西安石油大学教案 院(系):机械工程学院 系(教研室):工业设计系 课程名利人机工程学 课程类别必修课(√)限选课()公共任选课() 总学时 学分3 讲授|44 上机 实验 学时 学时 10 工业设计 班级 工设1001、1002 任课教 屈文涛 职称 教授 人机工程学是一门重要的专业基础课,它既有系统的理论基础知识又有很强 的实践性。通过本课程的学习,要使学生掌握有关人的生理、心理、人体测量、 人的作业方式、人的状态和人机系统分析的基本原理、人机系统分析和设计的程 序和方法等,以便从人机工程学的角度,理性地处理工业设计问题 教学目 本课程的教学包括课堂讲授、学生自学、实验、作业、辅导答疑和期末考试 和要求等教学环节:课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法,理论结合实际,应用日 常生活、生产活动中的应用范例,引导学生加深对所学知识的理解和应用,提高 学生学习本课程的兴趣和积极性;要求学生认真读书,课前预习—一泛读,课后 复习——精读,从中学会自学的方法和获取知识的能力;通过本课程的教学,学 生在理解和掌握大纲所要求的知识内容的基础上,能正确地应用这些知识解决实 际问题,为后续课程的学习奠定坚实的基础 教学重重点:人机工程学概论、人体测量与数据应用、人体的感知与反应特性、人机的 点、难点信息界面设计、工作台椅与工具设计、人与环境的界面设计: 难点:人体测量与数据应用、人机的信息界面设计、工作台椅与工具设计 救材和刻教材:丁玉兰编著《人机工程学》(第四版)北京理工大学出版社 考教学参考书:何杏清朱勇国主编《工效学》中国劳动出版社 赵江洪谭浩主编《人机工程学》高等教育出版社
西安石油大学教案 院(系)：机械工程学院 系(教研室)：工业设计系 课程名称 人机工程学 课程类别 必修课（√ ）限选课（ ）公共任选课（ ） 总学时 54 学分 3 讲授 学时 44 上机 学时 实验 学时 10 专 业 工业设计 班 级 工设 1001、1002 任课教师 屈文涛 职 称 教授 教学目的 和要求 人机工程学是一门重要的专业基础课，它既有系统的理论基础知识又有很强 的实践性。通过本课程的学习，要使学生掌握有关人的生理、心理、人体测量、 人的作业方式、人的状态和人机系统分析的基本原理、人机系统分析和设计的程 序和方法等，以便从人机工程学的角度，理性地处理工业设计问题。 本课程的教学包括课堂讲授、学生自学、实验、作业、辅导答疑和期末考试 等教学环节；课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，应用日 常生活、生产活动中的应用范例，引导学生加深对所学知识的理解和应用，提高 学生学习本课程的兴趣和积极性；要求学生认真读书，课前预习——泛读，课后 复习——精读，从中学会自学的方法和获取知识的能力；通过本课程的教学，学 生在理解和掌握大纲所要求的知识内容的基础上，能正确地应用这些知识解决实 际问题，为后续课程的学习奠定坚实的基础。 教学重 点、难点 重点：人机工程学概论、人体测量与数据应用、人体的感知与反应特性、人机的 信息界面设计、工作台椅与工具设计、人与环境的界面设计； 难点：人体测量与数据应用、人机的信息界面设计、工作台椅与工具设计 教材和参 考书 教材：丁玉兰编著 《人机工程学》(第四版) 北京理工大学出版社 教学参考书：何杏清 朱勇国主编 《工效学》 中国劳动出版社 赵江洪 谭浩主编《人机工程学》高等教育出版社
西安石油大学教案 第1次课2学时 章节 绪论、第一章人机工程学概论§1-1人机工程学的命名及定义 讲授主要 阐明课程的主要研究对象、在专业培养中的作用以及如何学好本课程等 内容 人机工程学的命名及定义 重点 人机工程学在专业培养中的位置和作用 难点 学科命名的流派、IEA给出学科定义的理解 1、人机工程学、人类工效学、人类工程学、人因工程学的中英文名字 2、人类工效学英文名称的组成 要求掌握 知识点利 3、系统工程学、劳动科学 分析方法4、人机工程学的定义 5、各国对该学科的称谓 6、IEA 教学方法:将政治、经济与学科发展联系起来,举例说明掌握知识点和分析方法的 意义:要求学生必须记笔记,并作为考察内容之一:鼓励学生出题 教授思 路,采用板书:人机工程学 的教学 课程主要研究对象:人、机、环境三大要素之间的关系,系统中的人的作业效 法和辅能、安全、生理和心理健康问题 助手段,人:经过选择、训练的合格操作人员和一般使用者,并作为系统中的主体因素。人 板书设的心理特征、生理特征以及人适应机器和环境的能力是重要研究课题 计,重点机:构成人机系统的部件、设备、装置和计算机等的总称,设计出满足人的需要、 如何突 符合人的特点的产品是研究目标 出,难点 如何解环境:人所处的作业场所和生活空间的可以被控制的环境,噪声、照明和温度环境 决,师生因素对人的工作和生活的影响是研究的主要问题 互动等 在专业培养中的作用:人性化设计的必须 三、学时分配:54=44+10(人体尺度测量、照度测量、噪声测量、作业负荷测量和人 机座椅设计分析评价)
