基于人因工程學(xué)的多媒體教室設(shè)施優(yōu)化

趙鵬，慕光宇，潘瀾瀾

（大連海洋大學(xué)，機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，遼寧大連116023）

裝備應(yīng)用技術(shù)

基于人因工程學(xué)的多媒體教室設(shè)施優(yōu)化

趙鵬，慕光宇，潘瀾瀾

（大連海洋大學(xué)，機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，遼寧大連116023）

基于人因工程學(xué)的知識(shí)原理和方法，應(yīng)用了問卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)分析、檢索資料等方法對(duì)現(xiàn)階段的多媒體教室進(jìn)行分析和改進(jìn)。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(nèi)照明設(shè)施等硬件條件，并對(duì)黑板、多媒體投影屏幕等位置等進(jìn)行設(shè)施優(yōu)化提高課堂教學(xué)效果。

多媒體教學(xué)；設(shè)施優(yōu)化；人因工程學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

近些年來，多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)深入到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，并且在教育教學(xué)中也逐步的體現(xiàn)了出來，它以圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜地表現(xiàn)形式，將高校的教學(xué)代入了一種全新的領(lǐng)域，深受教師和學(xué)生的普遍歡迎。信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使多媒體和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在融入現(xiàn)階段的日常教學(xué)之中[1]。但多媒體教學(xué)過程中受設(shè)備和環(huán)境等因素的影響，使得許多高校的多媒體教學(xué)效果并不理想，國(guó)內(nèi)外學(xué)者以實(shí)驗(yàn)法、深度訪談法為主要的研究手段，從學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行的，進(jìn)行了多媒體教學(xué)效果的研究、教師使用技術(shù)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(yīng)的解決策略[2-5]。

人因工程學(xué)是研究人、機(jī)械及其工作環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。它應(yīng)用生理學(xué)、心理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、勞動(dòng)科學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、社會(huì)學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科的知識(shí)和成果[6]，主要研究人-機(jī)-環(huán)境這三者之間的相互關(guān)系。通過人因工程相關(guān)理論和方法，適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和改進(jìn)多媒體教室人-設(shè)備-環(huán)境之間的關(guān)系，充分發(fā)揮多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，使多媒體課堂獲得滿意的效果，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。本文通過對(duì)多媒體教室中的硬件設(shè)施進(jìn)行了分析、研究并制定改進(jìn)方案，期望多媒體教學(xué)更好地融入傳統(tǒng)教學(xué)中，充分發(fā)揮其在教學(xué)中的作用。

1多媒體教室的調(diào)研及分析

1.1 調(diào)查過程

本文以大連海洋大學(xué)多媒體教室為調(diào)研對(duì)象，采用問卷及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方法，以多媒體教室環(huán)境的科學(xué)高效性、舒適實(shí)用性、安全可靠性和環(huán)保健康性四方面確定調(diào)查內(nèi)容，具體調(diào)研內(nèi)容如下：

（1）調(diào)查多媒體教室的硬件設(shè)施對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的教學(xué)效率是否有所提高；

（2）調(diào)查多媒體教室的當(dāng)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(jìn)行授課與學(xué)習(xí)；

（3）調(diào)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(diào)研結(jié)果分析

通過對(duì)收集的問卷（110份）和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析，主要問題歸納如下：

（1）黑板的位置和長(zhǎng)度需要改善，有的教室多媒體屏幕會(huì)遮擋一部分黑板，而黑板的長(zhǎng)度過長(zhǎng)也使得部分教師不能充分利用。經(jīng)過實(shí)際的測(cè)量，當(dāng)前有的教室黑板的長(zhǎng)度約為370 cm，而當(dāng)使用多媒體屏幕時(shí)，黑板的可用長(zhǎng)度為280 cm，有將近100 cm長(zhǎng)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(cè)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(xué)生在觀看多媒體課件時(shí)，由于角度大超過了人眼的最大角度，使得頭也會(huì)向上抬，從而一節(jié)課下來往往會(huì)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(shí)，自然光過于強(qiáng)烈使得學(xué)生看不清多媒體屏幕，則需要增加遮光簾。而由于室內(nèi)光線過暗，會(huì)影響學(xué)生書寫筆記。

（4）多媒體教室桌椅的設(shè)計(jì)，桌椅的舒適度對(duì)于學(xué)生上課的聽課及學(xué)習(xí)效率有著很大的影響，不僅僅涉及到學(xué)生坐姿是否舒適，還關(guān)系到從座位看向黑板的角度問題。經(jīng)過測(cè)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(guó)家所制定的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)原則進(jìn)行桌椅改進(jìn)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(xué)對(duì)多媒體教室的改進(jìn)

人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。人因工程學(xué)的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，就是科學(xué)地利用三個(gè)要素間的有機(jī)聯(lián)系來尋求的最佳參數(shù)[7]。人因工程學(xué)常用來分析“人——機(jī)——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(tái)——投影屏幕所組成的人機(jī)交互系統(tǒng)。而多媒體教室中“多媒體”硬件設(shè)施應(yīng)主要對(duì)多媒體控制臺(tái)、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(xué)設(shè)施環(huán)境優(yōu)化。

2.1 多媒體教室學(xué)生座椅的改進(jìn)

