《人因工程》课程报告模板参考样例.docx
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《人因工程》课程报告模板参考样例
人因工程
课程报告
专业班级:
学号:
姓名:
指导老师:
2013年5月7日
1.引言(黑体小三加粗,前2行,后1.5行,1.5倍行距)
人因工程学是按照人的特性设计和改进人—机—环境系统的科学。
人—机—环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统,也可以简称为人—机系统。
在上述系统中人是出于主体地位的决策者,也是操纵者或使用者;机是指人们所操纵或使用的一切物的总称,它可以是机器,也可以是设施、工具或用具等;环境是人、机所处的物质和社会环境。
人、机、环境在其构成的综合系统中,相互依存、相互制约和相互作用,完成特定的工作过程。
为了实现人、机、环境之间的最佳匹配,人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。
其标志就是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。
高效,就是在保证高质量的同时,具有较高的工作效率;安全,是指减少或消除差错和事故;健康,是指设计和创造有利于人体健康的环境因素;舒适,是指作业者对工作有满意感或舒适感,它也关系到工作效率和安全,是对工作优化的更高要求。
能同时满足上述条件要求的工作,无疑是高度优化的工作。
但实际上同时实现这四方面要求是很困难的。
在实际工作中,因根据不同情况,在执行好有关人因工程学标准前提下允许有轻重之别。
随着社会的进步,人的价值日益受到尊重,安全、健康、舒适等因素在工作系统设计和评价中必将受到广泛重视。
1.1选题的目的及意义(宋体四号加粗,前1行,后1行,1.5倍行距)
通过本次课程报告,把所学人因工程学的理论用于实践,巩固和加深在《人因工程》课程中所学的作业空间设计、人-机系统设计和人机界面设计以及人因工程各项试验,使自己熟练掌握人因工程的基本分析方法,培养计算、设计、绘图、文献查阅、报告撰写等基本技能;培养独立分析和解决实际问题的能力;培养团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。
(宋体小四,前0行,后0行,1.5倍行距,首行缩进2字符)
1.2背景简介
黑板擦是教师最常用的教学工具之一,从被发明到现在已有上千年的历史,对人类的教育事业与社会的发展做出了不可磨灭的贡献。
但随着社会工作和生活节奏地加快,教师职业病发病率也正呈逐年上升的趋势,传统黑板擦的弊端越来越突出,其中由粉笔粉尘引起的肺痨所带来的危害几乎可以和吸烟带来的害处相提并论。
传统黑板擦不仅会产生大量粉尘,长期使用还会造成肌肉骨骼失调,严重地损害了老师们的身体健康。
因此对传统黑板擦进行人因学分析并改进已经很有必要。
2.研究主要问题或主要解决的问题
本组对市场及学校的黑板擦进行了详细的观察,拍下了一些照片,并进行了详细的分析研究。
下面是本组对现存问题的分析:
2.1现行黑板擦的种类
黑板擦是用于擦去粉笔字迹的工具,也叫粉笔擦。
我们对学校、市场及网络上出现的黑板擦进行分析研究,发现主要有以下两种黑板擦:
2.1.1传统黑板擦(宋体小四加粗,前0.5行,后0.5行,1.5倍行距)
图3-1传统黑板擦示意图
图3-1所示的是学校经常使用和市场经常出现的传统黑板擦,平均价格约为2.5元/个。
2.1.2特殊黑板擦
电动黑板擦新式黑板擦电动新式黑板擦
图3-2特殊黑板擦示意图
图3-2所示的这几种粉笔擦虽然在市场和网络上有出现,由于价格偏贵,很少有人购买使用,在市场上占据较多的还是老式的普通黑板擦。
其中电动黑板擦约为25元/个,电动黑板擦约为10~50元/个,电动新式黑板擦约为168元/套。
2.2现行黑板擦存在的问题
我们通过问卷调查对现行黑板擦进行分析研究,发现现行黑板擦存在较大的问题。
(问卷见附录)
2.2.1传统黑板擦存在的问题
我们对学校经常使用和市场经常出现的传统黑板擦进行分析研究,结合问卷调查结果的分析,发现传统黑板擦所表现出来的缺点主要有:
