天津市自考14101人机工程学应用（实践）考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：人机工程学应用（实践）                                 课程代码：14101

第一部分   课程性质与目标

一、课程性质与特点

本课程是高等教育自学考试工业设计专业专升本阶段的一门专业必修课，它是研究人、机器、环境之间相互适应关系的学科。该课程主要关注人、机器、环境的最佳匹配，以达到人—机器—环境系统的优化，旨在提高工业设计从业人员对用户需求的理解和产品设计的人机交互性能。

二、课程目标与基本要求

课程目标：引导学生通过课程学习建立人—机—环境的人机系统概念，了解人机工程学的研究方法、研究思路和应用方式，并将其应用于实际设计中，提升工业设计人员的专业知识水平。

基本要求：要求学生对人机工程学基础理论有较深刻的理解和认知，能认知、理解人机工程学研究方法、研究思路和相关理论，并能应用人机工程学理论分析和解决问题，指导设计实践。

三、与相关课程的联系与区别：

    本课程与工业设计专业的其他基础与专业课程有密切的联系。它以《机械制图基础（本）》等课程为基础，又对《人机界面设计》、《产品系统化设计》等课程起补充配合作用。

第二部分   考核内容与考核目标

第一章 人机工程学概论

一、学习目的与要求

本章是对人机工程学的基本概述，介绍了学科的研究对象、目的、历史、发展，并对人机系统和人机工程设计进行了明确的定义，人机工程学与工业设计的关系进行了分析。要求学生识记相关概念，理解人机工程学、人机系统、人机关系等概念。

二、考核知识点与考核目标    

（一）人机学的研究对象和目的（重点）：

理解：人机工程学的概念和定义

应用：日常生活中人机学问题

（二）人机学的形成和发展学科思想的演进（重点）：

识记：人机学的形成、发展和学科思想的演进

      人机学各个发展阶段的特点

（三）人机系统与人机工程设计（重点）：

识记：系统的概念

      人机系统的概念

      人机界面的概念

人机合理分工基本原则

理解：人机工程设计的内涵和目的

      应用：人机合理分工一般原则

            人机关系

（四）人机学与工业设计（重点）：

      应用：人机工程学与工业设计是否有密切关系

第二章 人机尺寸及其应用方法

一、 学习目的与要求

本章介绍了人体尺寸概念、标准、数据分析以及如何应用人体尺寸进行产品尺度设计的方法。要求学生识记相关名词和概念，理解并能应用人机尺寸及应用方法指导实际设计。

二、考核知识点与考核目标    

（一）人体尺寸概述（次重点）：

识记：人体尺寸数据的科学性

      人体测量仪器

      测量基准面和基准轴

理解：人体尺寸数据的特性

（二）人体尺寸国家标准和数据分析（次重点）：

理解：人体尺寸的地区差异和时代差异

老年人的人体尺寸特点

（三）产品设计中人体尺寸数据的应用方法（重点）：

识记：满足度

理解：尺寸修正量

      功能修正量

      心理修正量

应用：产品尺寸设计的三类四种

人体尺寸百分位数的选择

产品功能尺寸的设定

（四）设施器物的人体尺寸适应性与动态人体尺寸（次重点）：

识记：动态人体尺寸概念

理解：二维人体模板及其应用

第三章 桌椅设计

一、 学习目的与要求

本章从人机工程学研究的角度，详细介绍了桌椅设计相关的人体特征和相应的桌椅的设计原则。要求学生了解并理解显桌椅的设计原则及相关理论依据，并能应用其指导实际设计。

二、考核知识点与考核目标    

（一）桌椅设计概述（次重点）：

理解：坐姿的特点

（二）坐姿生理解剖基础（一般）：

理解：坐姿脊柱形态的变化及生理效应

      坐姿下的体压

      坐姿下的股骨、肩部、小腿和背肌

      平衡调节理论

应用：工作座椅的一般人类工效学要求

（三）座椅的功能尺寸（一般）：

识记：座面 (前缘的) 高度

座面倾角

靠背的形式及倾角

（四）坐垫与靠垫（一般）：

理解：椅垫材质的生理舒适性

（五）办公桌的功能尺寸（一般）：

识记：桌面高度(桌椅配合)

中屉深度

第四章 显示装置

一、 学习目的与要求

本章介绍了人的视觉、听觉特性，并介绍了各类显示装置的类型、功能、设计原则等，是从人机工程学角度阐述的人机感知特点和显示装置的设计理论和原则。要求学生了解并理解显示装置的设计原则及相关理论依据，并能应用其指导实际设计。

二、考核知识点与考核目标   

（一）人的视觉与听觉特性（重点）：

识记：人接受外界信息感觉重要性排序

      刺激的概念

      感觉、知觉、感知的概念

      感知相应过程

理解：人的视觉特性

人的听觉特性

（二）显示装置的类型、设计与布置（次重点）：

理解：显示装置的类型与性能特点

显示仪表设计的人机学因素

      显示仪表的布置原则

（三）信号显示（一般）：

识记：信号显示的类型与特点.

