基于人因工程學的多媒體教室設施優(yōu)化

趙鵬，慕光宇，潘瀾瀾

（大連海洋大學，機械與動力工程學院，遼寧大連116023）

裝備應用技術

基于人因工程學的多媒體教室設施優(yōu)化

趙鵬，慕光宇，潘瀾瀾

（大連海洋大學，機械與動力工程學院，遼寧大連116023）

基于人因工程學的知識原理和方法，應用了問卷調查、現(xiàn)場調研、實驗分析、檢索資料等方法對現(xiàn)階段的多媒體教室進行分析和改進。分析了多媒體教室中的黑板擺放位置、多媒體投影屏幕位置、多媒體教室座椅尺寸、室內照明設施等硬件條件，并對黑板、多媒體投影屏幕等位置等進行設施優(yōu)化提高課堂教學效果。

多媒體教學；設施優(yōu)化；人因工程學；教學質量

近些年來，多媒體技術的迅猛發(fā)展已經(jīng)深入到生活中的各個領域，并且在教育教學中也逐步的體現(xiàn)了出來，它以圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜地表現(xiàn)形式，將高校的教學代入了一種全新的領域，深受教師和學生的普遍歡迎。信息技術的迅猛發(fā)展，使多媒體和計算機網(wǎng)絡技術正在融入現(xiàn)階段的日常教學之中[1]。但多媒體教學過程中受設備和環(huán)境等因素的影響，使得許多高校的多媒體教學效果并不理想，國內外學者以實驗法、深度訪談法為主要的研究手段，從學生為出發(fā)點進行的，進行了多媒體教學效果的研究、教師使用技術引發(fā)課堂問題的探究、多媒體使用原則的探究等，并提出了相應的解決策略[2-5]。

人因工程學是研究人、機械及其工作環(huán)境之間相互作用的學科。它應用生理學、心理學、衛(wèi)生學、人體測量學、勞動科學、系統(tǒng)工程學、社會學和管理學等學科的知識和成果[6]，主要研究人-機-環(huán)境這三者之間的相互關系。通過人因工程相關理論和方法，適當?shù)脑O計和改進多媒體教室人-設備-環(huán)境之間的關系，充分發(fā)揮多媒體教室的優(yōu)點，使多媒體課堂獲得滿意的效果，提高課堂教學質量。本文通過對多媒體教室中的硬件設施進行了分析、研究并制定改進方案，期望多媒體教學更好地融入傳統(tǒng)教學中，充分發(fā)揮其在教學中的作用。

1多媒體教室的調研及分析

1.1 調查過程

本文以大連海洋大學多媒體教室為調研對象，采用問卷及現(xiàn)場測量的方法，以多媒體教室環(huán)境的科學高效性、舒適實用性、安全可靠性和環(huán)保健康性四方面確定調查內容，具體調研內容如下：

（1）調查多媒體教室的硬件設施對于學生的學習效率和教師的教學效率是否有所提高；

（2）調查多媒體教室的當前環(huán)境是否舒適，能否保證師生在比較舒適的環(huán)境下進行授課與學習；

（3）調查多媒體教室的多媒體投影屏幕、黑板使用、多媒體教室桌椅使用情況是否合理

1.2 調研結果分析

通過對收集的問卷（110份）和現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進行總結分析，主要問題歸納如下：

（1）黑板的位置和長度需要改善，有的教室多媒體屏幕會遮擋一部分黑板，而黑板的長度過長也使得部分教師不能充分利用。經(jīng)過實際的測量，當前有的教室黑板的長度約為370 cm，而當使用多媒體屏幕時，黑板的可用長度為280 cm，有將近100 cm長度的黑板無法使用。

（2）多媒體投影屏幕的位置不是很滿意，而經(jīng)過測量，現(xiàn)階段的多媒體屏幕的高度為200 cm左右，人眼的向上最大的角度為25°，許多坐在第一第二排的學生在觀看多媒體課件時，由于角度大超過了人眼的最大角度，使得頭也會向上抬，從而一節(jié)課下來往往會造成脖子不適，眼睛干澀。

