時間：2022-06-01 05:06:57
序論：在您撰寫工程學論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
交通運輸類專業(yè)的培養(yǎng)計劃要求學生必須掌握交通工程的基本理論和方法。開設交通工程學課程，必須在整個培養(yǎng)計劃的制定背景下，考慮課程之間的銜接。通過學習概率與數理統(tǒng)計、線性代數、運籌學等基本數學知識的基礎上，將有助于學生對交通流理論、通行能力計算等基本理論的學習。同時，引導學生學習與交通工程有關的概念、基本方法，對后續(xù)課程的進一步深入又起到紐帶作用。交通規(guī)劃、交通設計、交通控制與管理等課程將對交通工程學的重點內容做深入闡述，這就需要學生在此之前牢固掌握概念和基本方法。因此，交通工程學與前修后續(xù)課程存在銜接遞進的關系，建設課程體系時必須要考慮到這一點，在學期的安排上注重時間的合理分配。在課程內容上，與前修課程相關的知識點可以適當簡化，注重知識點的應用介紹內容。重視新開設課程內容的重點難點，有意識地將與后續(xù)課程相關的內容做介紹說明。引導學生構思交通工程學的設計流程，掌握交通工程設施設計的基本內容，初步學會制定規(guī)劃設計方案報告。在后續(xù)課程如交通規(guī)劃、交通設計等開設之前，引導學生發(fā)現工程設計中可能會遇到的問題，有意識地主動尋找解決辦法，激發(fā)學生學習基本理論的興趣。
2綜合應用多種教學手段，強化工程教育教學方法
CDIO工程教育理念強調理論課程與工程技術實踐的有機結合。在基本理論公式推導的講授過程中，課堂教學可采用板書的形式，有助于學生思維記憶。但是在講授工程應用案例時，如對某交叉口的設計改造，可以采用多媒體教學的方式，采用課件的形式能夠以圖像、聲音的形式動態(tài)闡述工程實施前后的效果。根據不同的方案要求，通過修改交通流要素等基本參數，可以實時使學生掌握理論與實踐的分析方法，從而極大激發(fā)學生主動學習的興趣，提高學習效果。為了提高學生工程能力的培養(yǎng)，在教學實踐中引入了仿真軟件如vissim、transCAD等，利用軟件的強大功能，系統(tǒng)地讓學生了解人、車、路、交通量、車速以及密度等特點，便于學生分析和設計不同的交通調查報告、規(guī)劃方案等。強調以學生為中心的教學手段，采用小組討論、對話演講等形式，鼓勵學生在教材之外主動搜集與交通工程學有關的素材，參與網上微博、微信、論壇等各種現代化交流平臺，開放學生的思維，調動學生與外界社會的交往能力，在社會環(huán)境的背景下，運用所學的專業(yè)知識，討論交通問題，更有助于學生明確課程的意義和目的。
3培養(yǎng)教師實踐教學能力，提高課程教學效果
為了更好地提高教學效果，教師需要提升自身的基本素養(yǎng)，包括理論和實踐素養(yǎng)。新開課教師至少要承擔與本課程相關的實驗教學，每年課程專任教師需要輪換到實驗室從事相關實驗工作。有效利用學校實驗室，教師在帶實驗的過程中，加深對交通工程學的教學理解，有助于在課堂上把握學生的實踐能力，強調實驗教學內容的重點難點。工程教學模式強調以企業(yè)產品的基本生產流程來培養(yǎng)學生，同樣也就要求教師必須有在企業(yè)事業(yè)單位從事研究生產的相關工作。傳統(tǒng)的課內封閉式實驗方式顯然還不能滿足需要。因此，鼓勵授課教師利用課余時間與交通管理部門、規(guī)劃設計院等工作部門建立聯系，采用產學研合作的方式，幫助相關部門解決交通問題，積累工程實踐經驗。同時，也可以采用外聘具有豐富經驗的工程師來課堂講授，采取教學相長的方式。交通工程學所涉及的問題牽涉社會各個方面，多學科交叉的性質決定了學生掌握課堂知識的同時，必須增強解決現實交通問題的能力。
4采用合理的課程考核方式，提高教學質量
學生學習考核結果是課程教學效果最直觀的表現。學習效果除了筆試的方法之外，可以通過觀察平時學生的個人交流能力、設計方案的組織實施能力，采用課內外相結合的方式，制定評定量表，通過學生在平時的回顧總結、日記、作業(yè)等形式采用學生互評、自評的方法作為參考。采用多種考核方法更適合多元化的學習教育模式，也能夠增強考核數據的可靠性和有效性，最終對學習效果的判定會更具備可信度。
通過實際經驗，我們意識到，絕大多數的人不知道怎樣正確使用削皮刀，這種錯誤使用的結果就是無盡的麻煩和不必要的傷害，其原因可以歸結為設計不當和手持姿勢不對。
本文就是想通過描述使用者使用削皮刀的整個過程來概述手握工具的設計準則問題。我們首先要做的就是“監(jiān)視”削皮的過程，它能幫助我們認識到削皮過程中碰到的問題，并通過“設計”解決它。由于削皮刀的使用者是不受限制的，有男人、女人、小孩、老人，甚至左撇子等，所以本文要通過“普遍性”的思想來改善設計，從而達到完美設計。
我們可以用完整記錄使用過程的方法找到真正的問題，并且在以后的設計中改進。本文的目的在于：
1.研究使用削皮刀的過程
2.使用削皮刀過程中的實質性問題
3.再設計
一、削皮過程研究
1．“使用者―工具―工作”的關系
