人因工程學分析摘要人因素工程是對人體解剖學、生理學、心理學等工作環境因素的研究，研究人與機器、環境的相互作用。研究工作中，家庭生活和閑暇時間，如何考慮人體健康，安全和舒適，工作效率的主題。本研究的目的是將工程原理應用于教學場所設計，充分考慮人的因素，從整體用戶的角度提出教學空間設計符合大學生身體和信息的要求，保證身體健康的學習環境，從而提高學習效率，減少疲勞感和不適感，保證學生身心健康和學習的效果，并在這樣的基礎上面為高校的學習場所設計提供一整套全面科學的數據參考。關鍵字：人因工程學；高校教學場所；大學生；學習環境ABSTRACTHuman factors engineering is the study of human anatomy, physiology, psychology and other environmental factors, and the interaction between human and machine and environment. Research work, family life and leisure time, how to consider human health, safety and comfort, the theme of work efficiency.In this study, the aim is to design the application of engineering principles in teaching, fully consider the human factor, from the point of view of the overall user proposed teaching space design conforms to the requirements of College Students physical and information, to ensure a healthy learning environment, so as to improve the learning efficiency, reduce fatigue and discomfort and to ensure the physical and mental health of students and learning effect, and above this foundation for university places of learning design provides a set of comprehensive and scientific reference data.Key Words: human factors engineering; college teaching place; college students; learning environment目錄1緒論11.1本文的研究背景與意義11.2國內外研究現狀21.3本文研究的主要內容與方法41.3.1 主要內容41.3.2 主要方法42基本理論與現狀介紹52.1人因工程的概念52.2高校教學場所的概念與特征分析52.3高校教學場所設計的現狀分析52.4高校教學場所存在的主要人機學問題62.4.1桌椅62.4.2照明72.4.3布局與通道73高校教學場所的使用人群特征分析83.1高校教學場所使用人群的基本特征83.2 高校教學場所設計的人體尺寸依據83.3使用人群的作業疲勞和常見病83.5高校教學場所使用人群的心理特征94人機工程學在高校教學場所設計中的應用114.1人機工程學在桌椅設計中的應用114.2人機工程學在教室照明設計中的應用114.3人機工程學在學習場所布局與通道設計中的應用125結論與展望151緒論1.1本文的研究背景與意義隨著我國經濟的飛速發展，人們的生活水平不斷提高，生活節奏也在不斷加快，學習工作壓力逐漸增大，因此人們需要一個舒適、高效、健康的學習環境，學校學生也一樣。