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正文內(nèi)容

人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-11-10 01:52 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ……………..9…………………………..13 ………………………………………………………….16 ………………………………………………………….16 …………………………………………………….18人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)一、引言了解和把握教學(xué)的物理環(huán)境,可以使人與客觀環(huán)境獲得最佳的匹配,使教學(xué)媒體更充分地發(fā)揮其功能,從而取得預(yù)期的、良好的教學(xué)效果。(1)多媒體教室教室是開展多媒體教學(xué)活動(dòng)的主要場(chǎng)所。多媒體教室的建設(shè)、應(yīng)根據(jù)師生開展多媒體教學(xué)活動(dòng)的需要。從多媒體教室所處的位置、形狀、大小、教室內(nèi)座位的編排、各種教學(xué)媒體的安置等方面進(jìn)行綜合考慮:1)多媒體教室一般應(yīng)選擇在噪聲較小的地方,盡可能離普通教室較遠(yuǎn)的位置,如選擇教學(xué)大樓的頂層或同層中靠近樓體邊緣的位置,以減少與外界的相互干擾、影響。當(dāng)然,若對(duì)多媒體教室的隔音效果要求不高的話,在選擇位置時(shí)就可靈活些。2)多媒體教室形狀以矩形為佳,長(zhǎng)寬比采用為4:3或5:3較好。室內(nèi)要有足夠的空間高度(3米以上),室內(nèi)各角落盡可能采用圓弧形,墻壁采用吸音材料以提高音質(zhì)。3)教室大小要從多媒體教學(xué)的規(guī)模大小、使用功能、教學(xué)效果等多角度進(jìn)行綜合考慮。4)多媒體教室地面宜采用階梯狀,地面傾角在10℃~15℃之間。5)座位編排要科學(xué),否則會(huì)影響學(xué)生的觀看效果。前排座位離屏幕不能太近,一般應(yīng)在3米以上,以減少屏幕雪花干擾,后排座位離屏幕不能太遠(yuǎn),一般應(yīng)控制在屏幕對(duì)角線長(zhǎng)的6倍距離范圍內(nèi),以提高屏幕畫面的清晰度。(2)照明教學(xué)活動(dòng)要具備必要的照明,通常情況下。教室需有300~500勒克司的照度。多媒體教學(xué)中,由于考慮到投影屏幕中畫面的亮度、清晰度,教室門窗都要求遮光處理,降低室內(nèi)光強(qiáng)以提高屏幕畫面的對(duì)比度。這顯然與正常教學(xué)要求必要的光照相矛盾,這也是導(dǎo)致目前多媒體教學(xué)中學(xué)生注意力不集中、教學(xué)效果不佳的重要因素。多媒體教室宜采用人工光源分別對(duì)教師講臺(tái)區(qū)域、學(xué)生區(qū)域布光,教師控制臺(tái)上應(yīng)安裝燈光控制器,以便根據(jù)多媒體教學(xué)的要求對(duì)光照作相應(yīng)的控制。需要指出的是,學(xué)生長(zhǎng)期處于光線較暗的環(huán)境中,會(huì)帶來(lái)視覺(jué)系統(tǒng)的疲勞,人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)不能引起學(xué)生大腦的興奮,從而無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,不利于教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行。因此,除了必需暗光照要求外,教室內(nèi)一定要保證足夠的光照。多媒體教室大多是用多媒體液晶投影機(jī)來(lái)投影,由于學(xué)校用的多媒體投影機(jī)的投影亮度有限(1200ANSI流明以上高亮度的多媒體投影機(jī)的價(jià)格較昂貴),故在多媒體教室屏幕區(qū)的光線不能太亮(即不能有其他較強(qiáng)的光源照在屏幕上),但又不能為此而將整個(gè)多媒體教室的亮度降低,因?yàn)檫@樣會(huì)影響視覺(jué)效果和學(xué)生的視力。一般處理方法是拉上窗簾,只開后排的幾盞燈。比較好的方法是在屏幕區(qū)不用照明,用幾個(gè)聚光燈照亮講臺(tái)和黑板,在學(xué)生區(qū)用暗藏式燈箱來(lái)保證足夠的照明亮度,四周墻壁和課桌宜用反光較小的涂料和油漆。(3)顏色教學(xué)環(huán)境中不同的主色調(diào)會(huì)激發(fā)師生的心理意識(shí)和不同情感、態(tài)度的反應(yīng),從而產(chǎn)生不同的心理效應(yīng)、影響學(xué)生的智力活動(dòng)。