，目前已列入國際產品目錄的產品有8000余種。輔助技術服務是直接幫助功能障礙者來選擇、獲取和使用輔助技術裝置所做的任何服務。總的來說，人體輔助康復器械這門課是一個多學科交叉的課程，涵蓋了康復醫學、生物力學、人因工程學、仿生學、機械工程學、控制工程學、電子工程學、化學工程學、材料工程學及人工智能等多個學科領域。并且，現在康復產業的發展更需要能即刻工作，即具有獨立適配各種康復器械的能力、具有獨自設計康復器械的能力，并具有分析和評估康復器械和適配人需求的能力，因此該門課不能只局限于理論的教授，還需要讓學生進行實操訓練，真正做到培養可適應現代康復技術一線生產及研發需要的應用型人才。
由此可見，《人體輔助康復器械》這門專業基礎課較其他課程具有如下特點：
（一）教學內容多樣化
本門課程是一門多學科交叉課程，涵蓋了各個學科的基礎知識，但是從本專業整體的教學計劃上看，學生無法在學習本門課之前把所有需要的基礎知識學完，因此，本門課程在每一部分理論講解的同時需增加部分與該課程相關的其他學科基礎課。由此可見，本門課的教學內容不只包含12大類，132次類的康復器械產品學習與認知、輔助技術服務（尤其是適配服務）的學習，還要包含涉及到各學科的基礎知識，如機械學科機械設計理論與產品設計理論的學習，電子學科中基本控制電路的設計理論等教學。只有教學內容多樣化才能保證該門課的教學目標的實現。
（二）理論與實踐結合密切性
由于康復器械是與人直接接觸的一種特殊產品，所以從研發到應用，無論哪一個環節都需要技術人員具有足夠的實踐經驗。對于一個剛畢業的本科生來講，他們的實踐經驗來自于課堂，因此本門課必須將理論與實踐相結合，避免學生在實際操作過程中出現紙上談兵的尷尬情況。
在此背景下，作者基于模塊化理論提出模塊化教學來解決傳統教學方法在這樣應用型課堂教學不足的缺點。
二、模塊化理論
H.Simon最早提出了“模塊”的概念，他將在進化環境中促使復雜系統均衡動態演進的特別結構稱為模塊。美國心理學教授Michael Gazzaniga在此基礎上，提出大腦是各個神經系統的子系統以模塊形式組織在一起的。自此，一些學者開始對模塊化進行深入研究，將模塊化理論應用到重型設備的設計、手表、自行車、快餐及教育、法律等領域。
模塊化理論在20世紀70年代初被國際勞工組織研究開發，形成一種以現場教學為主，以技能培訓為核心的教學模式，即模塊式技能培訓。從而形成由若干不同又相互聯系的功能部件組成動態的教學過程，通過教學目標貫穿整個教學的新型教學方式。
隨著模塊化教學方式的形成，許多具有實踐性的課程逐漸開始引用這種教學方式來彌補傳統教學中枯燥、理論與實際相脫離等缺點。但是模塊化教學能夠合理的實施卻要注意以下幾點：
（一）模塊的劃分
將一門課程根據不同的功能劃分成多個模塊是模塊化教學的根本條件。然而一門課程不同于一項產品設計，每節課的內容都有較強的關聯性，因此，如何劃分一門課程是模塊化教學成功的關鍵點之一。
（二）學生的個體差異性
學生學習能力及基礎各不相同，對知識理解的能力也存在差異，學習的主動性也會大不相同。因此，如何設計模塊化內教學目標才能滿足不同學生個體學習需求是模塊化教學難點之一。
（三）實踐教學的實施
模塊化教學是實踐性課程進行的必要教學方式，如何結合知識點的實踐性教學也是模塊化教學的難點之一。
三、《人體輔助康復器械》模塊化教學方案設計
（一）模塊的劃分
