通用技术设计中的人机关系教案|通用技术:设计中的人机关系

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一、设计思想

　　《设计中人机关系》讲述的是基础性知识,是后面内容的学习的基础。本节从人机关系的角度对日常生活事件进行思考分析，帮助学生树立“以人为本”的设计理念，提高学生的技术素养，培养学生的创新精神。该内容主要采用案例分析、讨论等方法，深入浅出地讲解教材内容，以师生互动、生生互动等方式，烘托课堂气氛，加深知识的理解和掌握。

二、教材分析

　　《设计中的人机关系》是《通用技术》中《技术与设计（1）》苏教版第二章第二节。本节分成三个内容：（1）什么是人机关系；（2）人机关系要实现的目标；(3)如何实现合理的人机关系。本节教学内容是全书的基础内容之一，它和上一节《技术与设计的关系》都是围绕技术与设计的问题展开的。在技术世界中的的设计，是以满足人的需要为最终目的的。因此，设计时要考虑人机关系，以便能使设计的技术产品适合人的需要。这里的人机关系不是专业的设计，它更多地反映一种理念，重在使学生能够在这种关系的视野中认识设计，为构思、评价、优化方案打下基础。

　　在整个教学过程中，先让学生理解人机关系的含义，特别是“机”的丰富内涵。并通过简单的案例分析，提高学生的学习兴趣，引导学生能较好的把握人机关系的概念，体验到人机关系在设计中的重要性。联系现实生活中的案例，通过学习，引导学生较好的掌握和熟悉人机关系在设计中要实现的目标，在设计中如何合理运用人机关系。

三、学情分析：

　　学生对人机关系是比较陌生的，学习时容易对本概念产生误解。对于本节课内容不必要求学生能够熟练或灵活地运用，只要求学生达到理解水平，认识理解人机关系的知识，使学生形成“以人为本”的设计理念，是一种较为重要的分析方法。高中学生已有一些生活经验，在具体的教学中，可以有针对性地设置情景，列举学生身边熟悉的具体实例，从人机关系的角度对日常生活中的事例进行思考和剖析，帮助学生理解人机关系的含义及其在设计中的应用。

四、教学目标

1、知识目标：

　　理解人机关系的含义；熟悉人机关系在设计中要实现的目标；了解在设计中如何合理运用人机关系。

2、能力目标：

　　使学生能够对生活中所存在的人机关系进行简单分析，掌握一些设计分析方法的知识，形成“以人为本”的设计理念。

3、情感、态度与价值观：

　　通过人机关系的分析，从中体会到在产品设计中人性化、人文关怀的设计思想，并形成认真严谨的态度，一定的创新精神和实践能力，进而树立起正确的设计观念。

五、重点与难点

1、重点：

　　理解人机关系。

2、难点：

　　人机关系在设计中的具体应用是隐含在产品的设计中，需要通过体验去感受，反映的是一种理念，一种较为重要的分析方法。

六、教学策略和手段

　　1、通过观察、思考和讨论，理解人机关系的含义。

　　2、学生的活动，体验设计中的人机关系，初步掌握人机关系在产品设计中的应用。

　　3、通过对案例的分析、实物的演示及对日常事件的思考，引导学生归纳出产品在设计中要实现的目标；生活场景的观察、分析和讨论，结合教材内容，了解如何实现合理的人机关系。

　　4、教学中利用图片和学生生活实际创设情境，引导学生探究、质疑，让学生领悟人机关系在设计中的应用，体会人机在人机在设计分析中是一种重要方法。12345

 　　5、教学时间：2课时

七、课前准备

　　1、高二年级学生有了一定的生活经验和知识技能基础。课前可布置预习本课学习内容，并要求学生以现有的视眼考察、分析校园场所及设施存在的问题。

　　2、教师“吃透”本教材；搜集人机关系的案例、图片、制作课件；设计并准备好二把高低不同的一椅子和一把普通的椅子；了解教室门的具体结构和学生鞋子的尺寸大小；检查仪器等设备设施性能完好状况。

八、教学过程

　　复习导入：上一节课对《技术与设计的关系》的学习，懂得设计推动技术的发展，是技术成果转化的桥梁和纽带，设计促进技术的革新，技术是设计的基础，技术与设计有着相互制约、相互促进作用。技术世界的设计，重点是技术产品设计，在设计中，我们所设计的产品都是为满足人的需求出发，为人服务的。因此，在设计活动中，人与物（环境）关系是必须考虑的核心问题之一，也就是这节课我们要学习的内容。

第二节   设计中的人机关系

(一)人机关系

1、什么是人机关系

　　同学们都知道，在现实生活中，我们每时每刻都会与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互关系。这种相互的关系就称为人机关系。