此圖是對消費者使用產品的圖文說明。運用直觀的圖形形式幫助理解“消費者產品設計”的問題，幫助理解反饋控制系統(tǒng)的理論。
2．削皮刀使用目的
使用者使用削皮刀的目的也是我們設計的最終目的，這正是我們在設計過程中需要考慮的因素。人們使用手動工具的目的是：減少時間、力氣、錯誤，增加性能、安全性、樂趣、滿意度。
3．普遍的設計
普遍設計的原則：公平使用、使用過程中的適應性、簡單和知覺性的使用方法、顯而易見的信息、容忍性的誤差、物理性適應度、動手處理使用過程中的范圍和空間、整體設計。
為了找到使用者在使用削皮刀過程中碰到的實際問題，我們研究“使用全過程”的方法來找“使用者―工具―工作”之間的聯系，來找使用者對削皮刀的真正需要。同時，通過普遍設計的原則來達到完美設計的標準。
二、做削皮實驗進行研究
這個試驗采用對使用者使用削皮刀整體過程的觀察，用相機記錄下被測者的行為和客觀感受進行研究。
1．削皮刀分析
我們來分析目前市場上普遍流行的兩種削皮刀，如下：
削皮刀包括四個部分：
a．刀片：作用是削掉水果和蔬菜的外皮
b．鉆孔處：掏孔的作用
c．把手：手握的地方
d．掛孔：便于掛在鉤子上
2．試驗
我們選了10個人進行了這個使用削皮刀全過程的試驗。
（1）受測者基本尺寸測量結果
量測項目
平均值
標準差
身高cm
177.6
4.2
體重kg
77.8
5.6
掌長cm
18.6
0.5
掌心長cm
10.4
0.5
虎口長cm
17.2
1.5
掌寬cm
9.6
0.5
肘指尖長cm
44.6
1.8
（2）使用全過程
我們使用了兩種不同的削皮刀和三種不同的水果蔬菜，并且記錄下了整個的試驗過程，很清楚地了解到使用者在削皮過程中的想法。
經過分析那些數據，把使用兩種削皮刀的情況根據工作效率和實際操作進行了分類。工作效率的那一類主要集中在使用者的手握技巧上，他們中的絕大多數都使用同樣的方式，唯一不同的就是各自在技巧上的差別。實際操作的那一類目的在于區(qū)分那些使用者怎樣手握和實際操作的方式。使用者會問一些使用方面的問題，因此通過這個試驗，我們就可以把那些不同的方面分類總結并改進設計。
三、削皮試驗結果
1．發(fā)現問題
通過使用削皮刀的過程分析，發(fā)現削皮的過程中，需要擴展的問題包括掌握把手的尺寸，舒適的角度，削皮的安全度，以下是我們提出的問題：
l操作的正確性
我們觀察到即使用同一個削皮刀，每個人的把握和操作也是不同的。錯誤的把握會影響工作完成的效率，使用者會感到疲勞或者受到傷害。
l當把握削皮刀時手腕的角度
把握的正常的方式是：一只手握著把手，另一只手需要按著水果。所以在操作的過程中，從手腕處會產生一個角度。但是如果不正確的方式繼續(xù)延伸，那么也許會擴展范圍或者手腕的位置，導致使用者受到傷害。
使用者用一只手握住把手，這時產生一種力量，相同的壓力會作用在手腕的肌肉上。另外，如果手的姿勢不正確，就會產生酸痛感。
2解決問題
在整體調查中，可以把問題分成認知和操作。在把握的方式上，主要是使用者過去的經歷和認知。另一些問題也許是不好的設計，為了改善這一點，我們可以從兩個方向設計。一個是告訴使用者怎樣把握，另一個是改進削皮刀，包括材料、把手、刀片、角度、安全感。
l削皮刀的設計應該使使用者只是從表面上正確把握。結構應該很簡單，以便加工制作起來比較容易。
l削皮刀的把手應該沿著我們所把握的槽，因為人的手不是由直線構成的。
l大拇指必須放在一個點上，以便產生壓力，證實使用者的想法。
l人們所合適的把握的長度
3．設計要點：
lA部分是大拇指所在的點,擴大控制的角度
lB部分是把手的槽,設計的目的是提供正確的把握方式和好控制
l全部的設計
1單一的結構容易加工2兩側沒有溝槽,就不會積累污垢
3設計成曲線,是為了增加美感4為使用者設計合適的把手尺寸
四、手握式工具的分析
為了便于研究，我們首先要分析一下手的肌肉分布情況和一般手握式工具所存在和要解決的問題：
1．手部肌肉的名稱及位置
A：拇指指壓處肌肉B：拇指與食指之間虎口處（骨間?。?/p>
C：食指外側邊緣肌肉D：拇指與無名指與手掌間肌肉
E：小指外側邊緣肌肉F：手掌外側邊緣肌肉
G：掌心部位H：魚際I：腕部
2．手握式工具設計原則：
為了保證實用效率和健康，工具必須滿足以下基本要求：有效地實現預定的功能；與操作者身體成適當比例。使操作者發(fā)揮最大效率；按照作業(yè)者的力度和作業(yè)能力來設計；適當考慮性別，訓練程度和身體素質上的差異；工具要求的作業(yè)姿勢不能引起疲勞。
設計手握式工具時，應遵循以下人機工程學原則。
1．避免靜態(tài)肌肉復合
當使用工具時，臂部必須上舉或長時間抓握，會使肩，臂及手部肌肉處于靜態(tài)施力，導致疲勞，降低作業(yè)效率。
2．保持手腕處于順直狀態(tài)
手腕順直操作時，腕處于正中的放松狀態(tài)，但當手腕處于掌屈，背屈，尺偏等別扭的狀態(tài)時，就會產生腕部酸痛，握力減小。
3．避免掌部組織受過大壓力
