工程学论文范文

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第1篇

通过实际经验，我们意识到，绝大多数的人不知道怎样正确使用削皮刀，这种错误使用的结果就是无尽的麻烦和不必要的伤害，其原因可以归结为设计不当和手持姿势不对。

本文就是想通过描述使用者使用削皮刀的整个过程来概述手握工具的设计准则问题。我们首先要做的就是“监视”削皮的过程，它能帮助我们认识到削皮过程中碰到的问题，并通过“设计”解决它。由于削皮刀的使用者是不受限制的，有男人、女人、小孩、老人，甚至左撇子等，所以本文要通过“普遍性”的思想来改善设计，从而达到完美设计。

我们可以用完整记录使用过程的方法找到真正的问题，并且在以后的设计中改进。本文的目的在于：

1.研究使用削皮刀的过程

2.使用削皮刀过程中的实质性问题

3.再设计

一、削皮过程研究

1．“使用者―工具―工作”的关系

此图是对消费者使用产品的图文说明。运用直观的图形形式帮助理解“消费者产品设计”的问题，帮助理解反馈控制系统的理论。

2．削皮刀使用目的

使用者使用削皮刀的目的也是我们设计的最终目的，这正是我们在设计过程中需要考虑的因素。人们使用手动工具的目的是：减少时间、力气、错误，增加性能、安全性、乐趣、满意度。

3．普遍的设计

普遍设计的原则：公平使用、使用过程中的适应性、简单和知觉性的使用方法、显而易见的信息、容忍性的误差、物理性适应度、动手处理使用过程中的范围和空间、整体设计。

为了找到使用者在使用削皮刀过程中碰到的实际问题，我们研究“使用全过程”的方法来找“使用者―工具―工作”之间的联系，来找使用者对削皮刀的真正需要。同时，通过普遍设计的原则来达到完美设计的标准。

二、做削皮实验进行研究

这个试验采用对使用者使用削皮刀整体过程的观察，用相机记录下被测者的行为和客观感受进行研究。

1．削皮刀分析

我们来分析目前市场上普遍流行的两种削皮刀，如下：

削皮刀包括四个部分：

a．刀片：作用是削掉水果和蔬菜的外皮

b．钻孔处：掏孔的作用

c．把手：手握的地方

d．挂孔：便于挂在钩子上

2．试验

我们选了10个人进行了这个使用削皮刀全过程的试验。

（1）受测者基本尺寸测量结果

量测项目

平均值

标准差

身高cm

177.6

4.2

体重kg

77.8

5.6

掌长cm

18.6

0.5

掌心长cm

10.4

0.5

虎口长cm

17.2

1.5

掌宽cm

9.6

0.5

肘指尖长cm

44.6

1.8

（2）使用全过程

我们使用了两种不同的削皮刀和三种不同的水果蔬菜，并且记录下了整个的试验过程，很清楚地了解到使用者在削皮过程中的想法。

经过分析那些数据，把使用两种削皮刀的情况根据工作效率和实际操作进行了分类。工作效率的那一类主要集中在使用者的手握技巧上，他们中的绝大多数都使用同样的方式，唯一不同的就是各自在技巧上的差别。实际操作的那一类目的在于区分那些使用者怎样手握和实际操作的方式。使用者会问一些使用方面的问题，因此通过这个试验，我们就可以把那些不同的方面分类总结并改进设计。

三、削皮试验结果

1．发现问题

通过使用削皮刀的过程分析，发现削皮的过程中，需要扩展的问题包括掌握把手的尺寸，舒适的角度，削皮的安全度，以下是我们提出的问题：

l操作的正确性

我们观察到即使用同一个削皮刀，每个人的把握和操作也是不同的。错误的把握会影响工作完成的效率，使用者会感到疲劳或者受到伤害。

l当把握削皮刀时手腕的角度

把握的正常的方式是：一只手握着把手，另一只手需要按着水果。所以在操作的过程中，从手腕处会产生一个角度。但是如果不正确的方式继续延伸，那么也许会扩展范围或者手腕的位置，导致使用者受到伤害。

