人體工程學理論范文
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篇1
關鍵詞：無機非金屬材料系；人工晶體；教學研究；新就業模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0198-02
一、前言
人工晶體是無機非金屬材料的重要分支，隨著相關產業的快速發展，直接刺激著人工晶體方向的人才需求也在逐步擴大，也逐漸成為無機非金屬材料專業就業的主流方向，而不再是局限于傳統的硅酸鹽材料這一單一方向。因此在這種雙就業方向情況下，高等工程教育應著力培養相關的專業型人才，以適應當前就業形勢，為學生進入工作階段做知識的儲備和引導。同時，晶體學是無機非金屬材料學科必須夯實的理論基礎，然而，人工晶體具有較強的專業技術性，并沒有相對系統的教學體系，仍然存在著諸多問題。因此，如何完善人工晶體教學體系，提高教學質量，如何在有限的教學時間內教授足夠的必要內容并提高教學效果，激發學生的學習興趣及能動性，以便更靈活地掌握專業知識，成為教學面臨的現實問題。
二、課程現狀
根據無機非金屬材料專業的專業設計及人工晶體定位，人工晶體課程既服務于無機非金屬材料專業，又服務于材料科學與工程一級學科下的其他工學專業[1]，然而，目前針對該課程教學還存在以下問題：（1）相關課程設置少，沒有專門的理論知識教材配套；（2）實驗及實踐教學缺乏，常規的實驗儀器與設備供給不足，難以實現理論與實踐相結合；（3）教學方法單一，教學模式固定化，學生積極性不高。基于人工晶體課程存在的以上問題，提出合理的教學方法，進行實際、可行的教學完善改革，以實現教學的目標是亟待解決的問題。
三、課程改革措施初探
根據人工晶體課程較強的專業技術性、理論知識的抽象復雜性及多學科的交叉性等特點[2]，我們對人工晶體課程教材建設、實踐教學改革、教學方法創新和考核形式調整等各個環節進行了探討。
1.進行教材建設，實現課程重組。針對當前人工晶體課程沒有專業的理論知識教材相配套的狀況，課題小組將重新設計理論教學的知識結構，編寫出適于本科生和研究生的教材。內容涉及人工晶體的種類（如激光晶體、半導體晶體、閃爍晶體等分類講解）、合成生長機理及應用領域等基本專業知識，并補充和晶體內容相關的國內外先進的前沿性知識，讓學生及時了解人工晶體的最新動態和切實應用。并適時地編寫雙語教材，在專業術語標注英語的基礎上，將每章前面的概要用雙語同時寫出，使學生在學習專業知識的同時，熟悉英語專業術語。
2.優化實驗教學體系，重視實踐教學。在實驗教學的安排上，首先課題小組要增加人工晶體的實驗教學內容，設計出完整的晶體制備和生長過程實驗，再要增設練習基本方法、基本操作技能的實驗。并且要打破以往實驗教學的固定模式[3]，積極調動學生的主動性，要求學生自己查閱資料，自主設計實驗，完成實驗操作，鍛煉學生的實踐動手能力，為將來就業打好基礎。實踐教學環節是學生直接接觸實際工作和鍛煉能力的關鍵環節，本課題小組精心策劃了人工晶體的實踐教學內容。無機非金屬材料專業的生產實習階段增加通信等光電信息領域的實習基地，讓學生了解人工晶體在生產領域的基本情況，也讓學生思想上有從實驗領域到工程領域的過渡認識。適時安排綜合性課題設計，立題多樣化，緊貼晶體材料工程實際，讓同學們親自動手操作，加深學生對專業課程的理解和鞏固。畢業設計不再局限于傳統無機非金屬材料的設計，要充分利用人工晶體實驗室資源，開設人工晶體設計題目，設計一些光電子領域能夠反映前沿工作的課題，能夠讓學生充分接觸研究前沿的畢業設計，在培養學生科研的基本素質和能力的同時，也為學生走入社會儲存能量。
3.改變教學模式，創新教學方法。如前文所述，傳統教學模式已不能滿足現代培養需求[4]，因此教師應積極嘗試采用更多的現代教學方式，如：討論式、體驗式、提問式或觀摩教學、多媒體教學、互動教學等，把現代教學方法和技巧滲透到人工晶體相關課程中，改變“一言堂”“獨角戲”的模式[5-6]，要調動學生思維，營造思考氛圍，對于一些較深的理論問題，還可采用文章研討、小組討論的方法，這樣既提高了學生的學習興趣，又鍛煉了他們分析問題的能力和邏輯思維能力。由于晶體的結構、形貌等內容較抽象，對學生的空間想象能力要求較高，因此除一般的多媒體平面教學外，我課題小組擬制作三維格式的課件，除了在課堂上演示外，學生也可在教學網站上實時觀察。也可以針對內容放映視頻或flash課件，如工程生產的過程記錄、教學錄像或國內外有關晶體的最新研究成果報道等，都有助于培養學生學習興趣。而且在實驗課上的多媒體教學也可以應用到人工晶體課程中，如為學生演示晶體光學現象，可以通過連接偏光顯微鏡和計算機投影儀，實現顯微互動教學，教師可以隨時與學生對顯微鏡里看到的現象通過計算機上的圖像進行交流。實驗教學多媒體化使教學內容生動形象，提高了教學效率和質量。
4.調整課程考核形式，激發學習積極性。在實施教學方法改革創新，主觀上提高學生積極性的同時，還應該通過考核方式上的改進，客觀上改變學生學習的態度。因此，理論課程中，教師應根據學生平時出勤、課堂發言、參與討論、發表見解、書寫小論文等情況，適當分配所占成績比例（70%），再加上筆試測試的成績（30%），最終得到考核成績。實驗課程中，應根據學生預習報告、實驗報告、課堂問題討論、操作規范程度、順利解決實驗過程中問題等作為平時實驗成績，最終考試要有基本實驗技能考核，若有自主設計的實驗要給予加分。而且實踐教學中的表現也要計入大學期間的總學分，使學生能夠認真對待，不斷培養未來就業所需的綜合素質。
四、總結
基于當前無機非金屬材料專業的就業形勢，人工晶體方向的專業人才需求逐步擴大，而我們的教學目的就是要培養具有主動和創造能力的高素質專業型人才，來推動學生的職業生涯發展。本文提出的教學內容及教學方法是根據就業和人才市場的需要不斷進行調整的，形成一種“動態”的課程設置和教學方式。我們堅信隨著課程建設的逐步深入，人工晶體的教學質量和效果必將提高。
參考文獻：
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[6]金應燮.淺議教學模式的改革[J].中國教育研究論叢，2006，（00）：105-106.