操作手握式工具時，有時常要用手施相當大的力。如果工具設計不當，會在掌和手指處造成很大的壓力，妨礙血液在尺動脈的循環(huán)，引起局部缺血，導致麻木，刺痛感等。好的把手設計應該具有較大的接觸面，使壓力能分布于較大的手掌面積上，減少壓力；或者使壓力作用于不太敏感的區(qū)域，如拇指與食指之間的虎口位。有時，把手上有指槽，但如果沒有特殊作用，最好不留指槽，因為人體尺寸不同，不合適的指槽可能造成某些操作者手指局部的應力集中。
另外，從不同性別來看，男女使用工具的能力也有很大的差異。女性約占人群的48％，其平均手長約比男性短20mm，握力值只有男性的2/3。所以，設計工具時，必須充分考慮這一點。
五、討論
通過觀察使用者的削皮過程，我們發(fā)現，大多數使用者對于操作有不同的看法。所以，設計的主要焦點在于定向性操作。實驗結果表明，一個再設計的削皮刀能提供給使用者正確的預言。雖然效率沒有明顯提高,然而這也許是由于我們對于實驗中削皮刀的尺寸的欠缺。接下來我們應該做的是需要完善削皮刀的尺寸，這樣是為了更好的提高效率。
六、結論
（一）課程
《家具設計與人體工程學》是我校把家具設計與人體工程學結合在一起所開設的一門專業(yè)基礎必修課。課程共學時112學時，16學時每周，共7周課。課程旨在以項目實訓的方式讓學生在符合人體工程學的實驗數據下進行家具設計，為“人、家具、環(huán)境”系統(tǒng)設計提供整體思路，為“以人為本”的設計思想提供可行方法。筆者長期從事家具與室內設計教學與設計實踐工作先后收集并整理了十幾套相應教材，基本可以歸納出課程包含四大部分內容：第一部分概述（介紹家具設計、人機工程學等概念）、第二部分人體工程學基礎（主要介紹人體工程學的研究角度、方法和范疇等）、第三部分人體測量與數據的應用（側重講解在家具設計中常用的一些人體測量數據）、第四部分人體工程學與家具設計（人體工程學與家具設計的綜合運用，結合案例，比如座椅設計、辦公家具設計等）。顯然第三、第四部分的內容為重點和難點。通過對本課程教與學師生調查問卷，我們總結了三大印象：第一印象——雜。課程涉及統(tǒng)計學、設計學、人體測量學、生物力學、勞動生理學、環(huán)境生理學、工程心理學、時間與工作研究等十多個學科。第二印象——困。課程中需要理解大量的新概念、專業(yè)術語，再加上幾十組需要學生識記的常用人體尺寸統(tǒng)計數據表，很容易造成“困境”。第三印象——難。人體工程學（Ergonomics）又叫人體工學或人類工程學，人體工程學是探討人與環(huán)境尺度之間關系的一門學科。人體工程學通過對人類自身生理和心理的認識，并將有關的知識應用在有關的設計中，從而使環(huán)境適合人類的行為和需求。人體尺度問題是課程的核心和難點。學生不僅要掌握人體自身的尺寸，還要掌握人體尺寸在設計學上衍生的人機尺寸，以及靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸等等。由于存在學科的跨越和知識點側重的問題，很多研究方法和過程都沒有反應在教材上，導致教與學中出現知其然不知所以然的現象。
（二）教師
1.教師過于重視理論講授，教學手段單一，教學中與學生嚴重脫節(jié)，無法激發(fā)學生學習興趣和主動性。究其原因教師與學生課前、課下溝通較少、教師引導激發(fā)學生自主研究學習不足等原因。
2.教師過于強調教材，注重理論的全面性，側重點擴展明顯不足，主次內容把握不夠準確。究其原因是教師在本課程及其前后開設課程了解不足，導致了課堂上內容重復、或者涉獵不足等問題。
3.教師教學中實踐教學與理論教學處理不當。常常出現理論與實踐環(huán)節(jié)課時分配不合理、理論與實踐環(huán)節(jié)不能同步或者錯位、實踐教學手段單一、案例剖析不到位等問題。
4.教師教學之余提升自身專業(yè)素養(yǎng)不夠。凡事淺嘗輒止，學術專研缺乏耐心和恒心。
（三）學生
1.積極主動性不夠，被動學習情緒明顯。究其原因是由于學生階段性學習專業(yè)深入度不夠，設計體驗不足，影響其對人體工程學在專業(yè)領域重要性的正確認識。
2.無法從理論中聯系到實踐運用。究其原因是許多學校對人體工程學重視不夠，然后錯誤地反應在教師的教學中，直接影響了學生對待課程的態(tài)度。許多教師把人體工程學作為一門理論課來講授，最終以理論考試的方式作為結課考核。導致的結果是學生一開始就把精力用在備考上，對相關概念和知識只停留在記憶階段而不是理解和掌握。
3.基礎不足，價值觀有余。我國大部分藝術類考生的理科基礎、邏輯思維能力普遍較差，思維方式較感性，然而《家具設計與人體工程學》這門課程理科屬性傾向較重，讓很多學生望而卻步。加上大部分藝術類考生自入學前價值觀就出現了偏頗，他們認為上大學就是為了混文憑、考證書，至于專業(yè)好不好無所謂。這樣一來《家具設計與人體工程學》這種課程很容易被學生忽略掉，表現為測試作弊、設計作業(yè)馬虎應付。
（四）課程環(huán)境