教學內容多樣化，在規定課時的限制下，很容易引起教學內容過于科普化，前后內容不連貫的問題產生。傳統的課堂教學方式主要有講授、提問等兩種方式，將多樣化的教學內容通過這兩種方式進行教學，會造成課堂單一、枯燥，調動不起課堂學習氣氛等問題；除此之外，該門課強調實踐教學，即需要鍛煉學生的實操能力，因此，該教學方法也無法實現教學目的。因此，結合這兩點現存的問題，本文提出一例帶全課程的教學方案，一例就是利用一個輪椅適配、設計的例子來貫穿整個教學內容。由于多樣化的教學內容，本課程必須借用模塊化理論將整門課內容進行模塊化劃分，然后再通過實例進行前后貫穿。基于此，本課程將分為兩大主模塊--理論模塊和實踐模塊。理論模塊根據知識點分成輔助技術、輔助技術服務、康復器械設計三個模塊。其中，輔助技術再分為人工智能技術、腦機接口技術和物聯網技術三個子模塊，通過三種先進技術的教學讓學生了解目前康復器械前沿技術。輔助技術服務重點講適配服務，包括以機構為主的適配服務模塊和以人為主的適配服務模塊。康復器械設計包括產品設計、計算機輔助設計、康復器械設計三個子模塊來詮釋康復器械設計的技術要點內容。實踐模塊即為實操模塊，根據理論模塊的內容也分為輔助技術實踐模塊、輔助技術服務實踐模塊和康復器械設計實踐模塊三大模塊。如前所述，本課擬通過一個案例貫穿課程始終，因此實踐模塊詳細劃分為：智能輪椅、腦機接口輪椅、物聯網中的智能輪椅、個人輪椅適配、公共輪椅適配、輪椅個性化設計等六大模塊，將每次課程都分成理論模塊與實踐模塊，使學生能夠做到學到即用到，牢固掌握知識點，學習目標明確。
（二）模塊內目標的設計
如前所述，模塊化教學的難點之一是滿足學生的個體差異性，但是如果設立的目標出現等級的劃分，很容易引起學生的抵觸心理，反而不利于教學的開展。因此，本課程將教學目標根據模塊內容設立三個目標，第一個目標為基礎目標，主要是理論模塊內容基本概念的掌握與理解；第二個目標為進階目標將理論模塊內容在實踐操作中的應用掌握；第三個目標為創新能力培養目標，主要是結合前面兩個目標，拓展學生的創新思維，提高自身知識應用于創新能力。每個目標的等級不同，學生不僅可以在課堂上完成，也可在課下思考，最終完成三個目標，最大程度的降低學生的個體差異性。
（三）實踐教學的方案設計
實踐教學是本門課程的難點，本課程采用本體感覺方法來讓學生對本課程內容有更深入的了解。本體感覺概念來源于康復醫學，旨在利用患者自身感受來幫助患者恢復器官功能。將“本體感覺”應用在《人體輔助康復器械》課程教學中，一方面讓學生互相適配康復器械，感受現存康復器械優缺點，增加其學習興趣，并引導其在設計中所應注意事項，依據自身本體感受學習并設計或改進康復器械，最終達到設計實踐的目的，該方法還可激發學生學習的主動性。在本文研究中，實踐模塊根據理論模塊內容分成六大模塊，根據每個模塊內容特點，讓學生真正理解所學內容與掌握技能。例如輪椅適配和設計兩大模塊，首先請學生自己操控輪椅，根據自己對輪椅操控的感受來講解適配原則與理由，再對所操控輪椅提出改進方案，并利用3D建模軟件進行實施，或者利用現有產品進行改進，充分感受適配原則BAD（Buy-Adapt-Design）原則。除此之外，本門課將針對臨床適配和工程設計兩大專題，聘請臨床適配技師和康復器械設計工程師進行專題化教學，從而增加學生的動手能力和實際工作經驗。
四、實踐與討論
關鍵詞： 計算機軟件；反向工程；合法性