a)使用寿命短;
b)易坍塌、散架;
c)每用一次就要拿到窗外把上面的灰尘拍去,很费劲,很脏;
d)用久后布面会凹陷,擦不干净;
e)握持不舒适;
f)经常使用易造成手腕及肩周组织疲劳;
g)使用时粉笔灰尘过多且黑板擦不便于清洗;
h)经常找不到黑板擦,耽误上课的宝贵时间。
2.2.2特殊黑板擦存在的问题
我们对市场和网络上出现的特殊黑板擦进行分析研究,发现这几种黑板擦虽然使用方便、干净,但很少有人购买使用,原因是特殊黑板擦的价格昂贵,不利于大面积推广使用。
2.3粉笔灰的产生及其对人体健康的影响
我们在调查过程中,发现黑板擦的设计方法对粉笔灰产生量有很大影响。
粉笔在变成粉笔灰后,由于质量较小,受到空气阻力较大,与重力相当,所以可以长时间在空中漂浮而不容易落下,容易被教师和学生吸入。
且现用的黑板擦在没有沾水使用的时候会使在黑板上的粉笔灰飘落下来而不是吸附在板擦上,这样就增加了粉笔灰的吸入量。
擦黑板时,粉笔灰在空气中短暂飘扬后坠落在黑板附近的物面和地上,也不利于清洁卫生。
2.3.1粉笔灰的介绍
粉笔灰,顾名思义,就是指粉笔在书写时由于摩擦等原因使粉笔变成细小的颗粒,直径在10~20微米左右。
2.3.2粉笔灰的危害
粉笔灰尘对人体最明显的危害是对呼吸道及眼睛等的危害。
图3-3粉笔灰的危害
a.对呼吸系统的影响:
1.对肺的危害:
粉尘对教师身体的危害,以肺最为常见,在教学过程中,粉笔灰容易被吸入肺以后,多数被阻留在肺泡内,经过一系列的刺激,化学和免疫的作用便可造成肺部损失,包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降,常见的肺部疾病有:
慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等。
2.对上呼吸道的危害:
粉笔粉尘进入肺的途径是通过上呼吸道包括鼻、咽、支气管,在这一过程中,部分粉尘会停留于上呼吸道,对粘膜上皮细胞产生机械刺激和损坏,长期在这种环境下工作,会引起一系列的病变,其中对鼻的影响最常见的是诱发干燥性鼻炎,其次是肥厚性鼻炎,症状为鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等;
3.对咽的影响主要是诱发慢性咽炎,使咽部干燥,咯痰不爽、咽痛咽痒;对支气管的影响主要是诱发慢性支气管炎,有时还会引发哮喘;另外还有可能引起鼻咽、支气管等部分的癌变。
b.对眼睛的危害:
眼睛是人体器官中最精密、最易受损的器官之一。
粉笔粉尘的成份中含有氧化钙,能与水反应生成氢氧化钙(一种强碱,反应如下:
CaO+H2O=Ca(OH)2)。
如果教师在教学过程中,粉笔粉尘落入眼中,刺激泪腺分泌泪水,眼泪与氧化钙反应产生碱性物质并放出大量的热,就会严重刺激眼部粘膜,造成粘膜损伤,形成慢性炎症,还可能诱发近视的产生,甚至由于放出大量的热而导致失明。
c.对皮肤的危害:
教师在教学过程中,粉笔粉尘不可避免地会沾在手上,同时漂浮于空气中的颗粒粉尘也会落在教师头发、脸上和脖子上,对皮肤膜有刺激作用,如果暑天和汗水反应,产生强碱性物质,对皮肤粘膜的刺激就更大。
因为人体皮肤所生存的环境为弱酸性环境,这样在粉尘生成的碱性物质作用下皮肤的基本生存环境就会被破坏,粉笔粉尘使皮肤变得干燥、粗糙,并伴有搔痒感觉,使人体不适,严重者会引起粉刺、毛囊炎、脓皮病、皮肤龟裂和大量毛发脱落,影响和干扰正常工作和生活。
d.对耳的危害:
粉笔粉尘进入外耳道,混在皮脂中,可形成耳垢栓塞。
若长期如此,会引起耳部炎症的发生,如中耳炎。
常见的致病菌主要是肺炎球菌、流感嗜血杆菌等附着在粉笔灰上的细菌。
e.对空气质量的影响:
粉笔粉尘具有较强的吸附能力,很多有害病菌都能吸附在微细粉尘上而被带入教师及学生的肺部,从而促成急性和慢性炎症的发生,从而引起学生群体集体感染呼吸道和其它流行病。
学生在听课过程中,室内和细菌总数等卫生指标逐渐恶化,会与微细粉笔粉尘相互作用,加剧粉笔粉尘对师生健康的危害。
f.其他危害:
