人机工程学大纲

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：2013.10一、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1.1.1了解人机工程学的命名美国“HumanEngineering”,西欧Ergonomics，我国：人体工程学、人机工程学等。1.1.2了解人机工程学的定义国际人类工效学IEA的定义，《辞海》的定义，美国W.B.伍德森的定义1.2人机工程学的起源与发展1.2.1经验人机工程学F.W.泰罗。使人适应于机器1.2.2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1.2.3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1.3.1了解人机工程学的研究内容七个分支，四个主要方面1.3.2△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1.4.1△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1.6.1学科研究的课题主要讲授应用于工业设计的5各方面1.6.2主要应用领域主要讲授与工业设计相关的领域，P10表1-31.6.3应用领域举例1.7人机工程学常用软件介绍1.7.1SAFEWORK软件1.7.2Pro/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2.1.1★掌握人体测量的基本术语2.1.2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2.2.1★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2.3.1△了解我国成年人人体结构尺寸2.3.2了解我国成年人人体功能尺寸2.3.3了解其他国家成年人人体尺寸2.4人体测量数据的应用2.4.1了解主要人体尺寸的应用原则2.4.2△掌握人体尺寸的应用方法2.4.3△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3.1.1了解人与外界的协调模式3.1.2★掌握人的感知与反应机能3.2视觉机能及其特征3.2.1了解视觉机能的基本概念3.2.2★掌握视觉机能的基本特征3.3听觉机能及其特征3.3.1了解听觉机能的基本概念3.3.2△掌握听觉机能的基本特征3.4其他感觉机能及其特征3.4.1了解其他感觉机能的类别及特征3.4.2△掌握神经系统机能及其特征3.5神经系统机能及其特征3.5.1△掌握中枢神经系统和周围神经系统的传导3.5.2了解大脑皮质功能定位3.6人的信息处理系统3.6.1了解人的信息处理系统模型3.6.2了解信息计量3.6.3△掌握感觉的信息处理3.6.4△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4.1.1了解心理现象、行为构成4.1.2★熟悉行为反应4.2感觉与知觉的特征4.2.1了解感觉和知觉的基本概念4.2.2★掌握感觉和知觉的基本特征4.3注意与记忆特征4.3.1了解注意的模型4.3.2了解注意的特点4.3.3了解记忆的特点4.4想象与思维特征4.4.1了解想象的过程4.4.2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5.1.1了解人体运动系统5.1.2△掌握骨的功能与骨杠杆5.2人体生物力学模型5.2.1了解人体生物力学建模原理5.2.2△掌握前臂和手的生物力学模型5.2.3△掌握举物时腰部生物力学模型5.3人体的施力特征5.3.1△掌握主要关节的活动范围5.3.2△掌握肢体的出力范围5.3.3△掌握人体不同姿势的施力5.4合理施力的设计思路5.4.1了解避免静态肌肉施力5.4.2了解避免弯腰提起重物5.4.3△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6.1.1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6.2.1△掌握仪表显示设计6.2.2△掌握信号显示设计6.3听觉信息传示设计6.3.1△掌握听觉信息传示装置6.3.2了解言语传示装置6.3.3了解听觉信息传示装置的选择6.4操纵装置设计6.4.1了解常用操纵器的功能和使用情况6.4.2△掌握手控操纵器设计的要点6.4.3△掌握脚控操纵器设计的要点6.4.4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6.1.1了解控制台的类别及特点6.1.2△掌握控制台设计的要点7.2办公台设计7.2.1了解办公台的类别及特点7.2.2△掌握办公台设计的要点7.3工作座椅设计主要依据7.3.1熟悉坐姿生理学和坐姿生物力学7.3.2★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8.1.1了解三种作业岗位的特征8.1.2△掌握作业岗位设计要求和原则8.2手工作业岗位设计8.2.1了解手工作业岗位的类型8.2.2△掌握手工作业岗位尺寸设计8.3视觉信息作业岗位设计8.3.1△掌握视觉显示终端作业岗位的人机界面关系8.3.2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8.5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9.2.2△掌握热环境设计的依据9.3人与光环境9.3.1了解光环境对人的影响9.3.2△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10.1.1△了解影响人的可靠性的因素10.2人的失误10.2.1了解人的失误行为发生过程10.2.2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10.3.1了解人的行为因素模型10.3.2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10.6.1了解视觉警示信息设计10.6.2△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11.1.1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11.2.1了解工作空间和工作设备的设计11.2.2★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11.3.1了解人机系统设计的程序11.3.2★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11.6.1△掌握无障碍设计的特殊要求11.6.2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12.1.1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、时间分配五、课程说明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42648六、课内实验（一）本课程实验的目的与要求课程英文名称HumanEngineering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）JanBernardWeerdmeester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Δ，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