人机工程学大纲(11页).doc

-人机工程学大纲-第 11 页课程教学大纲编号： 南京理工大学泰州科技学院课程教学大纲课 程 名 称： 人机工程学 课 程 学 分： 3 执 笔 人： 汪惠芬 周建中 审 订 人： 龚光容 修（制）订日期： 一、 课程的性质、地位与任务人机工程学是一门新兴的边缘学科，它与国民经济各部门都有密切关系。人机工程学运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题的研究，研究如何正确处理人、机器及其工作环境之间的相互关系、相互作用，设计能使操作者发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置等。二、课程的教学目标与基本要求通过本课程的学习，要求了解并掌握人机工程学的基本概念、基本原理，掌握人机系统设计的一般方法，在明确系统总体要求的前提下，分析和研究人、机、环境三个要素应具备的功能及其对系统总体性能的影响，寻求人机系统最优组合方案。能应用人机工程学知识指导具体产品的设计，使人机系统工作安全、高效、可靠。通过各个教学环节培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。三、课程内容1 人机工程学概论1.1 人机工程学的命名及定义 了解人机工程学的命名美国“Human Engineering”,西欧Ergonomics，我国：人体工程学、人机工程学等。 了解人机工程学的定义1.2 人机工程学的起源与发展 经验人机工程学 F.W.泰罗。使人适应于机器 科学人机工程学 重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人 现代人机工程学 使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能1.3 人机工程学的研究内容与方法 了解人机工程学的研究内容 七个分支，四个主要方面了解人机工程学的研究方法 实验法和非实验法及其内容1.4 人机工程学体系了解人机工程学的学科体系 人体科学、环境科学为上肢，管理科学、人文科学为下肢，工程技术科学为驱干，系统论、模型论、优化论为支撑。1.5 人机工程学与工业设计 了解人机工程学与工业设计的区别和联系1.6 学科的应用 学科研究的课题 主要讲授应用于工业设计的5各方面 主要应用领域 主要讲授与工业设计相关的领域，P10表1-3 应用领域举例1.7 人机工程学常用软件介绍 SAFEWORK软件 Pro/E软件1.8 人机工程学的学习方法 人机工程学是一门实践科学 ，在实践中学习。2 人体测量与数据应用2.1 人体测量的基本知识掌握人体测量的基本术语 了解人体测量的主要仪器2.2 人体测量中的主要统计函数 了解人体测量中的主要统计函数2.3 常用的人体测量数据了解我国成年人人体结构尺寸 了解我国成年人人体功能尺寸 了解其他国家成年人人体尺寸2.4 人体测量数据的应用.1 了解主要人体尺寸的应用原则.2掌握人体尺寸的应用方法.3掌握人体身高在设计中的应用方法3 人体感知与信息处理3.1 人在系统中的功能 了解人与外界的协调模式掌握人的感知与反应机能 视觉机能及其特征 了解视觉机能的基本概念掌握视觉机能的基本特征 听觉机能及其特征 了解听觉机能的基本概念掌握听觉机能的基本特征 其他感觉机能及其特征 了解其他感觉机能的类别及特征掌握神经系统机能及其特征 神经系统机能及其特征 掌握中枢神经系统和周围神经系统的传导 了解大脑皮质功能定位 人的信息处理系统.1 了解人的信息处理系统模型.2 了解信息计量.3掌握感觉的信息处理.4掌握中枢信息处理4 人的心理与行为特征4.1 心理现象与行为构成了解心理现象、行为构成 熟悉行为反应感觉与知觉的特征.1 了解感觉和知觉的基本概念.2掌握感觉和知觉的基本特征4.3 注意与记忆特征 了解注意的模型 了解注意的特点了解记忆的特点4.4 想象与思维特征 了解想象的过程 了解思维过程4.4.3 了解思维品质4.5 创造性心理特征4.5.1 熟悉创造性机理4.5.2 了解创造性知识基础4.5.3 了解创造性思维规律4.5.4掌握创造性思维方式5 人体生物力学与施力特征5.1 人体运动与骨杠杆 了解人体运动系统掌握骨的功能与骨杠杆5.2 人体生物力学模型 了解人体生物力学建模原理掌握前臂和手的生物力学模型掌握举物时腰部生物力学模型5.3 人体的施力特征 掌握主要关节的活动范围 掌握肢体的出力范围 掌握人体不同姿势的施力5.4合理施力的设计思路 了解避免静态肌肉施力 了解避免弯腰提起重物 掌握如何设计合理的工作台 6人机的信息界面设计6.1 人机信息界面的形成 了解人机信息交换系统模型和交换方式6.2 视觉信息显示设计 