高校多媒体教室的人机工程学研究（修改）

神经系统是人体最主要的机能调节系统，人体各器官、系统的活动，都是直接或间接地在神经系统的控制下进行的。人机系统中人的操作活动，也是通过神经系统的调节作用，使人体对外界环境的变化产生相应的反应，从而与周围环境之间达到协调统一，保证人的操作活动得以正常进行。神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。

3．3_3高校多媒体教室使用者的信息处理系统 在人和机器发生关系和相互作用的过程中，最本质的联系是信息交换。因而必须对人的功能从信息理论的角度来加以分析。人在人机系统中特定的操作活动上所起的作用，可以类比为是一种信息传递和处理过程。因而从人机工程学的观南昌大学硕士学位论文高校多媒体教室的人机工程学研究点出发，可以把人视为一个单通道的有限输送容量的信息处理系统来研究。

3．3．4高校多媒体教室使用者的运动系统

运动系统是人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统。由骨、关节和肌肉三部分组成。全身的骨借关节连接构成骨骼。肌肉附着于骨，且跨过关节。由于肌肉的收缩与舒张牵动骨，通过关节的活动而能产生各种运动。所以，在运动过程中，骨是运动杠杆；关节是运动的枢纽：肌肉是运动的动力。三者在神经系统的支配和调节下协调一致，随着人的意志，共同准确地完成各种动作Il】。

3．3．5高校多媒体教室使用者的常见病 在电脑成为人们办公工具的今天，强迫体位在上机中占的比重越来越大，比如由于键盘有一定的高度，手腕必须背屈一定角度，这时腕部便处于强迫体位。长期处于强迫姿势，必然会导致肌肉骨骼系统的疾患，主要部位有腰、颈、肩、肘、腕部。腰部损伤经常长时间保持一种固定姿势进行工作，会导致人的腰部损伤，主要表现为腰部酸痛，严重者可发生腰肌劳损和椎间盘退行性变，这是一种慢性疾患，也是导致工人残疾的主要原因之一。颈部损伤上机时颈部长期处于前倾姿势，会导致颈部软组织的劳损和椎间盘的损伤，这统称为颈椎病，其主要症状为颈部酸胀感，严重者可压迫颈部神经，引起放射状疼痛和头晕等症状。肩部损伤由于敲击键盘时，上臂通常处于前伸状态，保持上臂前伸的主要肌肉是斜方肌，斜方肌持续紧张，也可导致肩部疼痛。这个症状常与颈部症状共存，因此称为肩颈综合症。肘部损伤当敲击键盘时，由于键盘高于操作台，腕部常处于上翘状态，即背屈，手腕背屈时腕部伸肌持续紧张，可引起操作者的肘部症状，表现为疼痛，手腕背屈时疼痛加剧，常称为肱骨外上髁炎，又称网球肘。腕部损伤调查发现，在电脑操作中，有60％的人主诉有手腕疼痛、手痉挛，在上机操作过程中，腕部不但要经常保持背屈状态，还要不断地伸屈以敲击键盘，因此强迫体位与频繁活动联合作用，使腕部的症状更为常见和严重，可引起滑囊炎，肌腱炎、管综合症。

3．4高校多媒体教室使用者的人体尺寸

高校多媒体教室使用者的人体尺寸是多媒体教室空间尺度的基本设计依据。正如前文已经指出的：高校多媒体教室的使用者(包括听课人群和授课人群两大类)绝大部分属于年满18周岁的成年人。因此，高校多媒体教室使用者的各项人体尺寸可依据《中国成年人人体尺寸》(GB 10000—88)[9]和《工作空间人体尺寸》标准(GB／T 13547—92)001中的尺寸。

3．5本章小结

本章介绍了高校多媒体教室使用者的概念及其数量的绝对增长；并从其感知能力、神经系统

机能及其特征、信息处理系统及其运动系统、常见病等方面详细论述了高校多媒体教室使用者的生理状况。综合国内外的研究，结合调查结果，并以《中国成年人人体尺寸》(GB 1000—88)r91并lj《工作空间人体尺寸》标准(GB／T13547．92)[io】中的尺寸为依据，为高校多媒体教室的人机工程学设计提供参考依据。