使用者用一只手握住把手，这时产生一种力量，相同的压力会作用在手腕的肌肉上。另外，如果手的姿势不正确，就会产生酸痛感。

2解决问题

在整体调查中，可以把问题分成认知和操作。在把握的方式上，主要是使用者过去的经历和认知。另一些问题也许是不好的设计，为了改善这一点，我们可以从两个方向设计。一个是告诉使用者怎样把握，另一个是改进削皮刀，包括材料、把手、刀片、角度、安全感。

l削皮刀的设计应该使使用者只是从表面上正确把握。结构应该很简单，以便加工制作起来比较容易。

l削皮刀的把手应该沿着我们所把握的槽，因为人的手不是由直线构成的。

l大拇指必须放在一个点上，以便产生压力，证实使用者的想法。

l人们所合适的把握的长度

3．设计要点：

lA部分是大拇指所在的点,扩大控制的角度

lB部分是把手的槽,设计的目的是提供正确的把握方式和好控制

l全部的设计

1单一的结构容易加工2两侧没有沟槽,就不会积累污垢

3设计成曲线,是为了增加美感4为使用者设计合适的把手尺寸

四、手握式工具的分析

为了便于研究，我们首先要分析一下手的肌肉分布情况和一般手握式工具所存在和要解决的问题：

1．手部肌肉的名称及位置

A：拇指指压处肌肉B：拇指与食指之间虎口处（骨间肌）

C：食指外侧边缘肌肉D：拇指与无名指与手掌间肌肉

E：小指外侧边缘肌肉F：手掌外侧边缘肌肉

G：掌心部位H：鱼际I：腕部

2．手握式工具设计原则：

为了保证实用效率和健康，工具必须满足以下基本要求：有效地实现预定的功能；与操作者身体成适当比例。使操作者发挥最大效率；按照作业者的力度和作业能力来设计；适当考虑性别，训练程度和身体素质上的差异；工具要求的作业姿势不能引起疲劳。

设计手握式工具时，应遵循以下人机工程学原则。

1．避免静态肌肉复合

当使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩，臂及手部肌肉处于静态施力，导致疲劳，降低作业效率。

2．保持手腕处于顺直状态

手腕顺直操作时，腕处于正中的放松状态，但当手腕处于掌屈，背屈，尺偏等别扭的状态时，就会产生腕部酸痛，握力减小。

3．避免掌部组织受过大压力

操作手握式工具时，有时常要用手施相当大的力。如果工具设计不当，会在掌和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部缺血，导致麻木，刺痛感等。好的把手设计应该具有较大的接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减少压力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎口位。有时，把手上有指槽，但如果没有特殊作用，最好不留指槽，因为人体尺寸不同，不合适的指槽可能造成某些操作者手指局部的应力集中。

另外，从不同性别来看，男女使用工具的能力也有很大的差异。女性约占人群的48％，其平均手长约比男性短20mm，握力值只有男性的2/3。所以，设计工具时，必须充分考虑这一点。

五、讨论

通过观察使用者的削皮过程，我们发现，大多数使用者对于操作有不同的看法。所以，设计的主要焦点在于定向性操作。实验结果表明，一个再设计的削皮刀能提供给使用者正确的预言。虽然效率没有明显提高,然而这也许是由于我们对于实验中削皮刀的尺寸的欠缺。接下来我们应该做的是需要完善削皮刀的尺寸，这样是为了更好的提高效率。

六、结论

第2篇

（一）课程

《家具设计与人体工程学》是我校把家具设计与人体工程学结合在一起所开设的一门专业基础必修课。课程共学时112学时，16学时每周，共7周课。课程旨在以项目实训的方式让学生在符合人体工程学的实验数据下进行家具设计，为“人、家具、环境”系统设计提供整体思路，为“以人为本”的设计思想提供可行方法。笔者长期从事家具与室内设计教学与设计实践工作先后收集并整理了十几套相应教材，基本可以归纳出课程包含四大部分内容：第一部分概述（介绍家具设计、人机工程学等概念）、第二部分人体工程学基础（主要介绍人体工程学的研究角度、方法和范畴等）、第三部分人体测量与数据的应用（侧重讲解在家具设计中常用的一些人体测量数据）、第四部分人体工程学与家具设计（人体工程学与家具设计的综合运用，结合案例，比如座椅设计、办公家具设计等）。显然第三、第四部分的内容为重点和难点。通过对本课程教与学师生调查问卷，我们总结了三大印象：第一印象——杂。课程涉及统计学、设计学、人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究等十多个学科。第二印象——困。课程中需要理解大量的新概念、专业术语，再加上几十组需要学生识记的常用人体尺寸统计数据表，很容易造成“困境”。第三印象——难。人体工程学（Ergonomics）又叫人体工学或人类工程学，人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识，并将有关的知识应用在有关的设计中，从而使环境适合人类的行为和需求。人体尺度问题是课程的核心和难点。学生不仅要掌握人体自身的尺寸，还要掌握人体尺寸在设计学上衍生的人机尺寸，以及静态尺寸和动态尺寸等等。由于存在学科的跨越和知识点侧重的问题，很多研究方法和过程都没有反应在教材上，导致教与学中出现知其然不知所以然的现象。

