面向产品设计专业人机工程学的教学研究

时间：2024-05-04

游娅娜　何　磊　（四川大学锦江学院　620860）

面向产品设计专业人机工程学的教学研究

游娅娜何磊（四川大学锦江学院620860）

摘要：人机工程学是产品设计专业的一门必修课程，本文以课程教学和方法研究为主要方向，通过对课程结构的设置分析，通过教学结果验证艺术类院校产品设计专业加强人机工程教学的必要性和具体实施的方法，进一步阐述人机工程学对产品设计的指导意义。

关键词：人机工程学；产品设计；课程建设

本文为四川大学锦江学院高等教育人才培养质量和教学改革项目《面向产品设计专业的人机工程学教学方法研究》（编号JG201316）的部分成果。游娅娜为课题负责人，何磊为课题组成员。

人机工程学在研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，更将设计中的物，使用物的人以及人和物所共同相处的环境来作为一个系统进行研究。一个优良的产品，必定是人、环境、经济、技术、文化、习俗等因素的巧妙结合、平衡后的产物。这样的特征奠定了人机工程学在产品设计专业课程体系中不可或缺的地位。

由于人机工程涵盖了人体测量学、解剖学、生理学、心理学、社会学、劳动科学、管理科学、安全工程、技术美学等，是一门涵盖特别多的综合学科和应用学科。教材内容以人机工程学科体系中的工程设计为主；内容上追求感知特征和运动特征所对应的显示装置、操控装置的设计方法；方式上多是针对原理、原则做深刻地剖析，这些对产品设计专业学生来讲是一个挑战。因此，根据近几年的教学实践，有必要针对产品设计专业“人机工程学”课程的课程建设、教学方法进行探讨，以适应艺术类院校学生。

一、课程教学中存在的问题

1.课程概念多、理论性强。人机工程学涵盖了人体科学、环境科学、技术科学的相关学科体系，课程内容包含大量的学科概念，理论性很强。学生面对大量的公式、原理，以及人机学卷帙浩繁的数据资料、图表，对学习的兴趣变得所剩无几。

2.课程学时和专业特色的矛盾。由于课程学时少，授课教师往往需要加快教学进程，几乎无法预留实践时间。事实上，产品设计是“以人为中心”，需要学生进行大量的设计实践来形成设计意识。而光靠理论消化，理论和实践脱节，加上没有时间来消化理解，学生无法形成设计意识。

3.课程应用案例少，学生实践能力不够。现行教材内容既宽泛又抽象，虽然针对各类产品从原理角度归纳了设计原则，并对原理做出了深层解释，但却没有和设计实例做很好的结合，学生依靠空洞的原理难以形式对设计的认知，无法深入理解理论，更谈不上在设计实践中灵活运用。

4.课程章节分散，数据老化。由于人机工程学的课程内容广泛，各个章节内容独立，章节之间缺乏联系，很难让学生对该课程形成整体认知。同时，课程内容里面的人机学数据多是上个世纪80年代测量统计所得，与现在的实际情况不太符合，学生必须必须进行适当的修正才能应用到实际的设计中。

二、课程结构探索

通过专业需求和教学目标，精简整合课程内容，使学生掌握基本理论；再以理论为基础，依靠丰富的、典型的示例去深刻阐释产品设计；补充相关人机领域研究前沿知识；最后通过对示例的理解吸收指导实践，通过练习和实践真正掌握相关知识理论。

1.精简整合教学内容。纵观目前产品设计专业对设计的焦点，几乎都已经从单纯的外观设计和艺术符号玩味转变为发现问题，利用设计方法解决问题的模式。这种模式的背后正是人机工程学的学科思想，那就是从人的需求出发，寻找问题并解决问题。在教学中，就需要针对学生容易接触的领域，比如家具设计，从容易找到和发现的问题去引导学生思考。因此，据专业的侧重方向选择相关的内容进行分析、应用。同时，各个章节之间用人的生理和人的心理两条线索连接起来。其他内容可以让学生课后进行阅读理解，以辅助对课程学习。

2.理解数据原理，学会应用。比如，实物的产品离不开尺寸和比例的关系，人体尺寸不是凭空的想象，有前人大量的科学的数据摆在我们面前，我们不需要再去多做研究，在教学的过程中，对人体尺寸数据可以简略概述，对科学数据要求了解即可，大量的工作集中在学生如何学会灵活清晰地判断产品选择尺寸进而选择尺寸数据的某个百分位数的值，并懂得进行适当的修正。而这种教学的过程应该是生动的，通过实例的分析，让学生学会在设计中如何掌握尺寸，用哪个尺寸，按照什么标准用。比如在教学中，结合洗衣机的外形设计和机构设计，让学生学会运用现有的尺寸数据对洗衣机的外部及细节尺寸进行计算，从而设计出合理的洗衣机外形。

