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人体工程学主要是研究人、环境和机具之间关系的安全问题和工作性能。在人体工程学的研究中应该始终坚持以人为本的宗旨,将人放在主导地位,所有的机具和环境都是服务于人的。在室内设计的教学中,人体工程学的应用十分广泛。
关键词:
室内设计;教学;人体工程学
一、人体工程学及室内设计的综述
(一)人体工程学综述
随着社会经济的飞速增长,如何满足人们的需求变得尤为重要。人体工程学作为一门较为先进的学科,对人、物和环境之间的关系进行综合的考虑和评估,从而实现三者的有机结合,在工程学的发展中具有至关重要的意义。随着人们对设计要求日益提高,人体工程学在室内设计中始终将人作为研究的主要对象,不但要加强室内的视觉效果,还应注意对物理环境以及人们的心理环境进行研究和设计。
(二)室内设计综述
室内设计主要是根据建筑物的使用性能不同,按照相应的设计标准,考虑到建筑所处的环境和功能,利用建筑美学的有关原理和一些技术手段,设计出功能合理、优美舒适的生活环境,以此来满足人们日益增长的物质生活和精神生活需求。室内设计的空间环境不仅要满足建筑使用要求,还应该体现出建筑的使用价值,在此基础上尽量设计出具有一定的建筑风格、历史文化以及具有特色的环境氛围的室内设计方案。人体工程学在室内设计中的应用主要表现在精神功能以及室内设计的实用功能两个方面。人们的心理环境的变化会受到室内环境的影响,好的室内设计方案在一定程度上有利于提高人们的心理健康程度。另一方面,室内设计最根本的目的就是为了满足人们的使用要求,所以在设计时必须控制好建筑的实用性。
二、室内设计教学中人体工程学的运用
人体工程学在室内设计教学中的应用就是始终坚持以人为本的思想理念。
(一)室内设计教学中生理计测的运用
人体在活动的过程中,其生理变化的状况是不同的,采用生理计测的方式能够科学、客观的测量出人体在活动时的负荷情况及能量的消耗状况。通常的计测方式有能量代谢率法和肌电图法。因为人体在消耗能量的过程中会产生一定的耗氧量,活动时的耗氧量和平时的相比,强度状态会发生一定的变化,通过能量代谢率公式进行计算就能计算出人体在不同情况下的代谢率。肌电图法是利用活动过程中电流图和肌肉伸缩的情况来确定人体的负荷和活动强度的。在教学中,我们应该根据不同的生理计测的结果,使学生提高室内设计中对人体活动情况的注意力,尽可能保证设计的合理性。
(二)人体工程学的基础数据在室内设计教学中的运用
人体工程学中的基础数据有三个方面:人体尺度、人体构造、人体的动作域。这些方面在室内设计教学中都会被运用。其中,人体工程学研究的基本数据之一就是人体尺度,加强室内设计教学中对人体尺度的研究对保证设计方案的实用性具有深刻的意义。其次人体构造是和人的运动系统联系最紧密的部分,如人体的肌肉、关节和骨骼,分别通过神经系统的分配,使人体各部分顺利的完成运动。骨骼是人体的支柱,通过四肢骨、躯干骨以及颅骨这三个部分进行运动,再通过骨关节的连接加强活动,最后由神经系统向骨骼肌传递信号,形成肌肉的舒张或收缩,从而协调人体的工作。人体活动的区间以及生活的空间范围就是人体的动作域。人体的动作域的大小和人体的活动情况息息相关,所以,准确的动作域的分析对确定室内空间的尺寸十分重要。在室内设计的过程中,我们应该尽可能的采用多种计测方式测定出人体的动作域,为人体工程学的研究提供基础的数据。
(三)室内设计教学中心理计测的运用
心理计测的方式主要有尺度法和精神物理学法等。尺度法主要是在心理学中按照一定的顺序进行划分。精神物理学测量的方式就是采用物理的方式测量出最小的人体神经刺激量,以保证在设计中加以注意。在室内设计教学中,应该尽可能让学生进行实践、合作,组织相应的团队,将学生作为教学的中心,通过自评、组评、互评以及团体评的方式进行教学,最大限度的激发学生的潜力,提高学生的积极性,从而获得良好的教学效果。
三、结语
在室内设计的教学中,如何应用人体工程学的概念对提高室内设计的水平至关重要,因此,在教导学生的过程中,教师应尽量提高学生学习的主动性和创造性,充分利用人体工程学的相关理念教导学生进行室内设计。
作者:于丽伟 单位:青岛农业大学艺术学院
参考文献:
[1]曹会波.小议模型制作在室内设计教学中的作用[J].美与时代(中),2011,(06):52-53.
【关键词】高职 艺术设计 人体工程学 问题 改革
人体工程学这门课程是现在高职设计专业的一门基础课程,这门课程为以后家居设计与公共空间设计等方面的课程学习提供了基础理论依据,同时与实践联系较为紧密。通过学习人体工程学这门课程,在现实中不仅能够辅助学生在以后的设计过程中将许多抽象的设计变得较为合理化,更加能够将设计过程中的艺术性与科学性表现有效地结合在一起,为高职学生以后的学习和工作奠定良好的基础。
一、高职人体工程学课程教学存在的主要问题
(一)教学理念和手段陈旧,缺乏创新意识
人体工程学在高职艺术设计教学中有着十分重要的作用,现今许多高职学校都开设了这门课程。在各个艺术设计的领域中,主要包含室内设计、外部景观设计、展厅设计、家装设计和产品设计等方面,这方面的设计都体现了“以人为本”的思想。人体工程学主要研究特定工作环境中的生理学、解剖学与心理健康等因素,研究人员、环境和机器之间的相互关系,并研究在生活中、工作中和休假时,怎样合理统筹工作效率、健康、舒适和安全等方面的问题。所以,把这门课程当作一门理论课来进行教学是较为合理的。大部分高职院校把这门专业课程安排在大一第一学期教学,但是大一学生在初次接触这门基础课时,大多数都显得很茫然,不清楚学习这门专业课到底有哪些好处。另外,有些教师往往都是借助人体和家具尺寸进行举例,而学生只是进行生搬硬套或者用死记硬背的方法来学习。这样的教学手段不但无法获得良好的教育成效,还有可能引起学生对这门课程产生厌烦心理,对下一阶段的专题设计方面的课程学习造成十分不利的影响。