信号灯的亮度、颜色与闪光

第五章 操纵装置

一、 学习目的与要求

本章介绍了人体手、足的生理特点和人体运动的特点，并介绍了各类操作装置的类型、功能、设计原则等，是从人机工程学角度阐述的操纵装置相关的设计理论和原则。要求学生了解并理解操作装置的设计原则及相关理论依据，并能应用其指导实际设计。

二、考核知识点与考核目标  

（一）手足尺寸与人体关节活动（次重点）：

识记：手部关节活动范围

      人体其他关节活动

（二）人体的施力与运动输出特性（次重点）：

识记：操纵力概念

反应时概念

运动时概念

影响运动速度与频率的因素

理解：人体的肌力及其影响因素

影响反应时的因素分析

运动准确性及其影响因素

（三）操纵器的人机学原则（次重点）：

识记：操纵器的类型与选用

操纵器的形状和式样

理解：操纵器的一般人机学原则

操纵器的操纵力

（四）操纵器的布置和控制台（一般）：

理解：操纵器布置的一般原则

（五）常用操纵器的人机学要素（一般）：

      识记：脚动操纵器使用情况、分类、操纵方式等

理解：按压式操纵器设计注意事项

      转动式操纵器的种类、式样、形态、操作姿势

（六）操纵与被操纵对象的互动协调关系（次重点）：

      理解：操控主从协调关系重要性

操控主从协调的一般原则

第六章 产品设计人机学的若干专题

一、 学习目的与要求

本章介绍了手工具设计、手机设计、安全性和维护性设计中的人机学问题和设计原则，是对产品设计中常见人机学问题的总结，目的是帮助学生了解和理解特定专题产品设计中人机工程学的研究内容和应用。要求学生理解专题产品设计的人机学理论和设计原则，并能应用到相关产品设计中，进一步要求学生举一反三，理解产品设计的人机工程学研究的思路、方法，以此指导设计。

二、考核知识点与考核目标

（一）手工具及其使用方式（重点）：

理解：手工具的人机学要求

应用：几种手工具的使用特点

手工具的设计原则

手工具的使用方式

（二） 手机设计中的人机学（一般）：

理解：手掌尺寸与结构对操作的影响

手机基本功能实体按键的分布

手机人机交互设计原则

应用：人机界面与人机交互的异同

（三）安全性设计与维修性设计（一般）：

      理解：维修性设计共同性要求

第七章 视觉传达设计与人机学

一、 学习目的与要求

本章介绍视觉传达设计中文字设计、图形符号及标志设计、展示设计三方面的人机学问题和设计原则，是对视觉传达设计中常见人机学问题的总结，目的是帮助学生了解和理解   人机工程学的研究方法、内容和应用方式。要求学生理解本部分的人机学理论和设计原则，并能应用到相关视觉传达设计中，进一步要求学生举一反三，理解视觉传达设计的人机工程学研究的思路、方法，以此指导设计。

二、考核知识点与考核目标

（一）文字设计（重点）：

理解：视觉传达中字符排布的一般人机学原则

字符与背景的色彩及其搭配的一般人机学原则

应用：文字的尺寸

字体的选择

避免字形混淆

字形的比例与排布

（二）图形符号及标志设计（次重点）

理解：图形符号及其设计的一般原则

图形符号的视认特征与繁简

标志设计及其设计原则

（三）展示设计（一般）

识记：展板及其布置

展室设置与展示照明 

第八章 室内设计与人机学

一、 学习目的与要求

本章介绍室内空间设计中空间尺寸、采光照明设计、声音环境及噪声控制、室内热环境等方面的人机学问题和设计原则，是对室内环境设计中常见人机学问题的总结，目的是帮助学生了解和理解室内设计中人机工程学的研究方法、内容、理论和应用方式。要求学生理解本部分的人机学理论和设计原则，并能应用到相关的室内设计实践中。

二、考核知识点与考核目标

（一）生活空间与人体尺寸（一般）

识记：生活空间中常见的人体尺寸

（二）光环境与采光照明设计（重点）

识记：光环境的一般概念

天然采光

照度与照度分布

亮度分布与避免眩光

理解：光环境设计原则

      避免眩光的方法

      室内色彩的人机学要求

      室内照明要求

（三）声音环境和噪声控制（次重点）

识记：人耳的声音感觉与声压级分贝

      室内声场环境及相关基本概念

理解：乐音及其作用

噪声、噪声危害及噪声控制

室内声环境设计设计原则

（四）室内热环境（一般）

识记：人们对热环境的感受

人体散热方式及影响因素

过热过冷环境对人体的影响

热环境对工作的影响

不同人群的人感觉差异

（五）振动环境（一般）

理解：对人体有影响的振动因素

人体振动相应特征

振动对人体及工作的影响

第三部分   有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

    本课程的能力考核目标共分为三个能力层次：“识记”、“理解”、“应用”。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
    识记：能够识别和记忆本课程中的有关名词、概念及规律的主要内容，并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。