目前市面粉笔的成份之中,除含有金属元素、铅锰、钡等含量偏低外,金属镉的含量偏高,镉被人体吸入后,主要储存在肝、肾、骨组织中,对这些组织损害明显,长期接触镉化物引起的主要病变是肺气肿和肾脏损害,病情可呈进行性发展,早期表现无力、清瘦、头晕、失眠多梦、食欲减退及神经衰弱症状,并有鼻出血、慢性咽炎、鼻粘膜萎缩和溃疡等现象。
肺气肿进展缓慢,病人有进行性呼吸困难,活动加重,伴有心悸。
同时镉也是最易导致癌症的金属元素之一。
3.改进方案
3.1改进后的新型黑板擦
主要由以下几个部件组成:
黑板擦套支撑块,黑板擦套,支撑杆。
初步设计图如图3-4所示
图3-4改善后的黑板擦
4.1.1黑板擦套支撑块
材质:
传统黑板擦大多使用木头或铁皮作为支撑块材料,从环保和成本等方面考虑我们采用聚乙烯材料作为黑板支撑块。
由于聚乙烯材料具有很好的硬度和较高的强度,单位体积重量较轻,并且可以回收利用,在一定程度提高了黑板擦的抗摔打能力,解决了传统黑板擦易损坏、变形的问题,延长了黑板擦的使用寿命。
形状:
此支撑块为长方体空心设计,内部填充了吸水海绵。
尺寸:
140×46×15mm,与传统的黑板擦相比增加了长度,使得每次动作擦过的面积更大,宽度设计符合大多数人的书写字体高度,便于在黑板上整行修改擦拭。
在支撑体140×46mm的两个表面上,均匀分布有50~60个直径1.5mm的微孔。
两个端面几何中心处各有一个直径4mm的装卸孔。
4.1.2黑板擦套
材料:
厚抹布类材质(厚度约为4mm),成本低,来源广泛(可利用废旧抹布制作,废物利用,环保节能)。
形状:
长方形套状,尺寸为132×140mm。
边长为140mm的两边处分别设计有宽度为10mm的粘毛和粘子,两边粘起来即为套状,方便清洗时的拆卸与安装。
4.1.3支撑杆
支架:
弹性良好的钢丝材质(Φ=3mm),装在支撑体的两端插孔中,两端装入深度为各为25mm。
可升缩支杆:
模仿雨伞支杆,考虑到用户的身高差异,并参考国家标准尺寸,将伸长量定为150mm,以满足95%的女性用户能够轻松地擦拭到黑板的上部,减少肩周的劳动强度。
把手:
橡胶材质,带有手指纹路,尾部有悬挂孔,直径为10mm。
把手握持部分直径为25mm,把手长度为100mm。
由于手的前后往复运动比左右往复运动速度快,所以将把手轴线设计为与黑板擦中心所在轴线垂直,使手臂往复运动时擦过的面积最大,提高擦拭黑板的效率。
3.2改善方案
4.2.1握持不舒适
传统黑板擦一般需要用手指抓住黑板擦的边沿,经实际测量统计,传统黑板擦的边沿一般为10mm左右,用手握持时接触面小,易造成手指不舒适。
为解决手指的舒适度问题,我们为黑板擦增加了一个改进后的橡胶把手(如图4-1),尽量分散力量,使对手掌的血管和神经的压力降到最低,增大手和工具的接触面积,分散压力,提高舒适度,方便握持。
图4-1把手的改进
4.2.2经常使用易造成手腕、手臂及肩周组织疲劳
肩部:
老师擦黑板时为了达到所要擦拭的高度,肩部肌肉需要收缩用力,把黑板擦、胳膊和手一同抬起来,这样长期下去肩周组织容易受到损伤。
手臂:
擦黑板需要大量重复使用手臂,因此这些部位特别容易受到软组织损伤。
腕部:
握持黑板擦时手腕要用力,手腕长期处于背屈状态,容易造成腕部损伤。
图4-2腕部活动造成的手部损伤
图4-3腕关节的运动
为改善以上问题,我们运用可调节原则为黑板擦设计了可调节长度的支杆,满足95%的用户使用,使手臂处于最佳工作高度,减少手臂和肩部的疲劳与损伤。
为使手腕处于自然状态,黑板擦平面角度具有可调性,可以适应使用者与黑板之间的不同距离。
4.2.3使用时粉笔灰尘过多且黑板擦不便于清洗
擦黑板时落在手上的粉笔灰过多的问题可通过支架增加黑板面与手的距离得到改善,支杆与支架之间有一个大约45度的弯角,可增大与黑板之间的距离的同时,保证手腕的自然状态,减少了落到手上的粉笔灰数量。
图4-4手的三个状态
由于传统黑板擦使用寿命短;易坍塌、散架;每用一次就要拿到窗外把上面的灰尘拍去,很费劲,很脏;用久后布面会凹陷,擦不干净。
脏后又不便于清洗,我们用黑板擦套替代传统的不可拆卸的刷毛,套在黑板擦支撑块上,双面都可以擦拭,提高了黑板擦可利用的擦拭面积。
这样黑板擦擦起来非常轻松,并且将黑板擦得很干净,当黑板擦套脏了可以拆下进行集中清洗,洗干净晾干后又能重新利用。
