產品設計專業人機工程學課程教學內容和方法研究

郎麗娟

摘要：為構建適合產品設計專業人機工程學的教學體系。本文結合產品設計專業的特點，根據教學的實際情況和實踐效果，分析了人機工程學課程的教學現狀，從教學設計、教學目標、教學內容等方面進行研究。提出了教學內容和教學方法的改革。該方法可為產品設計專業人機工程學課程教學提供參考。

關鍵詞：產品設計 人機工程學 教學內容 教學方法

中圖分類號：G424.1 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）08-0104-02

引言

人機工程學（Ergonomics）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。這個定義闡明了人機工程學的研究對象、研究內容和研究目的。人機工程學被廣泛運用于多個設計領域，它是跨越不同學科領域延伸到設計學科的一門課程，因此，針對不同專業應具有相對應的教學模式，才能達到各專業的教學需求。產品設計提倡以人為本，以用戶為中心進行設計，在產品實現其本身功能的同時，著重考慮人與產品之間的相宜性，能夠將人、產品、環境三者聯系起來進行思考，讓產品能夠適用于人。因此，根據產品設計專業特點，明確人機工程學課程的教學目標，科學合理的構建課程教學體系，系統地傳授課程的基礎理論和方法，有助于培養學生運用人機工程學的知識，進行產品設計創作，為之后的設計實踐打好基礎，使學生在知識運用、思維創造、實踐操作等方面有綜合性提高。

一、課程教學現狀

近年來，國內先后出版了大量有關于人機工程學的教學參考書籍，大多理論性較強，缺少實際的生活案例，能夠作為設計類專業的教材較少，純知識型的讀物對于設計類學生的參考價值也在不斷降低，致使學生不能學以致用。因此，在課程教學方面，仍存在如下問題：

（一）教學內容以純理論型的書籍為參考，不同專業所上內容相似，以傳統的理論框架進行教學，導致教學內容與專業實踐無法聯系起來，復雜的參數、數據和行業規范，使學生出現無聊、厭學等現象，各高校的課程考核以閉卷考試為主，大多出自參考書籍的理論概念，從而使學生為了完成考試，課后死記硬背，與專業方向脫節，難以發揮學生的創新能力。

（二）教學過程以傳統的教學方法為主，采用教師講-學生聽-課后記，使得學生認為人機工程學就是要將這些信息死記硬背，對于設計類專業的學生而言，不僅束縛了學生的思維，還無法為后續的設計課程或項目提供幫助。教學課件制作偏理論，文字居多，無法引起學生的注意。多媒體課件應該有利于學生擴大知識面，提高學生的實際應用分析能力。

二、課程教學改革設想

現代社會對人才的需求越來越強調學生的綜合素質，能夠將所學的理論運用到社會實踐當中，產品設計專業的本科人才培養主要定位在培養學生能夠運用所學知識，在思維創新、團隊合作及人際交往等方面有所提高。在產品設計專業的培養計劃中的課程設置，人機工程學作為一門重要的專業基礎課程逐漸受到重視。課程要求學生能夠在設計實踐中靈活運用課程所學的基本概念和內容，不應停留在原有的理論講授階段，通過長期的教學探索與實踐，課程教學應拋棄傳統的教學模式，在講授與學習的基礎上增加思考與分析、討論與互動、實踐與制作的教學方式，讓學生主動參與其中，使得學生能夠在實踐中去領悟，去了解。

三、課程教學內容改革

課程理論研究目的是為以人為本的設計提供人體尺寸數據、科學依據和設計準則，而現有教材資料理論知識涉及面廣、數據過時，設計準則也與時代脫節，教師應根據時代需求和產品設計專業性質整合、簡化理論內容。在教學中，除教師的講授和指導外，將產品設計實踐項目引入到課題訓練中，使學生在設計實踐的過程中不斷加深對人機工程學理論的認知。為突出產品設計專業特點，達到專業要求，調整教學內容，將人機工程學課程框架大致分為以下幾部分：人機工程學的基本概述、人體尺寸測量、人的感知與心理、人的行為與環境、用戶信息界面設計、手握式工具設計、坐具設計，以理論與案例相結合的方式進行講解，同時安排與各部分相關的設計實踐課題，包括4次小課題和2次大課題。