學(xué)生為多媒體教室的主要使用者和受益者。在1~2 h內(nèi)的高強(qiáng)度的集中注意力聽課中，學(xué)生采用坐姿聽課，坐姿是對(duì)于人來說最舒適的作業(yè)姿勢(shì)，學(xué)習(xí)也不例外，座椅是否能夠使學(xué)生舒適則十分重要。座椅設(shè)計(jì)的原則包括：（1）盡可能使學(xué)生保持自然的或接近自然的姿勢(shì)，并且要學(xué)生們可以隨意地更換自己的坐姿[8]。（2）應(yīng)符合人體生物力學(xué)的原理。座椅的結(jié)構(gòu)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(yīng)使學(xué)生能夠方便的活動(dòng)，學(xué)習(xí)省力且舒適。（4）應(yīng)使座椅牢固穩(wěn)定，防止學(xué)生傾翻。

根據(jù)GB1000-1988《中國(guó)成年人人體尺寸》，對(duì)于身高較為矮?。?55~160 cm）的同學(xué)，應(yīng)將座椅設(shè)計(jì)為座椅面距離地面350~380 mm，桌面與椅面高度差應(yīng)為226mm左右。對(duì)于身材較為高大（185~190 cm）的同學(xué)，應(yīng)將座椅設(shè)計(jì)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(huì)使這部分人群在使用課桌和座椅時(shí)能夠處于雙腳著地，手臂水平放在桌面上，從而使這部分學(xué)生在上課時(shí)能夠處于一個(gè)舒適的坐姿。

2.2 多媒體投影屏幕與黑板位置的改進(jìn)

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(shí)高效的多媒體屏幕與黑板相結(jié)合的傳授方式。所以無論是多媒體投影屏幕或者是黑板對(duì)于整個(gè)多媒體教學(xué)來說都十分的重要。

2.2.1 對(duì)于黑板的改進(jìn)

由于多媒體教學(xué)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(nèi)容在多媒體課件中無法表現(xiàn)的，還是要通過黑板來向?qū)W生傳遞知識(shí)。但是當(dāng)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(huì)將黑板寫滿。而且有部分黑板會(huì)被多媒體投影屏幕所掩蓋。經(jīng)過上述的實(shí)際測(cè)量與分析黑板的利用率不高，再結(jié)合教師使用黑板的情況，應(yīng)將黑板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為250~270 cm.

2.2.2 多媒體屏幕的材質(zhì)及位置

多媒體屏幕的選材一定要符合學(xué)生的需求。很多學(xué)生反應(yīng)多媒體屏幕反光，導(dǎo)致無法清晰觀看多媒體課件，從而導(dǎo)致課堂效率不高。大多數(shù)學(xué)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(nèi)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(zhǎng)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(cè)量，現(xiàn)階段的多媒體屏幕的高度為200 cm左右，應(yīng)將當(dāng)前教室的第一排桌椅撤出。而且由于當(dāng)前多媒體屏幕是傾斜擺放，導(dǎo)致在觀看課件時(shí)，所有同學(xué)都要側(cè)視或者側(cè)身觀看，長(zhǎng)時(shí)間處于這一狀態(tài)也會(huì)使學(xué)生們身體感到不適，從而影響學(xué)習(xí)效率。所以應(yīng)對(duì)擺放位置及角度進(jìn)行改進(jìn)，多媒體教室投影屏幕的尺寸可以照?qǐng)D2來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 多媒體教室布局改進(jìn)圖（注：教室層高為3.6m）

3結(jié)束語

現(xiàn)代多媒體的高速發(fā)展對(duì)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(xué)的方法和原理，對(duì)現(xiàn)代多媒體教學(xué)的改進(jìn)是切實(shí)以教師和學(xué)生的利益為出發(fā)點(diǎn)，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(duì)現(xiàn)階段多媒體教室中存在的問題進(jìn)行提出、研究和改進(jìn)，對(duì)多媒體教室的硬件設(shè)施進(jìn)行了分析、研究并制定改進(jìn)方案。經(jīng)過實(shí)際的測(cè)量、觀察和實(shí)驗(yàn)等方式掌握了多媒體教室現(xiàn)有的硬件設(shè)施和環(huán)境情況，并進(jìn)一步地對(duì)使用多媒體教室的現(xiàn)階段在讀大學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查和實(shí)地訪問，通過對(duì)調(diào)查結(jié)果的整理和分析對(duì)其中的主要問題進(jìn)行整理，主要對(duì)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(shè)施的改進(jìn)，期望多媒體教學(xué)更好地融入傳統(tǒng)教學(xué)中，充分發(fā)揮其在教學(xué)中的作用。

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

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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(xiàng)目（UPRP20140491）；遼寧省教育評(píng)價(jià)協(xié)會(huì)教改項(xiàng)目（PJHYYB15119）；大連海洋大學(xué)教改項(xiàng)目（JG2014YB13）；大連海洋大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)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?yàn)楣I(yè)工程；潘瀾瀾（1980-），女，吉林四平人，副教授，碩士學(xué)位，專業(yè)負(fù)責(zé)人，主要從事冷鏈物流規(guī)劃，工業(yè)工程方面的研究。