为了进一步减少擦黑板时产生的粉尘,我们采用了湿式除尘的方法。
黑板表面凹凸不平,所以粉笔在上面划过时会留下痕迹,同时由于分子间作用力而吸附在黑板上,当有水经过时,水的张力会破坏掉它们之间的吸附效果。
同时抹布的表面是细密的纤维网状,而且柔软,当用力把它压在黑板上时,会与黑板表面很好的接触,当用湿抹布擦时,抹布的结构会比黑板更好地吸附粉笔灰,所以此时粉笔灰更易于被清除。
具体实现过程:
在黑板擦支撑体的空心区域填充吸水海绵,支撑体的上下两表面各设计有50个直径为1.5mm的微孔,在支撑体内部的两端面处各有一个长方形硬质塑料挡板,通过压缩支架两端可实现海绵的吸水和排水,利用毛细现象达到湿润黑板擦套的目的。
图4-5实验效果图
4.2.4经常找不到黑板擦,耽误上课的宝贵时间
为解决这个问题我们在把手尾部设计了悬挂孔,与黑板旁边的挂钩配合使用,既方便随时取用,又利于黑板擦套湿润后的晾干,避免黑板擦套长时间处于潮湿状态而发霉损坏。
4.改善方案的评价
我们对新型黑板擦的改善结果进行评价分析,主要如下所示:
4.1改进前后效果分析
表5-1改进前后效果对比分析
项目
改进前
改进后
效果
擦拭效果方面
不干净,粉末飞扬,粘在手上,衣服上,随呼吸道进入体内
很干净,基本上没有飞扬的粉末、灰尘
有效提高了擦拭的效果,减少了粉尘的飞扬,减少污染
使用舒适度方面
使用高度不合适,手臂及肩周组织疲劳,握持部位面积小,抓握不舒适
使用高度合适,省力,把手握持面积大,握持舒适
增大了使用可达高度和握持面积,省力,抓握情况舒适,适应不同年龄阶段及不同身高的用户使用
放置地点方面
随手放置,常常找不到或者掉落在地上
放置在一定位置,易于寻找,不会掉落
有效减少了找寻的时间,提高了效率
清洗和使用寿命方面
不能拆卸,用脏用坏就扔掉,很浪费
易拆卸易安装,方便清洗,可反复使用
提高了使用次数,延长了使用寿命
环保及成本方面
支撑体使用木头或铁皮,成本高
使用有机材料,成本低,可回收利用
不会造成环境污染,循环利用,达到可持续发展的目的
4.2人机系统评价
我们对设计出的新型黑板擦进行人机系统评价,主要如下所示:
5.2.1人机系统评价介绍
一般来说,人机系统评价主要包括三方面的内容:
a.技术评价指标。
评价方案在技术上的可行性和先进性,包括工作性能、整体性、宜人性、安全性和使用维护等。
b.经济评价指标。
评价方案的经济效益包括成本、利润、实施方案的费用和市场情况等。
c.社会评价指标。
评价方案实施后对社会带来的效益和影响。
包括:
是否有益于改善环境,是否有利于人的文化技术水平的提高,是否改变人的道德标准和生活习惯,是否有利于人的审美观念提高等。
5.2.2新型黑板擦的人机系统评价
根据以上评价指标,对设计方案进行评价。
a.技术指标方面:
技术上可行,工作性能比改进前有了很大提升,改善了擦拭效果,提高了抓握舒适性,延长了使用寿命,更加适宜人使用。
增加了可伸缩把手,真正做到了使用效果好,舒适,方便,可持续使用。
两面性的设计更加延长了使用寿命。
b.经济指标方面:
擦面的材质设计采用了较环保的有机材料,因此在成本方面更比传统板擦低很多,适用于各种级别要求不太高的学校;改进后节省了使用的力气,从而节约了时间,为老师在课堂上争取了更多的时间,提高了教学质量。
c.社会指标方面:
板擦的主要材质由原来的木头变成了现在的有机塑料,擦面也变成了现在的有机材料,符合环保的理念,实现了可持续发展。
同时,不同变化的颜色跟形状也具有美化的作用。
5.课程报告总结
在为期一周的人因课程报告的过程中,我们对在设计过程及自身方面总结评价如下:
5.1设计面临的问题
在这一星期的课程报告中,我们组对黑板擦进行了人因学分析及改进。
期间遇到了很多困难和问题。
由于我们自己不会使用AutoCAD、Flash等软件来绘图,只好请艺设学院的同学帮忙,但很多自己的想法还是没能够完全体现出来。
由于设计方面的知识有限,很多想法没有立体图来说明而不得不取消,有些方案也不得不用大量的文字说明来代替立体图来的阐释,大大削弱了说明的效果而且还显得不够直观。
由于还涉及到有机材料,分子物理等专业知识,我们查阅了大量的资料,并且向相关专业的同学请教,得到了他们的大力帮助,在此表示感谢!