西安石油大学教案 第 1 次课 2 学时 章节 绪论、第一章 人机工程学概论 §1-1 人机工程学的命名及定义 讲授主要 内容 阐明课程的主要研究对象、在专业培养中的作用以及如何学好本课程等 人机工程学的命名及定义 重点 难点 人机工程学在专业培养中的位置和作用 学科命名的流派、IEA 给出学科定义的理解 要求掌握 知识点和 分析方法 1、 人机工程学、人类工效学、人类工程学、人因工程学的中英文名字 2、 人类工效学英文名称的组成 3、 系统工程学、劳动科学 4、 人机工程学的定义 5、 各国对该学科的称谓 6、 IEA 教授思 路，采用 的教学方 法和 辅 助手段， 板书设 计，重点 如何突 出，难点 如何解 决，师生 互动等 教学方法：将政治、经济与学科发展联系起来，举例说明掌握知识点和分析方法的 意义；要求学生必须记笔记，并作为考察内容之一；鼓励学生出题。 板书：人机工程学 一、课程主要研究对象：人、机、环境三大要素之间的关系，系统中的人的作业效 能、安全、生理和心理健康问题 人：经过选择、训练的合格操作人员和一般使用者，并作为系统中的主体因素。人 的心理特征、生理特征以及人适应机器和环境的能力是重要研究课题。 机：构成人机系统的部件、设备、装置和计算机等的总称，设计出满足人的需要、 符合人的特点的产品是研究目标。 环境：人所处的作业场所和生活空间的可以被控制的环境，噪声、照明和温度环境 因素对人的工作和生活的影响是研究的主要问题 二、在专业培养中的作用：人性化设计的必须 三、学时分配：54=44+10(人体尺度测量、照度测量、噪声测量、作业负荷测量和人 机座椅设计分析评价)
三、学习方法:笔记、实验、作业、参与课程网站建设与维护等互动 第一章人机工程学概论 §1-1人机工程学的命名及定义 、学科的命名 1、流派:美国-人类工程学、人因工程学-系统工程学:是一门关于复杂系统的优化 设计和优化应用的工程学。 西欧-人类工效学-工作、劳动+规律、规则-劳动科学:是一门追求最佳劳动的科学, 即研究最佳作业方法、最佳作业量、最佳作业工具、最佳作业环境的科学 前苏联-工程心理学、日本-人间工学 2、国内:P1 学科的定义 人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因 素;研究人和机器及环境的相互作用;研宄在工作中、家庭生活中和休假是怎样同意 考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。 2000年8月:人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学, 并运用其理论、原理、数据和方法进行设计、以优化系统的工效和人的健康幸福之间 的关系。 作业布置 到图书馆借阅相应图书资料 参考资料 备注
三、学习方法：笔记、实验、作业、参与课程网站建设与维护等互动 第一章 人机工程学概论 §1-1 人机工程学的命名及定义 一、学科的命名 1、流派：美国-人类工程学、人因工程学-系统工程学：是一门关于复杂系统的优化 设计和优化应用的工程学。 西欧-人类工效学-工作、劳动+规律、规则-劳动科学：是一门追求最佳劳动的科学， 即研究最佳作业方法、最佳作业量、最佳作业工具、最佳作业环境的科学。 前苏联-工程心理学、日本-人间工学 2、国内：P1 二、学科的定义 人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因 素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假是怎样同意 考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。 2000 年 8 月：人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学， 并运用其理论、原理、数据和方法进行设计、以优化系统的工效和人的健康幸福之间 的关系。 作业布置 到图书馆借阅相应图书资料 主要 参考资料 备注