淺綠色和淺藍(lán)色會(huì)使人產(chǎn)生安寧、和諧的感覺(jué),易于消除大腦疲勞,而深黃色和紅色,由于它們太容易引起大腦的興奮.會(huì)使人產(chǎn)生惶惶不安的感覺(jué)。教學(xué)中若以行為定向?yàn)橹鞯慕虒W(xué)活動(dòng),應(yīng)以暖色如黃、橘黃等為主色調(diào),若從事較為安靜的教學(xué)活動(dòng).則應(yīng)以冷色如藍(lán)、綠為主色調(diào)。由于多媒體教學(xué)環(huán)境的主色調(diào)主要決定于窗簾顏色,窗簾最好采用具有暖色、冷色的多層結(jié)構(gòu),適應(yīng)不同目的的教學(xué)活動(dòng)。(4)通風(fēng)、溫度和濕度新鮮的空氣中,%%。通風(fēng)不良會(huì)使氧氣的成份減少,二氧化碳的濃度增加,會(huì)阻遏環(huán)境中個(gè)體的感知和思維等認(rèn)知活動(dòng)的有效進(jìn)行。另外,通風(fēng)不良也會(huì)導(dǎo)致環(huán)境溫度和濕度的偏高,引起學(xué)生頭痛、疲倦等不適反應(yīng),降低學(xué)習(xí)效率。教學(xué)環(huán)境中的溫度保持在20℃~25℃較為理想,相對(duì)濕度以30~60%之間為宜,此時(shí)學(xué)生的智力活動(dòng)最佳。目前大部分多媒體教室一般都配備空調(diào)設(shè)備,為了創(chuàng)造舒適的教學(xué)環(huán)境,定期通風(fēng)、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量顯得尤其重要。多媒體教室由于以上光線問(wèn)題而一般是不能開窗的,連續(xù)使用后,其中的空氣將會(huì)很渾濁,一來(lái)影響師生的健康,二來(lái)也同樣影響到學(xué)生的聽(tīng)課效率。故在新建多媒體教室時(shí)可以考慮將靜音換氣扇組和燈箱一起安裝在吊頂中,有條件的學(xué)??梢钥紤]安裝帶換氣裝置的小型中央空調(diào),對(duì)已建好或改建而成的多媒體教 4人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)室可以使用靜音換氣扇組來(lái)改善通風(fēng)狀況。(5)教學(xué)設(shè)備與傳統(tǒng)教學(xué)相比,多媒體組合教學(xué)運(yùn)用了多種現(xiàn)代教學(xué)媒體,如幻燈、投影、電視錄像、實(shí)物投影、計(jì)算機(jī)、大屏幕投影儀、音響設(shè)備等。媒體的配置應(yīng)根據(jù)教學(xué)需要、經(jīng)濟(jì)條件及教學(xué)環(huán)境,避免出現(xiàn)高配置、低效率的現(xiàn)象。所選的媒體在使用中不能破壞正常教學(xué)所必須的物理環(huán)境。目前以犧牲環(huán)境為代價(jià)來(lái)滿足媒體功能發(fā)揮的現(xiàn)象非常普遍,其負(fù)面影響必須引起大家重視。此外,教學(xué)媒體的安置擺放也要合理、規(guī)范,便于教師操作使用,各種開關(guān)、按鍵接觸要良好,媒體間的連接要可靠、干擾少,保證教學(xué)媒體的正常使用。根據(jù)人眼視覺(jué)的右撇效應(yīng).教師的多媒體工作講臺(tái),一般宜放置于教室前中間或偏右位置,投影畫面底端水平線應(yīng)略高出最前排學(xué)生的頭頂,避免前后遮擋。(6)教學(xué)信息與傳統(tǒng)教學(xué)相比,多媒體教學(xué)的信息形式多樣。包括文字、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等,而且信息量大,教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)目的、要求,正確運(yùn)用和處理這些信息.從數(shù)量、質(zhì)量、廣度、深度上把關(guān),對(duì)信息進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制、過(guò)濾。教師傳遞的信息是由教學(xué)目標(biāo)所規(guī)定了的教學(xué)內(nèi)容,具有真實(shí)性、有效性和接受性的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生建立有效認(rèn)知結(jié)構(gòu)和良好個(gè)性結(jié)構(gòu),促進(jìn)學(xué)生智能發(fā)展,具有重要的作用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展。多媒體教學(xué)的信息量劇增.教師必須具備較高的信息搜集、分析鑒別、綜合運(yùn)用的能力。