篇2
關鍵詞:家具設計;人機工程學;應用;重要性
1人機工程學概述
人機工程學是以工程科學為核心，將人體科學和環境科學融入其中，以為現代化社會提供服務。通過對其研究內容、方法以及作用等方面的分析，人機工程學較過去相比有了明顯的提高。在當今社會生活水平不斷提高的情況下，傳統的功能性產品已經無法滿足現代人生活生產的需要，同時人們關注的焦點也逐漸向產品使用舒適性等方向發展。因此，現代化產品必須同時具備舒適、高效以及安全等特點，而這也是人機工程學在家具設計中應用的主要原因。
2家具設計中人機因素分析
2．1尺度
尺寸和尺度是家具設計中的關鍵因素。作為一種與人們生活密切相關的產品，家具設計與人體尺寸、儲物要求、空間需求等之間存在十分密切的關系，同時家具作為室內空間重要構成元素在進行設計的過程中必須合乎整個空間環境的尺度需求，因此在進行家具設計過程中一般需要堅持以下原則:與“人”尺寸相符、與“物”尺度相符、與“空間”尺度相符。
2．2形態
與一般性物體形態相比，家具形態有其獨特之處。首先，家具的功能是滿足人們的需求，因此在功能設計過程中必須同人們實際操作和需求相符，因此家具的形態設計不同于單一的造型藝術形態，前者在設計過程中的自由性較差，單純的形式創新可能無法滿足人們對家具功能的要求，因此在進行家具形態的設計過程中，需要結合人的需求進行設計，避免虛化功能的出現，為實質性創新的應用提供基礎。
2．3功能
家具是人們生活過程中一種十分重要的必需品，同藝術品之間有著一定的區別，其主要表現在家具的功能性作用發揮方面。例如，床與可臥平面、柜子與儲存、椅子與坐面等都是家具與其相應功能的體現。因此，從某種程度分析，家具設計同生活設計之間是存在一定聯系的，這就要求在進行家具設計的過程中必須對人類需求進行深入的分析，當然這種分析既包括行為分析同時也包括心理分析，并結合分析結果進行家具功能的設計。一個成功的家具設計不僅能夠滿足人們生活功能的需要，同時也可以滿足人們心理的需求。
3家具設計中人機工學應用原則
為了保證家具設計中人機工學應用水平的提高，應當遵循以下幾方面原則:
3．1彈性與發展原則
彈性與發展原則是家具設計中人機工學應用中必須遵循的原則之一。其中彈性原則是指在人機工程學應用于家具設計的過程中，對其中所涉及到的圖表、數據以及研究成果等的使用不能過于死板，必須保證設計同使用人群、使用環境、功能等相符。在社會環境不斷變化的今天，人們的生活較以往相比發生了一定的變化，對家具質量、功能、形態等方面的要求也發生了諸多的改變，因此有關家具質量的評判標準也是處于動態變化中的。例如，人們不僅對家具安全性和舒適性有一定的要求，同時對家具設計中人性化、趣味性等也有著不同的需求，因此設計師在進行家具設計的過程中必須對人機工學進行深入的研究，尋找其與家具設計之間的契合點，創新家具設計。
3．2介入的非確定原則
人機工程學在現代化家具設計中的應用對提升家具使用的舒適性、安全性等具有十分重要的作用。首先在設計準備階段，設計人員應當對人、家具以及使用空間三者之間的關系進行綜合性分析。例如，在進行以儲存為中心的家具設計時，設計師需要考慮使用者的年齡、使用空間等，以便保證家具設計方案的針對性，滿足不同人群、空間等對家具的要求。其次，在設計展開階段，通過人機系統的應用對家具的色彩、大小以及形態等進行分析，綜合各方面因素確定設計方案。再次，在驗證階段，在這一階段，家具設計流程為:構思設計再構思再設計一個循環反復的過程，利用人機試驗分析功能對整個設計方案進行分析，一旦發現其中存在不合理的地方，應當立即根據分析結果制定調整方案。最后，在問題反饋階段，在這一階段主要任務是分析并發現設計中遺留的問題，在生產中對問題進行具體分析并做出調整，從根本上解決問題，提升家具產品的質量。結合以上分析可知，人機工程學在家具設計的各個階段都有不同的介入，且人機工程學中關乎家具設計的數據和調查結果科學價值較高，但是應當注意的是，設計師在進行家具設計過程中應當將此作為基本依據，綜合家具設計中復雜的影響因素，優化家具設計方案。
3．3指導性原則
在現代化生活中，影響家具設計水平的因素多種多樣，較人機工程學相比，家具設計更加的復雜，但是仍舊不能忽視人機工程學理論在家具設計中的指導作用。首先，在進行家具設計過程中，設計師在確定用戶群體、空間環境等因素之后，利用人機工程學理論實現對人、物、環境三者之間的綜合分析，準確產品定位。其次，家具設計包含多種要素，且各個要素之間存在著一定的聯系，而人機工程學貫穿家具設計中的各要素設計，這就要求設計師利用人機工程學指導作用來確定家具設計要素。但是應當注意的是，切不可照搬人機工程學中的數據和參數，究其原因主要是，人機關系受到多方面、多層次因素的影響，同時從家具流通方面考慮，人機關系更為復雜，例如包含運輸、銷售、使用、維修等多個過程，人機工程學理論內容無法保證家具設計數據和參數的準確性和適用性。因此在進行家具設計的過程中，設計師應當重視人機工程學在家具設計中的指導地位，不可死板的照搬數據和參數設計，站在全局的高度對影響因素的關系進行綜合分析，并利用科學手段協調相互之間的關系。
4結束語
在現代化社會生活中，家具同人們生活之間有著直接的聯系，但是受到各方面因素的影響，傳統家具設計理念在當前社會生活環境中應用存在著一定的弊端。基于此，在今后家具設計工作中，設計師應當以人機工程學理論為指導，創新家具設計方案，保證家具使用的安全性、舒適性以及功能性。
參考文獻
篇3
關鍵詞：辦公室座椅 設計 人機工程研究
一、人機工程學概述
1、人機工程學概念
國際人類工效學學會（International Ergonomics Association，簡稱IEA）為人機工程學下了最有權威、最全面的定義，即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作用；研究在工作中、家庭生活中和休假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。
2、人機工程學標準
設計出一款性價比高的產品既符合人體運動的原理又能最大程度幫助人體工作，在人機工程上具有一定的標準：
（1）所設計的產品與人體的各種尺寸、用力順序是否匹配；
（2）使用者的整體感覺，是否使用方便、快捷；
（3）在使用過程中是否可以有效地規避操作中的風險和意外；
（4）設計出來的產品是否能夠作者迅速掌握，安全操作；
（5）設計的產品是否便于清洗和維修保養。
3、人機工程學重要意義
現今社會，在新產品的設計中人機工程學因素往往是企業提高其社會競爭力的法寶之一，任何與人性化有關的產品都會受到關注，創新性越來越受到推崇。在中國制造極其豐富的今天，如何能夠讓我們所設計的產品更加符合人們的心意是創造商品價值的制勝法寶。如何將人們的心意融入到產品設計中，充分考慮人們的切實需求則是人機工程學研究的重要課題。因此，如何將人機工程學研究與社會實際的生產融為一體是產品設計又一新的領域，這個領域的良性發展對社會的發展進步有著巨大的推動作用。
二、辦公室座椅與人體健康之間的關系