（二）教师

1.教师过于重视理论讲授，教学手段单一，教学中与学生严重脱节，无法激发学生学习兴趣和主动性。究其原因教师与学生课前、课下沟通较少、教师引导激发学生自主研究学习不足等原因。

2.教师过于强调教材，注重理论的全面性，侧重点扩展明显不足，主次内容把握不够准确。究其原因是教师在本课程及其前后开设课程了解不足，导致了课堂上内容重复、或者涉猎不足等问题。

3.教师教学中实践教学与理论教学处理不当。常常出现理论与实践环节课时分配不合理、理论与实践环节不能同步或者错位、实践教学手段单一、案例剖析不到位等问题。

4.教师教学之余提升自身专业素养不够。凡事浅尝辄止，学术专研缺乏耐心和恒心。

（三）学生

1.积极主动性不够，被动学习情绪明显。究其原因是由于学生阶段性学习专业深入度不够，设计体验不足，影响其对人体工程学在专业领域重要性的正确认识。

2.无法从理论中联系到实践运用。究其原因是许多学校对人体工程学重视不够，然后错误地反应在教师的教学中，直接影响了学生对待课程的态度。许多教师把人体工程学作为一门理论课来讲授，最终以理论考试的方式作为结课考核。导致的结果是学生一开始就把精力用在备考上，对相关概念和知识只停留在记忆阶段而不是理解和掌握。

3.基础不足，价值观有余。我国大部分艺术类考生的理科基础、逻辑思维能力普遍较差，思维方式较感性，然而《家具设计与人体工程学》这门课程理科属性倾向较重，让很多学生望而却步。加上大部分艺术类考生自入学前价值观就出现了偏颇，他们认为上大学就是为了混文凭、考证书，至于专业好不好无所谓。这样一来《家具设计与人体工程学》这种课程很容易被学生忽略掉，表现为测试作弊、设计作业马虎应付。

（四）课程环境

课程环境对于一个专业、一门课、一位老师、一个学生来讲都是相当重要的。以家具设计与人体工程学为例，在学校专业成立初始，课程环境几乎为零。那时候如果老师上课连多媒体教室都无法实现，那么当量的优秀案例图片改如何向学生展示并讲解。家具设计与人体工程学这门课程重点在培养学生的家具设计造型能力，培养学生适应在“适合人的尺度”的思维模式下进行家具设计创作，所以教学的重点应该是突出体验教学。这种体验教学，不能局限在学生的想象阶段，不能仅仅依靠手绘或者电脑模拟效果图的制作来完成的。理想的体验教学应该是学生能在学习课程的时候能超越识记，掌握人体工程学的研究方法，明确设计是为人的设计的真正含义，能够通过图纸把自己的设计很好的表达出来并完成家具1：1模型，然后能充分的调动各感官机能，完成对模型的修改，完善设计。我校地处河南信阳市，2006年艺术系开设了家具设计方向，到今天已经有了8年的光阴。发展八年学校基本建立了美术基础实训室、模型制作实训室、计算机CAD设计实训室、手木工制作实训室等，应该可以说小有所成、初具规模了。但从我校家具设计方向历届毕业生就业调查反馈表来看，凸出问题表现在毕业生岗位概念模糊、岗前紧张、专业能力局限在方案设计和手工模型中、对于家具设计到家具生产过渡断裂等问题。所以学校离培养高度市场适应性应用型人才成功转型还需要走很长一段距离，这需要全校师生以及“多方来助”的情况下才能逐步实现。完整的家具设计课程环境处了学校自身软硬件环境以外，还应该包含校企合作环境、校政扶持和监督环境、校与校来往学习合作共荣环境等。

