基于人機工程學的幼兒園家具設計研究

馬廣韜　安瑩麗

關鍵詞：人機工程學 尺寸 兒童 幼兒園 家具設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）02-0115-03

引言

近年，隨著我國二胎政策的全面開放，使得國內幼兒園家具市場在時代的變革中崛起成為家具行業的后起之秀。然而由于幼兒園家具行業剛剛起步研究得還不夠深刻沒有形成完善的規范標準。設計出來的兒童家具較粗糙，細節注意不夠，僅僅是成人家具的“縮小版”，導致了一些兒童受害的事件。但是學齡前兒童的認知較為特殊，因此在設計幼兒園家具時需要滿足幼兒的心理、生理需求和行為習慣，并且需要考慮產品的適用性，而不是為了追求利益而忽視了產品設計本身的價值。文章以人機工程學理論為指導，從培養幼兒的全面身心，行為習慣等影響因素入手，探究幼兒家具在使用過程中的部分設計細節、設計原則和方法。為我國現代幼兒園家具設計的設計研究提供理論依據，以促進此幼兒園家具行業長期的發展。

一、幼兒園家具設計研究中的人機工程學因素

人機工程學是研究人一機一環境之間的適配關系，使設計的產品和環境滿足人體尺寸、生理、心理等各個方面的需求。它的主要目的是提高工作效率，方便人們的生活。因此人機工程學理論在家具設計中的運用必不可少，兒童屬于一個特殊的群體，在為他們設計家具時需要將家具中的尺寸、使用狀態等作為重點考慮的對象。使家具的尺寸與幼兒的身體尺度，年齡體型及使用狀態相互契合，以滿足兒童個體健康成長的需求。我們對幼兒園中所涉及的研究對象進行分析。人：幼兒園中3至了歲的幼兒;他們最大的特點就是好奇心比較強，并且擁有豐富的想象力。機：幼兒園空間中所涉及到的兒童床、書桌椅、玩具柜、書架等家具;它們在造型、材質、色彩上的選擇以及在功能、安全、趣味等方面的特點。環境：幼兒園所關系到的各種活動場地。

設計師在設計幼兒園家具的過程中，要考慮到幼兒的行為習慣、生理、心理特征和家具安全、功能等方面的因素。還需要將幼兒園中涉及到的“人—機—環境”之間的關系處理好。

二、幼兒園家具設計中的人

為了使設計的幼兒園家具更好地滿足學齡幼兒的實際使用需求，設計師們首先需要明確認識和充分了解幼兒家具的設計主體“人”。

（一）幼兒的認知行為發展

學齡前兒童的思維逐步以從具象轉向形象，具有一定的模仿性。他們更多時候是通過直觀的形象和色彩來感知事物的。在學齡前兒童看來，自然中的一切都是有生命的。他們對于生物形態有著濃厚的興趣，經常模擬生活與電視中看到的場景。對一些生動的卡通形象和活潑的動物形象尤為喜歡，并在游玩過程中進行扮演，他們還會在游戲扮演中會加入一些自己的創新使得扮演更加的生動形象。無形中也培養了他們的創造力和想象力。

學齡前兒童的有意注意不是很成熟，注意力容易受到外界事物的影響。相比枯燥、抽象的事物來說具體、鮮明的事物更容易引起他們的注意。另外，他們的注意范圍相對來說還不是很大會有選擇地注意周圍的環境，在面對周圍太多的知覺對象時，會導致一定的注意混亂情況的發生。所以在室內的環境布置中，應該減少裝飾元素的使用以免分散孩子的注意力。

（二）幼兒的生理和心理特征

1.學齡前時期處于幼兒生長發育的關鍵時期，其主要表現：幼兒的皮膚、骨骼等都還沒有發育完全，其堅固性相比成年人較差，硬度、耐磨程度較弱，若不注意在游玩過程中很容易受到傷害;兒童在幼兒園階段會出現身體突長的情況，如果這個階段的家具與兒童的生長發育特點不符合會導致兒童的脊柱出現變形的情況，所以在家具設計過程中排除各種外界環境因素對幼兒帶來的影響。

2.幼兒心理停留在半邏輯思維階段，其主要表現為：這個階段的幼兒想法比較單純對這個世界有著強烈的求知欲，并擁有著豐富的想象力和創造力，比如他們會在生活中運用動畫片中的對話，在游戲中模仿游戲角色的一些動作沉浸在自己幻想的世界中難以自拔。他們的注意力容易受到外界的影響，相對于復雜、抽象的東西來說簡單、生動的事物更容易引起他們的注意力，他們也會更加認真地去學習和接受。而目前市場上為幼兒設計的家具大多是成人家具的“縮小版”，只是簡單的仿生卡通造型與靚麗色彩的運用。并沒有借助人機工程學的理論，一味地從造型、色彩上改變，只是表面上看起來有變化無法滿足兒童的生理、心理等方面的需求。