隨著現(xiàn)代化教育技術(shù)的不斷推廣,多媒體教學(xué)成了教師和學(xué)生都?xì)g迎的教學(xué)形式,越來(lái)越多的學(xué)校新建或改建多媒體教室。怎樣選擇多媒體教室設(shè)備,怎樣用較少的投入建設(shè)一個(gè)功能良好的多媒體教室是很多學(xué)校關(guān)心的問(wèn)題。意義近幾年來(lái),計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)快速發(fā)展并走向成熟,在微機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)模擬的數(shù)字化。使得視頻、音頻、圖像、動(dòng)畫和圖形文字一起在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理,因此,計(jì)算機(jī)所處理和表達(dá)的信息量急劇增加,從而為多媒體計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用提供了可能。多媒體技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用是最有前途、令人振奮的發(fā)展領(lǐng)域。利用多媒體技術(shù)所具有的高度集成性、良好的交互性、信息容量大、反饋及時(shí)等特點(diǎn),將多種信息同時(shí)或交替作用給學(xué)習(xí)者感人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)官,從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)的種種弊端,使學(xué)習(xí)便加趣味化、自然化、人性化。多媒體技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用的意義既深且遠(yuǎn)。然而,如今大多數(shù)多媒體教室只是在傳統(tǒng)教室的基礎(chǔ)上添加了多媒體設(shè)備,教室與多媒體使用的配合并不理想。通風(fēng)采光和多媒體設(shè)備的安裝等都存在不少問(wèn)題,教室整體布局不符合人機(jī)學(xué)原理,給老師上課,學(xué)生聽(tīng)課帶來(lái)了一定的不便。如何創(chuàng)造一個(gè)宜人的學(xué)習(xí)環(huán)境是關(guān)系到學(xué)習(xí)質(zhì)量的一個(gè)重要因素。學(xué)生每天在學(xué)校教室內(nèi)要度過(guò)大量的時(shí)間,如果教室本身設(shè)計(jì)不合理,那么將對(duì)學(xué)生產(chǎn)生不良的影響,同時(shí)也不利于老師的教學(xué)。人機(jī)工程學(xué)是實(shí)現(xiàn)“以人為中心”的設(shè)計(jì)思想的重要理論基礎(chǔ),是衡量當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,“以人為中心”的理念已成為設(shè)計(jì)產(chǎn)品系統(tǒng)的主要目標(biāo),人機(jī)工程學(xué)已成為設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域中的主要研究方向,成為工業(yè)設(shè)計(jì)的主要理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)理念。將人的因素融入到產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過(guò)程中,關(guān)注產(chǎn)品的使用者,確保產(chǎn)品易于使用、學(xué)習(xí)、生產(chǎn)和安全,提高產(chǎn)品的使用性和質(zhì)量。因此,普及人類工程學(xué)知識(shí)與設(shè)計(jì)科學(xué)合理的高校多媒體教室非常重要。此次設(shè)計(jì)對(duì)教室的通風(fēng)采光、多媒體設(shè)備以及教室整體布局進(jìn)行評(píng)析及改進(jìn),以尋求一套符合人體工程學(xué)需要的多媒體教室方案,能讓老師教學(xué)更方便,學(xué)生聽(tīng)課更輕松。研究?jī)?nèi)容這次課程設(shè)計(jì)我們組主要結(jié)合人機(jī)學(xué)的相關(guān)原理,對(duì)多媒體教室的桌椅、講臺(tái)、黑板、多媒體、光環(huán)境、聲環(huán)境等方面進(jìn)行了問(wèn)題分析與改善,以方便老師更好的授課,同學(xué)們更好的聽(tīng)課。