掌握仪表显示设计6掌握信号显示设计6.3听觉信息传示设计 掌握听觉信息传示装置 了解言语传示装置 了解听觉信息传示装置的选择6.4 操纵装置设计 了解常用操纵器的功能和使用情况 掌握手控操纵器设计的要点 掌握脚控操纵器设计的要点 了解操纵装置编码6.5 操纵与显示相结合 掌握操纵显示比7 工作台椅与工具设计7.1 控制台设计 了解控制台的类别及特点掌握控制台设计的要点7.2办公台设计7 了解办公台的类别及特点7掌握办公台设计的要点7.3工作座椅设计主要依据7 熟悉坐姿生理学和坐姿生物力学7掌握坐姿人体测量尺寸7.4工作座椅设计7.4.1 了解工作座椅的特点7.4.2掌握工作座椅设计的主要依据7.5 手握式工具设计 7.5.1 了解手握式工具的特点 7.5.2掌握手握式工具设计的要点8 作业岗位与空间设计8.1作业岗位的选择8 了解三种作业岗位的特征8掌握作业岗位设计要求和原则8.2 手工作业岗位设计 了解手工作业岗位的类型 掌握手工作业岗位尺寸设计8.3 视觉信息作业岗位设计掌握视觉显示终端作业岗位的人机界面关系 了解视觉信息作业岗位的人体尺寸8.4 作业空间的人体尺度8.4.1 了解有关概念8.4.2掌握作业空间设计时人体测量学数据运用8.4.3掌握近身作业空间设计的依据作业空间的布置8.5.1掌握作业场所布置总则8.5.2掌握作业场所布置设计的考虑顺序9 人与环境的界面设计9.1 人体对环境的适应程度 了解作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度9.2 人与热环境9.2.1 了解热环境对人的影响.2掌握热环境设计的依据9.3 人与光环境 .1 了解光环境对人的影响 .2掌握光环境设计的依据9.4 人与声环境9.4.1 了解噪声对人的影响9.4.2掌握影响噪声对机体作用的因素9.5 人与振动环境9.5.1 了解人体的振动特性9.5.2掌握影响振动对机体作用的因素9.6 人与毒物环境 9.6.1 了解生产性毒物的存在方式 9.6.2 了解有毒环境的卫生标准10人的可靠性与安全设计10.1 人的可靠性 了解影响人的可靠性的因素10.2 人的失误 了解人的失误行为发生过程 掌握人的失误行为发生的主要原因10.3 人的失误事故模型 了解人的行为因素模型 了解事故发生顺序模型 10.4 安全装置设计 熟悉常用的安全装置10.5 防护装置设计 掌握机械设备上常用的各种防护装置10.6 安全信息设计 了解视觉警示信息设计 掌握特定安全信息设计11人机系统总体设计11.1 总体设计的目标11 了解人机系统的组成11.1.2 了解人机系统的类型11.1.3 了解人机系统的目标11.2 总体设计的原则11 了解工作空间和工作设备的设计11 掌握工作环境设计要点11.2.3掌握工作过程的设计11.3 总体设计的程序11 了解人机系统设计的程序11掌握人机系统开发的步骤11.4 总体设计的要点 11.4.1 了解人机功能分配 11.4.2 掌握人-机界面设计11.5 总体设计的评价 熟悉检查表法11.6 无障碍化人机系统设计示例 掌握无障碍设计的特殊要求 熟悉常见的无碍设计示例12 人机工程发展新趋势12.1 非物质化人机工程 了解非物质化人机工程内容12.2 虚拟化人机工程12.2.1 了解虚拟化人机工程技术四、时间分配序号教 学 内 容教学环节（学时）讲课习题实验上机课外小计1人机工程学概论322人体测量与数据应用333人体感知与信息处理4334人的心理与行为特征445人体生物力学与施力特征426人机的信息界面设计3327工作台椅与工具设计448作业岗位与空间设计429人与环境的界面设计4410人的可靠性与安全设计4211人机系统总体设计2212人机工程发展新趋势2213 总复习1总 计42648五、课程说明课程英文名称Human Engineering主要先修课程高等数学 物理学适用专业类别机械工程，工业工程 主要教材（作者、教材名称、出版社）丁玉兰等编著，人机工程学（修订版），北京理工大学出版社，2011年4月（2011.9重印）第4版（教材）；（美）Jan Bernard Weerdmeester著，人机工程学入门，机械工业出版社，2010.（参考书）；张峻霞 王新亭 编著，人机工程学与设计应用，国防工业出版社，2010年01月（参考书）吴青 赵朴编著，人际环境工程，国防工业出版社，2010年1月考核方式闭卷考试课程简介人机工程学是一门新兴的边缘学科，它综合并交叉渗透了人体科学、工程科学、环境科学、劳动科学、管理科学、艺术美学、社会科学等学科知识。本课程主要内容是人机工程学概论，人体测量与数据应用，人体感知与信息处理，人的心理与行为特征，人体生物力学与施力特征，人机信息界面设计，工作台椅与工具设计，作业岗位与空间设计，人与环境的界面设计，人的可靠性与安全设计，人机系统总体设计，人机工程发展新趋势。