（三）幼兒的身體尺度和姿態

幼兒作為一種特別的弱勢群體，本身缺乏一定的自我防范意識對外界事物處于模棱兩可的認識階段，所以在設計兒童產品時要特別小心和謹慎，防止一切傷害兒童的意外發生。譬如鋒利的邊角、有毒物質、玻璃材質等。另外，由于此階段兒童的發育較快，如果家具尺寸設計的不合理，不僅會減少產品的使用壽命，還可能因為尺寸設計過大影響幼兒使用的舒適度。因此幼兒家具的設計要滿足各年齡階段幼兒的坐姿、站姿、睡姿和使用狀態等的需求。利于幼兒園孩子的成長發育的同時，還可以增加家具的利用率讓孩子學到更多有用的東西。

通過對沈陽市幾個幼兒園的家具的使用情況做了抽樣調查和走訪記錄，整理了幼兒園學齡前兒童的身高均值統計（表1）以及不同情況下幼兒身體尺寸與使用狀態之間的關系（圖1）。

雖然幼兒園家具尺寸符合幼兒固定的身體尺寸，但根據調查發現，幼兒的睡姿并不是固定不變的，所以在設計幼兒床時需要將睡覺過程中變化的睡姿考慮進去。通過觀察記錄了幼兒在午休階段過程中所呈現的五種經常使用的睡姿（圖2）。

鑒于考慮到了幼兒在臥室中睡覺的位置和姿態的變化，在設計幼兒床時不能在將人體外部輪廓的尺度如同設計成人家具所需一樣。在對圖2五種幼兒睡姿進行了分析后，我們可以發現，幼兒在睡覺時的運動寬度和范圍已經遠遠超出了幼兒床自身的尺度，因此我們可以將圖中所出現的灰色不規則的區域當作研究一個幼兒床寬度的首選標準。

為了滿足幼兒園全部兒童的使用，我們需要以小班幼兒床的設計為例：由幼兒園學齡前兒童的身高均值統計表1可知，最小值取女生3歲時的身高942mm，最大值取男生4歲時的身高1021mm作為計算幼兒床尺寸的標準。

首先，確定幼兒床長。如圖1（a）可知正常情況下幼兒床的長度應該是幼兒平躺時的身長尺寸H。但是考慮到幼兒的上肢體可能會出現自由伸展的情況，所以幼兒床長度應取如圖1（b）所示上肢伸展的尺寸6/5H，所以計算得出小班幼兒床的長度尺寸L=6/5H=（942～1021）×6/5=1130.4mm～1225.2mm。

其次，確定幼兒床的寬度。分析圖2五種常見的睡姿，幼兒床寬度需要滿足幼兒平躺和側臥兩種睡姿狀態，即幼兒床的寬度應為兩種睡姿的尺寸之和。結合圖1（e）、1（f）所示的2個幼兒身體尺寸分析，得出滿足幼兒最佳睡眠的幼兒床寬度為身高的l/2和3/10之和，即幼兒身長的8/10，所以床面的寬度w= （1/2+3/10） H=（942～1021）×8/10=753.6mm～816.8mm.

然后，確定幼兒水平床高。如圖1（d）所示，幼兒坐膝尺寸占整個身高的1/4，所以計算得出幼兒床面的高度尺寸H=1/4H=（942～1021）×1/4=235.5mm～255.25mm。

最后，確定百分位。結合上述分析，幼兒床長寬度宜為1130.4mm～1225.2mm之間、高寬度宜為235.5mm～255.25mm之間、寬寬度宜為了53.6mm～816.8之間。想要滿足絕大多數的幼兒對于睡姿的舒適性需求，需要采用較大百分位的測量數值，還要考慮制作過程的復雜需要化繁為簡，最后確定滿足幼兒使用的幼兒床的尺寸為：1200mm×800mm×250mm。幼兒處于生長發育的關鍵期，家具如果只是考慮到人體的固定尺度，而不考慮到動態的人體尺度的話，設計的家具不僅滿足不了幼兒的使用需求，反而會給他們帶來潛在的傷害，因此在幼兒家具設計過程中，應該將尺度與使用狀態作為考慮的首要因素。