3.增加设计案例，培养学生的设计意识。对人的关注无外乎在于人的生理和人的心理。传统的教学多从操控装置和显示装置的角度阐述人机学的原理，里面的示例以机械机床等设备为主，这同艺术类学生接触的产品领域有很大的不同。少量的关于日用产品等领域的示例，也只是简单的展示，并未说清楚轻重人机的原则或者人机理论的转换应用，学生学完后还是不能理解。显然，显示与控制设计在产品设计中的应用很是广泛，我们可以在传统教学的基础上，摈弃对机械设备的实例，转而运用比如电子产品，厨房用品等产品的设计实例。通过设计案例，一方面提高学生的分析问题能力，另一方面让学生感觉到了兴趣，并学会分析产品造型背后的人机原则，懂得举一反三。在这个阶段，结合人的心理和人的生理这两条线索，为后续的设计找到了方向。

4.补充相关前沿知识，使学生敏锐捕捉设计焦点。人机工程学本身在不断的发展，其理论的研究在不断的丰富。比如，目前大量设计都和人机交互相关，这一点在现有的教材上还没有充分体现，因此需要补充此类知识。补充的内容多用案例分析的形式，通过对人的使用行为和使用方式的学习，学生在进行设计的时候才能将所学来所用，关注产品和它的使用者之间的有机关系，从而可以有效满足使用者的需求，以达到设计的目的。

5.学习专题，布置具体设计，增强学生应用能力。课程的最后一个部分为专题设计。一般选择几个典型的设计来分析，比如手动工具的设计、比如手机的设计。在这个环节里需要将该类产品设计的人机学原则进一步分析理解消化。每一个实践的环节并非是一个独立的阶段，而是需要综合前面每一步的理论，同时强调人、物、环境的一致。

通过专题学习，布置一个相关的实践课题，并通过市场的调查，从产品设计、视觉传达设计等方面进行考量。这样既调动了学生的学习主动性，又增强了学生实际应用设计的能力。

三、教学方法和教学手段

1.借助现代多媒体教育技术。多媒体技术可以把抽象的理论转换为容易理解的图片、动画、声音、视频等形式，能够增加学生感性认识。同时，课程案例等要进行整理筛选，使其具备时效性和价值性。比如在课程中选择交互技术的应用演示，视线跟踪技术的运用等。这样的教学促进了学生的学习积极性，也能够加深对教学内容的理解。

2.加大案例教学法。基于专业实践性强的特点，在教学过程中，不简单分析原理、数据，而是引入实际的案例，在教学过程中，围绕案例进行人机工程学知识点的传授。加深学生对数据原理的理解，同时培养学生理论联系实际，分析问题、解决问题的能力。

3.分组探讨，加强互动。传统教学内容多而杂，学生不易产生整体认知。我们以提搞整体认知，实践能力为目的，多给学生布置问题，并允许讨论的环节。学生和学生之间、学生和老师之间通过不同的思维激荡，锻炼了学生分析问题的能力，加强了互动，增进了教学效果。

4.现场参观调查。为了让学生主动参与学习，在课程改革实践中，增加了组织学生完成调查的部分。比如组织学生去五金市场调查手工具，在调查过程中，学生能够和教师、用户、销售商面对面地进行交流，准确找到设计点，这种方式产生了良好的互动，做到了教学相长。

5.实践探索。枯燥的学习不能完全使学生理解掌握理论知识。通过布置具体设计项目，包括设计调查和设计方案展示。学生必须懂得调查方法才能够这对设计项目进行相关市场调查，同时在后期同教师、同学之间做探讨、评价，并用视觉形式展示出来。这样的过程真正将理论联系了实际，学生做的过程中不知不觉已经将单调枯燥的理论结合其中。

四、教学效果

通过几年来的教学实践，对课程结构的调整和教学方法的灵活应用，学生学习的兴趣明显的提高；同时，学生发现问题、分析问题、解决问题的能力亦在提高；设计水平大大提升。在近几年的国内国际设计大赛上，如长江杯国际工业设计大赛、海洋文化创意设计大赛等，学生获奖的比例逐渐增大。从最终的教学效果来看，这样的课程设计不但培养了学生人机工程观念意识，而且让他们在实践的过程中体会了理论指导实践的要点。注重把理论转换为实践的过程，这一点是尤其重要的。