(二)教材资源更新慢,缺少优质的设计方案
人体工程学的教学资料较多,但是仔细阅读分析就可以发现内容大同小异,身体尺寸的数据也是基本相同,这种较为僵化的资料和较为乏味的图示,对于一些基础较差的高职学生来说难以接受。而且,教材中的数据很多不符实际,容易误导学生。社会在发展,时代在进步,现在很多优秀的设计在教材中却很少出现。学生也只是对教材中相关内容熟悉一点罢了,无法将理论与实践结合在一起。这就违背了高职教育在培养与实践方面的要求。
(三)教学与实践不相结合
现在高职院校应重点培养应用型人才,以适应现代社会的人才需求为标准,以培养高技术型的应用型人才为重点,合理规划学生的能力与素质培养方案。高职学生通过在校培养,打下扎实的理论知识基础,培养应有的技术能力。高职技术教育主要培养的是应用型高技术性人才,因此在教学规划中应尽可能增设实践教学环节,以提高学生的实践能力。在高职相关专业中,人体工程学是一门必修课,更是一门理论课,而学生几乎都是在校内完成学习过程的,很难将课堂上学到的知识应用到实践中,因此教学也就无法很好地达到教学目的。
二、人体工程学在实践方面的结合
(一)以培养应用型人才为重点进行教学观念转变
当今高职教学的重点是培养应用型人才,学校在制定教学大纲时应注重基础理论知识在实践中的运用,把更多的教学时间分配在实践上。教师在教学时因材施教,在教学内容上应深浅得当,重点突出实践性。
人体工程学这门课程在室内设计专业中占有十分重要的地位,无论是对接下来的课程学习还是具体工作,都有着十分重要的作用。一是后续的设计课程必须利用人体工程学为理论根本;二是能够指导实际工程设计方案的实施,重点体现在方案的合理性和人性化。因此,在课堂教学中,教师在讲解的时候应融入实际的工程知识,有针对性地把相关知识教给学生,这样既讲解了理论知识,又结合了实际,使学生对相关知识有了更深层次的了解。
(二)适应设计发展,更新教学资源
艺术设计是一门发展极其迅速并且紧跟时展步伐的行业。教师要将相关实际信息带到人体工程学的教学中。
第一,要尽量选择实践性较强的教材。同时,教师应根据专业实际,适当增减教学内容,把握好关键。在教学中,教师可以对学生的设计初稿进行指导,帮助其修改,使学生能够进一步了解人体工程学的意义。
第二,教师要为学生及时补充一些实践知识。艺术设计这门课程的知识更新速度较快,因此教师在课堂教学中要适当地为学生补充相关的社会实践知识,让学生到公共场所进行亲身体验来理解人体工程学方面的知识。此外,还应该经常带学生深入各种施工的现场进行实地调研,积极参与到设计实践当中,让学生时时关注设计界的各种动态、工艺,才能够更好地将人体工程学的相关理论知识在实践中运用。
三、结语
人体工程学课程这门基础课对接下来的课程学习影响较大,目前针对在人体工程学这门课程的教学方面也有着很多的改革方向。总而言之,人体工程学这门课程教学改革的主要目的,就是传授给学生更专业的知识,让学生能够设计出更好、更杰出的作品,从而在进入工作岗位以后能轻松自如地应对,这也是现在高职教育的重要目的。
【参考文献】
[1]张宏达.高职艺术设计教学中人体工程学课程改革模式研究[J].美术教育研究,2015(22):158-159.
2010年9月,在联合国国际自然医学养生工程研究会2010年年会上,大陆学者李建军先生荣获成就奖,其著作:《中轴――人体的平衡与奥妙》被确定为研究会专用书,其英文版正在出版之中。
李建军亦名李森,祖籍陕西省米脂县为关中名儒、国学大师赵润生之外孙。曾任联合国教科文组织特邀顾问(1998~2002),美国南加州大学人体工程学学科主任、上海复旦大学客座教授,现任北京师范大学文化创意产业研究院研究员,人体工程学创始人。曾获联合国金棕榈世界和平奖。
李建军1984年在北京为中央首长诊断病情,并参加专家医疗组。1985年参加中国人民武装警察部队,参与国防科工委卫星工程。1986年进入国务院直接对中央高级领导健康负责。1988年在深圳大学创办人体工程学系,以天、地、人环境为理论本源,确立了三理(生理、命理、地理)理论体系,成为人体工程学开派学者。他是携国学走出国门,并吸收西方文化、丰富和发展国学的第一人。李建军不拘泥于地域、党派、宗教束缚,融古今中外文化精髓于一身,成就了一门与时俱进、无限包容和实用主义的大国学,赋予了国学现实价值及实用意义,探索出一条有效弘扬国学的途径。他所创立的人体工程学以及丰富的学术成果引起了西方主流社会和学术界的广泛关注,很多国家政府机构和学术机构纷纷聘其开设人体工程学课程,并讲授东方哲学,多个国家出版社纷纷约稿,翻译出版他的著作。他融中国传统文化和现代科学成果写成《和谐家庭人生指导丛书》,以权威性、系统性、广泛性、实效性填补了国内外学术研究、生活实践空白,旅美期间,李建军从中国传统文化的角度,特别是从堪舆文化和他独创的人体工程学理论出发,考察和研究了美国的兴起、发展与发达过程,完成了《城市美国》系列图书,揭示了美国人借用中国传统文化精髓造就世界最强大国家的秘密。
人生最大的财富和资本是健康
《中轴――平衡与奥妙》是李建军集30年研究人体工程学和十几年游学海外探索成果之大成,包括了古今医学重大发现、人体健康的总枢纽、人体健与美的根本、幸福一生的顶梁柱等几大部分,具有很强的学术价值和实用价值。
人类为防治疾病、保障健康的实践已有几千年历史了,并在长期实践中积累了丰富的经验,系统融合成医学。但是,即使是在科学高度发达的今天,健康依旧是人类最大的困惑――艾滋病、心脑血管病等人类健康的杀手仍未得到解决,而随着生存环境越来越恶化,新的疾病也层出不穷。
古代主要是神明模式和自然哲学模式,而现代医学起源于生物医学模式。随着人类社会发展和疾病谱的变化,人们逐渐认识到原有医学模式的不足,又提出了生物一心理一社会医学模式,为现代医学开拓了广阔的空间,赋予了更丰富的内涵,拓展了医学的境界。但是,这种模式仍未解决医与药的诸多问题。医学需要突破,需要一种思维模式和研究方法的突破。但这个突破口在哪里?