隨著社會的進步，人們生活和工作的環境越來越舒適，對工作中影響健康的若干問題十分關注，其中不得不提到與大家工作密切的辦公用品—座椅。由于現代人的腦力勞動多過體力勞動，坐姿就成為取代站姿的人體姿勢的常態，因此要想健康地工作和生活就需要關注人體坐姿的生理特點以及健康狀況。人體正確的坐姿應是上身挺直，收腹，兩下肢并攏，膝關節略高出髖部。正確的姿勢往往要求人們腰要直立，但久坐的人往往身體處在自然放松的階段，雖感到輕松但長久下來脊柱的S形成畸形，椎間盤內壓力比直腰時的大，壓力造成腰痛。坐直可以避免這類現象的發生，但在正襟危坐的過程中增大了肌肉的負荷使人感到不適，難以堅持。經過學者的研究發現，長期的坐姿不正確會導致脊柱與椎間盤的負荷過大，形成慢性的腰肌勞損，進而嚴重的導致腰椎間盤突出，導致壓迫神經形成麻痹，與此同時也會對身體其他器官和系統造成不同程度的影響。
三、辦公室座椅的人機工程學分析
辦公室座椅的設計要兼具健康與舒適兩大功效，同時還有很多細節需要考慮在內，例如：座椅移動的靈活性、便捷性等。針對這些復雜的設計我們應該將人體工作時的各項參數考慮在內以保障座椅與人體的匹配程度。人機工程學應將人體在多種姿態下的參數考慮周全，設計合理的支撐，座椅設計盡可能地輔助人體保持自然的脊柱彎曲，減輕背部肌肉以及腰椎的壓力。同時在關注脊柱的同時也不可忽略其他身體部位，就上半身而言頭頸不能過分前傾、座椅扶手要有合理的支撐以便可以使手腕感到舒適又可以活動靈活；就下半身而言最重要的就是大腿應接近水平且兩腳應被地面支持。從人體壓力作用的角度考慮同樣不能忽略了坐姿給臀部造成的壓力，設計巧妙的座椅應做到既美觀又有足夠坐骨結節的支撐作用，同時彈性的座椅材質可以使人體與座椅更加緊密的結合。
四、辦公室座椅的設計原則
通過人機工程學原理對辦公室座椅的理論分析，大致可以得出有關辦公室座椅設計的基本原則：
（1）辦公室座椅的形式和尺度與辦公時人體坐姿舒適程度有關；
（2）辦公室座椅的尺度必須與人體結構測量值相互匹配；
（3）辦公室座椅的設計必須能提供坐在其上的辦公人員有足夠的支撐與穩定功用；
（4）辦公室座椅的設計必須能使坐在其上的人員的身體有足夠的空間改變其身體姿勢；
（5）辦公室座椅的靠背，尤其是在腰部的支撐，需要設計在第4、5腰椎的高度上，這樣可降低長時間坐姿給脊柱所產生的緊張壓力；
（6）辦公室座椅的座墊必須擁有合適的軟硬度，能夠使辦公人員在坐姿舒適的同時又可以有助于將人體重量的壓力平均分布于坐骨結節附近。
綜上所述，辦公椅通常是由座椅骨架、彈性材料、固定部件、蒙皮（護面）、附件（調節、移動部件）等構成。基于人機工程學理論來設計一把在辦公室內長時間使用的椅子，要考慮座椅給使用者帶來的便捷和舒適感、降低久坐產生的疲勞度、提高工作效率、材料是否節能環保等因素。這些都關系到用戶的生理感受、心理體驗、健康安全并影響其對產品的評價和購買欲望。
五、結論
辦公室座椅的設計創新從人體工程學研究領域更加以人為本，在保證人體正確的坐姿的同時考慮到坐姿舒適度、座椅移動的靈活性、座椅其他輔助功能的操作性以及座椅的美感。健康舒適的辦公室座椅會為人體工作效率的提高做出很大的貢獻。辦公室座椅的設計就其功用來說是一項非常具有科學挑戰的設計，許多因素的相互作用最終形成完美的辦公室座椅，設計師在設計辦公室座椅時不僅要懂得設計的美感更不能忽略人體形態結構以及生理心理等復雜現象。因此，無疑人機工程學原則是辦公室座椅設計的關鍵要素。
參考文獻：
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篇4
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.
篇5
1.1人機工程學對工業設計的重要作用
在不同的研究和應用領域中，人機工程學存在帶有側重點和傾向性的多種定義，其中國際人類功效學學會（IEA）為該學科所下定義最具全面性和權威性，即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作用；研究在工作中、家庭生活中和休假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[1]。社會的發展、技術的進步、產品的更新、生活節奏的加快等等一系列的社會與物質的因素，使人們在享受物質生活的同時，更加注重產品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價，也就是在工業設計中常提到的人性化設計問題。而所謂人性化產品，就是包含人機工程的產品，只要是“人”所使用的產品，都應在人機工程上加以考慮，產品的造型與人機工程無疑是結合在一起的。具體來講，人機工程學對工業設計的重要作用可以概括為五個方面：一、為工業設計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數；二、為工業設計中“物”的功能合理性提供科學依據；三、為工業設計中考慮“環境因素”提供設計準則；四、為進行人—機—環境系統設計提供理論依據；五、為堅持以“人”為核心的設計思想提供工作程序[1]。
1.2工業設計人機工程學的教學現狀及原因分析
目前，在全國已開設工業設計專業的高校中，幾乎無一例外把人機工程學設為專業必修課，甚至編寫了全國統一的教材。然而，就學生在教學過程中對知識的理解和吸收，以及實踐過程中對知識的掌握和應用來看，課程最終的教學效果不盡如人意。學生之所以在教學過程中不能對知識有效地理解和吸收，存在兩方面原因。一方面，學生對工業設計的人機工程觀念意識還沒培養起來。在學習之初，學生往往會把工業設計等同為產品外觀造型，對諸如尺寸、使用方式、設計合理性等人機工程要素還不能在觀念中化為己有。另一方面，現行教材內容過于寬泛、抽象，且與工業設計專業銜接薄弱。雖然教材內容完整，但在有限的課時里，要學生理解并吸收大量人體科學和環境科學的知識談何容易？而且，在學生還沒有建立人機工程意識觀念的情形下，更會對不熟悉的知識有排斥心理。學生之所以在實踐過程中不能對知識有效地掌握和應用，同樣也存在兩方面原因。一方面，現行教材內容未能與工業設計實例很好的結合。雖然教材為各類產品歸納了富有邏輯性的設計原則，并對深層的原理解釋透徹，但沒有鮮活的設計案例來佐證。因此，學生在實際設計中也就鮮有用學科理論指導工業設計實踐的主動性。另一方面，學生在課堂內外都缺少有關課程的必要練習。“學而時習之”的教學規律對于人機工程學的課程學習同樣如此，只有通過練習才能真正掌握學科知識。
2工業設計人機工程學的課程設計
正如上一章節所分析的教學現狀與原因，要學生達到“在教學過程中對知識理解和吸收，在實踐過程中對知識掌握和應用”的要求，就必須：首先從人機工程觀念意識培養入手；然后整合、精簡教材的內容，使其適合工業設計專業的需要；進而通過更多的設計實例讓學生理解理論指導實踐的過程；最后通過練習讓學生真正掌握知識。以下六個部分的內容是筆者按照上述思路進行的課程設計。
2.1人機工程學課程緒論
該部分是課程的啟蒙篇章，目的在于培養學生人機工程的觀念意識。除了介紹人機工程學相關基礎背景外，教育者更應幫助學生樹立基于人機工程學的“易用性”和“以人為本”核心設計觀念。從現實來看，大量不良設計充斥著我們的生活，給我們帶來了極大的不便。同時，通過對近幾年諸如IF、紅點等國際工業設計大賽獲獎作品的分析可以發現，國際工業設計的趨勢已逐漸摒棄了單純的外觀設計和藝術符號玩味，進而轉變為發現、并利用設計方法解決生活問題。因此，無論從現實還是前瞻來看，基于人機工程學的“易用性”和“以人為本”設計觀念具有很強的理論價值和現實指導意義。
2.2尺寸測量與比例關系