目前市場上擁有大量的健康家居產品，用于提高學習效率，滿足人們的生理和心理需求。但在校園生活中，雖然引進了各種先進的設備，提高了學生的學習效率，但同時也能看到教學場所對學生的學習效果不理想。根據相關統計，大學生每天在課堂上花費約60%的時間，但抽樣調查結果顯示，超過80%的學生對學校桌椅不滿意，75%的學生對照明系統不滿意，78%的學生對教室和通道的安排不滿意。在學生的身體疲勞、視力下降、頸椎病、頸椎病等諸多不良現象的設計中，存在著各種缺陷，嚴重影響了學習和身體健康的工作效率。因此，教學場所的健康和舒適性的設計不斷得到解決，解決這一問題的關鍵是人因素工程知識的研究與應用。所以本文的研究意義如下：通過對相關文獻的分析，結合國內外高校的實際情況，特別是對大學生的心理、生理等方面的研究，填補了國內外研究的不足，具有重要的學術研究意義。在高校擴招后，全國高校招生數量呈指數級增長。國家將加大對高等教育的投入，高校后勤改革也在逐步深化，高校的硬件建設也要走上一個新的臺階。由于硬件設施的設計，學習場所的設計非常重要，這也是本文研究的現實意義。在教育市場的環境下，設計師需要及時的為生產商提供可靠和實用的設計依據，以保證絕大多數學生可以利用上面的學習場所進行科學的設計，保證學生可以通過以上的科學設計教學領域，真正做到以人為本。通過對本課題的研究，希望能為現有高校教學的設計提供科學依據，創造符合實際的產品，提高生產效率，具有良好的經濟價值。通過以上分析，為了提高大學生的學習質量，減少教學空間設計的不合理給他們帶來的危害，本課題從現實出發，針對當前大學生選擇合適的人體樣本，進行調查和實地調研，獲取第一手資料，將其應用于高校教學場所的設計，為開發和完善高校教學設施提供科學依據，使教學設計能滿足學生的需求，具有重要的現實意義。1.2國內外研究現狀（1）人因工程學國內外研究現狀工效學研究的內容主要是針對人們在一種特殊的工作環境和對工作人員的生理和心理因素進行研究，研究人員與機械設備之間的相互作用，現場操作環境。國外的主要研究領域可分為以下幾個部分：針對不同群體的職業健康研究，針對于不同職業病提出了相應的控制方法；二是應用先進技術，減少人為失誤，提高手術成功率。第三，對質量安全管理信息系統的研究，如何利用人們的思想進行管理和統計設計等。國內主要研究零位圍繞以下擴展：針對人機系統的優化設計，人機界面優化設計，人機交互效果最佳，人機系統相關模型的優化設計，二次人性化設計的功效及產品的評價與分析。從人機工程學的角度對產品設計的問題進行了評價和分析，但仍處于事后分析階段。（2）教學場所人因工程研究現狀國外對計算機工程的研究具有很高的水平。第二次世界大戰中的人機工程學得到了人們的關注，工業革命的發生使設計人員在思想上形成了工業產品，為設計人類工程。國外在這一領域的家具設計，特別是在辦公家具設計，以先進的比中國的設計意識，國外研究對人體工學的是特別關注的，它的堅持工作效率可以有效地改善，使環境宜人，姿態更健康。因此，他們對人體工學產品給予大力推行。如kageyu Noro在軟機困難的事實：人機工程學與坐姿理論和深入的分析和研究上的原則；Sam Maloof在 The Furniture of Sam Maloof中借助其自身經歷以及其對于以人為本的椅子的設計進行深入研究。郭維城在一種座椅支撐塾的結構改造與試驗研究認為座椅是提供坐姿工作人員使用的一種含有支架、腰靠、坐面等構建組成的坐具。王光南在汽車座椅振動舒適性評價對于坐姿人體震動的舒適性評價作為基礎，對于特定的座椅震動的響應，運用Matlab進行仿真的研究，進行了定量評價，為了不同的環境下面的座椅設計提供了實驗參考。田煒和馬廣韜在高校課桌椅的人性化設計研究通過對人機工程學原理的深入研究和分析，對所出現的問題進行了分析和設計，并結合設計心理學和統計學相關知識，對設計所造成的心理和生理效應進行深入研究，最后提出了人性化設計的桌椅。 