（一）4次小課題，將教學內容與課題設計相對應，理論聯系實際，通過簡單的訓練，讓學生理解課堂所講理論，課題主要針對人機工程學基本概述、人體測量、人與環境、界面分析。

1.日常生活中的人機問題：首先講解產品設計應用人機工程學的基本概念，將日常生活中有趣的案例融入的課程教學中，與學生共同分析討論，教會學生如何發現設計中存在的人機工程問題，讓學生能夠快速了解該課程主要包含的要素，加深學生的記憶，課后要求學生尋找生活周邊的人機問題15個，通過調查分析、課堂匯報、信息共享等方式，調節課堂氛圍，提升學生上課的積極性、主動性和參與性。

2.啟行車與人體關系測量：此課題主要針對人體測量部分，通過研究人的形態特征，讓學生了解如何將人體尺寸等信息運用到產品設計當中。人體尺寸對于產品形態、產品尺寸、產品界面等都有很大的影響，課題通過自行車的測量訓練，讓學生在測量中體驗用戶的騎行行為、靜態和動態的尺寸范圍、男女之間的數據差異等，估算出舒適的男女自行車的各類數據，學生在測量的過程中，能夠了解到設計的產品必須能夠滿足大眾人群的需要。圖1是學生進行人，本尺寸、自行車現有測量及測量尺寸討論。

3.人的行為與環境：結合了人機系統中的多種因素：人的感知、心理、行為特征、環境因素等。該課題要求學生分組設定調研環境，思考該環境中的現有產品和用戶可能出現的行為，學生通過實地拍攝或模擬環境中人的行為習慣，通過小組討論、模擬測驗等形式，列出問題，尋找設計機會點，討論環境中可能需要的產品，運用人機工程學的基本原則和方法，指出用戶在使用過程中所遇到的人機工程問題，并結合形態美學，系統完整的提出解決方案，繪制草圖，制作可行性分析報告。圖2為學生下雨天乘坐校內電瓶車出現的行為分析。

4.汽車信息界面分析：人機信息界面設計這部分，拓展了人機工程學在視覺傳達領域的應用，主要講解視覺、聽覺和觸覺等要素的理論知識。課題安排學生觀察不同汽車品牌的中控臺及操作區，要求學生根據所學知識進行分析，如按鍵的設計是否符合人機標準？符號、文字的設計是否易于辨認？根據所學知識進行分析、評價，包括優劣原因和可能的解決方案，如圖3所示。讓學生對產品設計的不同方向有所理解，通過展示及點評，讓學生們受益匪淺。

（二）2次大課題，通過設計進行綜合應用，加深理論知識的同時，學會解決產品設計中的人機問題，通過小組共同努力，在有限的課程時間內完成課題項目。

1.手握式工具設計：學生3人一組，自選與手相關的產品，如遙控器、電熨斗、拖把、門把手等，從產品設計、產品使用、產品性能等方面進行考量，根據用戶的使用行為，觀察手部運動特征，進行手握式產品的改良設計。首先分析現有產品的使用方式，虛擬實物進行拍攝，尋找最舒適的產品形態，將所拍攝的手部照片統一比例后，用軟件加以處理，作出數據分析，如圖4所示。其次，繪制產品草圖，用聚氨酯制作1：1比例模型，分析所改良產品是否符合人體或人手的尺寸？是否符合人的動作因素？用起來是否方便？在使用過程中是否存在安全隱患？通過模型進行模擬操作，根據反饋，不斷調整模型細節，從而找出產品的最佳舒適度。