反向工程，又稱為還原工程，逆向工程。反向工程的概念，最早出現在集成電路和布圖設計權保護領域，原指對他人“掩膜作品”的布圖設計進行分析評價，并根據這些分析評價的結果，來創作出新的布圖設計。近年來隨著計算機軟件的快速發展，計算機軟件領域也出現了反向工程的情況。計算機軟件反向工程，也稱為計算機軟件逆向工程、還原工程，指的是對他人軟件的目標程序，通過逆向分析與研究的手段，來推導出他人的軟件產品所使用的思路、原理、結構、算法、處理過程、運行方法等設計要素，將之作為參考，以幫助自己開發相似或相同的軟件的一種方法。其目的比較一致，主要包括分析研究計算機軟件程序的功能特性，診斷和排除計算機軟件原程序中存在的錯誤，開發計算機軟件原程序的功能相似產品、附屬產品，或兼容產品，還有就是分析計算機軟件某一程序是否侵害其他計算機軟件程序的著作權，提供研究結果報告，作為法院裁決著作權權屬糾紛案件的參考。
1 概述
計算機軟件反向工程主要指的是通過對某種計算機軟件產品的結構、原理以及功能進行分析研究后，制作出功能相近、但又不完全一樣的計算機軟件產品的過程。從某種程度上說，計算機軟件的反向工程，其技術的主要過程是分析計算機軟件的程序，并且在分析計算機軟件程序的過程中，使高于源代碼級別的、更抽象層次的運行程序，得以逐漸建立起來。在這個過程中，如果使用有利于逆向工程的軟件產品，有助于完善這個過程的建立。從廣義上講，通過對某種計算機軟件產品的結構、原理以及功能進行分析和研究后，制作出功能相近、但又不完全相同的產品，屬于反向工程的一個基本概念。
在計算機硬件領域內，反向工程也得到了應用，微軟公司利用反向工程來開發人體力學鼠標器就是一個很典型的例子。微軟公司生產的鼠標器，其功能很簡單，只需要3個按鍵，就可以滿足用戶使用的需要。但是，如何才能讓鼠標器的手感最好，且經過長時間使用也不產生疲勞感，卻是生產廠商需要認真考慮的問題。對此，微軟公司的研究人員進行了研究，首先，他們根據人體工程學的知識，制作了幾個鼠標器模型，給使用者使用并評估，然后，根據使用者的評估意見，直接對模型進行修改，不行再次修改，這樣經過多次修改，直至修改到所有使用者都滿意為止。最后，再將修改后的鼠標器模型數據，利用反向工程軟件imageware生成cad數據。這樣，當他們生產的外觀新穎、曲線流暢的鼠標器推向市場后，由于其符合人體工程學原理，手感舒適，不易疲勞，迅速獲得了廣大用戶的認可，其產品的市場占有率得到了極大的提高。
2 計算機軟件反向工程在生產中的應用
1）了解計算機軟件產品生產廠家的實力。在購買某款計算機軟件產品前，先對該計算機軟件產品進行適當的反向分析，以確認廠家的計算機軟件產品質量是否符合我們的安全需求。例如，由于網絡安全產品的特殊性，在購買一批網絡安全主動防御產品前，為了進一步獲取該計算機軟件產品是否符合我們的安全要求，可以采用反向工程的辦法，在適當的層面上，對該計算機軟件產品進行逆向分析，以確認該計算機軟件的安全性以及技術優勢。
2）分析計算機軟件產品的功能。計算機軟件廠商在很多時候會公開自己的很多組件接口，以方便客戶根據自己的需要，開發自己使用的第三方組件。有的時候，由于計算機軟件廠商的失誤或錯誤，會導致客戶自行開發的第三方組件出現一些未知問題。這個時候，反向工程就再次發揮作用。我們可以對計算機軟件廠商的組件進行適當的反向工程分析、研究，以找到組件接口的內部邏輯流程，之后，就可以根據研究出的組件接口的內部邏輯流程，來創建更加和諧的兼容組件。
3）分析計算機軟件產品是否存在安全漏洞或設計缺陷。在計算機軟件領域內，安全是最為重要的。因此，在選擇使用某款計算機軟件產品前，需要采用反向工程的手段，對該款軟件產品進行逆向分析，來研究該計算機軟件產品是否存在安全漏洞，以及是否存在設計方面的缺陷。通過對計算機軟件安全性的逆向分析，可以使該款計算機軟件產品的安全性得到驗證。