二、家具设计与人体工程学教学有感

（一）缘起藤和竹

我校西邻“长淮明珠”南湾湖，南望“云中公园”鸡公山，校园内山清水秀，花木交荫，绿围翠绕，景色宜人。山上有丰富的自然资源，其中最多的就是满上的竹林和成片的老树古藤。2012年学校土建动土，建设一些新校施，原本山上的野生的满山竹林和老藤，被一车车的拉往垃圾站焚烧殆尽，在笔者的眼里这是暴殄天物的行径。在家具史上，能工巧匠用老藤和竹子编制出了多少会计人口、流传古今的家具，多少作品在今天的世界非物质文化的收藏典籍中成为经典。回想多年前，大学时期到教师阶段，学生阶段最痛苦的是每次家具设计课都要花好多钱购买各种各样的模型制作材料，但制作出来的模型效果多少会让人联想到水晶宫时期的矫揉造作、粗制滥造的感觉。原因是我们制作模型购买的大部分是模型卡、ABS板、KT板、喷漆、石膏等工业模型材料，它们除了能粗糙的表达出家具设计的造型形态之外，别说结构，就是简单的接缝收口都很难到位的。当然这些材料制作完模型之后，本身材料的固有色是很难看的，没有任何保留的价值，所以还得用喷漆给制作好的家具模型赋予“五颜六色”的外衣。一个个原本制作还算精致的模型，披上喷漆外衣之后，俨然成了一个七彩家具王国。最让师生感觉头大的事，喷漆对环境的污染——刺鼻的气味加上斑驳的漆影到处可见。现在教师阶段强烈的责任感在一次次的逼近，告诫自己不能“重蹈覆辙”。回看我们的祖辈，他们用无数的惊世之作一次次的想我们呈现自然材料的无穷魅力和价值。竹子特有的质地、中空的结构、快速的生长率（竹子2-3年可以成才）、竹黄和竹青的特殊性、竹结之美等等，竹子有太多太多的研究价值。老藤的最大的特点是它的韧度好、质感美、自然古朴形态美。竹子和老藤都不需要喷漆和上色，这也是它们作为家具模型制作最佳材料的优势之一。于是藤和竹的研究首次在家具设计与人体工程学的模型制作上全面展开。

（二）果成竹与藤

家具设计与人体工程学在教学上笔者一改传统教学常态，主张以“理论讲解为辅，团队研究为主”的课程教学方案，事实证明效果很好。以其中“人机工程学与座椅设计”环节为例：

1.全班分位若干小组，每个小组控制在3-5人，落实名单；

2.每个小组至少收集2个较具典型代表的座椅作品，可以市场购买或者家中邻里收集，方式不限；

3.学生陈述作品来源，教师点评，每小组确定2个最典型作品；

4.解构作品，通过对作品的拆解、使用体验，弄清其结构、尺寸、材料、工艺以及作品的优缺点分析，并在A3图纸上表达清楚；

5.完成原始图纸，教师点评，针对优缺点分析，根据人体工程学所学知识，完成设计改良；

6.教师点评，完善改良方案，制作1：1家具模型，材料竹子、古藤。

三、结语

第3篇

1.明确学生在教学活动中的主体地位

大多数高职院校教师主要通过课堂讲授来实现知识的传授，而学生要做的就是被动地接受和记忆。但是这种填鸭式的教学会导致学生对于课程的兴趣全无，甚至产生反感。即使是非常认真的学生也是死记硬背，在应付考试之后基本就忘光了，根本不会将知识灵活运用在具体的设计里，而创新就更不可能了。学生是教学活动中的主体，教师不能代替学生完成知识的理解和转化。只有学生自己主动的去理解消化知识才能在日后的学习中合理地运用到具体设计中。由此可见，在教学中应发挥学生的积极主动性，适当减少课堂上枯燥的理论知识的讲解，加入更多的讨论环节让学生参与进来，让他们主动去思考，去学习。此外还可以借鉴“翻转课堂”的方法，提前布置学习任务并提出相应的问题，让学生带着问题课后去看书了解相应的知识点，并且通过查阅相关资料来解决教师提出的问题，在课堂上进行答疑和相关问题讨论，从而提高学生的学习兴趣和积极性，通过课题讨论和交流加深知识点的理解和运用。