三、幼兒園家具設計要點分析

通過對幼兒園使用主體的身體尺寸及生理、心理特征等的認識，總結出在實際設計幼兒園家具時應考慮以下幾個設計要素：

（一）安全合理的造型

由于幼兒的自我防患意識較差，不合理的家具造型存在潛在的安全隱患容易造成一些校園事故。所以在為幼兒設計桌椅、兒童床、柜子等家具時需要將造型安全考慮在內，，避免發生無法彌補的危險事件。比如將邊角部分進行銳化處理，避免銳角、金屬尖角直接碰傷了幼兒。針對幼兒的玩鬧心較強這個特點，致使幼兒的家具必須有足夠高的安全性與穩定能力，在幼兒猛烈的搖擺下家具也絕對不能被輕易地移動傾倒、斷裂：同時對于可拆卸式的家具或者固定式的家具所需要使用的連接件應該做些內嵌隱藏處理，外露于表面幼兒看到后動手拆裝容易造成碰傷的情況。幼兒對于生物形態有著濃厚的興趣，可以運用仿生設計一些生動、活潑的家具造型，這類型的家具能夠吸引他們的注意力，讓幼兒產生一種親切的感覺，使他們在平凡的學習和生活中充滿了收獲和樂趣。

（二）培養美感的色彩

3～7歲的學齡前兒童的審美能力處于萌芽期，他們更多時候是通過直觀的形象和色彩來感知事物的。研究結果表明，相較于濃暗、低調的顏色來說鮮艷、明亮的顏色更能夠直接刺激兒童的神經視覺發展，給予兒童更大的想象空間，提高兒童的創造力，同時也更容易得到兒童的喜愛和青睞。但是過于鮮艷的色彩會對幼兒視覺神經發育會造成傷害，使兒童產生產生躁動、不安的負面情緒。所以兒童家具在色彩上可以運用形式美法則，增加設計的秩序性。此外，這些幼兒園家具中的顏色也與孩子的心理及情緒有著緊密的聯系，可以直接反映出孩子的性格愛好。例如：酷愛藍色的孩子比較懂事，但性格傲氣;喜歡粉紅色的孩子有愛心、審美能力強等。因此，合理運用色彩搭配可以促進幼兒的視覺神經發育，激發幼兒對色彩的敏感度，為他們營造一個良好的成長和學習的氛圍。

（三）健康環保的材質

材料是家具設計的物質基礎。不同使用對象對家具材料的要求也不一樣要有針對性的選擇。幼兒作為一個特殊的人群，他們對自然健康危害的防范意識遠遠不及大人，因此在使用幼兒園的家具時就需要注意選擇一些天然健康、環保的材料。同時還需要與孩子尺寸相適應的人機工程學理論適用。幼兒正值身體發育一個重要階段，應該盡量選用硬木板材料的床，以免過軟的兒童床對他們的骨骼健康生長和發展造成一定的不良影響。對于易被碰擦到的桌角、柜角等地方，可以考慮采用類似硅膠等柔軟的健康材料做防護處理。對于接觸到比較多的桌面等部位，可以考慮選擇木材、安全型塑料等一些熱傳導比較遲鈍的材料，而對于連接件部位的材料，可以考慮選擇金屬件等堅硬、耐用的材料保證家具的結構的安全性。對于兒童來說，家具材質的選擇最好是接近自然的原木材料或非醛類人造板。保證兒童家具使用的安全性。為孩子營造良好的學習和生活環境。

（三）謹慎嚴格的細節

兒童在玩耍或學習過程中經常會出現被家具碰傷的情況。究其原因，這些家具大多數并不是專門為兒童設計的而是成人家具的縮小版，難免會在使用過程中出現兒童受傷的情況發生。所以設計師在設計幼兒園家具時需要對家具做些細節處理，最大程度地保證兒童在使用過程中的安全。比如，設計師可以將一些存在棱角的家具做圓角銳化處理，將家具的材質換成健康環保的材質，將家具的小配件換成較大體積配件以等。這些細節的處理避免了碰傷、劃傷等潛在危險的出現，方便幼兒使用的同時也要保證他們的安全。隨著孩子的衣服、玩具、書籍的多樣化，收納也成為學齡前兒童需要掌握的技能。用形象活潑的圖形制作的標簽進行功能標識提醒孩子物歸原處，讓孩子有意識地完成物品整理。避免因物品雜亂導致游玩和學習過程中的的危險情況的發生。總之，細節的處理一方便是方便孩子的使用，另一方面也是為了減少危險情況的出現。