陳建智在高校教學樓智能照明系統研究中提出一種基于電力線載波通信技術的高校教學樓智能照明控制系統。利用電力線載波通信技術實現上位機與單教室之間的通信，不僅可以及時了解各教室的照明情況，也能控制各教室的熒光燈。1.3本文研究的主要內容與方法1.3.1 主要內容第一部分，對教學場所的背景、相關概念和國內外研究現狀，及課題研究范圍進行簡單闡述。第二部分，針對高校教學場所進行基本分析，并對高校教學場所進行現場勘測調查，教學場所的概念與特征、教學場所的設計、教學場所存在的人機學問題，尤其是桌椅、照明、布局與通道的調查與分析，包括桌椅高度、寬度，教學場所的照度，通道的高度、寬度等。第三部分，是對高校教學場所的使用人群的分析與調查，采訪收集使用人群對于高校教學場所的意見看法以及在教學場所學習工作時的感受，找出問題。第四部分，整理數據，與收集到的標準數據等進行比對，針對問題提出整改意見。第五部分，得出結論，提出符合人因工程學的整改方案，完成論文。1.3.2 主要方法1. 文獻研究法通過對CNKI,萬方，維普等期刊論文、碩士博士論文的文獻進行整理，梳理和分析，得出結論。2. 實地調查法通過對之江學院的實地走訪調查，得到調查數據，為本研究的開展打下良好的基礎。從用戶的立場去研究，探討高校教學場所的設計原則，并順應大學生的需求變化趨勢，不斷的改善高校教學場所的設計，盡可能消除大學生對教學場所不滿意的地方。152基本理論與現狀介紹2.1人因工程的概念人因工程概念顧名思義就是對人類影響因素的研究，主要是研究人員與機器之間的相互作用和現場工作環境比較廣泛的研究和應用的一個邊緣學科。本課題涉及生理學的內容，心理學、勞動衛生、人體測量學、人體力學、環境工程等學科。主要從人的行為的角度看，有必要尋找合適的工具、機器和環境等。在我國，它被稱為人機工程學，工程心理學或人體工程學。人因工程通過分析人們的生理和心理特點和系統功能，談論設計的人機操作環境和操作平臺的高度，以提高工作效率的工作人員和機器，舒適，安全和人機-環境協調問題，由于工程副基本原則和方法的最大可能找到設計和生產是由于環境問題，并通過提出新的改進計劃，創造性地應用人類工程學解決現場改善設計，充滿了“以人為本”的人性化設計理念。2.2高校教學場所的概念與特征分析目前，我國高校教學樓形式多樣，形式各異，功能不同。為方便研究，可以簡化教學樓，將教學樓按服務對象、使用功能、建筑形式三種方式進行分類，對整體教學樓的研究是在新的教學模式和目標下，由傳統教學樓和公共合作教學的發展和發展的新的教學樓，它不能簡單地分為以上幾類，但具有各種功能的上述類型。綜合教學樓既有公共教學樓，又有專業教學樓，只能在課堂上，而且還具有綜合功能，除了在形態上一般都是不可或缺的。與此相對應的是，傳統的教學樓是一個單一的專業教學樓，一般以獨立和分布式的形式分布。服務于各部門的專業性教學與專業教學相對于“公共教學樓”的教學建設，是一個專業性強的教學模式。2.3高校教學場所設計的現狀分析進入20世紀90年代以后，在市場經濟條件下，教育產業化的要求，從精英教育向大眾教育。1999大高校開始大規模擴招，平均每年增加34%以上，同時大學的實力也得到了不斷加強，高校的合并，新校區的建設，老校區的擴張，大學城的建設的大潮席卷全國。在短短的幾年里，大學已經改變了很多。這期間的校園規劃和建設中的理念、經濟和技術的最低限度，并積極吸收和引進國外的設計理念或國際招標，規劃和設計，展示了繁榮的繁榮。但在全國范圍內，在這樣的背景下，校園規劃的時代也呈現出一個共同的特點和主流的趨勢，甚至出現了一個共同的做法和相同的趨勢。這一時期的校園建設主要有以下幾個特點：1)大規模征地、校園建設規模、建設周期短。2)整體施工，施工及復合功能。3）注重外部空間與校園景觀設計。4）校園開放，與城市發展。5）注重生態、區域性。