　　人机关系中的“机”是什么呢？

2、机的含义

　　除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆，劳动保护用具以及人所处的环境等。

　　同学们坐在教室里，观察一下并说出与周围什么物品构成了人机关系？

　　学生观察、讨论并回答：（身边笔、桌椅、书、衣服、教室及环境等）

马上行动p28页：找出下列活动中的“人”与“机”，体会其人机关系。

a、教师拿着粉笔板书            b、农民用锄头助地

c、渔翁在河边用钓鱼竿钓鱼   d、司机手握方向盘

e、妈妈拿着拖把拖地

通过分析学生对人机关系的概念有了初步的理解，那么人与产品存在有哪些方面关系？

3、人与产品存在的人机关系

案例分析（一）：以教师进门为例，讲述人与门、人与手把、人与门板、人与门框及环境构成的人机关系。说明人与产品构成多方面的关系。

案例分析（二）讨论教材p29页人与电梯存在哪些方面的人机关系。

人乘电梯到某一楼层存在着很多方面的人机关系：①人与电梯门；②人与电梯外按键；③人与电梯厢体之间；④人与电梯内按键；⑤人与厢体内的照明、高度、宽度等的人机关系。进一步说明多方面的人机关系。

针对教材p29页马上行动的例子，教师坐在椅子上，让学生分析，人坐在椅子上的时候，人体的哪一些部位与椅子构成哪些人机关系。

教师小结导引：通过人机关系内容的学习，同学知道，人与机之间存在着复杂的关系，我们在设计中考虑人机关系时需要实现哪些目标呢？

(二)人机关系要实现的目标

实例分析（三）：组织前后排同学互换穿鞋子，坐高低不同的椅子体验鞋子、椅子设计中的人机关系，为什么穿别人的鞋子不舒服，坐在高低不同椅子上感觉不自在？

学生讨论思考：教师总结，得出要达到高效，舒适、健康、安全等要求。

1、高效：

　　在设计中，应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调，提高人的工作效率。还应考虑人机所在的环境中的一些因素，如温度、湿度、噪声、照明、振动污染和失重等也影响人的效率和行为。12345

　　案例分析（四）教材p30页：铁锹的作业效率。实验改进哪些具体的人机关系而使工人的工作效率大大提高。

　　（主要改进了铁锹的运载量与人的负荷强度的关系，装载强度、次数、与人的疲劳的关系）

2、健康：

　　是指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人造成不良的影响。

　　我们使用的产品如果使用不合理，就使人处于不恰当的作业姿态，长时间的操作或使用它，不仅使人感到疲劳，而且会影响人的身体健康。

　　指出教材p31页马上行动图片中设计不合理、有损人体健康的地方。

教师举例提出问题并分析

（1）互穿鞋：

问：穿不合脚的鞋，对人有害吗？

（2）教室的灯光

问：长期在昏暗的灯光下学习，对人的眼睛会造成危害吗？

3、舒适：

　　是指人在使用产品的过程中，人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳，心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。

案例分析（五）教材p31页图片思考并回答：右图使用 起来更舒适，理由：

（1）塑料包裹处理使抓握舒适；穿孔处理可以方便悬挂放置。

（2）把手大小较合适，使用时，省力、舒适。

（3）手柄长度比较合适，使用时，腰不用弯太低，减轻腰部疲劳，提高工作效率。

 想一想，生活中还有哪些类似的例子？

4、安全：是指人们在操作和使用产品过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害。

例如：产品与人的接触部份不允许有尖角和锋利的边槽；容易产生危险的地方应进行安全保护设计；汽车的安全带设计；冲床的安全保护设计；儿童座椅前的护拦设计等。

教师引导：人机关系要实现的几个目标是融为一体的，而不是只实现某一个目标就可以了，而是需要将几个目标综合起来加以考虑。现在请同学们想想，我们在设计中除了考虑上述四个目标外，人机关系还需要实现哪些目标。

学生结合课文内容讨论回答：（美观、实用、成本、环保）

案例讨论（六）请指出我校运动场（操场、跑道、篮球场，羽毛球场等）人机关系设计不合理的地方。

（操场场内部分泥土、砂石祼露，高低不平；跑道是泥土、砂石填成，坑坑洼洼、雨天积水，人踩易凹陷，晴天尘土飞扬；篮球场、羽毛球场，场内为砼浇捣而成面层，运动时易造成脚、腿部伤害等）。

造成这些原因是因设计中考虑不周而产生的，设计时未能做到以人为本。

那么设计时如何考虑才比较合理呢？

（三）如何实现合理的人机关系

前面已学过，在设计中，合理的人机关系应该达到高效、健康、舒适、安全等目标。如何实现这种合理的人机关系呢？首先应该明确设计涉及哪些人机关系；其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。

例如：要实现人与门之间的合理的人机关系，就要考虑门的高度、宽度等，而要实现人与门把手之间合理的人机关系，除需考虑门把手的大小、安装的高度外，还要考虑人旋动门把手时所需要施力的大小。