在該部分課程中，通過學習人體測量知識，學生可以掌握使各種與人體尺度相關的設計對象符合人的生理特點的方法。同時，通過人、機、環境之間的尺寸比較，可以合理掌握控制幾者之間比例關系的方法。使產品尺寸符合人體尺度是最基本的人機工程學要求。作為工業設計最基本的參照，產品尺寸不是通過主觀臆想，而是通過人體尺度測量得出的。掌握人體測量的基本知識，并學會查詢各類人體測量數據，這既是該部分的學習內容，又是設計實踐中必須要掌握的基本常識。
2.3操縱—顯示人機系統設計
在該部分課程中，通過學習不同操縱、顯示裝置的特性，以及操縱—顯示相合性設計原則，學生可以掌握針對復雜交互性產品或界面的設計方法，使設計結果符合人的心理認知模式，達到人機工程學“易用性”和“以人為本”的要求。從大量的工業產品和界面設計來看，不同的顯示裝置和操縱裝置代表了不同的人機關系，其中的邏輯性和因果關系是學生必須理解的。操縱—顯示相合性原則正是為合理構建這種人機關系所歸納的方法論，它涉及人機間的信息傳遞、信息處理與控制指令的執行，以及人的習慣定式。
2.4使用行為的分析與使用方式的設計
在該部分課程中，通過學習基于人椈鷹環境系統設計觀念的使用行為分析，學生可以掌握在某種使用情境中產品使用方式的設計方法，使設計結果充分協調人機工程學的摶肪騁蛩財。一定的使用情境要求一定的使用方式，一定的使用方式衍生一定的使用行為，一定的使用行為指導設計師從功能性產品結構、語意等方面進行設計。一項優良設計必然是人、環境、技術、經濟、文化等因素巧妙平衡的產物。為此，要求設計師有能力在各種制約因素中找到一個最佳平衡點[1]。
2.5手握式工具的設計
在該部分課程中，通過學習手的解剖和與工具使用有關的疾患，學生可以掌握手握式工具的設計原則，提高對人機工程學中工作效率、人的健康、安全和舒適等要求的認識。工具是人類四肢的擴展，人們在工作、生活中一刻也缺少不了工具，而目前的工具大部分還沒有達到最優的形態，其形狀與尺寸等因素也并不符合人機工程學原則，很難使人有效并安全的操作。因此，工具的適當設計、選擇、評價和使用是一項重要的人機工程學內容。
2.6“以人為本”的綜合思維與設計應用
在該部分課程中，學生需要通過作業練習把所有學習成果在設計實踐中得以應用。以“人”為核心的主導思想具體表現在各項設計均以人為主線，將人機工程學理論貫穿于設計的全過程。人機工程學研究指出，在產品設計全過程的各個階段，都必須進行人機工程學設計，以保證產品使用功能得以充分發揮[1]。
3工業設計人機工程學的教學訓練
教學訓練是教學過程中必不可少的環節，它既可以幫助學生鞏固所學知識、提高應用能力，又可以充分檢驗課程設計的有效性及教學質量。本章的教學訓練分別對應一部分的課程內容，并在2010年2月21日至3月14日南京藝術學院工業設計學院08級的人機工程學教學中得以檢驗。3.1人機工程學課程緒論的教學訓練通過對課程緒論的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生發現生活中的不良設計或不便之處，并提供設計概念。通過此練習，學生會養成觀察生活和設計的習慣，并學會對不良設計提問，進而啟蒙并培養了人機工程觀念意識。圖3-1是學生發現的設計問題：人們通常會忽視飯卡、公交車卡等電子卡的余額，因此會造成余額不足時的尷尬和不便。他們希望通過在卡上設計一種可變色的顯示裝置來提醒人們余額的變化。
3.2尺寸測量與比例關系的教學訓練
通過對人體測量知識的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生根據GB10000—88標準人體基礎數據中的男性95百分位繪制1:10比例的模板，熟練查詢各測量項目的數據，并標注身高和最大肩寬。同時，要求學生測量六種大小不等的工業產品，同樣按照1:10的比例繪制在圖紙上，觀察產品和人體之間的比例關系，如圖3-2。通過這次作業，學生不僅掌握了人體測量數據的查詢，又培養了產品尺寸要符合人體尺度這一人機工程學的觀念意識。
3.3操縱—顯示人機系統設計的教學訓練
通過對操縱—顯示人機系統設計的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生到生活中去學習，用圖片的方式記錄人機工程學中不同操縱裝置類型（包括：旋轉式、移動式、按壓式）和顯示裝置類型（包括：數字式、刻度指針式、信號燈式、聽覺式、觸覺式），并總結每一種方式的特性，以便在設計實踐中有意識的進行參照并構建合理的操縱—顯示人機關系，如圖3-3。
3.4使用行為分析與使用方式設計的教學訓練
通過對使用行為的理論講解和使用方式設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生設計某種使用情境中的公共設施，從使用行為的分析入手，到使用方式的設計落實，充分理解并樹立人機工程學中人—機—環境系統設計的觀念。例如圖3-4，獲得2009年IF工業設計概念獎的沙灘垃圾箱便是一個符合作業要求的案例。
3.5手握式工具設計的教學訓練
通過對手握式工具設計的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生尋找并發現沒有符合人機工程學要求的手握式工具，體驗不便并評估可能引發的傷害，根據手握式工具的設計原則，給出改良的設計方案。例如：設計師發現傳統剪刀因不能使手腕順直而極易引發腱鞘炎，所以據此進行了剪刀的改良設計，如圖3-5。
3.6“以人為本”綜合思維的教學訓練
通過對人機工程學“以人為本”核心設計觀念的再次強調，學生可以強化掌握課程內所有的綜合知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的綜合作業練習。該部分的作業是要求學生按照人機工程學的要求設計、制作一個計算機工作環境，包括：產品的尺寸測量與比例關系、計算機界面操縱—顯示人機系統設計、使用行為的分析、鼠標等手握式工具的設計，如圖3-6。通過這樣的練習，學生可以樹立并加深人機工程學“以人為本”的綜合設計思維。
篇6
關鍵詞：人體工程學；機械設計；機械制造；必然性
前言
隨著社會進步，科學技術處于不斷創新的階段，很多只是向企業提供的機器本身工作效率的機械產品和市場需求出現了矛盾，企業工人的需求開始朝向人機工程學在機械上運用的實際狀況，分析機械設計是否可以滿足工人的情緒需求、能力需求和操作習慣等。工人希望其操作的機械設備不需要付出太多的體力勞動，且確保操作者可以保持持續性且飽滿的精神。
1 人機工程學概述
就工程學發展的角度分析，人機工程學實際上是一門交叉性質的學科內容，其整個學科的范圍已經涵蓋了工程學范圍、心理學范圍和力學范圍等，建立在人體工程學基礎上的深入分析，由此確保實現人、機和外部環境三者之間的良好協調和分配。就機械設計的角度來看，整個設計過程實際上是系統性的工程，就設計者的角度分析，整個設計過程中需要針對不同的設計元素進行充分考慮分析，例如，分析工作環境、分析機械設備自身和實際的工作強度等因素。隨著智能化技術的不斷創新，當前機械設計的諸多項目中，人本設計的理念得到了良好的推廣和應用。就實用性的角度分析，機械設計的實際目的是為了有效提升項目作業的實際效率，由此可見，設計者需要關注人機工程學發展的有關理論內容，注重理論應用于實踐的適應性。
2 機械設計制造中需要考慮到的人體機能系統
就機械設計制造的過程分析，需要考慮的因素很多，例如，需要分析使用者的神經系統、感覺系統和運動系統等，以上也都是人機工程學發展的重要影響因素。
2.1 人體神經系統