（3）屏幕的垂直照度值需改善，在使用多媒體屏幕時，自然光過于強烈使得學生看不清多媒體屏幕，則需要增加遮光簾。而由于室內光線過暗，會影響學生書寫筆記。

（4）多媒體教室桌椅的設計，桌椅的舒適度對于學生上課的聽課及學習效率有著很大的影響，不僅僅涉及到學生坐姿是否舒適，還關系到從座位看向黑板的角度問題。經(jīng)過測量，多媒體教室椅面高度約為40 cm，椅背高度約為47 cm，椅背與椅面間角度約為105°~110°之間，課桌高度約為65 cm，桌面寬度約為32 cm.這些尺寸的座椅只是按照現(xiàn)階段國家所制定的標準而來的，并不能適合所有人，多媒體教室現(xiàn)有布局情況如圖1所示，依據(jù)人因工程學原則進行桌椅改進需求迫切。

圖1 多媒體教室現(xiàn)有布局圖

2基于人因工程學對多媒體教室的改進

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。人因工程學的人機系統(tǒng)設計理論，就是科學地利用三個要素間的有機聯(lián)系來尋求的最佳參數(shù)[7]。人因工程學常用來分析“人——機——環(huán)境”系統(tǒng)，從而提升系統(tǒng)效益，現(xiàn)階段高校所使用的多媒體教室多為教師——控制臺——投影屏幕所組成的人機交互系統(tǒng)。而多媒體教室中“多媒體”硬件設施應主要對多媒體控制臺、可以供教師播放影音的投影屏幕及階梯式的座椅分布的教學設施環(huán)境優(yōu)化。

2.1 多媒體教室學生座椅的改進

學生為多媒體教室的主要使用者和受益者。在1~2 h內的高強度的集中注意力聽課中，學生采用坐姿聽課，坐姿是對于人來說最舒適的作業(yè)姿勢，學習也不例外，座椅是否能夠使學生舒適則十分重要。座椅設計的原則包括：（1）盡可能使學生保持自然的或接近自然的姿勢，并且要學生們可以隨意地更換自己的坐姿[8]。（2）應符合人體生物力學的原理。座椅的結構和形態(tài)要有利于人體重力的合理分布，有利于減輕背部與脊椎的疲勞與變形[9]。（3）應使學生能夠方便的活動，學習省力且舒適。（4）應使座椅牢固穩(wěn)定，防止學生傾翻。

根據(jù)GB1000-1988《中國成年人人體尺寸》，對于身高較為矮小（155~160 cm）的同學，應將座椅設計為座椅面距離地面350~380 mm，桌面與椅面高度差應為226mm左右。對于身材較為高大（185~190 cm）的同學，應將座椅設計為座椅面距離地面448~ 463 mm，桌面與椅面的高度差可為241 mm左右。這樣才會使這部分人群在使用課桌和座椅時能夠處于雙腳著地，手臂水平放在桌面上，從而使這部分學生在上課時能夠處于一個舒適的坐姿。

2.2 多媒體投影屏幕與黑板位置的改進

多媒體教室的核心即為告別了傳統(tǒng)的單一使用黑板而變?yōu)榱烁r高效的多媒體屏幕與黑板相結合的傳授方式。所以無論是多媒體投影屏幕或者是黑板對于整個多媒體教學來說都十分的重要。

2.2.1 對于黑板的改進

由于多媒體教學的普及，黑板的使用率日趨下降，但是黑板的作用毋庸置疑。許多內容在多媒體課件中無法表現(xiàn)的，還是要通過黑板來向學生傳遞知識。但是當前教室的黑板利用率十分低。許多教師即使使用黑板也不會將黑板寫滿。而且有部分黑板會被多媒體投影屏幕所掩蓋。經(jīng)過上述的實際測量與分析黑板的利用率不高，再結合教師使用黑板的情況，應將黑板長度設計為250~270 cm.