4）對計算機軟件產品進行相似性對比。對計算機軟件產品相似性對比分析，此項應用與著作權法律相關。例如，某家規模計算機軟件廠商，通過采用逆向工程的辦法，偷偷使用了另外一家計算機軟件廠商的功能模塊。如果他的行為被這一家計算機軟件軟件廠商發現，則該計算機軟件生產廠家可以使用逆向工程，對這家軟件廠商的產品進行對比分析，來確認代碼是否存在相似性，從而判定是否侵犯其計算機軟件著作權。
3 計算機軟件反向工程的合法性問題
關鍵詞：人機工程學；數控機床；設計
1.數控機床的基本概念
數控機床是一種用數字和符號構成的數值信息控制的自動化機床數控機床具有以下主要特點：①提高加工零件的精度，穩定產品的質量。②能完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜零件加工。③生產率高。④對產品改型設計的適應性強。⑤有利于制造技術向綜合自動化方向發展。⑥減輕工人勞動強度、改善勞動條件。⑦數控機床具有屏幕顯示功能。2.數控機床的造型與人機工程的關系
2.1人機問題
高科技是我們認識世界和改造世界的一種手段，高科技產品的設計，人機分析是其中必不可少的也是最重要的環節，其目的是把一切可能給使用者造成危險或者不便的因素消滅在設計過程中，使系統安全高效地運作。人機問題要放入整個系統中加以權衡、考慮，不可片面地強調一方面忽視其他方面。
2.2 人機關系
數控機床作為一種高科技產品，一種人類進行生產加工的重要工具，人機因素在整個系統中占有重要地位。設計數控機床時，在不斷完善功能的過程中，設計師越來越多的目光集中到了人機問題中，設計過程著重研究“機”與“人”之間的關系。人機關系在數控機床設計中的作用如圖2-1所示。
圖2-1 人機關系在數控加工中的作用
2.3 人機造型
數控機床的使用環境發生了變化。在現代化生產中，生產環境整齊干凈、有條理，人對機床的直接操作非常少，主要是控制面板上的操作，因此機床的造型應該與環境和諧。造型清新優美和人性化，給人以心理上的鼓勵。下圖2-2為德瑪吉的數控機床，給人以高雅、清新的感覺。
圖2-2 德瑪吉公司的數控機床
數控機床的工作臺、操作面板等是供人觀察、操作用的，它們的尺寸、位置、高度等均應符合“平均人”的尺寸。操作面板是人機交互的主要界面，人在上面進行細致的信息化控制操作，它的位置、傾斜角度及它上面的顯示、控制裝置的大小、位置等，都應使人在觀察和操作時處于舒適、準確和高效的工作狀態。操作面板的位置形狀可多種多樣，它與床身的相對位置有貼合式、懸掛式、下伸式、分離式。操作面板的定位應根據機床的造型和操作要求來決定。
2.4 人機安全
數控機床的安全感對于使用有重要意義。安全感體現在使用者的心里和生理兩個方面。通過造型語言，例如渾然飽滿的整體造型、精細的制作工藝、沉穩的著色處理給人以心里上的安全感；通過人機工程設計，例如合理的尺寸、設計能夠避免無意間觸動的按鈕開關等，給人以生理上的安全感。
3.數控機床造型和人機工程的應用
3.1外觀造型設計思路及特點
（1）數控機床設計的方法采用模塊設計，首先將整體劃分為機身和控制面板，機身又分為機座、機架、機窗等。采用弧線形流線設計是流行的趨勢。采用弧線型機窗，美觀大方。
（2）機座色彩選擇穩重的黑色，機身部分采用純凈的白色。