人體中的大腦中樞功能運轉主要表現在對不同種類信息的獲取和整合，做好信息的處理，中樞功能表現為對獲取的各類信息進行整合與處理，由此能夠及時的應對外部環境的刺激，基于以上分析，研究人員針對機械設備設計的時候，需要避免產品實際反映速度太快，避免人腦的反應比不上機械反應速度的情況，除了以上考慮，研究人員還需針對人腦的記憶功能進行合理分析和利用，由此來有效提升研發產品的實際工作效率。
2.2 人體感覺系統
就生理學研究的角度分析，人體內涵蓋了很多的感覺神經，諸多的感覺通道都各自對應了不同的場合，例如，視覺通道主要是為了向外部傳達信息；聽覺通道的作用主要是為了獲取外部的信息。就機械設計的研究人員來看，產品實際O計的過程中需要關注人體的實際感覺，注重使用者的感受，針對人的視力范圍和聽力范圍進行思考，確保產品設計的科學性和合理性。
2.3 人體運動系統
運動系統的主要職能是為了確保不同動作和勞動的完成，機械設計需要考慮到骨關節和肌肉強度，例如，肢體運動過程中需要分析肢體的運動范圍和出力強度，分析運動的速度等。
3 人機工程學在機械設計、制造中應用的必然性
3.1 便于操作、觀察與維護
工廠操作中，需要實現人-機-環境協調，如果處理不好人機關系，會顯著影響到員工的工作效率，例如，機具太低的話，工人工作要彎腰，不僅很容易疲勞且會給員工帶來不好的身體影響，導致駝背。如果照明不好，影響員工視力和工作效率。因此應用人機工程學有助于將部件合理安排和擺放，有助于員工的日常操作、觀察和維護。應用的原則是為了更加簡便，減少操作位置和修理位置的數量，需要保障操作部件的位置、大小和力度方向和一般人身材基本特征的適應性。不同類型的部件操作需要顯著區分開，信號顯示的形式也要有差異。駕駛員與汽車之間是十分典型的人機關系。汽車駕駛室的內部布置需要符合駕駛員的視野范圍，確保乘坐舒適和安全，方向盤和座椅的位置、坐墊到腳踏板之間的距離都需要符合人機工程學標準。
3.2 創造舒適的工作環境
如果工人的工作環境比較舒適，其身體可能不會發生很大的疲勞，精神可能也會保持十分愉悅的狀態，間接的影響到工作效率。由此可見，人機工程學十分關注實際環境對于個人工作效率和身體健康的影響，例如，噪聲污染問題。就實際的生產生活來看，人們經常受到噪聲的實際苦惱，很多噪聲可能聲音不太大，但是也能給人帶來很多的煩躁。溫度和濕度對于人的影響也是很大的，高溫很容易使人分散注意力，操作準確性降低，協調能力變弱。根據調查研究顯示，夏季溫度控制在18℃～24℃，冬季溫度控制在17℃～22℃，這樣員工的工作效率較高。
3.3 提供安全防護
安全防護的內容包含兩點，第一，采取針對性措施避免操作失誤的產生，良好防護機器運行。操作的失誤可能來自于外部因素或者內部因素，由此產生很多誤動作，也可能是因為操作者自身的因素發生了失誤。可以采取的措施包含設置避免超載的安全裝置，自動鎖緊裝置、控制開關等。第二，針對操作者自身實施的安全防護措施，例如，行走的車輛為了保障駕駛員的人身安全，已經設置出防翻滾駕駛臺、防震座椅等。人身防護關系到的安全技術很多，例如，構件可靠性技術、有限損壞技術等；除此之外，報警系統、防護罩、擋板等設備的應用效果都不錯。
3.4 提升人機功能分配的協調性
人機功能分配的協調性是機械設計制造過程中需要關注的重要內容，不能只是簡單的考慮到技術能力、經濟能力、材料的性能，避免設計出來的機械產品只注重性能，忽視了設備和人之間的協調性，降低了人們的購買率和使用率。經過分析，筆者認為，人機功能協調性的主要影響因素包含以下兩點，第一，機械制造和設計的過程中片面的將機械作為主體，忽視了人的因素，由此產生了機械設備十分先進但是人協調性很差的情況。第二，隨著科學技術的進步，人們更多的關注自己的生理情況，機械設計需要滿足人們的生理需求。就未來機械設計制造的發展前景來看，設計人員可能不僅要分析機械設計知識，還需不斷學習相關的物理學知識、生理學知識和人體工程學等知識，綜合全面的分析人和機器工作效率的各方面因素，良好的模擬很多預況，良好的選擇人和機器工作效率之間的一個最佳點，提升人的高效率，同時保障機器運行的高效率。將工作項目和機械的實際功能良好的分配到人和機器上，實現人機的合理分配，提升機械運行效率。例如，對機械設計制造的過程中需要考慮到不同人的行為和操作習慣，分析身體彎弓時產生的實際推力，提重物的時候人們的身體重心會顯著下降，機器控制上還需考慮到人體實際的反應時間，確保機械運行的安全性。
4 結束語
不管科學技術未來的發展怎么樣，時代都將是隨著科學技術不斷變遷的，機械制造設計的全程目標都為了良好的服務人們，因此機械設計和制造的過程中不能只是一味的思考機械運行的效率，需要關注機電一體化的發展趨勢，將人機工程學的理念運用在設計中，實現人機結合的最終目標。人機工程學理論融合機械設計和制造過程中，肯定會給機械行業帶來新的競爭環境，提升行業競爭力，由此良好實現機械設計的功能，促進科學技術和經濟的良好發展。
參考文獻
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篇7
地球化學的發展可以分為兩個主要階段。第一階段是自20世紀初至60年代末的這一時期。這一階段主要研究地殼的化學組成，提出了眾所周知的克拉克值（地殼的平均含量）概念，這給我們在評價元素的分散與集中狀態時提供了一個有用的參照。隨著分析技術的發展，使人們對微量元素的分析成為可能，地球化學也進入到了一個新的階段。隨著大量巖層、巖石、礦物以及隕石等化學分析數據的積累，人們發現化學元素在地殼、不同巖石和礦物中的分布和分配是有規律的，地球化學就為闡明元素在地殼及其組成巖石和礦物中的分布和分配規律的需要而發展；人類對礦產資源日益增長的需求，又促進地球化學發展了地殼中元素集中、分散和遷移理論，以便更深入地研究礦產和巖石等形成規律，提供更有效的找礦方法。因此這一階段的地球化學就主要就是元素在地殼中的分布、分配、集中、分散及遷移歷史，對象基本是地殼中的元素、原子。
地球化學的理論與方法，在許多領域都得到廣泛應用，由此形成了許多地球化學的分支學科。
分支學科一：找礦地球化學
人類發展所需的資源90%以上來自自然礦產，礦床的形成就是一個地球化學過程，只不過是多種因素耦合在一起的結果。絕大部分礦床在地表以下，人們不能憑肉眼直接觀察到礦床，為了探尋地表以下的盲礦體，就必須采用一些有效的方法技術，而找礦地球化學就是一種有效的方法。它是通過系統地采集樣品（包括巖石、土壤、水乃至氣體等介質），分析這些樣品的地球化學指標（包括元素含量、氧化還原電位、酸堿度等），找出地球化學指標異常地段，進而發現礦體。當今，找礦難度越來越大（主要是找礦深度增大），地球化學找礦所起的作用越來越重要。
在用地球化學方法與理論開展找礦時，有時為了總結找礦規律，需要查明地質體的形成時代，人們常用同位素地球化學技術。該技術是從核物理學領域引進的，它的理論基礎是放射性同位素的衰變定理（N=Noe-t ，這里N是放射性元素衰變以后所形成的子體數量，No 是未衰變時母體的原子數，λ是衰變常數，t是衰變的時間），這為我們探索地質體的形成年齡和某些地質事件發生的年齡提供了有效手段。
分支學科二：農業地球化學
農業地球化學主要研究土壤的化學組分與農作物生長發育的關系，它是地球化學與土壤學、農業學的結合。大部分人都知道，農作物的生長主要受氣候的影響，不同氣候帶內，農作物的種類是不同的。但在相同的氣候背景條件區域內，有些地段適宜某些農作物生長，而不適宜另外的農作物生長，甚至在很小的范圍內，同類作物的果實，其品質有很大差異。例如，各種農特產就是如此。這主要與土壤的性質有關，而土壤的性質又取決于土壤的化學成分。因此，研究土壤的化學成分與農作物的關系，對于改良農作物的品質、提高產量具有重要作用。
