基于人機工程學的學生桌椅設計研究

金鎮

摘 要：人機工程學成熟于20世紀60年代，現在已經滲透到生活的方方面面。在產品的設計中，人機工程已經成為必須要考慮的因素。桌椅對于學生來說是最常接觸的日常產品，尤其對于青少年來說，身體處于發育的黃金階段，好的桌椅將對他們的一生產生良好的影響。然而令人遺憾的是，在青少年的成長過程中，陪伴他們的桌椅并不能滿足他們健康成長的需要。

關鍵詞：人機工程學；學生；身體發育；桌椅設計

中圖分類號：G478.2；G484 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.058

文章編號：2095-6835（2016）11-0058-01

學生的身體發育關系到他們的未來，好的身體是工作、學習取得好成績的保障。我們在日常生活中只是關注了飲食對身體發育的重要性，卻忽視了正確的坐姿對身體的重大影響。青少年生長發育的特點決定了在這個階段要有養成好的坐姿習慣，否則將對以后的成長造成不好的影響。

1 研究背景

我國中小學生群體人數眾多，青春期的孩子身體發育快，發育水平不一樣，因此對桌椅尺寸的要求也呈現出不同的需求。在現階段，中國教室的桌椅還沒有通過有針對性的設計來滿足不同階段的學生的需求，設計缺乏系統性、針對性，不符合人機工程學，忽視了青少年成長的需要，難以滿足學生需求。

2 現有的教室桌椅研究

桌椅是學生在校期間最常接觸的物品，因此，它將對學生的學習生活和健康成長起著不可代替的作用。Bestsey Yeats（1997）通過調查分析得出結論，學校桌椅的設計和擺放的合理性將會影響到孩子的身體健康，尤其是對脊柱的影響最為明顯；而張金霞等在《中小學課桌椅與學生身高符合情況的調查》中指出，我國大多數學校的課桌椅設計存在問題，與學生的身高不符，學生在就坐時會有不適感，直接影響到學生的身體正常發育，并且影響到學生的視力情況和學習積極性。這些調查結果都在告訴我們，教室的桌椅的設計是一個重要的課題，減少不合理的設計對學生造成的傷害刻不容緩。

3 中小學生身體特點分析

中小學生的身體生長發育迅速，身體各項機能也在不斷完善、增強。主要表現為以下幾個方面：①新陳代謝旺盛。②身體的發育在不同階段表現出不同特點。兒童期的身體的生長發育比較平穩，而到了青春期，身體會迅速發育，身高體重會有明顯的增長，并且在這個階段學生的身高開始出現較大的差距。③骨骼肌肉發育。小學生骨骼發育還不完全。有明顯的特點，表現在骨骼的彈性較大，但是硬度相對較小，易發生變形，因此，不良坐姿會對骨骼造成嚴重的影響，比如脊柱側彎、駝背等。兒童的肌肉也在逐漸發育，但肌肉纖維比較細。因此，肌肉的力量和耐力會有明顯的不足，容易出現疲勞。因此，教室的座椅應該使學生的肌肉減少受力，得到放松。

4 坐姿的研究

良好坐姿的必要條件時將最適當的壓力分布于各脊椎骨之間的椎間盤上，并將最適當、最均勻的靜負電荷量分布于所附著的肌肉組織上。

人體總共有206塊骨骼，其中支撐脊柱、骨盆、下肢等是支撐頭骨和身體的主要骨骼。而在站立和坐姿狀態下，脊柱會發生明顯的變形。在正常狀態下，從后面看脊柱呈垂直線形，從側面看呈S形。而在坐姿狀態下，尤其是在后背沒有受到支撐時，腰椎會向外突出呈現C字形。由于兒童的骨骼發育還不成熟，因此，應當盡可能減少這種變形，減少脊柱及盆骨承受的壓力。

在坐姿狀態下，臀部、大腿、小腿、腹部等部位也會受到不同程度的壓力，如果設計不當，會影響這些部位骨骼和肌肉的正常發育。因此，考慮到學生的身體發育特點。在設計座椅時，我們也要綜合考慮到座椅對身體不同部位的影響。

5 教室桌椅設計

教室的桌椅設計要以滿足學生使用要求為根本，保障青少年正確的坐姿，促進兒童正常發育，在提高學生學習效率的基礎上，盡可能提高舒適性。

經過調查分析研究，我們可以得出桌椅的規格及大體尺寸。桌面的高度應該為490～760 mm，單人桌面寬度不小于600 mm，雙人桌面寬度不小于1 200 mm。椅面高度為270～440 mm，靠背上緣距座面230～340 mm，靠背點距座面160～220 mm。基于中小學生的身體發育特點，桌椅的尺寸要在這樣的區間內變化。也就是說，隨著學生身體的發育，桌椅的尺寸也要經過調整才是最適合學生的。

如何讓桌椅的尺寸隨著兒童的身體變化而變化呢？為了實現這個目標，在桌椅的設計過程中，要設計可調節的結構，比如旋鈕結構，使桌椅和椅背的高度可以自由調節，且易于固定。椅背的設計要帶有一定的角度，并在腰椎處要加入支撐點，減輕在坐姿狀態下腰椎處的壓力。考慮到小學生較為調皮，而且教室的桌椅屬于教學用具，因此，在設計時要兼顧桌椅的舒適性與耐用性。因此，在選材上，主體采用較為結實的不銹鋼，桌面和椅面以及椅背采用傳統的木質材料。桌椅設計為可拆卸結構，這樣便于運輸與組裝——當某一部分出現破損時，還可以進行更換。這樣，既可以大幅度減少產品的成本，又可以為使用提供方便。

6 結束語

學生群體人數眾多，他們的健康成長關系到祖國的未來，因此，設計要以人為本，充分考慮到學生群體的特點和需求。另外，還要兼顧產品的使用環境，產品制作的成本，使用的便利性、耐用性。設計師要充分權衡這些因素，做出最合理的選擇。學生群體正處于身體發育的關鍵時期，我們應該通過設計給他們提供最合理的學習方式，讓他們可以健康成長。

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〔編輯：胡雪飛〕