時間：2023-03-23 15:22:17
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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)“水土保持工程學”課程實踐教學取得的成績
云南農業大學自開設“水土保持工程學”這門課程以來，開展了多方面的實踐研究與探討，并取得了一定的效果，為本課程深入開展實踐教學奠定了良好的基礎。前期的成績主要有四個方面:基于社會需求的變化，初步建立了實踐教學實施、管理、保障機制，保證了實踐教學的正常運行;將泥石流多發區和水土流失非常嚴重的東川和晉寧縣大春河小流域水土保持科技示范園作為本課程的實踐教學基地;確保實踐教學形式多樣，課堂實踐包括專題討論、師生異位教學、項目教學、隨堂章節測驗等，課外實踐包括章節作業、小論文、實地調查、生產實踐、課程設計、畢業設計等。
(二)“水土保持工程學”課程實踐教學存在的問題
云南農業大學“水土保持工程學”課程實踐教學取得了一定的成效，但是還存在一系列需要改進和提高的地方:實踐教學流于形式，未達到真正的教學目標;實踐教學保障機制與教學評價體系不健全;等等。以上問題影響了本課程實踐教學的開展，需要進一步加強研究，予以解決。
二、“水土保持工程學”課程實踐教學設計的探索
在借鑒其他院校水土保持專業課程實踐教學經驗的基礎上，立足本校的教學環境，充分考慮學生的實際需求，提出該門課程實踐教學設計如下:以社會需要為目標，以學校及學生實際為出發點，組織開展相關的教學實踐;課上實踐與課下實踐齊頭并進，組織開展與專業學習、課外科技有關的科研活動和生產實踐活動。
(一)教學重點與教學要求
通過該課程的學習與實踐，學生能夠了解和掌握常見水土保持工程措施的原理、布局、結構、功能特點、斷面尺寸、CAD制圖、建筑材料、穩定分析等內容，并且能在實際操作中運用。實踐教學過程中我們應從以下幾方面來努力:一是以社會需求為導向，將水土保持工程相關的國家規范、行業標準充實到教學內容中;二是不斷補充本學科的前沿知識，重視水土保持一些關鍵技術的應用，如水土流失區面源污染控制與環境整治技術，開發建設項目水土流失防治技術，水土保持新材料、新工藝、新技術等;三是以水土保持單位的實訓項目作為教學實例，教會學生如何學以致用;四是以生態文明建設為目標，注重流域或區域水土資源的保護、改良與合理利用，將一些“生態”工程措施的理念與設計補充進教學實踐中;五是以夠用為原則，簡化知識，減輕學生的學習負擔，只要學習在實際工程設計與施工中常見的問題即可;六是以開發建設水土流失的防治措施設計為重點，如攔渣工程、降雨蓄滲工程、臨時防護工程等，鼓勵學生開展相關實踐學習。
(二)教學實踐體系
一、課例單元基本情況介紹
《環境工程學》課程是環境類本科院校環境科學專業的核心課程，通常開設在第六學年，授課對象是三年級環境科學專業的學生，此前學生學習了《環境學概論》等基礎課程，具備了環境學的基礎知識，對工程設計接觸較少但卻充滿興趣。本課例設計內容節選自高等教育出版社“十一五”國家級規劃教材，本節課程為環境工程學第二篇“大氣污染控制工程”的核心教學內容，旋風除塵是主要的顆粒物控制工藝之一。教學目標包括知識目標：認識旋風除塵設計參數的含義和正確應用；能力目標：能正確計算、合理設計旋風除塵器；情感目標：培養嚴謹的學習態度、強化合作意識、提高學生的學習積極性。目標立足于學生對旋風除塵器設計各重要參數的認識和設計，培養其應用信息技術自主學習的能力和提高學習的積極性。教學重點是旋風除塵器各部分尺寸比例、壓力降、捕集效率；難點是學生能熟練的完成旋風除塵器的設計及選型。為了達到教學目標，突破重點、難點，課題制作小組采用理實一體化的教學方法，基于創新意識與實踐能力對課例單元進行信息化教學設計。
