資源簡介

(共38張PPT)
復習鞏固
1.發現問題后的事項
判斷問題的明確程度（對象、目的、原因、使用環境）
判斷問題的價值（科學性、創新性、普適性、主導性、可行性、經濟性）
解決問題受到的限制（設計對象的限制、設計者自身的限制）
2.明確設計要求及編寫設計計劃
將該問題明確地視為一個設計對象，并依據已有的調查、研究和分析，提出具體的、具有一定可行性的設計要求
設計計劃可以通過工作程序的排列、設計計劃書、時間進度計劃表等形式來表示。
通用技術·技術與設計1
4.1 設計中的人機關系
通用技術·技術與設計1
4.1.1 尋找身邊的人機關系
人機關系
生活中，我們每個人無時無刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互關系，即人機關系。人機關系中，“人”指物品的使用者，“機”不僅可以是機械，還包括工具、儀器、儀表、設備、設施以及勞動保護用具等。在設計中，我們所設計的產品都是從人的需求出發，為人服務的。因此，人機關系也就成為設計活動中必須考慮的核心問題之一。
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人機關系
在人與某個產品構成的人機關系中，往往存在復雜的多方面關系。以開門為例，人走近門，便與門板構成人機關系；人要握住把手，便與門把手構成人機關系；人開門后要通過門，便與門框構成人機關系。
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人機關系
思考：一個人使用計算機時，二者存在哪些人機關系？
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手-鍵盤
手-鼠標
眼-顯示器
頭-耳機
此外，人與桌子、椅子等物品也存在人機關系。
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4.1.2 理解人機關系
要實現的目標
人機關系要實現的目標
人與周邊物品之間存在著復雜的關系。不同的設計問題關涉不同的人機關系，但在設計中都要考慮人機關系需要實現的目標。
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高效
在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。同時，人、機所在環境中的一些因素，如溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等也影響人的效率和行為。
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高效
被稱為“科學管理之父”的美國人泰勒于1898年在伯利恒鋼鐵公司進行了著名的“鐵鍬作業試驗”。鐵鍬作業試驗首先系統地研究鏟上的負載應為多大的問題。他用5 kg、10 kg、17 kg和20 kg四種裝煤量的鐵鍬進行試驗，發現用10 kg的鐵鍬作業時工人的工作效率最高。每次裝煤量過多，雖然每次的搬運量大，但是會令工人很快疲勞，從而減少搬運次數；每次裝煤量過少，雖然可以增加運送次數，但是運送總量得不到保證。
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高效
其次，他還研究了各種材料能夠達到標準負載的鍬的形狀、規格以及各種原料裝鍬的最好方法，并對每一套動作的精確時間作了研究，從而得出了一名“一流工人”每天應該完成的工作量。這一研究結果是非常出色的，堆料場的勞動力從400～600人減少為140人，平均每人每天的操作量從16 t提高到59 t。
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安全
人機關系中的安全，是指人們在操作和使用產品的過程中，產品對人的身體不構成生理上的傷害，產品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，易產生危險的地方應進行安全保護設計，如汽車的安全帶設計、沖床的安全保護設計、兒童座椅前的護欄設計等，其目的都是為保護操作者和使用者使其避免傷亡。
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安全
家庭電路系統中的空氣開關可以有效防止因電流過大引起的火災等事故，實現人機關系中的安全目標。
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健康
人機關系所追求的健康，是指人在長期操作或使用產品過程中，產品不會對人的健康造成不良影響。如果產品設計不合理，就會使人處于不恰當的作業姿態，長時間地操作或使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。
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健康
不同人的身體狀態不同，枕頭的選擇要求也不同，枕頭過高或者過低，長期使用可能導致嚴重的脊椎變形等問題，枕頭過硬也會導致背部肌肉僵硬、血液循環受阻。
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舒適
人機關系中的舒適，是指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不會過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。
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人機關系實現目標的辨析
高效是生產活動的主要目標，但安全、健康、舒適三個因素對使用者的身心狀態也有一定影響，也會影響生產效率，所以在工農業生產有關的設計中，高效是首要的追求，同時也要兼顧另外三個目標，實現生產力發展的同時維護勞動者的權益。
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人機關系實現目標的辨析
在安全、健康與舒適三個目標中，安全、舒適側重的是短期效果，而健康側重累積效應。如黑暗條件下使用手機，不會在瞬間對人造成較大幅度傷害，但日積月累會導致眼部疾病，因此此行為雖然安全，但并不健康。充電時使用手機不會對人體造成身體上的損傷，但可能導致手機過熱而發生起火、爆炸，因此這一行為是不安全的。
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人機關系實現目標的辨析
最后，人機關系中的安全、健康、舒適的目標主體是人，單純對“機”的性能限制和結構損壞不考慮在內。如計算機散熱性能不好，導致內部處理器過熱損壞，無法使用，影響的是高效目標，而不影響安全目標，因為傷害的是計算機而不是使用者（過程中導致人燙傷、觸電則另當別論）。
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4.1.3 探究實現合理
人機關系的方式
合理人機關系的實現
對一項設計工作來說，在明確涉及哪些人機關系后，必須要考慮這些人機關系涉及哪些因素和技術指標，從而實現合理的人機關系，提升物品的使用效果。
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普通人群與特殊人群