課程環(huán)境對于一個專業(yè)、一門課、一位老師、一個學生來講都是相當重要的。以家具設計與人體工程學為例，在學校專業(yè)成立初始，課程環(huán)境幾乎為零。那時候如果老師上課連多媒體教室都無法實現，那么當量的優(yōu)秀案例圖片改如何向學生展示并講解。家具設計與人體工程學這門課程重點在培養(yǎng)學生的家具設計造型能力，培養(yǎng)學生適應在“適合人的尺度”的思維模式下進行家具設計創(chuàng)作，所以教學的重點應該是突出體驗教學。這種體驗教學，不能局限在學生的想象階段，不能僅僅依靠手繪或者電腦模擬效果圖的制作來完成的。理想的體驗教學應該是學生能在學習課程的時候能超越識記，掌握人體工程學的研究方法，明確設計是為人的設計的真正含義，能夠通過圖紙把自己的設計很好的表達出來并完成家具1：1模型，然后能充分的調動各感官機能，完成對模型的修改，完善設計。我校地處河南信陽市，2006年藝術系開設了家具設計方向，到今天已經有了8年的光陰。發(fā)展八年學?；窘⒘嗣佬g基礎實訓室、模型制作實訓室、計算機CAD設計實訓室、手木工制作實訓室等，應該可以說小有所成、初具規(guī)模了。但從我校家具設計方向歷屆畢業(yè)生就業(yè)調查反饋表來看，凸出問題表現在畢業(yè)生崗位概念模糊、崗前緊張、專業(yè)能力局限在方案設計和手工模型中、對于家具設計到家具生產過渡斷裂等問題。所以學校離培養(yǎng)高度市場適應性應用型人才成功轉型還需要走很長一段距離，這需要全校師生以及“多方來助”的情況下才能逐步實現。完整的家具設計課程環(huán)境處了學校自身軟硬件環(huán)境以外，還應該包含校企合作環(huán)境、校政扶持和監(jiān)督環(huán)境、校與校來往學習合作共榮環(huán)境等。
二、家具設計與人體工程學教學有感
（一）緣起藤和竹
我校西鄰“長淮明珠”南灣湖，南望“云中公園”雞公山，校園內山清水秀，花木交蔭，綠圍翠繞，景色宜人。山上有豐富的自然資源，其中最多的就是滿上的竹林和成片的老樹古藤。2012年學校土建動土，建設一些新校施，原本山上的野生的滿山竹林和老藤，被一車車的拉往垃圾站焚燒殆盡，在筆者的眼里這是暴殄天物的行徑。在家具史上，能工巧匠用老藤和竹子編制出了多少會計人口、流傳古今的家具，多少作品在今天的世界非物質文化的收藏典籍中成為經典。回想多年前，大學時期到教師階段，學生階段最痛苦的是每次家具設計課都要花好多錢購買各種各樣的模型制作材料，但制作出來的模型效果多少會讓人聯想到水晶宮時期的矯揉造作、粗制濫造的感覺。原因是我們制作模型購買的大部分是模型卡、ABS板、KT板、噴漆、石膏等工業(yè)模型材料，它們除了能粗糙的表達出家具設計的造型形態(tài)之外，別說結構，就是簡單的接縫收口都很難到位的。當然這些材料制作完模型之后，本身材料的固有色是很難看的，沒有任何保留的價值，所以還得用噴漆給制作好的家具模型賦予“五顏六色”的外衣。一個個原本制作還算精致的模型，披上噴漆外衣之后，儼然成了一個七彩家具王國。最讓師生感覺頭大的事，噴漆對環(huán)境的污染——刺鼻的氣味加上斑駁的漆影到處可見?，F在教師階段強烈的責任感在一次次的逼近，告誡自己不能“重蹈覆轍”?；乜次覀兊淖孑?，他們用無數的驚世之作一次次的想我們呈現自然材料的無窮魅力和價值。竹子特有的質地、中空的結構、快速的生長率（竹子2-3年可以成才）、竹黃和竹青的特殊性、竹結之美等等，竹子有太多太多的研究價值。老藤的最大的特點是它的韌度好、質感美、自然古樸形態(tài)美。竹子和老藤都不需要噴漆和上色，這也是它們作為家具模型制作最佳材料的優(yōu)勢之一。于是藤和竹的研究首次在家具設計與人體工程學的模型制作上全面展開。
（二）果成竹與藤
家具設計與人體工程學在教學上筆者一改傳統(tǒng)教學常態(tài)，主張以“理論講解為輔，團隊研究為主”的課程教學方案，事實證明效果很好。以其中“人機工程學與座椅設計”環(huán)節(jié)為例：
1.全班分位若干小組，每個小組控制在3-5人，落實名單；
2.每個小組至少收集2個較具典型代表的座椅作品，可以市場購買或者家中鄰里收集，方式不限；
3.學生陳述作品來源，教師點評，每小組確定2個最典型作品；
4.解構作品，通過對作品的拆解、使用體驗，弄清其結構、尺寸、材料、工藝以及作品的優(yōu)缺點分析，并在A3圖紙上表達清楚；
5.完成原始圖紙，教師點評，針對優(yōu)缺點分析，根據人體工程學所學知識，完成設計改良；
6.教師點評，完善改良方案，制作1：1家具模型，材料竹子、古藤。
三、結語
1.明確學生在教學活動中的主體地位
大多數高職院校教師主要通過課堂講授來實現知識的傳授，而學生要做的就是被動地接受和記憶。但是這種填鴨式的教學會導致學生對于課程的興趣全無，甚至產生反感。即使是非常認真的學生也是死記硬背，在應付考試之后基本就忘光了，根本不會將知識靈活運用在具體的設計里，而創(chuàng)新就更不可能了。學生是教學活動中的主體，教師不能代替學生完成知識的理解和轉化。只有學生自己主動的去理解消化知識才能在日后的學習中合理地運用到具體設計中。由此可見，在教學中應發(fā)揮學生的積極主動性，適當減少課堂上枯燥的理論知識的講解，加入更多的討論環(huán)節(jié)讓學生參與進來，讓他們主動去思考，去學習。此外還可以借鑒“翻轉課堂”的方法，提前布置學習任務并提出相應的問題，讓學生帶著問題課后去看書了解相應的知識點，并且通過查閱相關資料來解決教師提出的問題，在課堂上進行答疑和相關問題討論，從而提高學生的學習興趣和積極性，通過課題討論和交流加深知識點的理解和運用。