二、創作思路
除塵工藝設計課的教學內容枯燥、計算煩瑣、講述內容較多，學生的興趣很難被調動，講授法效果較差，因此本著“教師為主導，學生為主體，理論與實踐相結合”的原則，對本節課采用任務驅動法、理論實踐一體化教學、啟發式教學法、發現法、討論法、對照講解法等教學方法相結合的方法，以啟發式為主導，利用動畫對照講解，觀看實物照片，檢索工藝設計國家標準，學生采取自主學習、合作學習、探究學習的方式，完成簡單旋風除塵器設計的任務，充分調動學生的認識趣味，豐富空間想象力，將復雜的問題清晰化。在教學中采取自主學習策略、運用專業技術指南等引導學生自主完成旋風除塵工藝的設計及計算過程，培養學生形成咨詢計劃實施檢驗的設計能力。
三、設計內容介紹
（一）布置任務
任務驅動法課堂教學的特點就是教師一上課就布置課堂任務，本課例任務為：設計簡單旋風除塵器。根據已知參數，計算和選擇相應尺寸、除塵效率等。用提問、設問、反問的形式進行師生互動，能為學生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，以任務的完成檢驗和總結學習過程，改變學習狀態，使學生主動探究、實踐、思考。
（二）復習回顧知識點
要完成以上課堂任務，必須用到之前所學的基礎理論知識，教師通過視頻和圖片，生動展現旋風除塵的原理，影響除塵效率的因素以及相應的設計參數，包括顆粒的分離直徑、半分離直徑dc、捕集效率等。生動逼真的網絡動畫資源應用到課堂教學，既能直觀地回顧所學知識，更能加深學生的印象，提高學習興趣。
（三）使用網絡資源實例導入課程主題
教師繼續播放信息化教學資源，利用視頻短片“沖泡茶葉”、“神奇拖把”這些生活常見的現象來設問：視頻中的現象源于什么原理？輔以大量圖片資源，教師加以提示。通過生活中的實例引出旋風除塵如何達到除塵的目的。
（四）任務實施
分組教學，每5人為一組，組長負責，相互提問、討論、分工計算和選型。教師負責解釋疑難問題，掌握學生對本堂課的了解程度。學生討論，尋找疑難確定繪圖重點。教師根據學生實施過程分組解答遇見的困難和問題，達到學中做、做中學的教學目的。
（五）課程評價
針對重點和難點完成所布置的任務，學生自檢：完成檢驗評分表的填寫，學生各組內開展互評。評估本次教學的效果：教師對各個小組的作品進行歸納總結、評定，指出不足之處，對優秀小組進行表揚，對相應有進步的學生進行鼓勵，肯定他們的勞動成果。
（六）布置作業
課后作業兩道題，分別為一道簡答和一道計算，從而鞏固新知識。
（七）課后拓展
教師提供為學生收集羅列若干個環境類的相關網站，拓寬學生的知識面，鼓勵學生課后查閱網絡相關的知識和新聞。
（八）時間分配
課程復習5分鐘，導入新課5分鐘，布置任務5分鐘，任務實施45分鐘，學生自評5分鐘，教師評價10分鐘，布置作業5分鐘。
四、特色介紹
本課例采用信息化教學設計，但又積極突破傳統方法，延伸教學時間，這樣不僅改善了枯燥的教學過程，又增長了學生的創新與實踐能力，信息技術的有效運用貫穿教學始終，突破了教學中的重點及難點問題。采用“任務驅動策略”，能使能力與知識點學習相結合。鼓勵學生對課后學習的延伸，充分利用網絡資源，拓展課程教學的空間。《環境工程學》是高校環境科學與環境工程專業的核心課程之一，它主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法，研究環境污染綜合防治的方法和措施，以及利用系統工程的方法。通過該門課程的教學，不僅要讓學生在學習環境學基本知識和理論的基礎上對環境科學領域有較全面的認識，還要培養學生對本專業的熱愛，激發他們對后續專業課程的學習興趣，堅定他們專業學習的信心。學生創新意識和實踐能力的培養是在學生豐富多彩的自主活動中實現的，不是外界強加于學生的。