教学方式以课堂讲授为主，理论与实践并重。注重启发式教学。通过这门课程的学习，使学生了解并掌握以后在实际工作中如何提高产品设计质量、改善现有产品性能所必需的人机工程设计的基本概念、理论、方法和技能，提高分析问题和解决问题的能力六、课内实验（一）本课程实验的目的与要求 通过实验测试人体的反应机能。运用动作稳定测试仪，测定保持手臂稳定能力。也可以间接测定情绪的稳定程度。检验优势手的反应时与运动时是否相关；测试被试者在视觉刺激、听觉刺激、视觉和听觉共同刺激下反应时和运动时的差异。（二）本课程实验的项目和主要内容 序号项目名称学时主要内容类型1反应时运动时测试31、检验优势手的反应时与运动时是否相关；2、测试被试者在视觉刺激、听觉刺激、视觉和听觉共同刺激下反应时和运动时的差异。验证性2动作稳定性测试3运用动作稳定测试仪，测定保持手臂稳定能力。也可以间接测定情绪的稳定程度。验证性3（三）实验说明 课程总学分实验学时数6实验项目数2考核方式日常考核 操作技能考核 卷面考核 提交实验结果 面试适用专业与年级：工业工程专业 3年级实验教材及参考书：自编实验教材注：实验类型一般分为演示性、验证性、综合性、设计性、研究创新性6种。七、课程实施计划序号教学方式教学内容（标注重点，难点）作业要求教学目标1课堂讲课第1章 人机工程学概论1.1 人机工程学的命名及定义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（）1.4 人机工程学体系及其应用1.5 人机工程学与工业设计习题：3题了解人机工程学的基本概念2课堂讲课1.6 学科的应用1.7 人机工程学常用软件介绍1.8 人机工程学的学习方法第2章人体测量与数据应用2.1 人体测量的基本知识3课堂讲课2.2 人体测量中的主要统计函数（） 常用的人体测量数据（）习题：2题了解人体测量数据的获得与应用方法4课堂讲课第3章 人体感知与信息处理 人在系统中的功能（）（）了解人的感觉和知觉特征，重点掌握视觉和听觉的机能与特征5课堂讲课3.4 其他感觉机能及其特征3.5神经系统机能及其特征3.6人的信息处理系统（）习题：2题了解人体神经系统和运动系统的机能，掌握人的信息处理系统原理6课堂讲课第4章 人的心理与行为特征4.1 心理现象与行为构成（）感觉与知觉的特征（）掌握感觉与知觉的特征，熟悉心理现象与行为构成7课堂讲课4.3 注意与记忆特征（）4.4 想象与思维特征 创造性心理特征大作业1题掌握注意与记忆特征，了解想象与思维特征8课堂讲课第5章 人体生物力学与施力特征5.1 人体运动与骨杠杆（）5.2 人体生物力学模型（）了解骨杠杆，熟悉单一平面静态肌肉受力分析方法，掌握人体的施力特征9课堂讲课5.3 人体的施力特征（）5.4合理施力的设计思路10课堂讲课第6章 人机的信息界面设计6.1 人机信息界面的形成6.2 视觉信息显示设计（）6.3听觉信息传示设计习题：2题掌握手动和脚动操纵装置设计的人机工程学原则，以及操纵与显示的相合性设计原则11课堂讲课6.4 操纵装置设计（）6.5 操纵与显示相结合（）第7章 工作台椅与工具设计7.1 控制台设计（）12课堂讲课7.2 办公台设计工作座椅设计主要依据7.4 工作座椅设计（）大作业1题掌握控制台设计方法，了解办公台设计13课堂讲课7.5 手握式工具设计（）第8章 作业岗位与空间设计8.1 作业岗位的选择掌握工作座椅设计和手握式工具设计方法。了解工作岗位、工作空间的基本概念，14课堂讲课8.2 手工作业岗位设计（） 视觉信息作业岗位设计习题：1题掌握工作岗位的选择、设计以及工作空间设计、布局的人机工程学原则15 作业空间的人体尺度（）8.5 作业空间的布置（）第9章 人与环境的界面设计 人体对环境的适应程度了解作业环境的基本概念，16课堂讲课人与热环境（）光环境（）人与声环境（）了解热环境、声环境、光环境对人体及工作的影响17课堂讲课9.5 人与振动环境9.6人与毒物环境第10章 人的可靠性与安全设计10.1 人的可靠性10.2 人的失误10.3 人的失误事故模型习题：1题了解振动环境对人体及工作的影响18课堂讲课10.4 安全装置设计（）10.5 防护装置设计（）习题：1题了解产生不可靠的因素， 19课堂讲课10.6 安全信息设计第11章 人机系统总体设计11.1 总体设计的目标11.2 总体设计的原则掌握安全和防护装置设计。了解人机系统总体设计的基本概念。20课堂讲课11.3 总体设计的程序（）11.4 总体设计的要点11.5 总体设计的评价（）11.6 无障碍化人机系统设计示例第12章 人机工程发展新趋势12.1 非物质化人机工程掌握人机系统总体设计的方法和步骤。了解人机工程学科新技术及发展趋势21课堂讲课12.2 虚拟化人机工程复习