特别是该如何对待中医和西医的问题。自清末的一百多年来,关于中医的争论几乎没有停止过。李建军从自然科学角度分析,人体有许多未知的领域,医学只有着力于对人体的认识和开发,才能走出困惑,走向坦途。正是从这一高度和角度――中西医都关注的人体出发,他找到了两种文化的对接。
人类健康美丽依赖于两个中轴和谐运转
李建军从人体工程学三理出发,对传统医学和现代医学进行了反思,并以人体与天地自然的互动关系为重点,展开了对人体的科学研究。在人体工程学视野下,李建军第一次提出了人体中轴的概念,认为中轴是人体健康的总枢纽,它控制着人体的动态平衡,协调着人与自然、人体自身的关系。不管人体结构和运行多么复杂,人体所有活动都依靠两大中轴――身体中轴和生命中轴支持。它们就像椭圆的两个焦点,一阳一阴、一实一虚,阴阳互补、虚实相济,控制着人体的动态平衡。只要实现了两个中轴的和谐运转,就会得到人类渴求的健康美丽。
李建军对人体中轴的认识,源于中国传统“天人合一”的理念,基于对天地人形成、传统医学和现代自然科学。人体中轴理论既概括表述了东方经络学说明确简约的实用理论体系,又结合了西方解剖生理医学的特征层面,对于传统医学和现代医学都是一次革命――它揭示了生命运动的本质特点,颠覆了传统医学和现代西医的理念、方法、手段,提示了现代医学的发展方向。他认为,传统医学虽然重视了天地人的关系,通过整体治疗,把病灶以及产生病灶的原因去除,但没有找到解决问题的根本所在,是重视了整体忽视了关键。现代西医只看到人体局部病变,而没有注重对天地人宇宙整体规律的把握,结果表现出诸多弊端和死角,是重视了局部而忽视了整体。中轴理论既弥补了中医的失落,又完善了西医的不足,找到了问题的关键。在这个模式之下,人体的神经、循环。呼吸、消化、内分泌、生殖、泌尿、运动等系统的生理功能均得以调整、恢复和提高。不仅如此,在实践的基础上,他还推出了系统的养生保健和美容美体措施,使人们能有针对性地去维护好自己的中轴,实现健康美丽的人生。许多自古难以解决的医学问题,中轴理论都给予了合理的解释;许多自古以来难以治愈的病症,人体工程学疗法都给予了有效的治疗。
开辟未来世界医学发展力作
关键词: 人机工程学;夹具设计;人机环境;以人为本
0 引言
随着现代化工业的发展,人机工程学的应用越来越受到人们的重视。人机工程学是研究人、机及环境相互作用的学科[1],研究人和机器以及环境的相互作用,研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑工作效率、人体健康、安全和舒适等问题,是把人-机-环境系统工程运用系统科学思想和系统工程方法,正确处理人、机、环境三大要素的关系,探讨人机环境系统最优组合的一门科学,如何实现人-机-环境系统的最优组合是我们研究的核心问题。已有研究表明,在设计、生产中应用人机工程学是必要和有效的[2]。本文利用人机工程学的原理对机床夹具设计过程中的有关工作效率、人的健康、安全和人机环境匹配等几方面进行探讨。
1 基于人机工程学的设计内容
将人机工程学应用于机床夹具设计过程应当包含两个方面:1)应用是全过程的;2)应用是全方位的。全过程、全方位地应用人机工程学进行夹具设计,不仅体现其功能的科学性、使用的合理性,还要考虑到舒适、安全、省力和高效等功能[3]。人机工程学在夹具设计中的应用要体现在夹具设计的每个阶段,具体内容如下:
按照这个要求,机床夹具设计从工作效率、人体健康、安全和人机匹配几个方面来进行。
1.1 工作效率
机床夹具设计的总体目标就是“优质、高效、低成本”,在保证质量的前提下,高效率是我们追求的一直追求的重要方面,所谓“高效”是指夹具的工作效率最高,使用价值最大,这是对夹具设计提出的最根本要求之一。在夹具设计中,除了按照生产纲领合理配置夹具的定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、分度装置等夹具各个组成部分的自动化程度,提高生产效率外,装、夹动作应准确、迅速、操作方便,安全省力[5];各个部分的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应放在操作者的最大工作范围之内,并且要尽可能靠近操作者,但应避免放在操作者的正前方且按动作顺序进行排列与布置;应使操作者手移动的距离和移动次数越少越好;夹具上的各种操作机构的位置应尽量使操作者在使用时不改变或极少改变身置;尽可能采用联动夹紧机构。从而缩短辅助时间,提高人的工作效率。
1.2 人体健康、安全
所谓“安全”是指在系统中不出现人体的生理危害或伤害。在夹具设计中,要坚持“以人为本”的基本指导思想,夹具设计应安全可靠,确保操作者的人身安全。对于存在离心力的夹具,需采取的平衡措施,方法有两种,一是在较轻的一侧加平衡块,平衡块的位置最好可以调节。二是在较重的一侧加减重孔[5]。设计夹紧装置时,为防止工件在加工过程中因振动而松动,夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能;夹紧装置的自锁装置性能应可靠,以防止产生松动,致使工件有飞出的危险;对于存在冲击载荷的夹具设计时,夹紧力大小要求保证工件夹紧可靠,施力方向和作用点要恰当,必要时可采用辅助支承和浮动夹紧装置,以提高夹紧刚度,因此夹具各元件要具有足够的强度和刚度。在设计和布置定位元件时,应尽量使主要支承面大些,定位元件的支承之间要尽量远些;还要注意防止夹具上的元件与机床的回转件相碰,引发安全事故。夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具体(或机床)轮廓之外的元件,必要时应加防护罩。
安全防护装置的设计可以分为两个部分:为保证安全设置在机床上的防护装置设计和个人防护用品设计。防护装置设计的结构和布局应设计合理,防止人体各部位均不能直接进入危险区,主要包括防止人的误操作而引发的事故,要有防误撞装置,比如可以增大操作阻力或按钮保护盖板;防止操作者误入危险区而设置的安全防护装置,比如设置防护网或防护挡板;为防止切屑、切削液飞溅而危害操作者的健康和安全,可设置防护罩或防护挡板。安全防护装置与夹具的配套设计,防护装置设计要保证操作者容易对加工区进行观察。最好有通过对系统进行自动监测与诊断的方式去避免或排除故障、避免事故发生的装置。个人防护用品设计应符合人体工程学,包括防尘、防潮、隔声用品的设计,为操作者提供良好的工作条件,减少不必要的危害。
1.3 人机环境之间的最佳匹配
人-机-环境系统强调“机宜人”、“人宜机”,将人、机、环境这三个要素看成一个相互作用、相互依赖的系统,并用系统工程的方法使系统处于最佳的工作状态。要使人、机、环境三大要素相互之间达到最佳匹配,就要使人-机关系、人-环关系、人-机-环境关系的总体设计要合理。夹具的设计要符合人的生理、心理特点;工作环境要符合人的特性。
在机的总体布局时,夹具的高度应使操作者可以变换操作姿势,可以坐、站交替,具有舒适感;夹具的操作手柄、杠杆、开关、显示装置或其它辅助工具应与人体尺寸相适应(人体平均身高大约1700mm),绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作,这一事实在人机系统设计时应该予以考虑。夹具设计要能够降低工人的劳动强度和对工人的技术水平要求,双手和身体的动作应该尽量以减少不必要的体力消耗为准则,过度消耗体力容易引发安全事故;夹具的结构工艺性要好,便于制造、装配、调整、检测和维修。维护作业应满足人的要求,维护时间要短、维护费用低,满足与维护有关的可靠性与安全性的要求;夹具的检查点、点以及液压气压系统的维护点都要布局在便于接近的位置;显示器应尽可能安排在视野中心范围之内,使人的视觉效果最优,避免产生视觉疲劳。
夹具使用过程中的噪声、粉尘、切削液对人体、环境的污染也是不容忽视的,切削过程中的噪声、粉尘、切削液往往会对操作者造成身体伤害、会对环境造成污染,在夹具设计时,就要考虑对噪声、粉尘、切削液等污染物进行防治。
2 结束语
随着我国社会和科技的发展,人们对工作条件、生活品质的要求会越来越高,对产品的人机工程特性也越来越重视。提高采用人机工程学原理设计的机床夹具,使人机环境的关系更加协调,对提高企业生产率、降低综合成本,对构建和谐社会具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]丁玉兰,人机工程学[m].北京理工大学出版社,2005.
[2]abrahamson l.production economics analysis of investment initiated to improve working environment[j].appl.ergon.2000,31(1):1-7.
[3]吴强等,基于人机工程学的设计实践[j].机械设计与制造,2007(6):45-47.