從這個角度看，教學過程應該多利用任務驅動或理實一體化，設計課堂學生的活動，給學生提供適宜的活動目標和活動對象，以及為達到創新意識培養目標所需的課堂情境。通過以學生為主體、教師為主導的課堂實踐活動，促進他們的參與精神、創新意識、實踐能力及多方面素質的整體提高。課堂教學過程要以學生為主體，是以學生實踐能力、自主學習為基礎的互動和開放的課堂；以激發學生主動實踐、主動思考、主動探索、主動創造為基本特征，在任務驅動過程中應注意對任務涉及問題和知識進行研究，有目的的設計提問方式，還可以讓學生帶著這些問題認真思考，給學生進一步探究創新留下拓展的空間，優化思維品質。然后，教師再在課堂上揭示解決技巧和思維方法，這樣不僅能起到一題多練、一題多得的觸類旁通的作用，還容易激活學生的思維，產生強烈的探究意識。只要學生深入研究問題，善于反思和總結，就會有所發現，而且經過自己獨立探索得到的創新思維的結果，我們要予以鼓勵和正確引導，并長期地、自覺地培養這種探究、創新的思維習慣。
五、結論
1.1內容
電氣工程學科是電氣信息學科的一種，歸屬于我國普通高等教育學科的一部分。在我國，習慣性的對電氣工程的描述是與研究電氣和電子系統有關內容的總和。電氣工程在大專院校中屬于一級學科并由五個二級學科組成，內容十分的廣泛，包括電機與拖動技術、電力網動態及穩定性、電力電子裝置等。原先高等教育中把與“電”有關的專業具體分為兩個分支，即“強電”與“弱電”，而1998年新頒布實施的規定中有3個專業與強電有關，可見國家對電氣工程的重視。
1.2發展
早在十九世紀前半葉，電磁理論就有了很大的進步，為隨之電氣時代的到來奠定了理論基礎。近年來，伴隨著我國科技的不斷進步以及電氣工程理論研究的深入，全新的科學理念和設計技術不斷被更新，大大影響著電氣工程學科發展的方向，新的世紀對電氣工程學科是一次機遇也是挑戰。電氣工程學科在未來發展中深受信息技術的影響，而且電氣工程學科與相關學科內容的交叉使電氣工程學科內容得到擴充，新的研發技術和新方法能使電氣工程學科的技術方案更具科學性。電氣工程學科的發展重在理論實踐的結合，因此要重視理論基礎的鞏固，同時擴展知識面的寬度。隨著現代社會的發展對新技術的要求，電氣工程科技必須不斷的進步和創新，其專業的人才必須掌握多方面的技術，把自動化專業技術和計算機信息技術綜合在一起。
1.3重要性
在信息技術化的今天，電氣工程影響著整個民族科學技術進步的水平。電氣工程的開始要追溯到十九世紀上半葉“磁效應”和“電磁感應定律”的發現，電磁理論的發明奠定了電氣工程的理論基礎。不久，西方國家開設了電氣工程專業。在我國，電氣工程專業始于1908年的南洋大學堂，在之后的一個多世紀，開設該專業的大學數量不斷增多，這是我國相關人才的匱乏的體現，電氣工程專業在我國大專院校中的地位日益提高。
2專業建設
科學技術發展到今天，廣泛的電氣工程學科下的很多技術都陸續被獨立出來，成為獨專業的學科，但由于它們來自于電氣工程學科，與電氣工程的內容有著扯不斷的聯系，不是其他學科能夠比較的。所以，現在電氣工程具有良好的發展和就業前景。本專業把電氣工程包含的所有專業以及交叉學科的相關知識都做了系統的分析，理論與實踐相結合，注重德育的教育，培養了一大批合格的高技術型人才。電氣工程專業將來會以電機控制、電力與電子技術、電力系統的自動化三個專業為發展方向。
3建議
為了更好的發展電氣工程專業，把培養技術人才作為目標觀念，采取開放性的人才策略，充分利用現有的人才，并不斷培養和引進人才。就必須成立優秀的教師隊伍，完善師資力量，培養和引進兩手都要抓。
3.1人才引進
各學校要根據發展規劃，積極引進擁有高資歷的國內外人才，尤其是具有國家性的專業研究經歷、參與過過國內河國外較大工程項目的人才。根據學校學科建設和教學的需要，制定引進計劃和人員的數量。
3.2師資建設