2.課程內容進行有針對性的選擇和調整
人體工程學包含的內容非常繁多，對于課程的內容應進行有針對性的選擇與調整。高職院校室內設計專業(yè)的學生，應重點學習與室內設計聯系較為緊密的內容，例如人體測量學和人體尺寸、家居設計尺寸、室內環(huán)境心理學和室內環(huán)境行為學等，而與其聯系不大的人體生理學、人體解剖學等知識應該進行刪減。此外，隨著科學技術的不斷發(fā)展，教師還應該注意收集相關領域的最新研究成果，將其添加到教學內容中。這樣才能做到不生搬硬套教材內容，并且能激發(fā)學生學習的興趣。對課程內容的科學選擇和調整，能夠使學生發(fā)現所學內容與自己專業(yè)之間的關系，從而更加了解課程的重要性，更愿意主動學習。
3.改進教學手段，采用多元化的教學手段與方法
（1）互動式教學法教學過程
中教師與學生要增加交流與溝通，在互動的過程中激發(fā)學生學習的積極主動性和學習興趣，拓展創(chuàng)造性思維，以達到提高教學效果的最終目的。這種教學方法可以由教師引出一個主題，提出主題中的問題，學生進行思考討論，之后學生之間展開辯論，最后教師進行總結歸納。這樣能充分發(fā)揮學生的積極性、創(chuàng)造性。課程教學中一定要設置課堂的主題討論環(huán)節(jié)，可以采取學生分組討論、全班討論及同伴教學等方法，讓學生在課堂上除了“動眼”、“動耳”，更需要“動嘴”、“動腦”以及“動手”。例如：在家具尺寸這一章節(jié)中，可以讓學生動手進行課桌椅的測量，之后參照知識點進行討論，找出課桌椅設計的優(yōu)缺點，而后動手進行改良設計。在設計過程中要靈活運用課程所學知識，之后教師對學生的設計進行相應的點評和講解。這樣既增強學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，又深化了教學內容，加深了學生對于知識的理解和認識。
（2）圖表、案例式教學法
針對藝術生習慣于感性認識和圖形化思維方式的特點，教師在教學過程中不能用過于理性和抽象的文字，應該要增加豐富的圖案和表格以及相關視頻。這樣能夠將知識點以更加生動、直觀的形式呈現出來，有利于激發(fā)學生學習興趣、加深理解。此外還要加入一些具體的設計案例，可以是一些優(yōu)秀案例或者是存在問題的案例，讓學生運用相關的人體工程學知識分析案例。人體工程學相對理性化，與我們的具體生活聯系不是非常緊密，所以在教學中要特別注重生活案例引用。例如可以找一到兩個在校園生活中經常用到的家具進行案例分析，讓學生說出平時的使用感受，尋找使用時的問題及不合理的人體工程問題，然后結合人體工程相關知識進行分析，最終找到解決的方法。
（3）實驗教學法
人體工程學中的很多數據和公式，其實都是根據相應的實驗得出的結論，所以應該在課堂中加入一些相關實驗。有條件的情況下，可以成立人體工程學實驗室，購置相關的實驗設備，在實驗的過程中讓學生自己去探索和發(fā)現。這樣不僅有利于學生的自主學習，還可以提高學生的學習興趣。即使沒有相應的條件成立實驗室，也可以在課程中增加一些小實驗，例如在視覺章節(jié)中加入錯覺實驗、混色實驗、眼動實驗等等，通過實驗幫助學生理解相關理論知識。
（4）體驗式教學
采用模擬項目教學法：挑選網上設計招標項目，如家具、展廳或環(huán)境小品的設計等，讓學生自組團隊，設計投標，通過布置任務書的方法，要求學生在設計的時候從人體工程學角度出發(fā)進行思考和設計。此外還可以通過教師虛擬課題進行設計，運用這種方式能夠很好地激發(fā)學生的學習熱情，學生在做設計的時候能主動查找書上相關知識點進行設計，將理論與實踐相結合。
4.靈活的課程設計與課程實踐
人體工程學的教學不能單單是理論教學，要充分加入實踐環(huán)節(jié)，讓學生對現有設計進行調研，尋找身邊的設計中與人體工程學相關的優(yōu)缺點，進行調研報告的制作。在課程教學中應充分加入課題設計環(huán)節(jié)，初步階段可以運用小課題設計讓學生進行一些簡單的家具單體等的設計。之后可以進行大課題設計，例如讓學生進行一個小型空間室內的設計。在課程設計時靈活進行內容的調節(jié)，適當刪減枯燥的理論知識，更多地增加實踐設計，讓學生在動腦、動手的過程中學習對應的知識點，通過實踐幫助學生回顧并真正掌握相關的知識。
二、總結
【關鍵詞】:化學工程;系統(tǒng);和諧;辯證法
自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律,具體可以歸納出三條:1.統(tǒng)一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發(fā)展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統(tǒng)和諧,理論規(guī)則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學歷程呢?