5.2收获总结
在这一星期的课程报告中,我收获了很多。
首先,这次课程报告是对我这学期人因工程课程学习的一次很好的巩固方式,加深了我们对人因工程知识的理解,尤其是对人因工程中的人体测量、作业环境、人机系统和肌肉骨骼失调等理论知识有了更深层次的理解。
其次,使我熟练掌握人因工程的基本分析方法,培养自己计算、设计、绘图、文献资料查阅、报告撰写等基本技能;增强了我们独立分析和解决实际问题的能力;提高了我们的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。
同时也加强了我对office等软件使用的熟练程度。
在这次课程报告的过程中指导老师给了我很大的帮助,对于我们今后的学习生活是一种很大的启发和鼓舞。
在此,对孙林辉老师的指导和帮助表示诚挚的感谢!
参考文献
参考文献
[1]孙林岩,崔凯,孙林辉编著.人因工程.北京:
科学出版社,2011.8
[2]李顺林.经销充电式电动吸尘黑板擦,生意通,2008.1
[3]徐秦儿,张鹏,张传会.小型露天石矿粉尘危害调查,中国工业医学杂志,2008.1
附录
传统黑板擦调查问卷
由于传统的黑板擦在使用的过程中存在着许多不足,为此我们将对传统黑板擦进行改进来解决相关问题,为师生提供方便。
以下是为此而做的问卷调查,请提出您的宝贵意见,谢谢合作!
(请直接在对应选项处打√)
1.您是学生还是老师?
A.学生B.老师C.其他
2.在学习或工作的过程中,您经常使用黑板擦擦拭黑板吗?
A.经常B.偶尔C.几乎不
3.您在擦拭黑板的过程中会有粉尘产生吗?
A.非常多B.一般C.很少
4.在您擦拭黑板的时候,粉笔灰最容易落到身上的哪个部位?
A.手B.胳膊C.头上D.其他__________
5.粉尘乱飞有没有影响您的讲课或听课的兴致?
A.很影响B.还可以C.无所谓
6.您身边是否有因无意中吸入粉笔灰感到不适者?
A.很多B.很少C.不清楚D.没有
7.您在擦黑板的时候经常找不到黑板擦吗?
A.经常B.偶尔C.很少
8.您希望我们的黑板擦的合适尺寸大小是多少?
A.和现在差不多B.比现在大一点也可以C.无所谓,好用就好
9.您在使用黑板擦的过程中感觉握持黑板擦舒服吗?
A.很舒服B.没感觉C.很不舒服
10.您在使用黑板擦的过程中感觉手腕及肩部疲劳吗?
A.疲劳B.没感觉C.不疲劳
11.你认为当前黑板擦的缺陷是什么?
(多选)
A.擦不干净B.易坏C.不美观D.难以清洁上面灰尘E.手上易粘粉笔灰
12.您希望我们的新型黑板擦具有哪些特点?
(多选)
A.减少粉尘B.使用方便舒适C.价格便宜D.外形美观
E.易于维修F.使用寿命长
13.您觉得学校采购黑板擦时主要考虑哪些因素
A.使用舒适性B.外观设计C.价格成本D.除尘效果
14.您能够接受的新型黑板擦的价格是多少?
A.0~5元B.5~10元C.10~20元D.20元以上
15.您对我们的黑板擦有哪些意见、建议及想法?
(包括外观,性能,使用寿命等)
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