積極培養現有的教師隊伍，通過學習參觀的方式進行深造。不斷提高教師自身的水平，使各科老師的學歷、年齡等結構分配上更加合理。加強年輕老師的計算機和外語水平，對其進行崗前培訓，并加入到社會實踐中。指定德高望重且教學水平高的老教師指導青年教師，使青年教師盡快了解教學重點，順利進入教師的角色。針對青年教師的教學，學院可組織聽課或座談的形勢，改進青年教師的教學方法，提高他們的教學質量。
3.3提高教學水平
教師教學水平與科學新領域的開拓息息相關，教學水平的高低影響著教師在學生面前的威信。教師是否有威信，也是教師的品質、能力、知識以及教育方式的一種體現，直接表現在學生在內心深處崇拜和敬佩的態度。老師的教學水平是影響著學生的學習興趣和愛好，是影響教學效果的一個關鍵因素，是學生是否愿意接受教育的前提之一。自古以來，我國的教師就有著愛崗敬業、默默奉獻、工作負責、為人師表、以學生做為根本的優良傳統。對教師業務水平的管理，是各個學校對教師教學的能力以及水平進行幫助和提高的一種表現，是學校管理層為使教師具備精湛的專業知識、淵博的文化儲備和教育教學方法，運用多種模式對教師業務水平有計劃有安排進行整體加強的過程。由于教師是知識的傳授者，并對學生的能力進行培養和發展，因此教師的水平直接對學生的智力開發有著影響。教師業務水平的管理，有助于提高專業知識的教學水平，教師只有對教材內容熟練的掌握和適度的拓展，才能更好的進行專業知識的教育，把合適的學習方法傳授給學生，使學生對專業知識輕松的掌握和理解，很好的運用到現實生活中。
4結束語
人機工程學和室內環境設計都是為了創造有利于人類身心健康的環境而存在的，這兩者的結合，能夠更好地營造出更加舒適的室內環境。人機工程學在室內設計上的應用主要有以下幾點。
1.1確定室內空間的范圍
根據人體工程學的有關計測數據，從人的尺度、動作以及人際交往的空間等，來確定室內空間的范圍。
1.2確定家具設施的造型和使用范圍
家具設施作為人的實用工具，在設計造型和尺寸時，必須符合使用者的身體尺度，同時還要兼顧到它的使用范圍，在這些設施周圍必須留有一定的活動空間。
1.3提供適應人體的室內物理環境的最佳參數
室內物理環境多種多樣，對人體的影響也各不相同。在進行室內設計時，有了對室內熱環境、聲環境、重力環境、輻射環境等的科學參數后，就能設計出更加合理、更加科學的室內環境。
1.4進行視覺要素計測
人眼的視覺要素包括視力、視野、光覺、色覺等，對這些要素數據的計測，能夠對室內光照設計、色彩設計、視覺最佳區域設計等提供科學的依據。
2人機工程學中行為心理對室內設計的影響
人的行為心理常常因為文化、社會制度、民族等因素的影響，而呈現出復雜多樣的行為特征，這也就影響了人對室內設計的要求。
2.1心理空間
人們在衡量空間范圍時，不僅是通過生理的角度，也通過心理的角度。對空間的滿意程度以及使用方式取決于人的心理尺度，這就是心理空間。每個人在心理上都有一個個人空間，并隨著現實位置的移動而移動。比個人空間更加私密的則是每個人的領域性。這兩點使得人們對室內空間設計時區域的劃分有了更加明確的要求，必須保持一定的人際距離。
2.2人在空間中的定位
有人觀察研究過，不論是在車站候車還是在劇場和門廳，人們總是愿意站在柱子附近并遠離人們行走的路線。這就是人們在空間中對自己的定位，選擇視野開闊而本身不受注意，又不至于受到他人干擾的地方。
2.3空間環境與人際交流
通過對不同布局空間中發生的人際交流類型的研究，發現位于住宅群體布局中央的人有較多的朋友，這也就說明人類的行為模式與空間的構成有著密切的關系。
2.4捷徑效應
所謂捷徑效應是指，人們在穿過某一空間時，總是盡量采取最簡潔的路線，即使有其他因素影響，也會選擇捷徑。
2.5幽閉恐懼癥