第四章高校信息化现状及多媒体教室建设概述 进入二十一世纪以来，随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信息化进程的逐步加快，高校硬件建设已经上了一个新的台阶，绝大多数大中专院校都建立了多媒体教室，这是令人欣慰的：另一方面，多媒体教室中存在的种种设计和安装上的不完善却大大限制了其功能的发挥，给教学和学习带来了诸多不便。为了保证良好的课堂教学学习效果，使高校多媒体教室物尽其用，有必要对多媒体教室中存在的人机工程学问题进行系统的研究。

4．1高校信息化建设现状及存在的问题分析

计世资讯(CCWResearch)在2003年上半年的调查结果显示：从目前多媒体网络教室建设情况来看，建有5．10个多媒体网络教室的高校占48．6％，拥有10个以上多媒体教室的高校占32．4％，高校多媒体网络教室已成规模，并形成以各专业系为主建设维护的模式。尽管高校多媒体教室建设形势喜人，我们也不得不清醒地认识到其中存在的诸多问题。首先，许多高校普遍存在盲目投资、一哄而上的现象，发达国家的信息化是实现工业化以后的自然过渡，在高校中推行信息化是顺势而为。而我国工业化的历史使命尚未完成，社会信息基础薄弱，高校信息化建设与其说是基于实际需要不如说是基于上级指示或自身愿望；第二个比 较突出的问题就是内部建设不统一，造成了资源的巨大浪费。各院、系、职能机构在信息化建设方面各自为战。不但导致了校内大量的低水平重复建设、严重浪费资金，还造成各部门所采用的软件系统不一致、数据标准不统一，在全校范围内人为地形成了一个个的信息孤岛。北京师范大学正是深受校园网建设缺乏统一规划之苦：北师大的校内科研网接入的是教育网，但学生宿舍和家属楼却分别有两家不同的公司作的系统集成，上的是电信网。三网互不相通，给教学、科研带来了极大的麻烦。再次，投资巨大，难以为继。信息化建设是一项耗资巨大的工程。北京邮电大学早期同邮电部合作开办远程教育时，投资达4000万元之巨。 巨额的建设投资以外，高校信息系统的维护也是一笔不小的费用。中国人民大学在每年花在设备的维护更新、人刁一的培养等方面的费用大约为500万左右㈣之01。南昌大学硕士学位论文高校多媒体教室的人机工程学研究

4．2高校多媒体教室建设现状

当今，重视现代教育技术对教育产生的影响，大力推进教育现代化是世界教育发展的主流。我国在运用现代教育技术手段整合教学的过程中，已取得了相当成效。采用先进的教学手段，提供全新的教学环境，来设计教学活动，已经成为市场的趋势所在。随着现代化多媒体教学系统在各大院校的不断推进，传统的方式已经不适应现代化的需要，集多功能教室系统、多媒体教学系统、演播系统于一体的新型现代化教育体系在教育行业得到了日益广泛的运用。作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，多媒体技术给教育行业带来了新的机遇。整个多媒体教室系统要高效率的完成教学任务，结合各个系统，充分发挥各个系统的功能，实现现代化的教学。

4．2，1多媒体显示系统： 多媒体教室显示系统由高亮度、高解析度的液晶投影机和电动屏幕构成：完成对各种图文资讯的大屏幕显示。

4．2．2A／v系统：

A／V系统由计算机、DVD、VCR(录像机)、实物展台、功放、音箱等A，v设备构成；完成对各种图文信息(包括各种软体的使用、DVD／CD碟片、录像带、各种实物、声音)的播放功能；实现多媒体教室的现场扩音、播音，配合大屏幕投影系统，提供优良的视听效果。

4．2．3智能型多媒体中央控制系统：

采用目前国内档次最高、技术最成熟、功能最齐全，用途最广的中国SVS(迅控)中央控制系统，是目前国内最先进的中央控制系统设备，能实现多媒体教室各种电子设备的集中控制。 要求操作简单、人性化、智能化；要求整个系统可靠性高；尽量多的体现出各种设备的卓越功能，让所有设备工作在最佳状态，发挥设备的最大功效；能够控制投影机，进行开／关机、输入切换等功能；并实现屏幕的上升、停止、下降功能；能够控制DVD、VCR进行播放、停止、暂停等功能能够控制实物展台进行放大、缩小等功能；能够控制音量，进行音量大小的调节功能；能够实现音视频、VGA信号自动切换控制功能。