关键词:人机工程学 工程机械座椅 设计 座椅
人机工程学是一门新兴的科学,它的发展起源要追朔到上个世纪五十年代,它跨越了不同的科学领域,结合了多种科学原理、数据和方法,它所研究的重点对象为怎样将工程机械的设计布置和人身尺寸、生理及心理特点有机结合的相关问题。人机工程学的最大特点为,将人看做组成系统的一个元件,以人为主体,通过对人体进行详细分析,将人与机械进行优化协调,从而使整个工作系统得到完善。人机工程学的研究成果对工程机械驾驶员座椅的设计和布置有着重要意义。通过人机工程学的理念设计出的驾驶员座椅,充分根据人身尺寸、生理及心理特点,对人的使用及操作有一定的适用性,带给人一种舒适、安全的驾驶环境,让驾驶员与设备发挥有效的作用,使人机工程学的机械效率达到最高,这是现代人机工程学应主要研究的课题。
一、人机工程学对工程机械驾驶室的设计与布置
(一)对驾驶室的座椅位置进行确定。在人机工程中,驾驶员在工作中采用的坐姿,人和机械的重要接口就是座椅。因此,座椅的布置和设计对驾驶员座椅的舒适程度和驾驶室内相关的布置有直接影响。对座椅进行合理的布置,优化人和座椅之间的联系,为驾驶员提供一种舒适、安全的工作环境有着深远影响。
在对驾驶室座椅的位置进行确定时,第一个要确定的是,驾驶座椅上人身躯干与大腿之间的连接点,它是驾驶室座椅的尺寸和舒适程度的基准点。驾驶员通过自身条件将驾驶座椅调节到舒适的入座位置后,通过对座椅的前后调节,驾驶员自身坐姿角度的调整,使驾驶员在驾驶过程中不易产生疲劳,并且在操作过程中有利于满足操作的轻便型、视野的开阔性。
(二)驾驶员座椅和其他功能部件控制元件设计关系。工程机械中用于操作的机械功能部件控制系统比较多,首先座椅的位置与脚部操作部件的关系,要易于脚操作,而且长期工作状态下脚部又不易疲劳。汽车座椅位置和方向盘间的设计,要求两者之间的距离合适而且座椅对人体的肩部有支持,降低人体疲劳。座椅和工程机械操作杆之间的设计,手柄的操作杆一般在座椅两侧的控制箱上,座椅的设计要充分支撑手臂位置减少疲劳。
驾驶员的各项功能部件控制元件与座椅之间主要要考虑人体操作是的方便和避免人体的疲劳。按照人机工程学原理指导,充分考虑人体各方面的操作习惯和操作距离,对于容易疲劳的位置要对人体有支撑,避免疲劳。
二、人机工程学对工程机械驾驶员座椅的设计指导
在对驾驶员的座椅进行设计时,首先应该考虑驾驶员的人体心理及生理特点和人体压力合理性的分布,在选择参数的过程中,需要对驾驶室内驾驶座椅的舒适性和操作灵活性之间的矛盾进行调节,以及舒适性和视觉效果之间的不协调等。
(一)驾驶座椅乘坐的姿势。驾驶座椅的舒适程度的人体乘坐的姿势、生理特点有着紧密联系。人身的脊柱是支撑人体重量的关键,它的承受重量由上到下越来越大,腰曲变形变形最为严重。人体除了在站立时腰曲接近人体的生理弧形而产生的变形较小外,坐姿的不正确容易应发腰痛、腰酸等难受的感觉。因此,在对座椅进行设计时,应强迫驾驶员使用正确的坐姿。也就是:将臀部向前移与靠背分离开,让肩部往后倾斜,使两条腿之间的夹角保持在115?.并且让小腿向前伸,将大腿和小腿之间的夹角保持在110?至115?之间。然而,对于工程机械的驾驶员来说,为了能有良好的视觉效果和灵活轻便的操作性,可以适当减小大腿与小腿之间的夹角,这样才会使驾驶员的上身接近直立位置,让胸部保持挺起的状态,而肩保持微垂的合理姿势。有的时候为了保证操作的灵活性和视野的开阔性,就要适当牺牲驾驶座椅的舒适性。
(二)人体压力的分布。作用在驾驶座上的人体重量,要充分考虑到臀部的不同部位在感受到不适之前所能承受的压力,以及在靠背上的压力作用,做到分布合理,而不是平均区分。因此,从肩部和腰椎两方面来看,应该使压力由内向外逐渐降低。所以,在驾驶座椅的压力分布上应该是坐骨部分的压力最高,其次是长坐骨周围向臀部的部分逐渐降低,直到与坐垫前沿的大腿接触点趋于最低值;在驾驶座椅的靠背上体的压力分布,应为肩部和脊椎两部分的压力最大,即通过肩胛骨与腰椎之间的相互支撑,来保证腰曲弧形的正常和保护脊椎不易受伤。
(三)驾驶座椅的舒适度的标准。首先,驾驶室内的座椅尺寸要与人体的测量尺寸相一致;其次,工程机械的内部座椅应该根据人的坐姿不同,设计成可以自由调节的合理方案,方便驾驶员根据不同的条件需求,来满足不同坐姿要求的舒适度;最后,在设计工程机械的驾驶座椅时,应该保证驾驶员随时保持舒适的坐姿能力,靠背的设计需求应根据腰部的支撑力,合理的设计结构尺寸,方便驾驶员在乘坐时腰椎可以正常弯曲。
(四)工程机械座椅振动舒适性的设计。由于工程机械工作的环境比较恶劣,驾驶员在工程车作业是需要承受低频(2-8Hz)、高强度的机械振动。根据人机工程学得原理,人体头部的共振频率为2-30Hz,心脏约5Hz,眼睛为18-50Hz,臀与足为4-8Hz,肩部约2-6Hz,躯干约6Hz,人体总体的频率为7.5Hz左右,一般来说对应人体的敏感共振频率为4-8Hz,所以一般工程机械座椅的共振频率应保持在3.5Hz以内。
要保证共振频率在3.5Hz以内,我们在座椅的下部增加减振系统用于减低座椅的共振传递率。对于减振系统中的设计,首先在选择减振弹簧时(减振弹簧)要选择合适的弹簧,减低减振系统的共振传递率。其次要选择合适的阻尼缸。在确定整椅的配置后再通过实验确定共振频率。
(五)工程机械座椅设计的重点。通过人机工程学对工程机械座椅进行合理的设计,它的可行性可以分为四个阶段;概念化阶段、具体化阶段、周祥化阶段、检验校对阶段。概念化设计阶段是工程机械总体设计的理念和宗旨,是保证设计顺利进行的首要条件。具体化的设计阶段,将解决座椅的结构、外形、美观、材料等问题,并设定出基本的形状。周详化的设计阶段的重点是将整体的外观和核心架构进行设计。检验校对的设计阶段,是将产品的外观和座椅的造型及稳定性进行校对、检验,保证产品的质量和舒适度。以上就是工程机械座椅的设计重点。
总结:
总之,人机工程学的设计研发过程,对工程机械的驾驶员座椅的布置和设计有着深远影响,为工程机械驾驶室的舒适度和可操作性提供了保障,因此加强人机工程学的研究与开发,最大限度的满足人体的舒适程度,高度运用人机工程学的知识指导工程机械驾驶员座椅的设计,是非常有必要的,这也是未来发展的趋势。
参考文献:
[1] 李丹.韦小娟.工程机械设计中人机工程学的应用[J].煤炭科技,2008(02).
[2] 崔小松.曾志新.李勇.人机工程学在工程机械中的应用[J].建筑机械,2004(12).
[3] 胡萍.人机工程学在工程机械设计中的综合应用[J].机械制造,2009,47(01).
[4] 张宝.基于人机工程学的重载卡车驾驶室内部布置[J].一重技术,2011(05).