對于幽閉空間的恐懼感，人們在生活中多少都會有一些，有些人重，有些人輕，所以在室內設計時，要建立這一空間與外界的聯系，盡可能緩解人在空間中的危機感。阿爾特曼指出“可以認為空間的使用是由人決定，同時又決定人的行為”，由此可以看出，人與人之間的相互作用、人的行為方式，對空間環境的形態設計起著很大的影響作用。
3結語
1設計思路
人機工程學是指應用人體測量學、勞動心理學等學科的研究方法［1］，起源于歐洲，形成和發展于美國，20世紀50年代開始迅速發展的一門新興邊緣科學。它從人的生理和心里特性出發，研究人、機、環境的相互關系和相互作用的規律，該學科在其自身的發展過程中，逐步打破了各學科之間的界限，以優化人－機－環境的一門科學［2］。國外對垃圾桶設計研究較早，一些發達國家如德國、美國、荷蘭等，其垃圾桶的設計大多考慮人機關系［3］，國內的垃圾桶設計與國外相比還存在差距，且對垃圾桶的設計很少考慮人機關系。該設計從垃圾桶的結構和功能出發，主要從垃圾桶外觀、結構尺寸、自動打包收緊功能、自動推袋功能等方面進行垃圾桶的設計，力求使用的避免用手接觸垃圾，有效防止細菌通過手傳播，保持室內空氣清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人機工程學原理，色彩能與周圍環境相和諧，成為環境的重要組成部分。其總體設計原理如圖1所示。
2環保垃圾桶的創新設計
2．1垃圾桶的外形設計(1)外形尺寸設計要使垃圾桶與人之間達到最優化配合，使人不需大幅度改變自己的姿勢就可順利地將垃圾放到垃圾桶里。經研究與垃圾桶有關的人體尺寸有:立姿時的肘高、立姿時手的功能高度、立姿時雙手功能上舉高，手的長、寬等，見表1［4］。據人機工程數據圖2、3，當人投垃圾時，保持身體正直，手腕處于順直操作，腰部和腕關節處于相對放松的狀態。當身體彎曲和腕關節處于一系列別扭狀態時，會產生腰部及腕部酸痛、手的力量減小等，如長時間保持這個狀態會引起一些腰部及腕部的綜合癥。根據對多款垃圾桶的調查及垃圾桶的尺寸人機分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度應為400～550mm。考慮到自動打包套袋垃圾桶的功能實現機構主要安裝在垃圾桶底部，將會占用一部分空間，占用的高度定位為100mm。所以垃圾桶的高度應取大一些，將垃圾桶的高度定位為500mm。垃圾桶的桶口直徑不應過大，在實際生活中一般生活垃圾偏多，考慮到飲料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直徑應大于垃圾的投放尺寸，垃圾中廢棄飲料瓶的高度一般小于300mm，考慮到自動打包套袋垃圾桶要實現自動打包，在垃圾桶投入口處將會有鋼圈等打包機構，將會占用一小部分空間，所以垃圾桶的桶口直徑也應取大一些，所以將垃圾桶垃圾投入口的直徑定位為350mm。(2)外觀設計垃圾桶桶身設計要求外觀美觀大方，有一定藝術性和觀賞性，適合現代綠色環保的理念。在三維設計時，選用主流CAD軟件Pro/E5.0，其三維外形圖如圖4所示。圖4(a)垃圾桶的桶身正面設計有一個米老鼠圖案。在米老鼠頭像的下面，設計為一個內部齒輪傳動的保護罩，而上部分就是用來裝垃圾的。圖4(b)桶身背面設計的圖案是一動漫《喜羊羊與灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜愛，給人以溫馨幸福的感覺，整個桶身的設計看起來比較新穎，頗有中西結合的感覺。滿足現代年輕人的審美需求和有小孩家庭的氛圍營造。垃圾桶的桶蓋設計為帽子形狀，易清潔，很有觀賞性，桶蓋上有個透視孔，可清楚地看到垃圾是否裝滿;蓋上延伸部分，專門為開蓋設計，另外，桶蓋上有綠色環保標志，適合現代綠色環保理念。桶身的背面有兩個踏板，左邊是踏板一，主要控制打包機構，右邊是踏板二，主要控制推袋機構。踏板的顏色與灰太狼一家的皮膚的顏色相近，顏色協調。