在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業(yè)已具有了相當的規(guī)模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業(yè)的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統(tǒng)的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始,化學工業(yè)迅猛發(fā)展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發(fā)展和支持。隨著生產力的發(fā)展,人們對事物運動規(guī)律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業(yè)中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發(fā)表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業(yè)化,星火燎原的,化學工業(yè)呈現出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發(fā)展的核心,其理論迅速成為發(fā)展化學工業(yè)的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發(fā)展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統(tǒng)科學發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發(fā),又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕,1940年美國FCC煉油開發(fā)成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統(tǒng)一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統(tǒng)工程"的發(fā)展,并共同體現了系統(tǒng)科學發(fā)展的和諧層次律。
就在"反應工程"發(fā)展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發(fā)現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發(fā)不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發(fā)現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統(tǒng)一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統(tǒng)一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統(tǒng)科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業(yè)共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發(fā)展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發(fā)展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進程,地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態(tài)化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統(tǒng)科學的自組織過程,這也是和諧系統(tǒng)對立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學看來,自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質之一,只有自組織系統(tǒng)能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環(huán)境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發(fā)到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發(fā)展。隨著新世紀的到來,世界正發(fā)生著全球性的變化,經濟、社會、環(huán)境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統(tǒng)的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(yè)(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創(chuàng)新、開發(fā)、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發(fā)生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優(yōu)化。涵括了五個方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規(guī)律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環(huán)境過程和大氣生態(tài)過程等。
于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優(yōu)"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統(tǒng)一的高度,進入了更高層次的系統(tǒng)工程領域。
新的發(fā)展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一;而在對"混沌發(fā)展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為,混沌態(tài)的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統(tǒng)復雜運動的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發(fā)展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業(yè)上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續(xù)的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時,實現科學的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力?；谌斯ぶ悄芎蜕窠浬飳W的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:
①學習:神經網絡可以根據外界環(huán)境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。
③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創(chuàng)造"出未見的事物。
④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統(tǒng)。
當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發(fā)展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統(tǒng),適應性、穩(wěn)定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統(tǒng)工程師,并能從最一般的非線性原理出發(fā),解決實際過程的創(chuàng)新、應用、開發(fā)、生產等問題。