2.坐具設計：休閑座椅設計，以小組開展設計制作，自擬環境，如戶外、家庭、圖書館、藝術館等，圍繞學生在所設定的環境中出現的坐的行為、方式、美學與文化等方面進行思考，綜合運用材料根據造型、結構、尺寸等進行設計模型制作，如圖5。制作完成后，要求尋找3-5位體驗者進行視頻拍攝，通過坐的行為，了解用戶對坐椅的評價。讓學生在設計過程中了解設計的復雜性、用戶的需求、產品與環境的協調性、產品的尺寸等問題，從而能夠綜合應用所學理論知識，進行產品設計實踐，學會分析問題、解決問題。

四、課程教學方法改革

人機工程學作為一門多學科交叉的綜合學科，包含的內容和知識非常廣泛，因此在有限的課程教學時間里，需要有效融合多種教學方法，從而更好地實現教學目標。

1.系統的教學設計：制定人機工程學系統的教學大綱、教學內容和教學目標，以對應產品設計專業的特點。按照傳統的教學模式，照搬人機數據進行設計往往無法真正達到人機的合理性，因此，在教學中應采用有利于學生了解并掌握人機工程學的基本概念、人機系統的設計要素及設計原則和方法的教學方式，重在培養學生將所學知識與產品項目相聯系，增強學生的產品設計技能。

2.實踐性教學：在課程教學中，將相關的優秀設計案例與知識理論相對應，進行講解。并選取優秀的學生作品進行分析、講解，加深學生對理論知識的深入理解。結合四次小課題和兩次大課題，訓練學生在調研、分析等過程中，進行產品設計的改良、創新，使學生在實踐中加深理論知識的認知。如人體測量部分，通過人體測量和現場教學，學生可以直觀地感受空間尺度;人與環境，通過調研和模擬不同環境中用戶的行為行為習慣，進行觀察，從中發現設計切入點;手握式工具和坐具設計，制作1：1的實體模型，讓學生了解設計尺寸和功能、細節之間的聯系，從人機的角度進行思考和設計。教學以理論-討論-分析-模擬-互動等交錯進行，提高學生分析解決問題、思維創新等方面的能力。

4.互動式教學：通過教師提問、學生思考、討論交流等方式，在分析研究中，學生圍繞疑點問題再發問，教師進行答疑;利用多媒體課件、網絡教學平臺等，將課程相關的課件、案例、視頻進行共享，不斷激發學生發現新問題，并主動研究問題，與教師進行交流探討、提升了學生的探索性和創造性。

5.體驗式教學：在教學過程中，通過學生的自身體驗，將實踐教學融入到具體的場景當中，如外出調研、感受空間尺度、空間布局、模擬環境中人的行為等方式，增強學生的參與性，讓學生能夠正確理解教學的內容，并在分析的過程只能夠獲得新的知識，使理論知識能夠與設計實踐緊密結合。

6合理的考核體系：人機工程學的課程考核體系分為平時考核和期末考核，平時考核占總成績的40%，包括四個小課題的成績，期末考核占總成績的60%，包括兩大課題和期末考試試卷，根據課題難易度確定成績所占比例，試卷采用閉卷考試，試題設置較為靈活，將一些實際案例以選擇、分析、快題等形式進行考量，主要考核學生對人機知識的認知及實踐運用的能力。課程的成績評定根據學生的學習態度、項目完成度、理論深度等，進行綜合評價。

總結

課堂教學是人才培養中的必要環節，本文根據產品設計專業人機工程學的特點，選擇性地安排教學內容，合理設置課題設計與理論知識相對應，提出新的教學方式，采用系統的教學模式，將優秀的典型案例融入到理論課程中，采用合理的教學內容、課堂互動、課題實踐等教學方法及多種考核形式，進行綜合評價。從多年的教學結果來看，已經取得了較好的成效，根據專業人才的培養目標，人機工程學課程的教學模式仍在進一步探索當中。