2．2垃圾桶的功能實現(1)打包收緊機構設計如圖5所示，該傳動機構由踏板一、連桿、棘輪、錐齒輪，直齒輪等部分組成，當打包踩踏踏板一時，人踩踏踏板的力量通過連桿變為動能，帶動棘輪向左運動，從而帶動與之相連的錐齒輪向內轉動，進而帶動后面的直齒輪作對應的方向的轉動，最終將運動傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分，其主要零件如圖6所示。(2)收緊扎口機構設計運動由上述踏板一傳遞至垃圾桶上部的鋼圈收緊部分后，通過轉動將鋼圈慢慢收緊，最終收緊好的垃圾口部被擠壓到V型卡槽中，對壓縮好的垃圾進行扎扣處理，如圖7所示。3)推袋機構的設計推袋機構如圖8，通過踩踏踏板二，運動由踏板經過各個連桿機構傳遞至推板上，推板與連桿連接處為間隙配合，由銷釘連接，在推出垃圾袋時不會翹起，整個過程保持版面豎直，垃圾也在水平方向被推出，效果圖如圖9。
3結語
1教學內容的改革
工程力學課程是一門應用性較強的課程，是土木工程專業的核心基礎課程之一，是連接高等數學、大學物理與結構力學、彈性力學、土力學、混凝土結構設計、鋼結構設計、砌體結構設計等課程的橋梁，是土木工程專業學生教學由基礎教育向工程實踐教育的重要轉折點，其在實踐教學中的作用越來越明顯，但是教學內容過分強調力學作為一門獨立學科的系統性和完整性，而忽視力學作為應用學科的實用價值。工程力學的任務是學會如何對力學問題建模、如何將模糊的問題和想法用數學來描述，并培養提出、分析、設計以及解決科學和工程問題的能力[6]。為了能夠更好的培養學生分析和解決實際問題的能力，拓寬學生運用力學的方法解決實際的工程問題，應從教學內容上加以優化。一是重視基本概念、原理和方法的更新，增加新的教學內容，如工程力學領域的新技術、新進展、新概念、新實驗以及國內外土木工程等領域的實際問題。二是為了使學生對力學課程產生興趣，在緒論課程中應引入經典力學的發展史。目前，在教材編寫中，由于“少而精”的要求，緒論中更多的是介紹課程的研究內容、研究任務、研究方法以及研究目的，而弱化了力學發展史的介紹。從古代墨子“力，形之所以奮也”到牛頓力學《自然哲學原理》的編寫，再到哈密頓《一個動力學普遍方程》的發表，經典力學的發展經歷的漫長的時間，期間出現了很多促使力學發展的科學家，如牛頓、麥克斯韋、達朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹，可以達到喚醒、激勵、鼓舞學生的目的。三是強調概念性和實踐性內容的重要性，適當減少計算性內容。工程力學具有基礎性和應用性的特點，在教學內容安排中，一方面弱化理論推導過程，另一方面應適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學素材；例題中，應突出對實際問題的力學模型建立過程的描述，在課后習題中引入基于力學分析的工程實踐的綜合運用實例，以調動學生的學習積極性和培養學生用力學方法分析問題和解決問題的能力。
2教學方法的改革
工程力學教學方法的改革，關鍵在于提高學生的學習興趣。一方面可以通過制作精美的教學課件增加課堂的趣味性和直觀性。現有的課件和通常意義上所說的板書并沒有多大區別，只是將原來用在黑板上推導完成的公式，放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學過程中，達不到吸引學生的目的，自然無法引起學生的興趣。