（3）現代機床的流行趨勢之一是透明化，直觀化，機窗設計采用寬敞的玻璃視窗，給操作者操作時提供大面積的可觀察范圍，便于監控生產過程，同時清楚地顯示了這是工作處理區。
（4）數控機床的繪制產品的設計完成要通過三維設計軟件實現，主要應用SOLIDWORKS軟件設計，此款軟件功能強大，具有直觀、精細等優點。
3.2 機床門的造型設計
機床門在設計時，要考慮到與機床操作人員接觸過多的問題，尺寸、結構是否能有利于操作者是在設計時考慮的重要因素，門的寬度和高度也會對外觀造成影響，門若太窄，工件放不進去，門若太寬，增加了制造成本。此外門的高度也應引起設計者的重視。大型的加工中心，由于體積大，重量大，門的高度一定要比普通機床高，以方便工件進出。所以，掌握好門的尺寸與比例，要重復需要符合人機工程學原理。
3.3 觀察窗的造型設計
觀察窗是操作者在工作時，對內部工作過程的監測與反饋。觀察窗的高度應按照五十百分位的人體的視高尺寸來設計，以適應不同身高的人群。人的視線一般是水平的，最佳的視野范圍是視線上下10度。觀察窗的高度和大小要把人的最佳視野區域包括在內，以保證操作者觀察的方便。
3.4 把手的人機造型設計
把手的長度在設計中需要重視，現有的數控機床把手造型多采用長把手設計，一方面是為了造型的需要，另一方面也可以適合不同身高的人群抓握。但也有不少機床采用短把手，短把手的設計就要考慮把手長度對人體抓握的影響。國家標準的操縱器一般人類工程學要求手掌把手的長度尺寸應大于75mm。因此，短把手的設計需要考慮把手長度，要與人手尺寸相符合，使得操作者抓握舒適。把手的設計除了要考慮造型尺寸，還要考慮機床上的安裝位置。
4.小結
數控機床外觀造型進行人機工程學分析中，從整體與局部的觀點出發，對數控機床的造型風格和形態進行深入的研究。針對數控機床人機界面和產品外型在使用過程中闡述了生理、心理等方面的影響。在設計過程中，主要考慮舒適、便捷、安全和高效性，希望可以促進人機交互的應用與發展。
參考文獻：
[1]丁曉東.從人機工程角度談機械產品的造型設計[J].機械研究和應用，2000，13（3），52―54
[2]石金濤，顧琴軒.安全人機工程[M].上海：上海交通大學出版社，1998
構成系列教學內容通常是普適性的，如平面構成著眼于抽象的點、線、面的構成組合訓練及形式美原則的基本概念；立體構成則旨在訓練三維實體的造型能力以及材質和肌理的表達。這種藝術性通識內容往往導致建筑學學生在完成此類作業后卻仍然對構成的許多概念模糊不清，對建筑與城市規劃、景觀中的構成存在更是無法自覺。必須加大空間構成的比例，并與立體構成的形態處理部分聯合起來幫學生建立起辯證統一的建筑創作理念。
二、教學改革方案
建筑設計基礎課的老師不僅要教會學生如何認識建筑、空間、設計，更重要的是要讓學生學會如何培養設計能力、掌握設計方法。由于建筑設計是一個較為復雜的互動過程，教學方法必須關注學生的接受能力及過程體驗，甚至由無到有的思維歷程演變。因此面對時代和社會的發展，對教學規律與方法的研究和改革探索顯得尤為迫切。
1.合理安排構成在設計基礎課程中的位置基于建筑學專業一年級設計基礎的內容設置，構成系列課程以其特點應安排于學生對建筑概念及要素有一定認識，同時也掌握基本的識圖、制圖技能之后，但可以放在建筑名作賞析課程之前，也可以作為建筑表現技能培養與建筑設計前期訓練過程銜接的重要環節。既可以使學生熟練繪圖技巧，也可以逐步探索與設計的聯系，多角度地呈現建筑的不同層面。