在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好以下几个方面的关系。

1、普通人群与特殊人群

特殊人群：是指人身体有缺陷或与常人不同的一类人。

多数产品是针对普通人群的特点和需要进行设计的。设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。如常见门，门高200cm，宽70—80cm,门把手高100cm。这些都是以普通人群的身高，体宽以及左右手习惯等标准设计的，适于普通人群的操作、使用。12345

课本p32页,马上行动中,地下通道图片中,它的设计忽略了哪些人群的需要

(忽略了特殊人群的需要:右边没有扶手,没有婴儿车、残疾车上下的通道和盲道等）

同学们都知道特殊人群也是我们社会的重要组成部分，他们往往有着独特的需要。设计时，还应该充分地考虑特殊人群的特点和需要，产品设计中不可将普通人群和特殊人群完全对立起来。

那么现实产品设计中考虑特殊人群有哪些呢？

展示图片：

a、教学楼残疾人上下通道；

    b、人行道中设置的盲人道；

    c、宾馆大门的入口及感应推拉门；

    d、医院内病人的电梯。

2、静态的人与动态的人

人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中，因此，设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸。

概念理解：

静态尺寸：是指人的构造尺寸。

    动态尺寸：是指人的功能尺寸，包括人的动作范围，体形变化等测量数据。

案例（七）讨论：同学们坐的座位的人机关系及课本p33页马上行动中，人与床之间的人机关系。动态与静态所涉及的空间范围是不同的，在物品摆放时，要考虑动态与静态的协调。

为了形成良好的人机关系，不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要人在使用它时，能够方便施力，有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康，舒适的要求。

3、人的生理需求与人的心理需求

设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求。

例如：（1）茶座、咖啡屋的设计：以暖色调为主，将空间处理得小一点，以营造温馨、宁静的效果。

（2）办公室设计：以冷色调为主、空间处理要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围。

（3）教室设计：以冷色调为主：将空间处理得纯洁高雅，严肃认真，以营造、活泼、奋发向上的氛围。

案例讨论（八）居室、家具的造型设计及装饰、图案等是如何考虑人的心理需求的？（小孩、成年人、老年人心理要求是不同的，在设计时应分别对待）

此外：还有视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人的心理感受。如果能在设计中注意满足人的心理需求，就可以将人机关系处理的更好。

4、信息的交互：

人与产品的互动过程就是人与产品之间信息传递的过程，即人机之间的运用信息语言交流的过程。

例如：前些年的按键式固定电话，只有按键而没有液晶显示屏，无法显示拨号信息，人们只能通过听电话按键提示音判断是否按下按键。现今出现的液晶显示屏电话，可以提供给人们视、听觉双重信息传递途径，大大地方便了用户的操作。

　　教材p35页，汽车的颜色，说明开银灰色车最安全；其次是红色、黄色、蓝色的车；再次是绿色和灰色的车；最不安全的是棕色的车。

　　说明人机之间的信息传递是有选择的，不恰当的信息传递，往往会导致不良的人机关系。改善信息传递的信息源或途径能够获得更好的人机关系。

课堂小结：

　　设计的目的是为了满足人的需求，而人机关系是满足人的需求的方法。因此在产品设计中要注意人机关系，这是设计的重点。通过本节的学习能够从人机关系的角度对日常生活事件进行思考，能够理解什么是人机关系，人机关系在设计中要实现的目标，了解设计中如何实现合理的人机关系，树立“以人为本”的设计理念。12345

课堂讨论：根据上面所学知识，对学校校门口、教室及教室走廊等场所或设施，还存在哪些不符合人机关系目标的问题展开讨论。

（校门口：离公路距离太近；进校门有一定陂度<内低外高>。教室：学生数多，座位间距狭窄；环境太单调；第一排桌位离黑板太近。教室走廊：护栏低；走廊宽度不够宽等）

九、知识结构：

第二节：设计中的人机关系

（一）人机关系

1、什么是人机关系

2、机的含义

3、人与产品存在的人机关系

（二）人机关系要实现的目标

1、高效

2、健康

3、舒适

4、安全

（三）如何实现合理的人机关系

1、普通人群与特殊人群

2、静态的人与动态的人

3、人的生理需求与人的的心理需求

4、信息的交互

十、作业设计

1、选择日常生活中的某一产品，分析其在人机关系处理上存在的缺陷，提出改进意见，并填写下表。

产品名称           

现有缺陷

改进意见

1、

2、

3、

……

2、观察研究：

回家观察分析犁的结构（犁头、犁壁、犁辕等）特点和作用？

【问题研讨】

1、球鞋鞋底为什么不设计成平底？

2、高速公路设计成无坡度和弯度时，后果会怎样？

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