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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.發現問題
通過使用削皮刀的過程分析,發現削皮的過程中,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(骨間肌)
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。使操作者發揮最大效率;按照作業者的力度和作業能力來設計;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施力,導致疲勞,降低作業效率。
2.保持手腕處于順直狀態
手腕順直操作時,腕處于正中的放松狀態,但當手腕處于掌屈,背屈,尺偏等別扭的狀態時,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,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、環境”系統設計提供整體思路,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。課程涉及統計學、設計學、人體測量學、生物力學、勞動生理學、環境生理學、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、專業術語,再加上幾十組需要學生識記的常用人體尺寸統計數據表,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,以及靜態尺寸和動態尺寸等等。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,無法激發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節課時分配不合理、理論與實踐環節不能同步或者錯位、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素養不夠。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深入度不夠,設計體驗不足,影響其對人體工程學在專業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、設計作業馬虎應付。
(四)課程環境
課程環境對于一個專業、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,在學校專業成立初始,課程環境幾乎為零。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學生的家具設計造型能力,培養學生適應在“適合人的尺度”的思維模式下進行家具設計創作,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。發展八年學校基本建立了美術基礎實訓室、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、初具規模了。但從我校家具設計方向歷屆畢業生就業調查反饋表來看,凸出問題表現在畢業生崗位概念模糊、崗前緊張、專業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境處了學校自身軟硬件環境以外,還應該包含校企合作環境、校政扶持和監督環境、校與校來往學習合作共榮環境等。
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、石膏等工業模型材料,它們除了能粗糙的表達出家具設計的造型形態之外,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,噴漆對環境的污染——刺鼻的氣味加上斑駁的漆影到處可見。現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”。回看我們的祖輩,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教學常態,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”環節為例:
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,加入更多的討論環節讓學生參與進來,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、室內環境心理學和室內環境行為學等,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,能夠使學生發現所學內容與自己專業之間的關系,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學生學習的積極主動性和學習興趣,拓展創造性思維,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。這樣能充分發揮學生的積極性、創造性。課程教學中一定要設置課堂的主題討論環節,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,要充分加入實踐環節,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節,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,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