考慮到在工程力學課程教學中會用到大量的力學簡圖和實驗結論，如果可以將這些力學簡圖和試驗項目（如在理論力學課程運動學篇中出現的連桿機構，材料力學課程中桿件的各種變形等等）用類似flas的直觀方式表現出來，就可以豐富課件的內容，增加學生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學課程中的基本原理都是建立在實驗基礎上，但目前力學的教學中，由于條件所限，工程力學課程中的實驗部分主要集中在材料力學的一些驗證試驗中，如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應力試驗、扭轉試驗等等。這些試驗的開設，能在一定程度上提高學生的學習興趣和動手能力，但要達到力學教學的目的，還有一定的距離。為了改變這一現狀，可以借鑒一些國外大學經典力學的教學方法，在這些課程的教學中，教師在每堂課的教學中會會通過隨堂實驗的方式，驗證本堂課所涉及到的相關內容和原理，盡管這些實驗的結果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現場教學。土木工程專業是應用性較強的一門學科，作為土木工程專業重要的基礎課程，應該在在學期中，安排2-4個學時將教學從教室搬到現場，通過利用現場的工程實物，教會學生如何對實際工程問題模型化，并用所學的力學知識進行分析解答。
3教學模式的改革
傳統教學模式是以教師為中心的“填鴨式”教學，教師起主導作用。由于高校教師一職多能的特點，使得教學過程質量控制稍顯不足。鑒于這種情況，應對傳統教學模式加以改革，形成以學生為中心的教學模式。在這一過程中，應以班級為基礎建立4-6人為一組的學習小組進行研討式教學。研討課教學是讓學生參與教學，教學相長，師生互動，通過專題研討使學生主動建構和拓展知識，培養學生的發散思維和創新能力。教師可以針對課程重難點問題，設置相關專題討論課。教師通過引導，教師與學生，學生與學生間通過互動交流，對所學的知識進行拓展。也可以設置一些與學科前沿相關的內容及熱點，學生通過課后查閱文獻，以小組為單位，通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示，并由教師與其他同學進行提問、討論，最后教師進行總結和點評。此外，在作業形式中也應該改變傳統以課后習題為主的作業模式，為了能夠更好的培養學生的能力，提高學生的綜合素質，可以布置一些研究型的題目，通過查閱文獻，以論文的形式的完成。比如通過材料力學課程中梁的合理設計問題，可以提出鋼筋混凝土梁的合理設計問題、鋼梁的合理設計問題等等，然后將這些題目布置下去，讓學生查閱資料，并完成相關論文。總之，要以這種教學形式改變傳統的“填鴨式”教學，實現課堂教學從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變。
4結論和總結
傳統的電氣工程及其自動化專業的理論課程主要包括電工技術、自動控制原理、電機與拖動基礎、控制電機、運動控制系統、過程控制系統、可編程控制器、電力電子技術、傳感器與檢測技術、現場總線技術、電工電子技術、電氣工程、專業英語等四十余門課程。在傳統的理論教學中，存在著課程數目多，面比較廣，不深入、難度大等缺陷。學生進入大二之后，常常要在一周面臨著上28課時至32課時的情況，這對一本學生無可厚非。而獨立院校的學生由于普遍基礎較差，接受能力有限，從而造成了學生的負擔過重，教學效果不好，造成了老師與學生互相埋怨。仔細一想，很多理論課程都是有調整的空間的。在信息爆炸的今天，一些課程的設置就沒有太大的必要，甚至完全可以取消。以傳感器與檢測技術這門課程為例，這門課程多是介紹性的內容，沒有任何公式推導以及分析計算，學生在工作遇到相應的傳感器通過網上查閱資料即可。但是在理論教學過程中，不能一味地減少課程，要有保有壓。在教學過程中必須突出核心課程，進行大量的訓練。例如，單片機這門課程，就需要大大增強，很多高新企業招聘學生的過程中，常常要考查單片機的相關知識，但是在很多獨立院校中，單片機的課時得到不斷的壓縮，得不到相應的重視。
2改善實踐教學