关键词:人机工程学;动漫衍生产品;应用
1引言
动漫衍生产品是指动漫衍生品设计师将动漫(Anima-tion&Comic)中的人物形象进行设计,制造出一系列的产品和服务并进行销售,目前市场上的动漫衍生产品涉及多个行业,形式多种多样,如服装、玩具、游戏、食品、游乐园等等.动漫越来越受到社会各个年龄层人们的喜爱,因此动漫衍生产品也呈现出巨大的商机,很多的网络运营商、汽车商都在哪动漫人物进行宣传[1].专家预测,动漫衍生产品市场巨大,年产值会在几年内达到千亿元以上.人机工程学是对人体机能特征和结构特征进行研究的研究方法,通过了解人体的体重、尺寸、表面积、重心等各项结构特征参数,分析人体感觉器官的机能特征,进而了解人在体力和脑力劳动过程中的心理变化.随着社会的发展和科学技术的进步,人们更加注重产品更新的速度以及商品的舒适性、安全性、方便性、可靠性等方面的内容,也就是要求更加人性化的产品设计[2].人性化产品就是以“人”为中心考虑设计的产品,包含人机工程的产品,即将人机工程与产品的功能和造型设计结合起来,使产品符合保护人体肌能和健康的特性,同时使产品是生产效率大大提高.目前,人体工程学在工业产品和人们生活产品设计方法都有广泛的应用,大到交通工具、建筑设施、城市规划,小到服装、家具、水杯等各类产品.动漫衍生产品是将动漫形象设计制造成人们需要各类产品,是艺术性的范畴;人体工程学使用科学的方法,使产品符合人体生理和心理方面的需要,属于科学研究的范畴.将人机工程学应用在动漫衍生产品设计中是科学与艺术的结合与统一,用科学的方法设计出更多符合人体需要及美学的动漫衍生产品,对于动漫产业链的发展和创新具有重大意义[3].
2人机工程学是动漫衍生产艺术性与科学性统一
随着社会的发展,科技和文化都发生的翻天覆地的变化,21世纪的今天动漫衍生产品设计的趋势也日新月异.动漫衍生产品的消费对象越来越宽,人们更加注重差异化的产品设计,追求产品设计的个性化和多元性.如何运用高科技手段设计出符合消费者情感需求的产品越来越成为动漫衍生产品设计者的思考的重点[4].人体工程学在动漫产品设计中的应用满足了人们对产品设计的感性需求和精神追求.社会经济快速发展,随着体验经济时代的到来,动漫衍生产品产业链的形成成为人体洞察学研究的新课题.体验经济时代,人们对动漫衍生产品的要求不仅仅停留在功能问题层面,而是要求产品满足生活需求和更高的心理体验.动漫衍生产品的设计要加入更多的人文关怀,考虑到人们的精神需求、心理需求,通过更好的生活体验,满足使用者的生理需求和精神需求.动漫衍生产品的设计是艺术性和科学性的统一,主要研究“人———产品——社会——环境”的问题,不仅是艺术层面的问题,还结合了工程技术和经济等学科.动漫衍生产品是通过设计的方式,使用一定的科学技术,创造审美与使用相结合的产品,满足人们物质和精神的需求.本质上来说,动漫衍生产品设计是艺术创作与科学技术统合的产物.人机工程学科学与技术综合的一门技术科学,包含技术科学和人体科学以及环境科学.它最大的特点是通过科学正确地认识人体生理结构特征和心理特征,解决人与物之间的关系,重视科学与技术的共同发展,将理论与实践相结合,合理地连接了“人”和“物”.人机工程学在动漫衍生产品设计中的应用,通过整合各方面的自由,以“人”为设计中心,体现了产品的人性化设计,给人以美好的产品体验,提高人们的生活品质.动漫衍生产品设计中人体工程学的应用,体现了科学与艺术的结合,使设计更人性化、科学化.人机工程学在动漫衍生产品设计中的应用为动漫衍生产品的设计,提供了相应的物化的科学依据[5].
3动漫衍生产品产业链的形成
动漫产业链,是通过电视电影进行传播,以动画、漫画为表现形式,通过一定的创意,带动与之相关的一系列产品“开发-生产-出版-演出-播出-销售”的营销过程.动漫产业链的核心是“创意”.目前,动漫在我国具有广阔的前景,全国各地都在打造自己的“动漫形象”,动漫衍生产品产业链的发展更是如火如荼.首都北京已经开始着力打造拥有自己特色的动漫产业中心,上海、广州等城市已初步形成以网络游戏、手机游戏、动画相关的产业链.我国动画走过了90多年的发展历程,具有代表性的的动画作品有《葫芦娃》、《小蝌蚪找妈妈》、《大闹天空》、《熊出没》等.在动漫市场快速发展的同时,动漫衍生产品的市场前景越来越广阔,在内容和质量上、广度和深度上都达到了高峰,不再是“COSPLAY和周边产品”的简单结合[6].目前,我国动漫衍生产品产业链仍然比较落后,抛开历史的原因,主要有两点:(1)人才缺乏;(2)产业链不完整.我国动漫要想在走向世界需要在这两个方面上有突破,我国的动漫产业链才有里黎明的曙光.我国动漫衍生产业链的发展面临着机遇与困境并存[7].
3.1我国发展困境
我国动漫产业链的形成与发展存在的困境主要在研发与产品两方面.在研发方面:(1)动画作品和动漫衍生产品研发缺乏原创性,主要采用抄袭或沿袭的套路;(2)缺乏技术含量,直接应用动漫形象,缺乏个性化和人性化的创新;(3)运营模式过于传统,注重价值链的量化积累;(4)线性价值链的主要收益来源于市场占有率.因此,我国动漫产业链的终端市场偏重于国外引进知名动漫形象应用套路.在产品方面:(1)产品的品类繁杂,不成体系,普遍质量不高;(2)产品偏重于动漫形象的实体化,缺乏功能特色;(3)设计人员缺乏对品牌战略的整体把握,盲目追求市场占有率,无法把产品与市场对接[8];(4)传统上动漫产业的知识体系,缺乏技术层面的创新和支撑.因此,国内的动漫衍生产品生产商多为加工型企业,缺乏对自主知识产权应用.
3.2我国发展机遇
人机工程学和移动互联网技术的进步给动漫产业链的发展带来了新的体验和机遇,为动漫产业的整体发展拓展了新的空间,也对于动漫衍生产品的设计提出了新的要求:(1)要求动漫形象和个性更加立体丰满;(2)要求动漫制作的技术和品质更加成熟和完善;(3)要求动漫衍生产品更加人性化和多元化;(4)动漫产业链延伸到领域.从传统模式的动漫形象授权和开发动漫衍生产品营销模式,再到与其它产业融合的更为广泛的营销模式,让动漫衍生产品产业链的发展得到进一步的积累和拓展,并一步步将动漫价值的重心由产品延伸到服务.进一步发挥动画作品与动漫衍生产品的优势,加强动漫衍生产业核心价值的转化能力,在动漫衍生产品设计中应用人机工程学,进一步打造人性化和个性化的动漫产业链.在动漫产业延伸的机遇与挑战下,进一步加强专业优势,打造优质品牌,在市场需求的推动下增加动漫产业的行业渗透力,推动动漫衍生产品产业链的形成与进一步发展[9].