西安石油大学教案 第2次课2学时 第一章人机工程学概论 章节 §1-2人机工程学的起源与发展 §1-3人机工程学的研究内容与方法 三个试验、三个阶段 讲授主要 内容 四部分内容 研究方法简介 重点 三个阶段的特点 难点 四部分内容的覆盖面和不同作用 1、三个试验:肌肉疲劳试验、铁铲作业、砌砖作业的负责人、年代、内容、作用 2、三个阶段:经验、科学、现代的年代、特点、别称、划分原因及进行产品设计时 要求掌 应注意的侧面 知识点和 3、IEA、CES成立时间 分析方法4、四部分内容:人体特性、人机系统总体设计、工作场所和信息传递装置设计、环 境控制与安全保护设计的覆盖面和不同作用 5、研究方法:观察法、实测法、实验法、模拟和模型试验法、计算机数值仿真法、 分析法、调查研究法名称和适用场合 教授思 教学方法:将政治、经济与学科发展联系起来,举例说明掌握知识点和分析方法的 路,采用 意义;要求学生必须记笔记,并作为考察内容之一;鼓励学生出题 的教学 板书 法和辅 第一章人机工程学概论 助手段, §1-2人机工程学的起源与发展 板书设 三个试验(诞生前奏)-早期人机工程学 计,重 1、肌肉疲劳试验 如何突 884年,德国人,莫索-对作业人体通以微电流,随着人体疲劳程度的变化,电流随 出,难点 之变化,为劳动科学打下基础 如何解2、铁铲作业试验:伯利恒钢铁厂(1857年成立、变形金刚2拍摄地)、51017+30kg 决,师生铲量,10kg效率最高;188年,美国人,泰罗,劳动的科学组织,人机工程学发展 互动等的奠基石:列宁对泰罗制的评价
西安石油大学教案 第 2 次课 2 学时 章节 第一章 人机工程学概论 §1-2 人机工程学的起源与发展 §1-3 人机工程学的研究内容与方法 讲授主要 内容 三个试验、三个阶段 四部分内容 研究方法简介 重点 难点 三个阶段的特点 四部分内容的覆盖面和不同作用 要求掌握 知识点和 分析方法 1、 三个试验：肌肉疲劳试验、铁铲作业、砌砖作业的负责人、年代、内容、作用 2、 三个阶段：经验、科学、现代的年代、特点、别称、划分原因及进行产品设计时 应注意的侧面 3、 IEA、CES 成立时间 4、 四部分内容：人体特性、人机系统总体设计、工作场所和信息传递装置设计、环 境控制与安全保护设计的覆盖面和不同作用 5、 研究方法：观察法、实测法、实验法、模拟和模型试验法、计算机数值仿真法、 分析法、调查研究法名称和适用场合 教授思 路，采用 的教学方 法和 辅 助手段， 板书设 计，重点 如何突 出，难点 如何解 决，师生 互动等 教学方法：将政治、经济与学科发展联系起来，举例说明掌握知识点和分析方法的 意义；要求学生必须记笔记，并作为考察内容之一；鼓励学生出题。 板书： 第一章 人机工程学概论 §1-2 人机工程学的起源与发展 一、三个试验(诞生前奏)-早期人机工程学 1、肌肉疲劳试验 1884 年，德国人，莫索-对作业人体通以微电流，随着人体疲劳程度的变化，电流随 之变化，为劳动科学打下基础。 2、铁铲作业试验：伯利恒钢铁厂(1857 年成立、变形金刚 2 拍摄地)、5+10+17+30kg 铲量，10kg 效率最高；1898 年，美国人，泰罗，劳动的科学组织，人机工程学发展 的奠基石；列宁对泰罗制的评价
3、砌砖作业试验:120块/小时-350块/小时,快速摄影机 1911年,美国人,吉尔布雷斯夫妇(吉尔伯瑞斯),18=5(基本作业)+13(辅助作业) 、三个发展阶段 1、经验人机工程学 从泰罗的科学管理方法和理论的形成到二战之前 应用实验心理学 人适机 2、科学人机工程学 二战期间并一直延续到50年代末 工程心理学 机适人 3、现代人机工程学 60年代开始 人机互适 安全、健康、舒适、高效 三、知识点 1、IEA,1961年成立 2、1989年成立中国人类工效学学会(CES),杭州大学为我国培养了首批工程心理学 硕士和博士 §1-3人机工程学的研究内容与方法 学科的研究内容 各国研究内容的不同 1、人的特性研究 人体测量与数据应用(2)、人体感知与运动特征(3)、人的心理与行为特征(4)、作业姿 势与动作设计(7四章 2、人机系统总体设计 人机系统总体设计(11) 3、工作场所和信息传递装置的设计
3、砌砖作业试验：120 块/小时-350 块/小时，快速摄影机 1911 年，美国人，吉尔布雷斯夫妇(吉尔伯瑞斯)，18=5(基本作业)+ 13(辅助作业) 二、三个发展阶段 1、经验人机工程学 从泰罗的科学管理方法和理论的形成到二战之前 应用实验心理学 人适机 2、科学人机工程学 二战期间并一直延续到 50 年代末 工程心理学 机适人 3、现代人机工程学 60 年代开始 人机互适 安全、健康、舒适、高效 三、知识点 1、IEA，1961 年成立 2、1989 年成立中国人类工效学学会(CES)，杭州大学为我国培养了首批工程心理学 硕士和博士 §1-3 人机工程学的研究内容与方法 一、学科的研究内容 各国研究内容的不同 1、人的特性研究 人体测量与数据应用(2)、人体感知与运动特征(3)、人的心理与行为特征(4)、作业姿 势与动作设计(7)四章 2、人机系统总体设计 人机系统总体设计(11)一章 3、工作场所和信息传递装置的设计