生產力的不斷發(fā)展,科學技術的持續(xù)進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統(tǒng)的無限發(fā)展性質。
參考文獻
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(一)“水土保持工程學”課程實踐教學取得的成績
云南農業(yè)大學自開設“水土保持工程學”這門課程以來，開展了多方面的實踐研究與探討，并取得了一定的效果，為本課程深入開展實踐教學奠定了良好的基礎。前期的成績主要有四個方面:基于社會需求的變化，初步建立了實踐教學實施、管理、保障機制，保證了實踐教學的正常運行;將泥石流多發(fā)區(qū)和水土流失非常嚴重的東川和晉寧縣大春河小流域水土保持科技示范園作為本課程的實踐教學基地;確保實踐教學形式多樣，課堂實踐包括專題討論、師生異位教學、項目教學、隨堂章節(jié)測驗等，課外實踐包括章節(jié)作業(yè)、小論文、實地調查、生產實踐、課程設計、畢業(yè)設計等。
(二)“水土保持工程學”課程實踐教學存在的問題
云南農業(yè)大學“水土保持工程學”課程實踐教學取得了一定的成效，但是還存在一系列需要改進和提高的地方:實踐教學流于形式，未達到真正的教學目標;實踐教學保障機制與教學評價體系不健全;等等。以上問題影響了本課程實踐教學的開展，需要進一步加強研究，予以解決。
二、“水土保持工程學”課程實踐教學設計的探索
在借鑒其他院校水土保持專業(yè)課程實踐教學經驗的基礎上，立足本校的教學環(huán)境，充分考慮學生的實際需求，提出該門課程實踐教學設計如下:以社會需要為目標，以學校及學生實際為出發(fā)點，組織開展相關的教學實踐;課上實踐與課下實踐齊頭并進，組織開展與專業(yè)學習、課外科技有關的科研活動和生產實踐活動。
(一)教學重點與教學要求
通過該課程的學習與實踐，學生能夠了解和掌握常見水土保持工程措施的原理、布局、結構、功能特點、斷面尺寸、CAD制圖、建筑材料、穩(wěn)定分析等內容，并且能在實際操作中運用。實踐教學過程中我們應從以下幾方面來努力:一是以社會需求為導向，將水土保持工程相關的國家規(guī)范、行業(yè)標準充實到教學內容中;二是不斷補充本學科的前沿知識，重視水土保持一些關鍵技術的應用，如水土流失區(qū)面源污染控制與環(huán)境整治技術，開發(fā)建設項目水土流失防治技術，水土保持新材料、新工藝、新技術等;三是以水土保持單位的實訓項目作為教學實例，教會學生如何學以致用;四是以生態(tài)文明建設為目標，注重流域或區(qū)域水土資源的保護、改良與合理利用，將一些“生態(tài)”工程措施的理念與設計補充進教學實踐中;五是以夠用為原則，簡化知識，減輕學生的學習負擔，只要學習在實際工程設計與施工中常見的問題即可;六是以開發(fā)建設水土流失的防治措施設計為重點，如攔渣工程、降雨蓄滲工程、臨時防護工程等，鼓勵學生開展相關實踐學習。
(二)教學實踐體系
社會的發(fā)展、技術的進步、產品的更新、生活節(jié)奏的加快……等等一系列的社會與物質的因素，使人們在享受物質生活的同時，更加注重產品在"方便"、"舒適"、"可靠"、"價值"、"安全"和"效率"等方面的評價，也就是在產品設計中常提到的人性化設計問題。
所謂人性化產品，就是包含人機工程的產品，只要是"人"所使用的產品，都應在人機工程上加以考慮，產品的造型與人機工程無疑是結合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產品)之間和諧關系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護人體健康，從而提高生產率。僅從工業(yè)設計這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設施、自動化工廠、機械設備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產與生活所創(chuàng)造的"物"，在設計和制造時都必須把"人的因素"作為一個重要的條件來考慮。若將產品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話，專業(yè)用品在人機工程上則會有更多的考慮，它比較偏重于生理學的層面；而一般性產品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學及潮流的設計，也就是應以產品人性化的需求為主。
那么，對于一件產品是如何來評價它在人機工程學方面是否符合規(guī)范呢?以德國Sturlgart設計中心為例，在評選每年優(yōu)良產品時，人機工程上所設定的標準為：
1)產品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合；
2)產品是否順手和好使用；
3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產生的危險；
4)各操作單元是否實用；各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認；
5)產品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。
一般情況下，在設計教育中常以上述第三項較為強調，而消費者在購買商品時，則是以產品的視覺效果、商場氣氛及價值來決定購買行為的成立與否，但作為一名好的設計師應為產品長期使用的效果及舒適性負責，尤其是避免傷害與危險的防止更是不可忽視的考慮因素。如，在操作計算機的上機姿勢中，在現行的上機條件下，操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態(tài)疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(yè)(后靠姿勢會加大懸空的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當操作員脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔，其結果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發(fā)腕管綜合癥。那么，要解決諸如此類的問題，設計師就必須充分考慮人機工程學的因素。
所謂人機工程學，亦即是應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法，對人體結構特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數；還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習慣等人體機能特征參數，分
析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。
人機工程學因素往往是企業(yè)提高其競爭力的手法之一。若說"人性化產品"是與"人"合為一體的產品設計，"人機工程因素"則是設計工業(yè)產品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業(yè)無不是嚴陣以待，企圖在競爭中保持優(yōu)勢。管理大師麥克·波特(MICHAELPORTER)曾說過，企業(yè)具備競爭優(yōu)勢的兩個方式，一是擴大生產規(guī)模，走向規(guī)模經濟，才能占有成本上的優(yōu)勢；另一個便是創(chuàng)造企業(yè)或產品的附加值，制造消費者趨之若鶩的心理。在現今產品和質量逐步提高，且消費者對商品品質要求越來越高的情況下，各產品制造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動消費者的心。拿當今世界上提出的"健康"人機工程學的新要求為例，即是用某些考慮人機因素的輔產品，如：電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產品人性化的層次，籍此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢，而贏得消費者青睬的。
究竟什么樣的產品需要人機工程呢？在設計上又如何表現，才能成為符合人機工程學的產品呢?