2.4高校教學場所存在的主要人機學問題 2.4.1桌椅通過以上對桌椅（課桌椅，圖書館閱覽室的桌子和椅子）使用大量的現場調查發現，現有的大學家具功能尺寸的設計很不合理，導致學生坐姿舒適性差，容易造成學生經常變換姿勢，腰酸背痛、眼睛疲勞，對濃度和情緒波動等問題的程度，影響學習，對學生身心健康和學習效率的直接影響；同時家具設計仍然存在功能缺陷，顏色單一等問題。主要問題是：在大學桌椅中的存在的主要問題如下：1.座椅高度設計是不合理的，讓學生不能自然舒展身體。由于大學和大學的成長時間，座椅設計應基于固定位置的穩定性。合適的椅子面高度應使坐在大腿上的水平接近，腿部自然垂直，雙腳放在地面上，然后在地面上支撐腿，以獲得支撐，可以減少大腿的壓力和背部肌肉的張力，容易達到身體的平衡和穩定。座椅面太高或太低，會對大學生的身體造成傷害，不能很好的穩定、高效的學習.2.平面角度設計不合理，會導致用戶大腿麻木。通常將座椅表面角的前傾角定義為正、負。通過對座椅表面前發現家具的觀察總是磨損輕，和椅子后面沒有變化，這足以坐長前傾姿勢大腿窩在巨大的壓力下。由于不合理的座椅高度，座椅面傾斜，導致不得不移動身體，膝蓋支撐，彎曲低頭，這會產生身體疲勞、疼痛，長期下來會導致頸椎病出現，腰肌勞損等并發癥。3 座椅設計不舒服，身體疼痛。對于座椅的設計，形式的背后，角度和尺寸的設計是非常重要的。在校學生在課堂或學習過程中，除去前臺的閱讀，寫作姿勢，是向上看，聽和說的姿勢。后楊總是靠背可以保持軀干的支持和一定的負載下，減少髖關節的壓力，腰部和下肢血液循環；身體向后傾斜和支持也可以保持良好的視力，學生不必依靠一頭看黑板或屏幕，減少頸椎的不適。2.4.2照明課堂是學生學習的主要場所，課堂燈光的設計不僅會影響學生的學習積極性，而且也關系到學生的學習效率和有效性。當陰雨天氣，教室缺少自然光線，就需要人工照明來增加，而且隨著連年的大學擴招，學校的課堂緊張，晚上的講座已經變得非常普遍，人工照明變得越來越重要。教室照明的合理設計主要涉及照明照度水平和光照度均勻性等因素，應注意避免眩光。光照水平直接影響人的視力，保持足夠的觀察能力，必須提供適當的照明水平。學習是一個長期的視覺活動，對于照明的要求更嚴格，太低或太高的光會使眼睛不適，增加視覺疲勞，甚至引起眩光。適當的照明可以減少閱讀疲勞，提高學習效率。2.4.3布局與通道我國高校正面臨著中國經濟的熱潮，大力推進本科教育，通過擴大招收學生的途徑，迅速發展著高等教育。同時，教學場所的環境也越來越差，課堂上的人群增加是必然的趨勢。在教室面積有限的空間中增加硬件設施的空間布局。通常二百平方米的教室坐2個以上的班（通常是一個班的110多個計算，2個大類的約220人左右），這樣一個擁擠的教室布局，質量和能力的學生學習很難得到提高。這么多類型的學校，必須對教學場所進行合理分配的策略，對于布局和通道進行人性化的設計，符合高校教學的要求。將布局與通道的處理能夠落實到高校的教學環境，采取合乎原則又有一定個性化的設計方式，落到實處。3高校教學場所的使用人群特征分析3.1高校教學場所使用人群的基本特征高校教學場所使用人群主要包括大學生、本科學生、研究生、博士生，年齡從18歲到25歲不等。中國大學生是最獨特的部分，他們在人生的黃金時期，他們追求個性，生活有自己獨特的看法和想法，他們崇尚時尚，對生活充滿期待和好奇；他們充滿活力，對周圍的事物有著濃厚的興趣；他們走在時代前列，崇尚前衛、時尚，色彩有著獨特的喜好，喜歡活潑的色彩。3.2 高校教學場所設計的人體尺寸依據為了滿足大學生健康、安全、舒適的需求，在產品設計中充分考慮人的生理和心理特征。在人體生理學特性的最基本、最核心的是人體數據的大小，大學生的人體尺寸是大學校園教學場所的科學基礎。眾所周知，中國自1978年代以來，由于經濟持續快速發展的改革開放政策的實施，迅速提高人民的生活水平，一個新的大學與上輩人們機身尺寸相比顯著提高學生身體素質的生成，顯著增強。然而，基于大學教學場所設計的人體尺寸標準，是中國1988年頒布的國家標準。這是一個大樣本在80的人體測量，當中國人（18-25歲）的1686mm平均身高，成年女性的平均身高（18-25歲）是1580mm。