人机的信息界面设计(5)、工作台椅和工具设计(6)、作业岗位与作业空间设计(8)三章 4、环境控制与安全保护设计 人与环境的界面设计(9)、事故分析与安全设计(10两章 、学科的研究方法 1、观察法 2、实测法 3、实验法 4、模拟和模型试验法 5、计算机数值仿真法 6、分析法 7、调查研究法 1、一个人若能力与岗位不相称,一定会变成无能的人吗?为什么?(如下岗) 作业布2、根据三个试验,举一反三,试举现实生活中人机工程学改进的例子。 3、人、机特性比较 主要 参考资料 备注
人机的信息界面设计(5)、工作台椅和工具设计(6)、作业岗位与作业空间设计(8)三章 4、环境控制与安全保护设计 人与环境的界面设计(9)、事故分析与安全设计(10)两章 二、学科的研究方法 1、观察法 2、实测法 3、实验法 4、模拟和模型试验法 5、计算机数值仿真法 6、分析法 7、调查研究法 作业布置 1、一个人若能力与岗位不相称，一定会变成无能的人吗？为什么？(如下岗) 2、根据三个试验，举一反三，试举现实生活中人机工程学改进的例子。 3、人、机特性比较。 主要 参考资料 备注
西安石油大学教案 第3次课2学时 第一章人机工程学概论 章节 §1-4人机工程学体系及其应用领域 §1-5人机工程学与工业设计 复习上节课内容 简介学科的体系 讲授主要 内容 学科的应用 与工业设计相关研究领域 对工业设计的作用 重 学科的应用 难点 对工业设计的作用(理解) 要求掌握1、人体科学、技术科学、环境科学的有机融合 闻知识点科2.在产品设计、管理中的应用 分析方法 3、对工业设计的作用 教学方法:将政治、经济与学科发展联系起来,举例说明掌握知识点和分析方法的 教授思意义:要求学生必须记笔记,并作为考察内容之一:鼓励学生出题 路,采用板书: 的教学 复习 法和辅 第一章人机工程学概论 助手段, 1-4人机工程学体系及其应用领域 板书设 、学科的体系 如何突人体科学、技术科学、环境科学的有机融合 学科的应用 如何解人机工程学的领域、产业部门 在产品设计、管理中的应用 互动等 1-5人机工程学与工业设计 、与工业设计相关研究领域
西安石油大学教案 第 3 次课 2 学时 章节 第一章 人机工程学概论 §1-4 人机工程学体系及其应用领域 §1-5 人机工程学与工业设计 讲授主要 内容 复习上节课内容 简介学科的体系 学科的应用 与工业设计相关研究领域 对工业设计的作用 重点 难点 学科的应用 对工业设计的作用(理解) 要求掌握 知识点和 分析方法 1、 人体科学、技术科学、环境科学的有机融合 2、 在产品设计、管理中的应用 3、 对工业设计的作用 教授思 路，采用 的教学方 法和 辅 助手段， 板书设 计，重点 如何突 出，难点 如何解 决，师生 互动等 教学方法：将政治、经济与学科发展联系起来，举例说明掌握知识点和分析方法的 意义；要求学生必须记笔记，并作为考察内容之一；鼓励学生出题。 板书： 复习 第一章 人机工程学概论 §1-4 人机工程学体系及其应用领域 一、学科的体系 人体科学、技术科学、环境科学的有机融合 二、学科的应用 人机工程学的领域、产业部门 在产品设计、管理中的应用 §1-5 人机工程学与工业设计 一、与工业设计相关研究领域
对工业设计的作用 1、为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数 人体结构特征参数、人体机能特征参数 2、为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据 直接由人使用或操作的部件功能 3、为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 健康、安全、舒适、高效 4、为进行人-机-环境系统设计提供理论依据 使用“物”的人、所设计的“物”、人与“物”共处的环境 如何分工、如何配合、如何适应、有何影响 5、为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序 以人为主线,将人机工程学理论贯穿于设计的全过程 作业布到工业设计师应如何对待人机工程学—150-20￥ 主要 参考资邾 备注