3.3应对策略
通过分析我国动漫产业发展面临的困境和存在的机遇,明确了动漫企业在制作动画作品和动漫形象及开发动漫衍生产品的同时,要更加注重消费者的需求,把握市场的动态.动漫企业要突破传统的套路和形式,发挥企业的价值优势,延伸动漫衍生产品产业链的宽度和长度.在管理层面上,明确企业自身的核心竞争力,确定企业组织架构的侧重性;注重人力资源的合理化配置.在品牌层面上,以动漫形象为基础发展动漫品牌,进行动漫衍生产品的设计和制造,挖掘动漫品牌概念和品牌体系.将人机工程学原理与动漫衍生产品设计想结合,突破传统动漫产业的局限性,进一步整合产业内部资源,在市场需求的带动下向动漫产业的终端产品渗透,增加动漫产业学术科研的实用性和创新性[10].
4结束语
为了使动漫衍生产品更好地满足人们生理和心理的多种需求,人机工程学为动漫衍生产品的设计提供了很好的技术支持,它是动漫衍生产品艺术创作与科学制造的重要途径,解决了重点解决动漫衍生产艺术性与科学性统一的问题.将人机工程学原理与动漫衍生产品设计相结合,解决动画作品与动漫衍生产品产业链形成的问题.人机工程学增加了动漫衍生产品研究的实用性,是动漫衍生产品设计创新性研究,使动漫衍生产品更符合人们对人性化产品的要求.
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关键词:人性化;景观设计;人体工程学
中图分类号:TU986文献标识码: A
人性化是一种“以人为本”的设计理念,体现具有生命力的,有生机和温暖的,反应人文特质的。是通过人们的使用和感受,通过表现手段达到艺术的目的,在人们使用和活动中给人们特定的感受和氛围。人性化对于景观设计而言,它能呼应当代人的人性意义,对于人与自然的和谐共处,又起到了更多支持的作用。对于当今社会的发展而言,人性化的景观设计更是以多样化和发展化相结合,着重体现了景观的形式和内涵。因此,人性化的景观设计是人们追求一种有序、清洁、高质量的生活、舒适的空间的必然结果,也是人类社会发展的必然趋势。
一.人性化设计的特点
人性化设计是现代景观设计的新增点,是景观的场所空间能够反映人的需求。人性化设计是在人体工程学中总结发展而来的,依据人体的尺度,心理空间,活动领域及人与人交往空间的相关测试数据,确定了景观范围。其主要以人为主体,通过某种手段和方法,研究人体的结构功能以及心理等方面和外界的某种物体保持协调关系,以适合人的身心活动要求。人类是社会的主体,任何设计都应重视“以人为本”。在今后的社会里,人性化设计将在各个领域成为一种时尚,一种人文精神的体现。因此,人性化设计将要体现出一种对人性的关爱、营造一种舒心气氛、创造一种生活情趣。
人性化设计的特点,主要是通过对物体的某种设计形式和功能等方面体现,给人一种设计物被赋予了的情感和风格,甚至拥有生命的感觉。
一般而言,人性化设计的表现有以下几种:
1.打破原有的设计理念,将设计的某种形式要素发生改变,以此为根据,使得人们对于自身的某些情感和心理感受方面受到相应的改变,从而赢得人们对于这种设计形式的青睐与认同。
2.一个物体,从设计的角度而言,它的功能是不可小觑的,因此,可以开发和挖掘设计物的一些功能,用设计的方法赋予其一些生命的意义,使人从中能渗透出人类生命中某种生活的真谛,以其给人们带来一种感受和体会,让人有所回味。
3.设计的形式多种多样,针对设计中的语言来说,它更多的是追求精简的形式,在做到言简意赅的同时,再借助于语言词汇的巧妙运用,比如给设计物品拟一个恰到好处的名字,这样,不仅可以吸引人们的眼球,还能给人们提供一个良好的遐想与思考的空间。
4.人性化设计要考虑人的生活尺度和心理体验,使人在设计的环境里感到安全舒适,体验到特定环境氛围。
二.景观设计中人性关怀的体现
景观设计是指在某一区域内创造一个具有形态、形式因素构成的较为独立的,具有一定社会文化内涵及审美价值的景物。景观设计服务于园林景观设计、小区景观设计、城市规划与设计以及办公室景观设计等。景观设计具有两种属性,一种是自然属性,景观设计必须作为一个有光、形、色、体的可感因素,一定的空间形态,较为独立的并易从区域形态背景中分离出来的客体。另一种是社会属性,景观设计必须具有一定的社会文化内涵,有观赏功能,改善环境及使用功能。
景观设计是为了给人们创造休闲、活动的空间,创造舒适、宜人的环境。人在景观中起到主导地位,当人作为主体时,是景观的创造者和建设者,而当人作为客体时,则是景观的使用者,评价者和体验者。
现如今,景观设计一方面主要是从人类的生理感受要求出发,根据自然界生物学原理,利用阳光、气候、动物、植物、土壤、 水体等自然和人工材料,研究如何保护或创造令人舒适的良好的物质环境。另一方面,主要是从人类的心理精神感受需求出发,根据人类在环境中的行为心理乃至精神生活的规律,利用心理、文化的引导,研究如何创造使人赏心悦日、浮想联翩、积极上进的精神环境。
景观设计的人性关怀可体现在以下几个方面:
1.为人们的生理需求提供便利。景观作为现代人们生活起居当中一个至关重要的场所,它满足了不同人的生理活动需求,也是人们放松心情和正常社交的主要场所之一。因此,从功能方面来说,它应该为人们的生活提供多样的场所,以满足不同人的需求。如公厕的安建、运动设施的安放、长椅的摆放、针对残疾人要设有残疾人通道等。
2.为人们的心灵得以解放提供空间。景观为人们提供了多种体验场所,满足了人们的多种需求,同时,也影响了景观中人的心理和行为。
3.为人们的生活提供安全实用的保障。人们在进行社交或是活动时,首先就是考虑到安全的保障,所以,在景观设计中应避免对人造成威胁与伤害,保持自身安全。如警示性标语的张贴、栅栏安放等。
4.为人们对人文历史的了解提供需要。不同地方的地域特色以及文化背景都不相同,因此出于对人或历史的尊重,应在了解了不同文化背景下人文关怀的内容与形式的不同之后,并在认知和指导下进行合理有序的规划与景观设计。如纪念碑、名人雕像的安放等。
三.人性化设计在景观设计中的主要运用
人性化设计是根据人体工程学发展而来的,因此,是最大程度的满足人们的需要,为人们提供最舒适的功能设计。景观是为人而提供服务的,是人们交流和活动的场所,它为人们提供了一个聚各种物理因素于一身的美丽环境,它还能够使人们得以放松心态、交往、休息、娱乐,同时还具有让人从中获得满足的功能。因此,人性化设计在景观设计中的运用应从景观的自然属性和景观的社会属性两个方面进行主要分析探讨,具体可以表现在以下几个方面:
1.满足人的身心要求,拉近人与人的距离
人性化设计的景观给人们的生活带来了方便, 同时,让使用者与景观之间的关系更加融洽。 它富有人情味,能让人感受到舒适,为人们的情感和行为方式来提供服务。因此,在景观设计的尺度上更能满足人的行为习惯,从调节尺度的差异上,来实现人与环境的尺度交流和亲和。所以,运用人体工程学的相关方式来确定范围,以满足人的身心活动要求。
(1)确定人际活动空间
根据人体工程学的有关计测数据,分别从人的各活动领域以及人际交往的空间等,确定空间范围。人的活动空间范围确定了,在进行景观设计时,可以在适当的区域安置物质设施,铺设道路等。
(2)景观小品的形体,尺度及其使用范围的确定
根据人体工程学确定景观小品的设施形体,尺度及使用范围,在景观设计时可根据人的感受,针对景观小品的美观性,实用性等来进行设计。
(3)提供适应人体的物理环境
景观设计时,根据人体工程学提供的一些物理环境参数,进行设计时才能有正确的方案。
(4)视觉要素和对视觉环境的设计
人眼的视力,视野、光觉、色觉是视觉的要素,通过人体工程学计测得到的数据,对光照设计、色彩设计、视觉最佳区域等提供科学的依据。
2.给予人足够的活动空间,提供有趣并实用的功能场地
现代的社会,由于各种生活的压力或生活的方式不同,人与人彼此之间的距离在加大。不同的