當前，由于在農業生產過程中，為了提高產量，往往施放了很多化肥，有些化肥對土壤性質起到一個破壞作用。例如，使土壤酸化、堿化或結板。應用地球化學的方法，查明土壤的化學成分，根據土壤所含元素的貧富“對癥下藥”，即可起到提高經濟效益與改良土壤性質的雙重效果。在近代農業規劃中，前期進行農業地球化學研究是很有必要的。
分支學科三：生態地球化學
在人類生態環境中，存在一個化學元素的循環系統，而生態系統就是其中重要的一環。有些元素從土壤、水體和空氣中進入生物體系，人類在食用生物的過程中又吸收了這些元素，經人體消化，有些元素被人體吸收，轉變為人體的組成部分或能量，部分又被排泄出來，然后又進入化學元素的循環體系中。被人體吸收的元素一部分對人體是有益的，也是人體必需的，一部分可能對人體有害，從而引起各種疾病。因此，要采取措施，使人體盡量吸收有益元素、減少有害元素的吸收，就要應用元素的生態地球化學理論與方法，開展環境生態地球化學評價，研究元素對人體的生物作用機理，可改善人類生活環境和促進人類健康。
分支學科四：環境地球化學
環境地球化學是環境科學與地球化學結合而形成的地球化學分支。主要研究人類環境中元素的地球化學行為，為環境保護和治理提供技術支撐。
隨著人類活動日益加速與擴大，對環境的影響越來越大，這種影響很多是破壞性的、和人類與自然的和諧共存是相悖的。環境破壞主要的表現形式之一就是環境污染，而環境污染是一些人為的化學元素和化合物疊加在自然界的物質基礎之上，而環境地球化學的主要任務就是查明那些對人類健康影響有密切關系的元素在土壤、巖石、水體、空氣等介質中的含量與演化規律，查明區域環境地球化學特征，揭示地方性疾病發生的原因，為保護和治理環境提供技術支撐，為城市規劃提供科學依據。環境地球化學日趨重要是必然趨勢。
分支學科五：宇宙地球化學
按地球化學的定義，研究宇宙的化學成分及特點不屬于地球化學的范疇，但生活在地球上的人類要對宇宙進行研究，因此把研究宇宙的化學成分與規律也作為地球化學的一個分支。
宇宙地球化學主要研究天體的化學成分、演化規律和對地球的影響以及探索宇宙的起因。
我國幾年前開展的“嫦娥工程”共包含4個系統，其中一個是地面應用系統（即宇宙地球化學），這個系統主要對月球的物質組成（包括礦物組成和化學組成）進行研究，查明月球物質的化學成分及賦存狀態，為人類未來開發利用月球資源、探索月球的起因及演化趨勢提供依據，也為研究宇宙演化提供線索。由此可見，地球化學理論與方法在近代科學技術領域的重要性。
綜上所述，作為與人類生存發展密不可分的地球化學學科，隨著人類的發展將起到越來越重要的作用。
隨著人類對未知領域探索的不斷進展，對地球化學理論與技術的需求也會與日俱增。人類活動空間日益擴大，“上天、下海、進極”就是明顯的例證。在探索宇宙、深海資源、極地資源與對人類的影響都離不開地球化學。在這些前緣活動中，地球化學的理論與方法是最重要的支撐。
此外，地球化學還可對某些特定的地質（史）事件研究起到決定性作用，如地球上的恐龍滅絕事件，只能依靠地球化學研究得出結論。
地球化學的發展，也推動了其他技術的發展，特別是分析測試技術和儀器的研發在近年取得很多成果，地球化學的需求是主要原因之一。
篇8
在針對環境藝術設計專業的教學過程中，我們常對學生說，不管是室內設計還是景觀設計，設計師都要建立正確的尺度感。對于剛接觸室內設計專業的大一新生，建立良好的尺度感顯得尤為重要。可以說良好尺度觀念的建立是室內設計的基礎，沒有尺度意識便沒有合理的設計。
一、尺寸、尺度和尺度感
尺寸是關于量的精確表達，有明確的測量的對象，它只是表示尺度感上的物理數據。尺度有具體的尺寸界線，空間的大小顯而易見。但尺度又與真實的大小相區別，它并非真實尺寸的大小，而是指室內空間的整體或局部給人感覺上的大小印象和其真實大小之間的關系。尺度感是人們在室內空間中以自己的身體為參照，通過對建筑內部空間各形體的尺寸進行比較后所產生的感受。室內設計的尺度感，是來自墻面、頂棚、地面所形成的一個有限空間，它有具相對性，涉及到美學和人體工程學。體現一個設計空間或建筑物是過大還是過小，更多是人們面對空間作用下的心理，以及更多的訴求。
空間是室內設計的基礎，的設計往往建立在空間形態的基礎之上。能否營造一個合理、舒適的空間尺度，決定了該景觀設計方案的成敗。因此成功的室內設計作品應該根據其使用功能、建筑技術等因素，確立一個最合理的，符合人們生理與心理兩方面需要的尺度。
二、景觀設計課程教學中學生尺度觀念缺失的問題
筆者在實踐教學中發現，某些學生由于沒有建立良好的尺度感，學習中無法深入推進自己的設計思路。高職院校環境設計專業的學生在考入大學前基本都是藝術類考生，他們的優勢是具有一定的美術功底和審美修養，但其弱勢在于他們在專業學習中對環境藝術設計專業的認識較為感性。在設計方案中往往用感性的審美代替現實中的空間設計。由于尺度意識的缺失，學生設計出的方案經常存在好看而不合理的問題，甚至脫離了實際空間，成為紙上談兵，這成為學生學習景觀設計課程的“瓶頸”。因此教師在教學中必須深刻認識到學生在專業學習上的弱點，系統地建立起空間組織中尺度設計的方法及理論，以提升設計者的尺度意識。將課程教學同實際相結合，培養學生建立良好的空間尺度感，才不會導致學生在景觀設計課程的學習中出現偏差。
三、如何在教學中培養學生建立良好的尺度感
設計師建立良好的尺度感有一個較為漫長的積累過程，不可速成。教學實踐中教師要讓學生感受到尺度感對于專業的重要性，引起學生的重視。同時，學生在學習和生活中要做有心人，隨時留意身邊的尺寸和尺度感。下面筆者將從如何在教學中引導和培養學生建立正確的尺度感的角度，來探討“尺度感”的概念。
（一）日常生活中感知室內空間尺度
把握空間尺度感首先要從感知空間入手，在日常的生活中是培養尺度最好的訓練，要做到四多：多觀察、多畫、多測量、多實踐。多觀察，觀察的對象包括清水房、尺度感良好的樣板房設計、尺度感差的設計案例。多畫，是指養成按比例繪制草圖的習慣，如此，對比例的把握才不會脫離真實。畫圖的過程中對每一條線段代表的實際長度都做到心中有數，而不是單純地進行線條的拼湊和組合。做到這一點，至少在尺度感的把握上不會出現大的問題。多測量，是指在生活當中，多留意身邊的尺寸。例如隨身攜帶一把卷尺，用它量一下自己的家具、房間、樓梯的尺寸是多少，甚至是走到哪量到哪。當然也可以在自己身上找一個標尺作為參照，例如：自己手的中指和拇指張開的長度差不多20厘米，這個方法可以不用隨身帶卷尺便可測量，十分方便。多實踐的目的是為了讓學生在實踐中，融入到真實的空間中，深刻體會空間。再回到設計中完成具有實踐性的方案，培養良好的尺度觀念和設計意識。
（二）掌握并運用人體工程學理論
人們往往通過自身的尺寸為基本參照來體驗尺度感，而人體尺寸正是人體工程學研究的最基本的數據之一。要營造一個符合人的生理與心理兩方面需求的尺度，需要掌握并運用人體工程學的基礎理論。
首先，在設計的過程中以人體的靜態尺度為基礎。人體靜態尺度是建立在人體尺寸和比例的基礎上的，例如門洞的高度和寬度、踏步的高度和寬度、家具的尺。其次，在設計的過程中合理分配動態活動尺度。人在使用室內空間時需要在空間內走動或進行各項活動，這就牽涉到人的各種動態所需空間尺寸和尺度的分配。從而得出最小和最佳的空間尺寸和室內的行動路線圖，為設計者確定空間范圍提供有效的依據。例如人在工作時常用的姿勢為站姿、坐姿、跪姿、躺姿。根據四個常用的姿勢我們將人體作業域又分為水平作業域和垂直作業域。而水平作業域中又可以分為最大作業域和通常作業域；垂直作業域則決定了摸高和拉手。在室內空間設計中，人體動作域的應用也是十分廣泛的，它可以用于確定空間中各種工作臺面的大小、高低；各種貯存家具的放置及安裝位置；各種控制裝置的安裝位置等等。