四、幼兒園家具的設計原則分析

幼兒園家具的設計原則是在滿足教師和幼兒的基本使用需求的前提下，還要符合人機工程學理論，滿足衛生學以及幼兒行為習慣、生理、心理等特點。

（一）幼兒家具的功能性

由于目前幼兒園的孩子處于探索階段，在設計現代幼兒園的家具時，應從影響兒童生理、心智、行為習慣等各個因素的角度出發，合理按照人機工程學的原則對其進行設計，從而確保了兒童的基本使用功能，比如說現代化的兒童床的特點就是為了讓孩子們能夠舒適地進入睡眠，而現代化的兒童桌椅就是為了讓孩子們坐在椅子上順利地在桌子上完成畫、讀、說、寫等，培養他們良好的坐臥生活習慣。設計師還可以選擇采用多種功能相互融合的設計思維來設計家具，例如將一張床和桌椅巧妙組合設計的系列家具，既能有效地節約擺放空間，也能提高而兒童的使用興趣和新鮮感，為孩子的學習，休息帶來合理的服務。與此同時，家具功能的設計也需要考慮家具的實用性、整體性，避免因功能過多而造成兒童家具出現整體上的不協調情況。幼兒家具最好能隨著兒童生理成長而進行調整、搭配、重新組合，在培養幼兒動手能力的同時，增加家具的使用率達到最大利用價值。總之，幼兒園的家具設計一方面能幫助兒童形成良好的生活方式，另一方面也要有益于兒童身心健康發展。

（二）幼兒家具的安全性

幼兒園家具的使用安全性表現在生活中的細節上，最終應落實于安全穩定、易清洗、友好環境等方面。幼兒時期的孩子的主要特征就是愛玩好動與無意識性，所以他們對于各種事物的認知也沒有一定的防范意識。而且幼兒在生活和學習的過程中通常都會習慣性地用嘴、手、攀爬、等各種形式來探知未知的事物，使得家具出現一定程度的安全隱患。家具結構的牢固性不佳、穩定性欠缺和造型設計方面處理的不完善等也可能會給幼兒的身體健康帶來不同程度的傷害。由于幼兒免疫系統發育的不完全，在生活和學習中又經常與家具接觸，如果選擇和使用了不健康材料制作的家具會給幼兒的健康造成潛在性的危害。因此，幼兒家具的安全需要針對幼兒各方面的特征進行分析，不只是單純考慮家具本身的安全，還要將幼兒家具在使用過程中的安全考慮進去。

（三）幼兒家具的益智性和趣味性

孩子可以在健康成長的過程中能夠學習到更多知識是每位家長都希望的，因此設計師在設計兒童家具過程中，可以將一些帶有趣味性、益智性的玩具與其他家具緊密地聯系在一起，在滿足兒童的童趣需求的同時，創造出一種“玩樂”的氛圍。讓孩子在與家具的互動過程中，最大限度激發幼兒的思維能力、動手能力、獨立思考能力，寓教于樂。小孩子的天性就是喜歡玩、愛好游戲，通過游戲孩子會在生活中找到了認識新鮮事物的另一種途徑。兒童對生物形態有著強烈的好奇心，認為自然萬物都是有生命的。他們喜歡玩角色扮演，模仿電視中的人物形象并在現實生活中在現。所以設計師可以將一些運用仿生設計將一些卡通或者動物形象融入到幼兒家具設計中。因此我們需要開拓自己的想像空間，將家具設計做到不但滿足幼兒的基本使用需求、還要體現趣味性和益智性。

（四）幼兒家具的可成長性

隨著孩子們年齡的增長，兒童們的身高、體形、骨骼都正在發生著明顯的改變，在我們設計這些兒童家具的過程中不僅要考慮兒童的生理尺寸，更要注重設計的使用方式及特點來迎合他們此階段的行為心理及特點，根據兒童身體尺寸的變化，合理進行調節，在設計過程中加入功能、結構或現代化的智能科技來適應不同年齡階段的幼兒的身體發展和心理認知發展特征。例如兒童床可以在原有功能基礎上加入一些滑梯、書桌、玩具等功能拓展，兒童書桌可以通過加入智能傳感器自動匹配兒童信息，調整座椅保護兒童視力等來滿足兒童學習、休息、閱讀、娛樂、繪畫等不同功能的需求。兒童家具的可成長性對兒童心身健康發展極為有利，是我們在設計學齡前兒童家具需要重點考慮的一個重要因素。

結語

結合幼兒各方面的生長發育還不是很健全，對事物的認知水平也不完全。因此，在家具設計時我們應該將成人家具和幼兒家具區分開來對待：設計師在家具設計的過程中應充分考慮學齡前幼兒的心理以及其行為習慣各方面特征，將幼兒身體的尺寸、安全性、舒適度、功能性、趣味性等作為家具設計的基本原則。幼兒園家具設計與應用與幼兒的身心健康發展關系密切，幼兒作為一類特殊的弱勢群體，不會表現得像成人一樣對事物有相應的辨別性、評價性等。所以對家具的材料、色彩以及材料的安全方面更要特別注意，結合人機工程學等原理在保證家具基本使用功能的同時還要考慮到家具的安全性以及實用性等方面。

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