大多數產品是為普通人群設計的，設計參照的標準是依據普通人群的數據確定的。如常見的門，其高度、寬度、門把手的位置等都是以普通人群的身高、體寬以及左右手習慣等為標準設計的，適合于普通人群操作、使用。一般來說，門高2000 mm，寬700～800 mm，門把手高1000 mm。
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普通人群與特殊人群
但是，在產品設計應用過程中，還應當考慮特殊人群的使用狀況，如盲人、肢體殘障人士、老人和兒童等，讓這部分群體享受無障礙設計帶來的便捷。在設計時，往往是在考慮普通人群的需求后，兼顧特殊人群的需求。
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普通人群與特殊人群
普通人群與特殊人群的判定也是相對的，如不同地區的人身體素質、文化背景不同，不同行業的人對同一物品的需求也不完全一樣，所以在設計時，要充分調查產品的受眾群體特征，進行人機關系的分析。如美國人與日本人受到遺傳、飲食等因素的影響，體型有明顯差異，身材高大的體育從業者在美國屬于普通人群，來到日本就可能成為了特殊人群。
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靜態的人與動態的人
人們使用產品時處于靜態和動態兩種狀態交替之中，因此，設計的產品不但要符合人體的靜態尺寸，還要符合人體的動態尺寸。靜態尺寸是指人的構造尺寸，即相對靜止狀態下頭、軀干、四肢等部位的尺寸，包括站立、靜坐、平躺等姿勢。
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靜態的人與動態的人
動態尺寸是指人的功能尺寸，包括人在執行動作時的各部位的尺寸和動作范圍等測量數據。動態尺寸明顯要大于靜態尺寸，如人的肩寬一般在45厘米以內，但是設計行走通道時的寬度需要按照每人55厘米以上預留。此外，房屋面積等影響的是人的個體活動范圍，而非身體各部分的活動范圍，與動態尺寸有一定區別。
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靜態的人與動態的人
為了實現良好的人機關系，不僅要使產品符合人體靜態尺寸，而且要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于緩解人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。
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靜態的人與動態的人
討論：下圖所給的手推車中，為實現良好的人機關系，哪些尺寸需要精心設計？
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人在推車時需要抓住把手，不同人的肩寬和臂長不一樣，需要預留足夠長的空間以便調節姿勢
人的身高不同，把手的高度要適中，過矮則身高較大的人推車費力，過高則身高較小的人推車費力
結賬時需要將所購物品從車筐取出，若車筐底距離地面的高度過小，則人需要大幅度彎腰，容易疲憊
靜態的人與動態的人
一般來說，站姿作業時，相對于肘部所在平面的高度，作業面低50~100 mm。在從事精密操作時，其作業面應該高于肘部，以保證作業者無須向前彎腰或伸脖子就能看清。重荷作業的作業面高度要低于肘部所在平面的作業面高度，這樣手臂的活動空間較大。
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人的生理需求與心理需求
設計中的人機關系，不僅要滿足人的生理需求（如高矮、胖瘦、身體狀況等），而且要滿足人的心理需求。產品的色彩、材質等都會對人的心理產生影響，視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關系處理得更好。
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信息的交互
人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程，即人機之間運用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關系。不同的信息有著不同的特征，若選取不恰當的信息傳遞類型，往往會導致不良的人機關系，應根據設計目的為人機交互選擇最佳的信息傳遞類型。
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小結
1.人機關系：使用者與物品間的相互關系
2.人機關系要實現的目標：高效、安全、健康、舒適
3.實現人機關系時考慮的要素：
普通人群與特殊人群
靜態的人與動態的人
人的生理需求與心理需求
信息的交互
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題組訓練
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1.下列場景中不存在人機關系的是（ ）
農民駕駛收割機收獲小麥
衛星上的傳感器自動獲取氣象信息
老師使用計算機與屏幕進行授課
銀行職員坐在椅子上吃午飯
B
解析：農民駕駛收割機收獲小麥，農民與收割機構成人機關系，A正確；衛星上的傳感器自動獲取氣象信息，這一場景下不存在設備的使用者，不構成人機關系，B錯誤；老師使用計算機與屏幕進行授課，老師與計算機、老師與屏幕、學生與屏幕均構成人機關系，C正確；
銀行職員坐在椅子上吃午飯，職員與椅子、桌子、餐具均構成人機關系，D正確。
。
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2.下列有關某電子輸液泵的描述中，與人機關系無關的是（ ）
轉動調節旋鈕可以控制輸液速度
LED顯示屏可以顯示輸液的時間和已輸入的體積
外殼采用無毒、可降解材料制作，環境友好
若液體即將耗盡，網絡模塊可以將信息發送到護士站
C
解析：外殼的材料是否環境友好與人對輸液泵的使用無關。
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3. 下列有關騎行活動中的人機關系描述中錯誤的是（ ）
固定頭盔的帶子可以根據個人感受調節長度，實現了舒適目標
自行車可以折疊收納，使用汽車運送，實現了高效目標
專業運動鞋可以緩解運動中關節受到的沖擊，實現了健康目標
水杯采用硬質材料制成，撞擊時不會輕易損壞，實現了安全目標
D
解析：水杯采用硬質材料制成，撞擊時不會輕易損壞，與人的安全無關。
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4. 在圖中的熱水壺中，突出信息交互的設計是（ ）
A.弧形手柄
B.水位顯示器
B
解析：通過觀察水位顯示器，使用者可以知道壺中的水量。
D.可收納繞線盤
C.壺口的過濾網
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5. 下圖的家具擺放設計中，標注的尺寸與人的動態尺寸關系最小的是（ ）
A.500 B.600 C.700 D.2000
A
解析：桌面距離地面的600、椅背到桌子邊緣的距離700、桌面的距離2000均給人留有一定的活動范圍，與動態尺寸關系較大，而椅子的寬度500是按照人的大腿長度設計的，與靜態尺寸關系較大。

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