（三）運用輔助手段直觀地建立尺度感
在室內設計的課程中包含部分設計表達的課程，例如《建筑裝飾制圖與識圖》、《3dmax基礎建模》、《skechup草圖大師》、《模型制作》等。這些課程都對學生建立良好的室內空間感起到了及其重要的作用。尤其是模型制作的課程，因為3dmax、sketchup在運用的過程中可以滑動鼠標自由地放大縮小。而模型制作卻不行，學生必須按照設定好的比例，按照比例對所有的尺寸進行縮放。需要注意的是，在室內設計的模型制作中，教師應引導學生建立一個尺寸參照，從而提醒學生，加強其尺度觀念。例如，按照模型的比例做一個1000毫米X1000毫米的矩形或500毫米X500毫米的矩形等，其它的家具、設施、鋪裝等都以它為參照。
篇9
【關鍵詞】生物醫學工程普通化學課程教學改革
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2012）10C-0135-02
一、生物醫學工程專業的特點
生物醫學工程旨在運用工程技術的原理和方法，研究和解決生物學和醫學問題的新興、邊緣、交叉學科。其主要任務是：從工程學角度研究、解釋生物體特別是人體的生理、病理變化過程。其主要研究方向包括：生物系統的建模與仿真、生物醫學信號的檢測與分析、生物醫學成像和圖像處理、電磁場生物效應、腦科學與認知、人工器官以及相關的醫療設備的研制等。生物醫學工程學是醫療衛生健康、保健性產業的重要基礎和動力，它所帶動的產業在國民經濟中占有重要地位，世界各國都在不斷加大對生物醫學工程的投入。經過本專業培養的學生，不僅應能夠在醫學中較熟練地運用電子技術、信息處理技術、計算機技術，而且還應具備生物科學理論基礎以及醫工結合的研究和實驗技能，以及醫療電子設備、醫學信息處理的初步開發、研究、應用、維護和管理能力。本專業畢業的學生擇業面寬，就業適應能力強。畢業生既可以在醫療儀器行業從事新產品的開發與應用，又可以在醫院醫學工程部門比如醫學儀器、醫學影像設備與技術，國家技術監督部門，以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、維護與維修、教學及管理等方面的工作。此外，本專業的學生還可以進入生物醫學工程、電子信息工程、通信工程與技術、計算機應用技術等方向繼續深造。生物醫學工程專業培養要求知識方面：打好堅實的數學、化學、物理學、外語、計算機與信息科學和電子技術的基礎，掌握寬厚的生物醫學工程專業知識，具備寬廣而深遠的科技視野、強烈的求知欲望、事業心和創新意識。
二、普通化學課程及其教學的基本要求
（一）課程的地位、性質和任務
化學是在原子、分子層次上研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的一門科學。在解決人類最關心的環境、材料、能源、醫藥保健、糧食增產、資源利用等問題中，化學科學處于中心地位。而普通化學則是化學的導言，它包含了現代化學的基本理論、基礎知識和基本技能，是現代大學生應該普遍掌握的自然科學基礎知識的重要部分，是高等院校非化學專業必修的一門重要的基礎課。通過本課程的學習，學生在一定程度上掌握一些必需的近代化學基本理論、基本知識和基本技能，并了解這些理論、知識和技能在生物醫學工程領域中的應用；培養學生具有應用化學觀點分析生活、生產中的一些簡單的化學問題的初步能力；為今后的專業學習和工作打下一定的化學知識基礎。
（二）課程教學的基本要求
通過對普通化學課程的學習，學生應掌握化學熱力學、化學動力學、化學平衡以及原子、分子結構等方面的基本理論和基礎知識；掌握一定的元素化合物的基本知識；掌握重要的有機化合物結構、性能以及一些重要的有機合成反應；掌握分析化學基本原理和一些重要的化學、儀器分析方法；并了解化學在生物醫學、環境保護、新材料的研究與應用、能源開發與利用以及生命科學研究等領域的作用，為生物醫學工程專業課程打下化學理論基礎。
三、普通化學教學改革的具體措施
（一）修改教學大綱
應根據生物醫學工程專業的培養方案，修改普通化學的教學大綱，并將本課程分為理論教學和實驗教學。理論課時為32學時，實驗課時為16學時。首先從普通化學課程的地位、性質和任務來定位。普通化學則是化學的導言，它包含現代化學的基本理論、基礎知識和基本技能，使學生掌握化學熱力學、化學動力學、化學平衡；掌握一定的元素化合物的基本知識；掌握重要的有機化合物結構、性能以及一些重要的有機合成反應；掌握分析化學基本原理和一些重要的化學、儀器分析方法；并了解化學在生物醫學以及生命科學研究等領域的作用，為生物醫學工程專業課程打下化學理論基礎。
為了培養學生的動手能力，應讓學生熟悉化學實驗及實驗室的基本規則；培養學生認真觀察實驗現象、正確記錄和實驗數據的習慣；了解常用化學儀器的性能、使用和維護方法。同時，應培養學生正確處理實驗數據，正確書寫實驗報告的能力；促使學生逐漸養成嚴謹的科學態度、實事求是的實驗習慣和工作作風，并初步具有獨立思考、獨立設計實驗、獨立進行實驗以及獨立分析、綜合問題的能力，從而為后續課程的學習和進一步的科學研究打下基礎。主要實驗項目如下：玻璃工操作實驗（2學時）；離解平衡與沉淀一溶解平衡（2學時）；銅、鋅、銀、鎘及其離子的鑒定（2學時）；烴的性質和鑒定（2學時）；粗鹽的提純（4學時）。
值得注意的是，理論教學大綱和實驗教學大綱的修訂，應體現專業特色明確、重點突出、思路清晰的教學思路。
（二）探索新的教學方法
1.理論聯系實際。普通化學是非化學化工類專業學生開設的一門基礎化學課，主要介紹化學學科基本情況，化學各個分支對社會發展的作用，化學學科的發展現狀、發展趨勢，化學與其他自然科學、工程技術學科的關系。因此，普通化學課程知識點多、內容復雜、概念跨度大，需要與學生所學專業及實際情況有機結合起來。然而，在教學實踐中，本課程的教學課時不足，教學過程中，化學理論和化學與專業結合選擇是，教師往往容易顧此失彼，使化學教學演變成一堆化學名詞和專業術語的堆積，枯燥乏味。同時，學生重視度不夠、學習興趣不濃。但是化學知識在各種領域中不斷滲透，在日常社會生活中起著越來越重要的作用。面對實際問題，針對生物醫學工程專業特點，在教學過程中，教師可首先和學生進行討論，解決如下問題：（1）學習的原動力。（2）學習的方法和習慣；告訴大學課程內容多，上課進度快、信息量大，并且輔導課和習題課少，要掌握好學習方法；設計了從實驗現象一引發思考一理論內容一實驗內容一在線測試的教學路線。（3）學習精神，只有更加刻苦才有可能適應大學階段的學習。通過討論和示范，激發學生的學習興趣，以求達到最佳教學效果。
將普通化學中基礎部分的講授與中學化學教學良好接軌，在上課時首先回顧一下中學化學相關知識點，再引入新的知識點。在講例題的采用為“先示例、后解析”的方式。上實驗課，采用實驗前提問和預習，代替實驗課先講實驗原理和步驟的方式，要求、鼓勵學生預習和思考。在指導實驗時，及時發現問題，引導學生深入思考。建議學校平時適當開放實驗室，為對化學感興趣的學生提供實際操作平臺。鼓勵學生根據個人興趣參加項目創新活動，和指導教師一起選題，查閱文獻，學習相關知識，進行科研活動。當然，也可結合其他課外科技活動展開教學。