4．3高校多媒体教室中存在的主要问题

笔者自1997年以来，一直生活在大学校园之中，具备丰富的在多媒体教室听课和讲课的经验，也深刻地感受到其中存在着各种各样不符合人机工程学的突出问题，大大限制了多媒体教室功能的发挥。高校多媒体教室中存在各种人机工程学问题，概括地讲，包括授课空间、听课空间、视觉显示界面、色彩环境、光环境、声学环境等几个方面。本文第五章将重点讨论这些问题，在此不再赘述。

4．4本章小结

本章介绍了高校信息化建设现状及存在的问题，分析了高校多媒体教室建设的现状，指出了其中存在的主要问题，并将存在的问题分为授课空间、听课空间、视觉显示界面、色彩环境、光环境、声学环境等六大方面。

第五章高校多媒体教室人机工程学的理论研究和分析

高校多媒体教室人机工程学的理论研究和分析，从大的范围来说，研究针对的是高校多媒体教室使用者(包括听课人群和授课人群)这个群体；从小的范围来说，针对一个多媒体教室中的具体的几十个师生。本文的研究对象是能够独立行走或在其他人的帮助下能够行走的学生和老师，不考虑必须使用轮椅的下肢障碍的师生。

5．1高校多媒体教室设施的人机分析

针对我国高校信息化建设和多媒体教室建设的现状，在本节中将对授课空间(授课台、授课椅、键盘、实物投影仪)、听课空间(课桌椅)、视觉显示界面(包括电脑显示器、屏幕、黑板)这三大空间进行人机系统分析。文章从人机工程学的角度，讨论高校多媒体教室各种设施的最佳数据，由于人体不能觉察高度方向与水平面上小于lOmm的尺寸，所以各设施尺寸在不能达到最佳数据的情况下，可以在±lOmm范围内调整。

5．1．1授课空间的人机分析

在授课空间中，需要设置授课台、授课椅、键盘等，为了满足教学需要，还需设置实物投影仪。

l、授课台

1)某高校新校区多媒体教室的授课台目前存在的问题

图5-1某高校新校区多媒体教室的授课台图 5-2电脑

某高校新校区(以下简称新校区)多媒体教室目前使用的授课台是电脑台与24讲桌相分离的(如图5-1，5-2)，存在着非常突出的人机工程学问题，也给授课老师带来了极大不便。存在的问题主要有：电脑台过于狭窄，教案资料等无处摆放，若放在另外的讲桌上，不方便随时取用；电脑台下净空深仅为210mm，大大低于国家标准规定的300mm的最低值，没有放腿的空间，为了看清楚屏幕，只能很吃力地使身体前倾，无法舒适地靠在椅背上：无键盘鼠标托板，操作时整条胳膊都需放在桌面上，时间久了容易疲劳；老师坐在目前授课台的位置讲课时，背对着大屏幕，无法直接观察投影效果；缺少实物投影仪，课件中没有的图片资料无法展示给学生看。

2)授课台的合理尺寸

多媒体教室中教师大多数时间是面向显示屏进行授课，因而要求授课台具有合理的形状和尺寸，以避免教师肌肉、颈、背、腕关节疼痛等职业病。按照人机工程学原理，授课台尺寸应符合人体各部位尺寸。图5．3是依据人体尺寸确定的授课台主要尺寸，该设计所依据的人体尺寸是从大量调查资料获得的平均值m 22～251。

2、授课椅

新校区建设多媒体教室时，电脑台与电脑椅(如图5-4)不是同时同批购进的，桌椅完全不配套，严重违背了人机工程学的基本原则。虽然目前的授课椅高度可调节，还是有很多老师因为调节起来比较麻烦或者其他的原因，继续坐在使他们感到并不舒适的椅子上给学生讲课。上课的老师更换频繁，他们的体型差异可能比较大，这就意味着椅子的高度经常需要调节，应该进一步简化调节的方法。

椅子如果偏低，会使腹部感觉压迫，调高一些，就会感觉比较舒展。目前的转椅通常可以旋转支承轴来调节高度，当然调得太高有可能让座位从底座上掉下来。椅背虽好有对腰部和头部的支承。尽量使老师可以坐在椅子