2.2.2 多媒體屏幕的材質及位置

多媒體屏幕的選材一定要符合學生的需求。很多學生反應多媒體屏幕反光，導致無法清晰觀看多媒體課件，從而導致課堂效率不高。大多數(shù)學校使用的均是反射式幕布中的白塑幕布和波珠幕布。玻珠幕的散射角小而此角度內的亮度系數(shù)高，投影效果好，屬方向性漫散反射幕布。玻珠幕的微珠直徑越大，幕布亮度系數(shù)越大，散射角越小，波珠幕布適合教室多狹長型的媒體教室為投影幕布。

人眼的向上最大的角度為25°，可將屏幕與第一排的距離保持在屏幕高度的兩倍[6]。而經(jīng)過測量，現(xiàn)階段的多媒體屏幕的高度為200 cm左右，應將當前教室的第一排桌椅撤出。而且由于當前多媒體屏幕是傾斜擺放，導致在觀看課件時，所有同學都要側視或者側身觀看，長時間處于這一狀態(tài)也會使學生們身體感到不適，從而影響學習效率。所以應對擺放位置及角度進行改進，多媒體教室投影屏幕的尺寸可以照圖2來進行設計。

圖2 多媒體教室布局改進圖（注：教室層高為3.6m）

3結束語

現(xiàn)代多媒體的高速發(fā)展對于舊教育方式來說是一種良性的沖擊。它為傳統(tǒng)的教育模式提供了新鮮血液。充分利用人因工程學的方法和原理，對現(xiàn)代多媒體教學的改進是切實以教師和學生的利益為出發(fā)點，而多媒體教室則代表了多媒體教育的發(fā)展程度。

本文主要對現(xiàn)階段多媒體教室中存在的問題進行提出、研究和改進，對多媒體教室的硬件設施進行了分析、研究并制定改進方案。經(jīng)過實際的測量、觀察和實驗等方式掌握了多媒體教室現(xiàn)有的硬件設施和環(huán)境情況，并進一步地對使用多媒體教室的現(xiàn)階段在讀大學生進行了問卷調查和實地訪問，通過對調查結果的整理和分析對其中的主要問題進行整理，主要對于多媒體教室的黑板、多媒體教室的投影屏幕、多媒體教室的桌椅硬件設施的改進，期望多媒體教學更好地融入傳統(tǒng)教學中，充分發(fā)揮其在教學中的作用。

[1]傅儉.高校多媒體教學的現(xiàn)狀與思考[J].江蘇高教，2011（1）：30-34.

[2]黃娟.多媒體輔助教學的研究現(xiàn)狀及趨勢[D].開封：河南大學，2013.

[3]TREVOR BARKER，C.：2002，The Use of a Co-operative Student Model of Learner Characteristics to Configure a Mul timedia Application，207-241.

[4]Kwok，M.and Jones，C.：1995，Catering for different learn ing styles[J].Association for Learning Technology Journal，3（1）5-11.

[5]李兆義.多媒體教室的聲學環(huán)境分析及設計[J].甘肅聯(lián)合大學學報（自然科學版），2009，23（3）：68-72.

[6]郭伏，錢省三.人因工程學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[7]丁玉蘭.人機工程學[M].2版.北京：北京理工大學出版社，2000.

[8]張茜.基于人因工程的教室桌椅設計及布局[J].時代農(nóng)機，2016，43（8）：77-80.

[9]蔣永華，喻步賢，戚牧.基于人因工程學對絡筒機的移動座椅空間分析與設計[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2008，185（4）：27-28.

Base o n Ergonom ics to Optim ize Multimedia Classroom Facilities

ZHAO Peng，MU Guang-yu，PAN Lan-lan
（School of Mechanical and Power Engineering，Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023，China）

Based on the ergonomics principle and method of analysis of the present stage of the multimedia classroom and improve.Applied in the improvement the questionnaire survey，field investigation，experimental analysis，retrieval information，the facilities of multimedia classroom was carried on.The blackboard put the position of multimedia classroom，multimedia projection screen location，the size of the multimedia classroom seats，interior lighting were optimized according to the questionnaire survey，in order to improve the teaching quality and students’quality of listening the class.

facilities layout；multimedia classroom；ergonomics；teaching quality

G202

A

1672-545X（2016）12-0160-03

2016-09-06

遼寧省教育廳教改項目（UPRP20140491）；遼寧省教育評價協(xié)會教改項目（PJHYYB15119）；大連海洋大學教改項目（JG2014YB13）；大連海洋大學課程建設項目（生產(chǎn)與物流類課程群）

趙鵬（1993-），男，遼寧撫順人，在讀本科生，研究方向為工業(yè)工程；潘瀾瀾（1980-），女，吉林四平人，副教授，碩士學位，專業(yè)負責人，主要從事冷鏈物流規(guī)劃，工業(yè)工程方面的研究。