2.课程内容进行有针对性的选择和调整

人体工程学包含的内容非常繁多，对于课程的内容应进行有针对性的选择与调整。高职院校室内设计专业的学生，应重点学习与室内设计联系较为紧密的内容，例如人体测量学和人体尺寸、家居设计尺寸、室内环境心理学和室内环境行为学等，而与其联系不大的人体生理学、人体解剖学等知识应该进行删减。此外，随着科学技术的不断发展，教师还应该注意收集相关领域的最新研究成果，将其添加到教学内容中。这样才能做到不生搬硬套教材内容，并且能激发学生学习的兴趣。对课程内容的科学选择和调整，能够使学生发现所学内容与自己专业之间的关系，从而更加了解课程的重要性，更愿意主动学习。

3.改进教学手段，采用多元化的教学手段与方法

（1）互动式教学法教学过程

中教师与学生要增加交流与沟通，在互动的过程中激发学生学习的积极主动性和学习兴趣，拓展创造性思维，以达到提高教学效果的最终目的。这种教学方法可以由教师引出一个主题，提出主题中的问题，学生进行思考讨论，之后学生之间展开辩论，最后教师进行总结归纳。这样能充分发挥学生的积极性、创造性。课程教学中一定要设置课堂的主题讨论环节，可以采取学生分组讨论、全班讨论及同伴教学等方法，让学生在课堂上除了“动眼”、“动耳”，更需要“动嘴”、“动脑”以及“动手”。例如：在家具尺寸这一章节中，可以让学生动手进行课桌椅的测量，之后参照知识点进行讨论，找出课桌椅设计的优缺点，而后动手进行改良设计。在设计过程中要灵活运用课程所学知识，之后教师对学生的设计进行相应的点评和讲解。这样既增强学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，又深化了教学内容，加深了学生对于知识的理解和认识。

（2）图表、案例式教学法

针对艺术生习惯于感性认识和图形化思维方式的特点，教师在教学过程中不能用过于理性和抽象的文字，应该要增加丰富的图案和表格以及相关视频。这样能够将知识点以更加生动、直观的形式呈现出来，有利于激发学生学习兴趣、加深理解。此外还要加入一些具体的设计案例，可以是一些优秀案例或者是存在问题的案例，让学生运用相关的人体工程学知识分析案例。人体工程学相对理性化，与我们的具体生活联系不是非常紧密，所以在教学中要特别注重生活案例引用。例如可以找一到两个在校园生活中经常用到的家具进行案例分析，让学生说出平时的使用感受，寻找使用时的问题及不合理的人体工程问题，然后结合人体工程相关知识进行分析，最终找到解决的方法。

（3）实验教学法

人体工程学中的很多数据和公式，其实都是根据相应的实验得出的结论，所以应该在课堂中加入一些相关实验。有条件的情况下，可以成立人体工程学实验室，购置相关的实验设备，在实验的过程中让学生自己去探索和发现。这样不仅有利于学生的自主学习，还可以提高学生的学习兴趣。即使没有相应的条件成立实验室，也可以在课程中增加一些小实验，例如在视觉章节中加入错觉实验、混色实验、眼动实验等等，通过实验帮助学生理解相关理论知识。

（4）体验式教学

采用模拟项目教学法：挑选网上设计招标项目，如家具、展厅或环境小品的设计等，让学生自组团队，设计投标，通过布置任务书的方法，要求学生在设计的时候从人体工程学角度出发进行思考和设计。此外还可以通过教师虚拟课题进行设计，运用这种方式能够很好地激发学生的学习热情，学生在做设计的时候能主动查找书上相关知识点进行设计，将理论与实践相结合。

4.灵活的课程设计与课程实践

人体工程学的教学不能单单是理论教学，要充分加入实践环节，让学生对现有设计进行调研，寻找身边的设计中与人体工程学相关的优缺点，进行调研报告的制作。在课程教学中应充分加入课题设计环节，初步阶段可以运用小课题设计让学生进行一些简单的家具单体等的设计。之后可以进行大课题设计，例如让学生进行一个小型空间室内的设计。在课程设计时灵活进行内容的调节，适当删减枯燥的理论知识，更多地增加实践设计，让学生在动脑、动手的过程中学习对应的知识点，通过实践帮助学生回顾并真正掌握相关的知识。

二、总结