2引入實例。在實際的教學過程中，針對生物醫學工程專業特點，可適當引入生活和專業應用中的具體實施例。課堂講授時，利用具體實例，引入每一章節內容，再將每一章節的重點、難點內容在學生深入挖掘的基礎上，將內容分解成若干小問題或將若干相關小問題合并起來，指導學生聯想、討論思考、聯想歸納、比較總結本課程的目標是系統講授化學基本理論和知識，加強基礎，提煉基本，按需拓寬，注重實踐性和應用性。
在講到酸堿時，可把知識點延伸，把電子舌知識和酸堿性結合起來。電子舌測量酸味時就是利用酸性，檢測出酸的濃度，也就是將酸的濃度通過化學傳感器轉化為可檢測的信號，信號的強弱就能反映酸的濃度。同樣，電子舌檢測其他味覺，就是將其味覺物質，通過化學傳感器轉化為可檢測的信號，通過信號的強弱來反映味覺物質的含量，進一步體現味道的內涵。
可引入直觀形象的化學反應動畫效果，加強學生對反應機理和抽象概念的理解；同時，可采用動態圖表，充分發揮各類圖形的優勢。
3.突出重點，擴大信息量。根據培養方案和生物醫學工程專業的特點，可將下列內容列為普通化學的教學重點和難點：熱力學的基本概念；蓋斯定律和標準生成焓、標準熵、標準吉布斯自由能計算方法；化學反應自發進行的判劇；化學平衡常數、化學平衡移動的規律及有關計算；分散體系的概念及分類；溶液的依數性；膠體分散體系的性質及結構；弱酸、弱堿解離平衡；溶度積規則和溶解平衡；電極電勢的概念；用電極電勢的數據判斷氧化劑和還原劑的相對強弱及氧化還原反應自發進行的方向和程度；配位體的相關概念及命名規則；核外電子運動的特殊性；四個量子數的取值及物理意義。教學難點為：化學反應等溫方程式的應用；相似相溶液原理；能斯特方程式的應用；吉布斯自由能變、原電池電動勢、氧化還原反應平衡常數的關系。根據重點和難點，可采取理論講解、PPT、板書和學生互動相結合的教學模式，講解后再讓學生來回答問題，加深學生對重點知識點的印象與理解，在原有知識點的基礎上擴大信息量。
篇10
[關鍵詞]計算機 應用 軟件 開發技術
中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）15-0105-01
計算機硬件和軟件組成了計算機使用的統一整體。因此，計算機資源應該既考慮硬件資源又考慮軟件資源。軟件資源包括系統軟件和應用軟件。系統軟件是管理、監控、維護計算機的軟件，如自檢程序、操作系統等。應用軟件是主要解決某些具體問題的軟件，如學習管理軟件、人事管理軟件等。從功能上可以認為軟件是利用計算機本身提供的邏輯功能，合理地組織計算機工作，簡化或代替人們在使用計算機過程中的工作環境。因此，不論是支撐計算機工作還是支持用戶應用的程序都是軟件。在20 世紀 50、60 年代人們是基于手工方式進行軟件開發的，人們認為計算機軟件就是程序。隨著使用化、商品化、通用化、大型化軟件的開發，軟件設計者逐漸感到要有一定規范的文檔以保證程序從設計、調試到運行的成功。這樣，從 20 世紀 70 年代開始，認為軟件不僅是程序還包括開發、使用、維護這些程序所需要的一切文檔。到了 20 世紀 80 年代，國際標準化組織從軟件工程的概念上更為全面地給軟件定義為：計算機程序、實現此程序功能所采用的方法、規則以及與其關聯的文檔和在計算機上運行它所需要的數據都是計算機軟件。
1 軟件工程的概念
1.1 “軟件工程”概念提出
20 世紀 50、60 年代開發大型系統軟件用手工方式進行，其生產效率低、出錯率高。這種狀態不能滿足日益增長的軟件生產的需要，產生以下四個方面的問題。a。軟件復雜性飛速增長；b。軟件成本高；c。開發周期長；d。維護工作量大。即出現了“軟件危機”現象。為了擺脫軟件生產的這種局面， 在 1968 年北大西洋公約組織的學術會議上，第一次提出了“軟件工程”這個概念。
軟件工程是開發和維護軟件的規范化方法，它的指導思想是以處理工程問題（如建筑工程、機械工程等）一樣的方法處理軟件生產的全過程。為了指導這種軟件生產的整個過程，產生了軟件工程學。
1.2 什么是軟件工程學
軟件工程學是研究和探討如何利用當代的科學理論和技術指導軟件的開發，以達到利用較少的投資獲得高質量軟件產品的目的科學。
軟件工程學既是邊緣學科，又是一種綜合性學科。它包括計算機科學、系統工程學、管理學、經濟學、人體工程學和心理學等。
2 軟件工程的發展
軟件工程的發展，大體經歷了三個時代，即程序設計時代、軟件時代、軟件工程時代。
2.1 軟件開發的三個階段
前面講過用軟件工程的方式生產軟件的過程類似于機械、建筑工程生產產品的過程。如一個建筑工程（如立交橋、賓館大廈等）從開始到結束，經歷設計、施工和驗收三個階段。軟件產品的生產也要經過定義、開發、維護的軟件開發三個階段。
2.2 軟件工程與其他工程科學不同之處
從上面建筑工程與軟件二種產品開發階段比較，可以看出：a.建筑工程流程圖中，設計藍圖產生之后，往下的每一步沒有回溯問題。但在軟件開發工程中，每一步都可能經歷不只一次的修改和適應的回溯問題。b.軟件交付使用后，還有一個運行維護問題，如運行后發現有隱藏錯誤、運行環境有變化、用戶要求的變更等。
3 應用軟件開發方法
一個大型的應用軟件、如計算機輔助設計軟件，大型仿真訓練軟件等，需要多人共同完成。為保證大型應用軟件系統的開發質量，必須嚴格按照軟件工程的思路和原則，采用軟件的開發方法，使用軟件工程提供的圖示工具，組織軟件人員協調一致地完成設計與開發任務。
現應用的軟件開發方法主要有三種：軟件生命周期法、原型化方法、自動形式的系統開發方法。
3.1 軟件開發的生命周期法
生命周期方法是從時間角度對軟件的定義、開發和維護的復雜問題進行分解，分成若干個階段。每個階段的開始和結束都有嚴格的標準（前一階段的結束就是后一階段的開始。標準就是每個階段都應該交出高質量的文檔。軟件生命周期一般分為六個時期，即六個階段。
3.2 原型化方法
傳統的生命周期法的理論基礎較為嚴密。一般說來，在軟件開發過程中，首先要經過嚴格的定義或預先說明，并要求軟件開發人員和用戶在系統的開發初期就要對整個的功能和信息需求做出全面、準確而深刻地認定。
通常用戶給出概括性的軟件目標而無法描述詳細的輸入、處理或輸出需求。而軟件開發人員也可能尚未確定處理算法的效果、操作系統的適用性及即將使用的人機界面形態。在這種情況下，對事務只有邊干邊認識，原型化方法就是基于這一主導思想。
3.3 原型的三種形態
3.3.1紙上原型。這種紙張和墨水的模型解釋了軟件上的一些特征。
3.3.2工作原型。制作所需軟件中的一部分功能，讓其在計算機上執行，可使用戶和開發者在一定程度上了解即將被開發的程序。
3.3.3現有原型。利用一個可運行的現成程序，完成所需功能的部分或全部，但是有一部分必須在新開發的基礎上加以改善。
3.4 原型法開發過程
利用原型法開發軟件大致經過可行性研究階段、確定系統的基本要求階段、建造原始系統階段、用戶和開發人員的評審階段、開發人員修改系統階段。
3.5 自動形式的系統開發方法
這種方法的特點是采用第四代技術（4GT）包含的大量軟件開發工具，使軟件開發者只需說明軟件所要實現的內容，而不必說明如何去實現。4GT軟件工具根據系統要求確定規范，進行分析，自動設計，自動編碼。
結束語在軟件工程中，不應武斷地選擇某種方法，應當由應用特性來決定所要采用的方法。往往采用以上方法相結合的模式，可加快軟件開發的進度。
參考文獻
[1] 王熾鴻.計算機輔助設計[M].北京：機械工業出版社，1998.