方法我們這次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了以下三個(gè)方法:實(shí)測(cè)法、觀察法、查詢資料研究法。首先對(duì)選定的多媒體教室實(shí)地進(jìn)行了一些必要的數(shù)據(jù)測(cè)量,然后又通過(guò)對(duì)多媒體教室的觀察研究,結(jié)合人機(jī)學(xué)原理發(fā)現(xiàn)其中的不足之處,以方便提出改進(jìn)方案,最后整理資料的時(shí)候我們又查詢了一大批相關(guān)書籍,可謂一波三折啊,但也樂(lè)在其中。人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)二、多媒體教室的現(xiàn)狀圖21教室現(xiàn)狀課桌尺寸測(cè)量:桌子高810mm,寬450mm,長(zhǎng)1200mm 座椅尺寸測(cè)量:座深300mm,坐高430mm,長(zhǎng)度1200mm 受教椅子尺寸測(cè)量:坐高450mm,坐深480mm,坐姿肘高660mm 講桌尺寸測(cè)量:高1060mm,寬470mm,長(zhǎng)1000mm 多媒體受教桌:長(zhǎng)1400mm,寬750mm,高1180mm,伸腿空間180mm 黑板尺寸測(cè)量:長(zhǎng)3970mm,高2160mm 門尺寸測(cè)量:高2000mm,寬930mm 教室:高3750mm,長(zhǎng)9500mm,寬6850mm 教室中擺有四排課桌,每排有八張桌子,教室左邊有三個(gè)大窗戶,兩個(gè)小窗戶,右邊有兩個(gè)小窗口,講桌和多媒體擺在教室的左側(cè),投影儀分布在教室右側(cè)門口 光環(huán)境:教室以自然采光和人工照明混合使用提供教學(xué)活動(dòng)良好的光環(huán)境 聲環(huán)境:教室一共安裝了四個(gè)音響,分別安裝在教室中間和最后對(duì)稱的位置,老師教學(xué)的聲音可以讓同學(xué)們?cè)诮淌业拿恳粋€(gè)角落都能清楚的聽(tīng)見(jiàn);教室隔音效果不好,過(guò)道和其他教室的聲音將會(huì)影響學(xué)生的聽(tīng)課效率。人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)三、評(píng)析 評(píng)析圖31 教室采光采光有兩種方法: 一種是天然采光,就是將適當(dāng)?shù)臅児庖M(jìn)室內(nèi)照明。天然采光雖然受到日照時(shí)間,緯度氣候地形等因素限制,卻是最經(jīng)濟(jì)的采光方法。教室白天以上課為主,照明主要是自然采光。而人工照明只是為了補(bǔ)充教室內(nèi)照度不足的區(qū)域,使照度分布均勻。晚上以自習(xí)為主,也是教室晚自習(xí)的唯一光源。所以創(chuàng)造一個(gè)良好的照明環(huán)境,布置足夠的照明設(shè)施,才能滿足師生的要求。此次調(diào)查的教室白天以自然采光為主,人工照明只作為陰天補(bǔ)充及夜間學(xué)生上課及自習(xí)時(shí)所用。①教室容易受到天氣條件影響,無(wú)法在任何時(shí)候都滿足光照要求。②自然光線分布不均勻,不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。①燈光太強(qiáng),影響人的視線及投影儀的觀看。②燈管全部打開時(shí),有效利用率低,造成資源浪費(fèi)。改善針對(duì)在自然采光下存在的問(wèn)題提出可以采取的措施有: ① 在天陰的時(shí)候,打開適量日光燈補(bǔ)充光源。人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)② 可以將教室南側(cè)窗戶玻璃改為透光玻璃,提高南面光照度。人工照明改進(jìn)措施:①在使用投影儀時(shí),可以在不影響學(xué)生視野的同時(shí)關(guān)掉一部分日光燈。②因自習(xí)的學(xué)生較少,自習(xí)時(shí)可開第一、三、五列的燈,一、三、五列燈光照度已經(jīng)足夠,這樣也能節(jié)約資源。③改列控?zé)艄茉O(shè)備為橫控,可根據(jù)教室學(xué)生的具體分布情況關(guān)掉不必要的日光燈,合理使用燈光設(shè)備,節(jié)約資源。 圖32教室黑板評(píng)析存在問(wèn)題通過(guò)在白天光照強(qiáng)度較大和晚上開啟教室內(nèi)所有燈具的兩種情況下調(diào)查發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題:1)坐于教室的不同位置看黑板時(shí),均有眩光現(xiàn)象。2)各個(gè)位置的眩光程度和范圍不盡相同,總體上白天的眩光現(xiàn)象比晚上嚴(yán)重,白天若拉上黑板旁邊窗戶的簾子則眩光程度會(huì)減弱。