2.加強構成訓練之間及與設計課程之間的貫通在構成訓練中，平面構成訓練可以說是整個構成系列的基礎，不僅僅只是在二維平面中訓練的點、線、面的圖案構成，更應是讓學生正確認識形態構成的基本概念，掌握其基本方式，加深對形式美基本原則的理解。立體構成訓練可從選擇一個平面構成作品入手，以此作為立體構成的構思原型，自然從二維引入到三維，將構成體系延伸。而作為與實體形態相對的空間，毋庸置疑是建筑最為根本的要素。因此基于建筑設計的空間構成是以模擬建筑空間形態創作構成形象，經由實體形態的立體構成創造基礎，通過對空間形態的一些固有特性的把握，加入人體尺度概念，強化學生對空間及其屬性甚至對行為心理等要素的認識和體驗。
3.在構成教學中建立起高年級與低年級交流的橋梁，搭建“傳幫帶”體系各個年級對于構成認識的深度不盡相同，往往在低年級階段對構成的理解最為模糊。從一開始接觸構成概念，到每階段的練習制作大多停留在表面。常是在圈定的作業要求范圍內操作，缺少延伸性的思考，很難與即將進行的建筑設計進行聯系。而逐漸進入高年級后，每個階段通過不同建筑類型的設計都會加深對于構成的理解，也會更多地尋找兩者的聯系。與其等著時間慢慢考驗同學的領悟能力，不如主動地去縮短認識的過程。故在除一年級以外的每個年級中選擇志愿者成立設計興趣小組或以社團的形式構建高年級創作團隊，以一年級構成練習中的典型作品為原型或尋找構成共性要素創造范例模型，結合各年級設計課任務特點塑造出有實際使用價值的建筑模型，并反饋給一年級同學，讓他們直觀體會到構成與建筑設計的關系，清晰地理解構成對設計創作的價值，從而更積極地進行構成作品的創作。主要過程體現在：一是需要形成由各年級建筑學同學組成的設計梯隊，每個年級根據設計能力掌握的不同承擔不同的模型設計任務；二是要確立低年級同學構成創作的基礎，建立構成模型庫，同時選擇代表性模型讓高年級設計團隊建立對應建筑模型庫。兩個創作過程不是絕對的孤立，高年級同學可以指導低年級的構成處理，而也應盡可能讓低年級同學觀摩甚至參與到高年級的設計過程之中。三是將模型成果擴大到除設計團隊的其他同學，由點及面地使建立起來的設計之間的聯系影響所有的建筑學學生。可以結合模型布展、問卷調查等多種形式。四是建立長期有效的模型處理機制，不斷完善構成與建筑設計的銜接方式，搭建“傳幫帶”式的建筑學構成學習體系。
三、實驗方案——以傳幫帶體系建立為例
1.構成與建筑設計共性思考結合不同類型建筑，考慮典型銜接環節——空間組合和心理、結構技術、流線組織，且均符合造型效果來思考設計目的本質。其中空間組合包括空間的開與合、組合和分隔、空間的包容、交錯與過渡、空間的序列、虛擬、空間的流動與靜止等；結構技術包括框架、殼體、網架、懸索等。
2.建立構成模型庫和建筑模型庫揀取線材、面材和塊材作為典型構成元素，建立針對共性點的系列構成模型：包括構成與空間組合（形態表現）的關系、構成與造型手法的關系、空間構成與結構的關系、構成與時空效應及流線組織、構成與心理的創意等。考慮到共性點的突出和純粹，將構成材料限定為白色、無反光材料，建立構成模型庫（圖1）。挑選立體構成和空間構成中的典型模型進行建筑設計再創造，并探討其實際用途。這一過程需通過高年級同學對低年級構成作品的再分析，結合已做過的設計任務進行聯想、構思而完成（圖2）。不同的年級、不同的設計者勢必對于不同的構成作品有著獨特的理解。
3.舉辦交流展出通過模型布展的形式（圖3）讓設計團隊和其他同學之間進行多角度地接觸討論，加深低年級學生對構成的理解，感受構成模型到建筑設計模型的演變。同時拓寬高年級同學的設計思路，讓設計任務之初的構思過程更加快速和有效。