從1987到現在，近20年中國社會發生了很大的變化，中國人的身高和體重也確實發生了很大的變化，顯然是原始數據不符合當代大學生的特點。根據國家教育部、衛生部2002的聯合調查顯示：從1995到2002，明顯增加了高度和重量的12至17歲的青少年：男生身高增加69mm，體重增加5.5公斤；女生身高增加體重4.5kg 55mm。這說明新一代大學生在第二十一世紀的規模將有較大的增加，在大學教學場所產品的基礎上，人體尺寸標準需要進行更新、修改。3.3使用人群的作業疲勞和常見病結合本課題，利用教學場所來研究大學生群體的過程，可以看作是一種形式的作業，大學生和桌椅形成個人計算機系統。高校教學的地方，整個使用過程中，學生們持久的腦力勞動、單調的工作形式，由于教學設計的地方不符合人機工程學的要求，如果尺寸不合理，工作空間太小的問題會導致學生操作技能的下降，可以降低，主觀疲勞癥狀、疼痛、視覺疲勞、頭腦不清晰，思維不集中，沒有耐心，腰痛，身體緊張甚至好等精神癥狀。結合以上人群使用問卷調查的結果，70%的學生認為現有的教學場所坐不舒適，45.1%的學生認為大學教學場所的設計存在一定的問題，同時也反映了操作疲勞是普遍存在的現象。人群的神經系統的生理狀態是人體控制系統的主要功能，人體各器官系統都是直接或間接控制下的神經系統。高校學生在課堂或圖書館教學場所使用學習，無論是讀或聽的狀態都是通過神經系統調節功能，使其對外界環境的變化產生相應的反應，從而與周圍環境達到統一協調，保證手術活動正常進行。神經系統分為中樞神經系統和外周神經系統。運動系統是人體完成各種動作和從事生產勞動的系統。三部分由骨、關節和肌肉組成。全身骨與關節連接形成骨骼，肌肉與骨骼相連，關節交叉。由于肌肉的收縮和松弛，通過關節活動，可以產生多種運動。因此，在運動過程中，骨骼是運動的杠桿，關節是運動的樞紐，肌肉是運動的力量。三在控制下的神經系統和調整的相同，與人的意志，一起，以準確地完成各種行動。如學生長期伏案在辦公桌上，身體前傾，重心前移，上身的重量由手臂支撐，肘關節為支點，手臂要承受很多重力荷載和時間將不再把應變對肘關節，肌肉酸痛，影響平穩性體。3.5高校教學場所使用人群的心理特征人的知覺與動作具有一定本質關系：知行合一。如果設計的操作滿足這個特征，就能使用戶比較自如地形成技能行動。比如，高校中大學生上課使用的課教學場所主要目的是供學生學習的，總的來說，包括聽說讀寫等一系列動作。課教學場所的設計，從造型審美的角度分析，可以滿足大學生群體的心理知覺需求，可以保證提供給學生比較自如的聽、說、讀、寫的行為，那么這個設計才是符合用戶心理需求的。心理特性包括心理過程特性和個性心理特性。由于高校教學場所是研究特定的群體性特征，是為群體服務的，所以本文以下重點介紹群體性的情緒與情感、性格、需要和動機。4人機工程學在高校教學場所設計中的應用4.1人機工程學在桌椅設計中的應用學生設計的座椅應保證基本的穩定性和舒適性。體重應均勻地分布在座椅表面，座椅表面應具有適當的硬度，有助于減肥的壓力均勻分布在坐骨結節區域，同時座椅設計還應具有結構簡單，節省材料，應該有利于地面的清洗。對于大學生使用的座椅，功能設計的椅子后面是保持脊柱的良好的形狀，避免嚴重的腰椎后。因此，該大學的座椅靠背基本需要滿足的支撐，使靠背的靠背變成了腰部的壓縮，以保證腰部得到充分的支持。如前所述，對于高校的桌椅大學生長期使用，是考慮到扶手的設計，與扶手的尺寸設計，在人類大小的坐姿肘高的大學生，坐在兩肘的科學依據，大小。關鍵參數的扶手設計是其高度：扶手可以設計得太高，太高會使肩膀高聳扶手成圓形狀，肌肉緊張的肩膀和脖子上，僵硬和疼痛；太低扶手彎頭側，導致彎腰或軀干向一側傾斜。手臂的寬度與座椅的寬度可以一起考慮，太窄，會有一種擠壓的感覺；太寬，肘部必須向兩邊尋求支持，這會引起肩部疲勞。根據座椅的高度和座椅表面的壓力實驗結果表明，當椅子的高度和身體的小腿和腳高的尺寸接近或稍小時，以獲得合理的座椅機構的壓力分布。