人在经历了繁忙的工作或学习后,景观会为他们提供一个良好的休息和放松的平台,因此,在设计
时要考虑到不同文化的层次和不同年龄人活动的特点来进行明确的功能空间区分,以满足不同人群的需要。这就要求将生态、景观、休闲游览和人融为一体,景观要为人创造自然的条件和气氛。
(1)景观的良好空间范围和形式
在景观设计上应该注意空间范围与形式造型的设计,目的是能让人对此产生亲切感。比如步行小道、景观小品等易采用自然的曲线。人的活动范围是不定的,因此,活动场地应当使用适宜的范围,同时,还要注重细节方面的设计,如功能场地的指标、道路的细节、安全标示等。
(2)景观的情趣与实用功能
景观在为人们提供服务的同时,还给人们一种美的享受。良好的景观具有丰富的情绪性和注重人与景以及人文历史的相互交融,同时,还具有较强的实用功能。深圳的世界之窗是一个很有名、很值得观赏的主题景观,它里面几乎是世界有名建筑的一个缩影,人置于其中就像周游了世界一样,可以欣赏各国建筑。路边良好的植物景观小品、铺装、坐凳所处的特定空间,再通过色彩、质感等方面的对比,起到点景的作用。因此,在进行人性化景观设计时,应合理的利用物质设施和色彩来进行装饰,如座椅、简易运动健身器材的安放和色彩设计,景观小品的设置等。这些都是通过人工与自然的巧妙组合,把观赏者引入一种情景交融的境界,之后或可在要紧处以细部刻画等手段,不失时机地点破机锋,引起人们对景观更强烈的共鸣,给景观增添了不少的趣味和实用性。
四.结语
景观是人们生活的主要活动空间之一,它满足了人们的精神活动需求。人性化的景观设计体现了“以人为本”的设计理念,它呼应了当代人的人性意义,体现了人与自然的和谐共处。对于当今社会的发展而言,人性化的景观设计本着多样化和发展化相结合,着重体现了景观的形式和内涵,它是当代造园活动发展的必然结果,也是人类社会发展的产物。
人性化设计对于未来的景观设计应起到主导性的作用,人们的工作生活环境日渐人性化,更是当代景观设计的发展研究方向。因此,在当今社会,景观设计的研究应能打破以往只注重形式和措施的发展模式,更多的是促进人性化的发展。
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关键词:生物医学工程专业;理工院校;解剖生理学
作者简介:李小慧(1980-),女,黑龙江铁力人,南京邮电大学地理与生物信息学院,副研究员;吴建盛(1979-),男,江西抚州人,南京邮电大学地理与生物信息学院,讲师。(江苏 南京 210003)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0161-02
生物医学工程(Biology Medical Engineering,简称BMI)是综合生物学、医学和工程学的理论与方法而发展起来的新兴交叉学科,其主要是运用工程技术手段,在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象,研究用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。[1]自20世纪70年代末以来,国内许多综合或理工科大学、医学院校及相关科研机构都设立了生物医学工程专业,涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向,课程设置主要包括工程类课程和医学类课程,旨在培养具有各方面能力的复合型人才。[2]
生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科,生物学和医学知识的学习就具有非常重要的作用。现在大多数院校的生物医学工程专业都开设了解剖学、生理学、生物化学、分子生物学、基础生物学等必修基础生物学或医学课程,旨在让学生了解生物体的基本构造及生命现象的本质,掌握一定的医疗常识,为学习如何把工程技术应用于医学领域打下基础。
人体解剖生理学是研究人体各部分正常形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。[3]作为生物医学工程专业的一门重要专业基础课,它包含了解剖学和生理学两门学科的内容,并且涉及到组织学、胚胎学、细胞学和分子生物学等多个学科的知识,内容广泛并且复杂抽象,对于缺乏生物学相关知识基础的生物医学工程专业的学生来说,是一个难题。南京邮电大学是以工科为主,信息科学为特色的理工科院校,生物和医学知识的教学相对薄弱。如何扬长避短,使解剖生理学知识与学生工程类的专业知识有机融合,是摆在教师面前的一项重要任务,也是教学过程中需要不断思考和努力解决的问题。
一、教学现状及存在问题
1.教学基础薄弱
南京邮电大学是以理工科为主的高校,生物医学工程专业在南京邮电大学起步较晚,工程类课程依托南京邮电大学理工教学和科研的工作积累,具有良好的基础。然而,生物和医学类课程基础较为薄弱,教学基础和实验条件与医学或者综合院校相比都有很大差距。
2.课时有限
生物医学工程专业属于前沿的交叉学科,专业囊括的知识面广,专业所学课程较多,数学、电学、计算机科学相关课程占了很大比例的学时,给生物和医学理论知识分配的学时有限,例如人体解剖生理学课程只有48个学时,但这门课程包含了解剖和生理两门学科,教学内容丰富,学时相对不足。学生的生物和医学类知识薄弱,也给教学带来了一定困难。
3.学生兴趣缺乏
信息科学是南京邮电大学的特色和优势,生物医学工程专业正是依托于南京邮电大学通信与信息工程学院的教学和科研基础而创建的,学校通信、电子和计算机等信息领域的学习与研究氛围浓厚,加之上述专业找工作容易,在这种环境下,学生会自觉将兴趣转移到通信、电子和计算机等方向,无法建立对人体解剖生理学的学习兴趣。另外,人体解剖生理学知识多、复杂抽象的学科特点,也容易让学生产生畏难和厌学的情绪。
二、教学体会和思考
在学时有限和学生兴趣缺乏的情况下,如何利用有限的课堂讲授时间,使学生更好地掌握解剖生理学知识,是摆在授课教师面前的突出问题。笔者针对在人体解剖生理学教学中遇到的实际问题,结合南京邮电大学生物医学工程专业的培养目标,根据教学过程中的体会,提出以下几点思考。
1.引导和培养学生兴趣
解剖生理学是专讲正常人体形态、结构和功能的课程,向学生强化学习解剖生理学就是认识自己、了解自己的观念。但是如果单纯讲解课本上解剖和生理学的知识,学生仍然是被动接受,缺乏兴趣。因为解剖生理学的一些知识与学生日常生活密切相关,在课堂教学中可以穿插讲授一些卫生保健的知识或者一些学生感兴趣的问题,让学生知道课堂知识能够在日常生活中学以致用,自然而然会产生兴趣,主动去学习。例如,在讲到呼吸系统时,就结合生活现状,介绍吸烟的危害、雾霾天气呼吸系统疾病的预防等;在讲到循环系统时,可以介绍如何预防心血管疾病。对于女生感兴趣的减肥和护肤的话题,在讲授消化系统和皮肤章节时,适时介绍节食减肥的危害和正确保养皮肤的方法。此外,身体是解剖生理学最好、最直接的“教具”,在课堂教学中,可以增加互动,让学生参与进来,这样不仅可以加深学生的直观印象,还可以活跃课堂氛围,从而激发学生的兴趣。例如,在讲授解剖学知识和常用方位术语时,可以请学生到讲台上来做示范,使学生轻松掌握这些知识。
2.课程教学与专业结合
生物医学工程专业的目的是运用工程技术手段解决医学中的有关问题,保障人类的健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。在讲解解剖生理学知识的同时,一定要将生物医学工程专业的目标和意义贯穿其中,不仅能加深学生对专业的认可度,而且有助于对解剖生理学知识的巩固。例如,在讲解运动系统的关节内容时,介绍完关节结构和功能后,可以向学生系统介绍人工关节的相关知识,包括人工关节的发展历史、使用的材料及应用疾病等。在讲解呼吸系统和循环系统时,可以介绍人工心肺装置的构造以及在外科手术中的重要意义。总之,在解剖学教学中,应结合知识点介绍相应的器官是如何人工制备,如何实现相应的解剖和生理功能等内容。通过将解剖学知识与工程学知识有机结合,不仅可以拓展学生的知识面,还可以促进学生对专业方向的理解,培养学生发现问题和解决问题的能力。