二、对工业设计的作用 1、为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数 人体结构特征参数、人体机能特征参数 2、为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据 直接由人使用或操作的部件功能 3、为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 健康、安全、舒适、高效 4、为进行人-机-环境系统设计提供理论依据 使用“物”的人、所设计的“物”、人与“物”共处的环境 如何分工、如何配合、如何适应、有何影响 5、为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序 以人为主线，将人机工程学理论贯穿于设计的全过程 作业布置 工业设计师应如何对待人机工程学——1500~2000 字 主要 参考资料 备注
西安石油大学教案 第4次课2学时 第二章人体测量与数据应用 §2-1人体测量的基本知识 复习上节课内容 人体测量学的定义 讲授主要 内容 作用 基本术语 测量方法及仪器 重点 基本术语(相应国标) 难点 定义 1、定义 要求掌握 知识点利2、人体形态测量数据分类 分析方法3、机床与人体尺度的关系 4、基本术语(相应国标) 教学方法:举例说明掌握知识点和分析方法的意义:要求学生必须记笔记,并作为 考察内容之一;鼓励学生出题 教授思 板书: 路,采用 的教学 复习 法和辅第二章人体测量与数据应用 助手段,§2-1人体测量的基本知识 板书设一、定义 计,重点 人体测量学是对不同类属、年龄、性别的人的各部分结构尺寸、重量、体积进行 如何突 静态、动态测量,并进行统计分析的一门科学;也使用测量方法研究人的体质特征的 出,难点 如何解/科学。 决,师生人体形态测量数据分类:人体构造尺寸(静态尺寸)+功能尺寸动态尺寸) 互动等 讨论:图2-1机床与人体尺度的关系 二、人体测量主要方法简介(GB5703-85) 普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法
西安石油大学教案 第 4 次课 2 学时 章节 第二章 人体测量与数据应用 §2-1 人体测量的基本知识 讲授主要 内容 复习上节课内容 人体测量学的定义 作用 基本术语 测量方法及仪器 重点 难点 基本术语(相应国标) 定义 要求掌握 知识点和 分析方法 1、 定义 2、 人体形态测量数据分类 3、 机床与人体尺度的关系 4、 基本术语(相应国标) 教授思 路，采用 的教学方 法和 辅 助手段， 板书设 计，重点 如何突 出，难点 如何解 决，师生 互动等 教学方法：举例说明掌握知识点和分析方法的意义；要求学生必须记笔记，并作为 考察内容之一；鼓励学生出题。 板书： 复习 第二章 人体测量与数据应用 §2-1 人体测量的基本知识 一、定义 人体测量学是对不同类属、年龄、性别的人的各部分结构尺寸、重量、体积进行 静态、动态测量，并进行统计分析的一门科学；也使用测量方法研究人的体质特征的 科学。 人体形态测量数据分类：人体构造尺寸(静态尺寸)+功能尺寸(动态尺寸) 讨论：图 2-1 机床与人体尺度的关系 二、人体测量主要方法简介(GB5703-85) 普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法
三、人体测量的基本术语 GB3975-83 1、被测者姿势:立姿、坐姿;作业姿势:立姿、平坐姿、靠椅坐姿和卧姿四种 2、测量基准面:矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面 3、测量方向 4、支撑面和衣着 5、基本测点及测量项目:头部测点16个,测项12项;躯干和四肢部位测点22个, 测项69项。 四、人体测量常用仪器 作业布置到图书馆查阅相应国家标准 主要 参考资料相应国标 备注
三、人体测量的基本术语 GB3975-83 1、 被测者姿势：立姿、坐姿；作业姿势：立姿、平坐姿、靠椅坐姿和卧姿四种 2、 测量基准面：矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面 3、 测量方向 4、 支撑面和衣着 5、 基本测点及测量项目：头部测点 16 个，测项 12 项；躯干和四肢部位测点 22 个， 测项 69 项。 四、人体测量常用仪器 作业布置 到图书馆查阅相应国家标准 主要 参考资料 相应国标 备注