因此，座椅高度設計應嚴格科學依據，為人體坐姿尺寸在腿和腳高的數值。由于大學生在使用過程中座椅和高度的關系，基本是相對固定的，所以座椅高度的設計是基于腿和腳的高數據是科學合理的。4.2人機工程學在教室照明設計中的應用1提高課堂教學光照水平提高光照水平是合理設計課堂照明的一個重要方面。在教室黑板是教室的視覺中心，加強在黑板區域的照明可以加強視覺中心，有利于學生消除干擾，講座的重點，也可以使學生更容易辨認在黑板上寫字，從而減少視覺疲勞。臺區照明是學生自主學習、閱讀的主要照明，對學生的眼睛的光照程度對局部的疲勞和疲勞有直接影響。因此，教室的照明設計應分為黑板區照明和家具面積照明，和黑板的照明水平的水平高于照明水平，從而突出了黑板區。閱讀文本越高，光照越高，課堂教學的光照也要高于小學。光照太高會造成視覺不適，但由于目前中國的權力制約水平，這種情況一般不會出現。因此為了減少閱讀疲勞，提高閱讀效率，提高課堂教學水平成為課堂設計的主要目標。為了能夠使用相同的功率的情況下，一個高度的照明，在課堂上照明一般使用高效率的熒光燈。由于熒光燈閃爍，消除和減少光流量的波動，它是更好地使用多管（2或三管）熒光燈照明。2合理安排光源以達到最佳的照明均勻性課堂燈光是不同于其他環境，教室照明，以滿足輕松愉快的閱讀學習的主要目的，既要有足夠的照明，而且要確保一定程度的均勻性照明。實驗表明，光照均勻性大于0.7（最小照度計算和平均光照比），可以避免學生在閱讀時看周圍，因為亮度對比度太大，不能使眼睛產生不適感。在教室照明設計中要達到這樣的要求，必須合理安排燈具位置。燈和燈之間的水平距離和燈和燈具懸掛高度比的比例應不大于燈的選擇，最大限度地允許間距高度比，熒光燈一般采取的垂直光軸方向間距1.5，平行軸方向的距離比為1.3，由于整個熒光燈照明較低和風扇燈，所以熒光燈和墻的距離不應大于500毫米，通常采取300毫米500毫米。由于嵌入式網格日光燈的保護角度較窄，光輻射范圍較窄，平均度較低，因此應相應減少高度比。3盡可能避免眩光避免黑板眩光。從學生的考慮，要求黑板燈的光源不能產生直接眩光，由于進入學生的視野，也不反映由黑板產生間接眩光，使學生能夠清楚地看到黑板內容是適當的。從老師的位置來看，光源應該是45度以上的老師的水平，當老師面對的學生，沒有直接看到光源。為了保證教師和學生都是不刺眼的煩惱，在黑板照明應選擇傾斜式投光，從黑板照明源的水平距離光源的懸掛高度之間必須有適當的關系。4.3人機工程學在學習場所布局與通道設計中的應用在實施測試時，為什么在如何布局和戰略分析，我們首先對網站的定位布局，在定位的過程中，我們通常用“5W1H”或“六個為什么”的分析方法，并提出問題是什么，為什么，誰，什么，哪里，何時，如何）；為研究布局時間，反饋信息，總結和改進實踐的結果；然后，在實際的環境變量與定位的科學方法，實施過程中應建立標準高標準。最后，我們根據自己的具體情況總結和完善自己的策略。一、具體策略如下：1安排的目的（為什么？）提高學生和教師的教學效果，促進學生的學習效率，豐富師生生活的內容，以達到教學目標。在分析中，我們需要從教師和學生的需求出發，對其進行準確的分析和滿足。2誰來裝飾（誰？）在正常情況下，教師和學生一起完成，體現師生之間的互動，營造學習氛圍，鍛煉學生的技能。3什么時候去裝飾（什么時候？）課堂安排是教學過程中的一部分，只要進行課堂教學就可以進行，課堂布局就要進行。后的安排，根據教學的需要，不斷變化，豐富，以達到教學目標。4 .布局哪里（哪里？）通常的教室布局被定義為物理空間的狹窄范圍，包括教室的墻壁和窗戶，天花板和教室地板和椅子，教室走廊和周圍的區域。5布局內容（什么）課堂教學的基礎設施，各分學科教學資源布局，一般布局，座椅布局，設計特點，各分學科教學資源布局，總布置。6如何安排（如何？）（1）課堂活動的安全性，首先，我們需要關注學生的安全。否則，即使有好的教學內容也沒有用。（2）最經常的變化的缺陷，布局的課堂是一個單純的形式，一個疲