    理解：能够领悟和理解本课程中有关概念及规律的内涵，全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，并能够根据考核的不同要求，对问题进行逻辑推理和论证，做出正确的判断、解释和说明。

应用（包含简单应用和综合应用）：能在理解掌握的基础上，联系实际、运用人机工程学理论进行问题分析和论述，是既要求学生掌握理论、又要求具备分析论证能力的高层次要求；能综合运用人机工程学、设计心理学、工业设计等方面的知识理论，进行对工业产品的设计分析和综合评价，是最高层次的要求。

二、指定教材

指定教材为考生自学、社会助学和考试命题的依据。

指定教材：《工业设计人机工程 第3版》 阮宝湘 等编著 机械工业出版社，2016年12月

三、自学方法指导

1、自学时必须要认真阅读教材，开始阅读每一章之前，应先认真学习大纲中有关该章的考核知识点、自学要求以及对知识点的能力层次要求和考核要求。以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、使用教材时，应注意将精读与泛读相结合，应在泛读即通读的基础和掌握较全面的知识背景条件下，对考核知识点进行重点地逐段细读，逐句推敲，以求做到对基本概念深刻理解，对历史脉络彻底弄清，对基本理论牢固掌握。切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地抓考核知识点，以免生吞活剥，不能真正地理解和灵活地运用。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念术语、基本理论、重点案例分析加以整理，归纳出要点，从而加深对问题的认知、理解和记忆。有利于突出重点，并涵盖全部课程内容，同时锻炼提高自己的自学能力。

4、在自学过程中，既要注重理论知识，也应重视实际运用能力的培养。如运用人机工程学相关理论对设计问题进行分析，对设计案例进行评价和解读，利用人机工程学理论指导工业产品设计思路。要通过完成练习思考题、撰写小论文，锻炼自己分析论证及书面表达的能力。

5、考生在自学过程中也可参考潘鲁生主编 王艳编著《人机工程学》（中国纺织出版社有限公司 2022年6月第1版）辅助学习、理解相关知识。

四、对社会助学的要求

1.社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研自学考试指定教材，明确本课程与其他课程不同的特点和学习要求，对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。

2.要正确处理基础知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将识记、理解与应用联系起来，把基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。

3.要正确处理重点、次重点和一般的关系。课程内容有重点、次重点和一般之分，但考试内容是全面的，而且三者之间是相互联系的，不是截然分开的。社会助学者应指导自学应考者全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。总之，要把重点学习同兼顾一般结合起来，切勿孤立地抓重点，把自学应考者引向猜题押题。

4．助学学时建议。本课程共6学分，助学建议不少于108学时，课程学时分配见下表，考生也可参考该表安排自学时间。

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考核内容。

2、该课程为纯实践课程，采用终结性考核方式，要求在规定时间内，完成命题设计。

3、本课程以人机工程设计为终结性考核的主要方面。

4、考试采用非笔试命题考试，考试时间120分钟，采用百分制评分，60分为及格。

六、实践考核内容与实施要求

（一）实训项目一

具体内容：***的人机工程设计

实施要求：以人机工程学理论为依据，设计面向***人群、***使用环境的**产品/设备/设施。设计中应注意人、机器、环境的特点，以人——机——环境系统为整体考虑产品的优化设计。设计表达方式由设计图和说明书组成，分别说明如下：

1.设计图

1) 采用三视图或透视图均可。作为人机工程设计，应注意：第一，在技术可行的判断下，不做结构细节设计；第二，应标注必要的三维空间尺寸，表达量化的人机工程几何要素和物质要素。设计图上可附简略的文字说明。

2) 电子效果图，至少5张不同视角的设计效果图，能充分展示产品的整体效果、设计细节、使用方式、人机交互等内容。

2.设计报告册

1）设计报告册一般包含以下几部分内容:

①设计题目及其说明。

②调研与分析(包括现况、实物调研、文献资料收集及其分析归纳)

③方案构思、多方案的对比与抉择。

④对本设计的说明(尤其是说明设计图未能表达的问题)。

⑤设计小结 (包括优缺点、应进一步研究的问题、得失与收获等)

2）设计说明书应纲目清楚、文字简练、表意准确，并注意版式。

（二）实训项目二

具体内容：主要考核学生对教材知识点的理解，以及理论知识应用于设计实践的能力。