3)第一排右面的幾個(gè)座位的眩光較嚴(yán)重。4)教室中間座位上的眩光較輕。人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)改善1)黑板最低端高度設(shè)置應(yīng)為2980—1260mm以上,以保證講臺(tái)不會(huì)擋到學(xué)生的視線。2)按要求的位置,安裝黑板燈,以減小晚上黑板眩光程度。3)為減小白天第一排的眩光程度,可拉上黑板旁邊的窗簾,也可將其安裝在盡量靠近黑板的位置上。(1)講臺(tái)與黑板間距講臺(tái)到黑板面應(yīng)該有適宜的距離,一般在1100mm上比較合適。由調(diào)查與測(cè)量得到的結(jié)果可以得知1330mm1100mm,因此講課者在授課的過(guò)程中有相對(duì)足夠的空間活動(dòng),符合人機(jī)學(xué)的要求。(2)講臺(tái)與第一排間距講臺(tái)到第一排的距離以1050mm~,距離過(guò)大可能便后排學(xué)生無(wú)法看清顯示屏幕,可適當(dāng)調(diào)節(jié)。(3)講臺(tái)高度操作面的高度不合理,教師在授課過(guò)程中操作多媒體設(shè)備時(shí),長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成腰背的酸痛,且由于操作不便,勢(shì)必會(huì)影響教師上課的情緒、思路,導(dǎo)致上課效率的下降。(4)鍵盤與鼠標(biāo)鍵盤與鼠標(biāo)控制線過(guò)短,操作不便,長(zhǎng)期操作易使手腕不適。(5)講臺(tái)的位置講臺(tái)位置靠在教室左邊,遮擋少數(shù)學(xué)生視線,影響少數(shù)學(xué)生聽(tīng)課效果。(6)視角當(dāng)老師站在顯示器的正前面,顯示器不在老師的舒適視野之內(nèi),當(dāng)老師站在講臺(tái)靠右,顯示器也不在老師的舒適視野之內(nèi)。改善人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)1)講臺(tái)與黑板間距在適宜的距離范圍內(nèi),可保持現(xiàn)狀。2)講臺(tái)與第一排的距離偏大,可在不影響學(xué)生視野范圍的前提下適當(dāng)減小。3)操作面的高度過(guò)低,可在不遮擋學(xué)生視線的前提下適當(dāng)增高。4)可采用無(wú)線鍵盤與鼠標(biāo),使老師無(wú)論在教室的哪個(gè)方位都可以有效方便地操作電腦。5)講臺(tái)位置使得老師經(jīng)常遮擋學(xué)生視線,可將講臺(tái)適當(dāng)左移,讓學(xué)生在看幕布時(shí)不被遮擋。6)顯示器不在老師的舒適視野里,可對(duì)其作適當(dāng)調(diào)整,使其讓老師得更方便。也可設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)式顯示器,使其可隨老師視野變動(dòng)而作相應(yīng)旋轉(zhuǎn),始終給老師以最佳視角。圖33 教室中安裝的幾個(gè)音響存在問(wèn)題講臺(tái)上的揚(yáng)聲器控制線過(guò)短,限制老師活動(dòng)范圍,使得老師經(jīng)常出現(xiàn)在遮擋學(xué)生視野的區(qū)域,嚴(yán)重影響上課效果。改善1)建議采用無(wú)線擴(kuò)音器,可設(shè)計(jì)成形式小巧簡(jiǎn)單,能夠夾在老師衣服上的微型擴(kuò)音器,使得老師在教室的任何地方被講話都能夠被學(xué)生清晰地聽(tīng)到。2)可對(duì)現(xiàn)有揚(yáng)聲器進(jìn)行改進(jìn),通過(guò)加長(zhǎng)控制線,改變講臺(tái)位置來(lái)達(dá)到改進(jìn)效果。人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)椅面高度設(shè)計(jì):適宜的椅面高度應(yīng)使就坐者大腿近于水平,小腿自然垂直,腳掌平放在地面上。座面不能過(guò)高,否則矮身材的人小腿懸空時(shí),使大腿受椅面前緣壓迫,坐者感到不適,長(zhǎng)時(shí)間這樣坐,則使小腿血液循環(huán)受阻,產(chǎn)生麻木腫脹感。如座面過(guò)低,則高身材的人坐時(shí)骨盆后傾,正常腰椎曲線被拉直,增加背部肌肉負(fù)荷,易產(chǎn)生腰酸背痛感。所以椅面高度以矮身材的人的小腿加足高的數(shù)值來(lái)設(shè)計(jì)(見(jiàn)表1),此高度以380~400mm為宜。椅面深度的設(shè)計(jì):椅面深度是指椅面
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