3.简化课程内容
解剖生理学课程存在学时少、实验少、内容多等问题,在课时的安排上要符合生物医学工程专业的需求。基于上述考虑,将课程重点放在解剖学上,有选择地介绍生理学内容,对于未介绍的知识,建议学生自学。对于解剖学部分,对运动系统、内脏学和心血管系统重点讲授,对神经系统、感觉系统和内分泌腺部分有所删减,目的是为了加深学生对人体结构的掌握和了解。此外,我们精心钻研教材并设计教学大纲,了解课程的教学重点、难点,在课前对学生较难理解的部分设计好教学方法和模式,力争用简练、易懂的语言讲解课程内容,消除学生畏难、厌学的情绪。
4.充分发挥多媒体教学的优势
解剖生理学教学需要向学生展示很多人体结构,涉及名词非常多,很多学生反映较难记忆。制作集合声音、文字、图片、动画、视频等多种媒体信息的课件来辅助教学,可将人体结构直观化,人体功能原理图像化和动态化。从视听的角度强化学生的理解和记忆,提高学生课堂的学习效率。另外,使用多媒体课件也能弥补理工科院校实验条件的缺乏和教学标本的不足。但在使用多媒体教学方法的时候,教师不能脱离传统的教学方式,因为多媒体教学资料虽然直观易于理解,但知识零散且容量大,会影响学生的系统理解和记忆。教师应适时进行必要的讲解, 对于重点、难点应在课堂上充分讨论,并征求学生意见,控制好教学的节奏。
参考文献:
[1]邓玉林,李勤.生物医学工程学[M].北京:科学出版社,2007.
关键词:生物医学工程;学科发展;学科建设
电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展,对现代医学产生了极大的促进作用,生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究,分析疾病的机理,从而制定有效的治疗措施,极大提高了现代医学的治疗水平。但是,我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中,也遇到了一些问题,必须对这些问题加以解决,才能够促进生物医学工程学科的发展。
1生物医学工程的发展历程
生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代,起源于美国。这一学科一经产生,就迅速受到世界各国的重视。1965年,国际医学和生物工程联合会建立,后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视,是因为具有广阔的应用前景,能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来,极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家,在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门,负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚,而且应用范围比较窄,仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面,生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。
2我国生物医学工程存在的问题
我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚,应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先,历史遗留的体制问题。我国的各级医院,负责生物医学工程的科室没有统一的名称,也没有明确的职责范围,各级医院都是根据自己的理解,设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况,具有很大的随意性。有些医院的生物医学工程部门只负责医疗设备和物资的采购,对医疗设备进行维修,而另一些医院的类似部门,不仅要负责医疗设备和物资的采购,还要负责生活用品的采购;有些医院的生物医学工程部门由医务处来管理,而另一些医院却将其列为后勤保障处的管理范围。这种学科建设上的混乱,极大程度地妨碍了生物医学工程的发展,导致人们对其产生了偏见,没有意识到生物医学工程的重要意义。其次,人员编制问题。我国很多医院在设立生物医学工程的相关部门时,为了方便医疗设备的维修,聘用了一些电工、钳工等专业维修人员。然而随着现代医疗技术的发展,医疗设备越来越精密,这些维修人员的水平已经远远不能满足生物医学工程的需要。如果医院不能够加强对员工的培养,建立起一支理论知识扎实、实践能力强、能够规范应用现代医疗技术的人才队伍,就会导致人员冗余,许多专业能力不足的人占据岗位,真正的人才难以被引进,不能对生物医学工程的发展起到促进作用。
3我国生物医学工程的发展策略
3.1明确生物医学工程的职责范围
在一些生物医学工程发达的国家,医疗、护理、医学工程已经成为了医院发展的3个主要方面,这3大部门共同构成了现代医学的技术体系[2]。而在我国,医学工程的地位远远没有达到与医疗和护理平齐的地步,应用范围还比较狭窄,医学工程的作用还没有得到充分发挥。为了改变这种现状,我国的医院必须调整观念,强化对生物医学工程的建设和管理,明确地划分医学工程部门的工作范围,不仅要负责医疗设备的采购、安装、维修保养,还要做好下列工作。首先,医疗设备的安全性能调试。比如,目前我国医院所运用的先进医疗设备大多数依靠国外进口。但是,医院在引进设备的时候,往往只关注设备的技术水平和价格高低,忽视了医疗设备的插头问题。由于国内外医疗设备的插头标准不同,所以忽视插头问题,很容易导致花费大量资金引入的先进医疗设备无法在国内应用。另外,还有医疗设备的安全等级控制、设备之间的相互干扰问题,这些都是医学工程部门的工作内容。其次,医疗设备的保养。医疗设备的保养包括静态保养和东泰保养两个方面。静态保养就是建立医疗设备的维护保养制度,对设备的存放环境进行整顿;而动态保养则是根据设备的使用、消耗、故障情况实时进行的保养,比如检查设备的运行状况,及时进行故障诊断和维修,更换损害严重的部件等等。
3.2完善医疗设备的管理制度
在我国很多大型医院,都具备各种先进医疗设备,其固定资产的总额甚至能达到几百万、几千万。但是,这些医院当中,都存在一个共同的问题:只重视医疗设备的采购,而忽视了医疗设备的管理,医疗设备的管理制度不够完善,难以发挥医疗设备的最大性能,导致医疗设备闲置或者损坏。对此,我国的医院应当积极完善医疗设备的管理制度,以便能够最大程度发挥医疗设备的性能。比如说,将医院所有的医疗设备集中起来进行管理,而不是将医疗设备分属于各个科室,在各个科室需要使用设备的时候进行租赁。通过这种方式,就能够有效避免医疗设备的闲置状况,而且方便了医疗设备的统一维修与保养。
3.3加强专业人才培养力度
生物医学工程具有极高的科技含量,与众多高新科学技术成果都具有密切的联系。所以生物医学工程的从业人员也要具备相当高的科学素质,在具备应有的医学理论知识的同时,也要能够对各种先进医疗设备进行正确、规范地操作,制定针对患者身体健康状况的分析报告[3]。为了满足生物医学工程的发展需求,医院必须加强人才队伍的建设,着力培养生物医学工程的专业人才。医院要与各大高校进行合作,建立人才的引进机制,同时加强对内部员工的培养,制定激励制度来提高员工的学习热情。