工業(yè)設計師指出，就電腦的相關部件和設備而言，如鍵盤、鼠標等輸入裝置，因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂，接觸的時間較長，在使用時也可能十分投入。因此，人機工程學就成了設計上最主要的條件之一。
人機工程學的顯著特點是，在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用"物"的人和所設計的"物"以及人與"物"所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。在人機工程學中將這個系統(tǒng)稱為"人——機——環(huán)境"系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學科的人機系統(tǒng)設計理論，就是科學地利用三個要素間的有機聯系來尋求系統(tǒng)的最佳參數。
系統(tǒng)設計的一般方法，通常是在明確系統(tǒng)總體要求的前提下，著重分析和研究人、機、環(huán)境三個要素對系統(tǒng)總體性能的影響，如系統(tǒng)中人和機的職能如何分工；如何配合；環(huán)境如何適應人；機對環(huán)境又有何影響等問題，經過不斷修正和完善三要素的結構方式，最終確保系統(tǒng)最優(yōu)組合方案的實現。這是人機工程學為工業(yè)設計開拓了新的思路，并提供了獨特的設計方法和有關理論依據。
作為一個全息系統(tǒng)的局部，一個產品中包括了我們這個商品社會中的全部信息。一件設計優(yōu)良的產品，必然是人、環(huán)境、經濟、技術、文化等因素巧妙融合、平衡的產物。開始一項產品設計的動機可能來自各個方面，有的是為了改進功能，有的是為了降低成本，有的是為了改變外觀，強化"柜臺效應"，以吸引購買者，更多的情況是上述幾方面兼而有之。于是，對設計師的要求就可能來自功能、技術、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產品設計的重點也大不相同，暖水瓶的設計顯然就要比香水瓶的設計考慮更多的人機問題；再以肇及設計所設計的電腦游戲遙感器為例，乍見此產品時，看似不符合人機工程學，但實際使用時卻很合手，操控性良好，而且遙感器外型頗酷，用此搖桿玩空戰(zhàn)游戲，有操控戰(zhàn)斗機的味道。相比于市場上其他同類型的產品，即使售價比一般產品高出許多，也一樣大受歡迎，足見其魅力所在。但也有這樣一種產品，在市場上受到歡迎，是因其外型討好且成本不高所致，但缺點是產品輕，因此，在使用時本來一只手操作很方便，卻不得不雙手并用才行，這就是該產品在人機工學上的不足之處；但在成本、售價及市場因素的考慮下，廠商還是推出此種產品。而對于專業(yè)用品就不同了，例如美發(fā)師每天所使用的吹風機，除草機工人所使用的修剪機就絕對不能輕視人機工程學在生理層面上的考慮。
然而，一個好的產品設計是可以涵蓋形態(tài)和人機因素的，產品的外形一樣也可以有機會作人機工程的發(fā)揮。以TEAGE為微軟所設計的易用鼠標球而言，該鼠標是特別為兒童體驗電腦而設計的，在方案決定之前對兒童的抓握方式進行了研究，黃白兩色相間的鼠標球使兒童們在學習電腦時，增加了趣味性和功能性。該產品已經超脫了產品造型上的束縛，除讓其更好用之外，也同時賦予了產品新的意義與想象空間。
除了一般的大眾消費品之外，專為特殊族群所設計的產品在人機工程學上也有更多的考慮。如，殘疾人用的瓷器套具，此套設計是專為殘疾人做的餐具，又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而，設計師在充分考慮了人機工程學的基礎上，特別處理手把的凹凸，使患者拿在手里有一種心態(tài)上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么顯眼。
再以醫(yī)療設備來說，病床、醫(yī)療椅等產品，在設汁上不只是考慮操作要符合人機工程學，在材料上也應力求人性化，增加產品的親和力，以提高產品的"EQ"。
由于學科來源的多樣性和應用的廣泛性，人機工程學中采用的各種研究方法種類很多，有些是從人體測量學、工程心理學等學科中沿用下來的，有些是從其他有關學科借鑒過來的，更多的是從應用的目標出發(fā)創(chuàng)造出來的。其中常用于一般產品設計領域的方法有如下幾類：
1，測量方法
測量方法是人機工程學中研究人形體特征的主要方法，它包括尺度測量、動態(tài)測量、力量測量、體積測量、肌肉疲勞測量和其他生理變化的測量等幾個方面。
2．模型工作方法
這是設計師必不可少的工作方法。設計師可通過模型構思方案，規(guī)劃尺度，檢查效果，發(fā)現問題，有效地提高設計成功率。
3．調查方法
人機工程學中許多感覺和心理指標很難用測量的辦法獲得。有些即使有可能，但從設計師工作范圍來看也無此必要，因此，設計師常以調查的方法獲得這方面的信息。如每年持續(xù)對1000人的生活形態(tài)進行宏觀研究，收集分析人格特征、消費心理、使用性格、擴散角色、媒體接觸、日常用品使用、設計偏好、活動時間分配、家庭空間運用以及人口計測等，并建立起相應的資料庫。調查的結果盡管較難量化，但卻能給人以直觀的感受，有時反而更有效。
4．數據的處理方法
當設計人員測量或調查的是一個群體時，其結果就會有一定的離散度，必須運用數學方法進行分析處理，才能轉化成具有應用價值的數據庫，對設計產生指導意義。
當今的工業(yè)設計師面臨著多種活動和課題，例如：電視資訊、互動電視、通用遙控器等，與企業(yè)合作的范圍也很廣，在實施產品的人性化設計過程中，通常采用如下的設計程序：
1)建立并運用資料庫(這在前面已有論述)；
2)決定研究主題；
3)觀察階段：
*目標輪廓*訪識/觀察*使用模式/議題
4)發(fā)展階段：
*關鍵議題*產品概念*測試與評估
在整個研究過程中，人機工程師和工業(yè)設計師都必須全程參與，但在各個階段為主為輔的角色會有不同。例如：產品概念由工業(yè)設計師主導，測試則由人機工程師主導，每個步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產品都有各自的在人機工程學上的特色，特別是消費性產品。以汽車內部設計來說，就有三個表達人機工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設計；二是座椅及內裝設計，如一些大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對于大多數的中國人來說，這個凸包常常是頂在后腦勺，使得身體后靠在椅背時，不得不稍稍低頭。從設計上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現是由于這些座椅的設計和生產直接從國外引進，而生產者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺；三是情報溝通系統(tǒng)，如導航系統(tǒng)設計及安全警報功能。