2.1減少驗證性實驗內容
增加設計性實驗內容傳統的實驗教學大多數是驗證性的，主要讓學生通過實驗驗證某一物理定律和物理現象。這種教學方式學生沒有任何的主觀能動性，只是按照老師所給的圖紙進行接線、通電，最后得出實驗結果。這種實驗教學的缺陷在于結論已知，沒有任何神秘感。很多學生在沒有做出實驗結果的情況下，編造或者抄襲數據，造成老師無法判斷學生成績的混亂境地。在教學過程應該逐步用一些設計性、綜合性的實驗項目取代簡單驗證性實驗。這些設計性、綜合性的實驗由于實驗結果未知，會增加學生的興趣，提高了學生自身分析問題、解決問題的能力，使學生的創新能力得到充分的發揮。
2.2用仿真實驗來代替現實實驗
使用教學仿真軟件有很多好處。一方面可以在一臺電腦中做多個仿真實驗，減少由于實際實驗過程中造成的元件損耗，大幅度降低教學成本。另外一方面可以利用仿真軟件對實驗結果進行處理很分析，并根據實際需要自動繪制出系統的特性曲線，大大減輕了學生的工作量，例如在電氣工程及其自動化專業，組態王仿真軟件就得到了師生的好評，很多學校都開展了工控組態的實驗教學。
2.3嚴抓實訓教學考核實訓和實驗不同
實驗通常是驗證某一存在的物理定律和物理現象，而實訓通常是完成某一任務，來達到訓練的目的。實訓成績的考核是擺在我們面前比較重要的問題之一。針對學生普通反映出的實訓教學的打分隨意，彈性大的缺點，通過在實訓教學過程中采用過程考核的方法，把一個實訓教學課程分成若個的子項目，每個子項目又分成若干個子子項目，每個子子項目都有相應的權重。每完成某個子項目就打相應的分數，最大程度上保證實訓教學考核科學化、規范化、標準化。
2.4取消課程設計環節
以相應的實訓環節來代替以筆者個人的求學經歷和教學經歷來說，絕大部分的學科的課程設計環節是失敗的，至少是不成功的。傳統的課程設計，是在該門課程結束后，根據課程要求，與實際應用相結合，出一些設計題目，讓學生自己完成。例如在學習完單片機課程后，通過安排學生兩周的時間內，按照要求，設計出一種用單片機控制的實際電路，并把它制作出來，通電調試、運行，寫出規范的設計報告交老師。然而在實際的操作過程中常常變味了，具體的做法是把學生圈禁在一個帶有電腦的大教室里面，給學生布置一個題目，學生在這個教師里面完成課程設計報告即可，其中沒有任何學生實際動手的內容，這樣的課程設計對學生的鍛煉是極其有限的。學生通常互相抄襲課程設計報告是常事，老師也沒有一些比較好的方法來制止這種行為。針對這種情況，筆者認為應該取消課程設計，取而代之的是一些與課程對應的實訓環節。作為獨立學院的學生，課程設計對他們來說不現實，在以后的工作中，企業也很難有機會讓獨立學院的學生做設計，給他們安排的工作往往是實際操作。與其效果不好，還不如讓學生多做實訓練練手。比如在完成了電子電路設計理論課程之后，安排學生做相應課程的實訓環節，在規定的時間按照圖紙安裝、調試出一個萬能充電器，寫出實訓報告即可。
2.5取消畢業論文環節
以頂崗實習報告來代替我國本科生的畢業論文環節一直被教育專家所詬病，關于畢業論文的存廢一直存在較大的爭議，一定程度上這不是一個學術問題，而是一個利益問題。通常來說，一個本科生的畢業設計按照工作量計算10個學時，一般的教師帶10~15個學生，這就是100~150學時，而老師一學期的基本教學任務就在200學時左右。如果取消了畢業論文，老師的利益會受到影響，高校老師肯定會反對。而且，畢業設計不僅僅對老師有利益瓜葛，而且對學校中的打印社有巨大的經濟利益。按照一個學生打印的費用為100元計算（包括初稿和終稿），按學校有3000學生來計算，這就有30萬元的經濟利益，由學校的幾家打印社瓜分。所以，作為利益共同體，學校的打印社也不希望取消畢業論文。畢業設計到底對學生多大好處呢？畢業設計的全過程一般是這樣的：通常在大四上學期期末給學生布置畢業論文題目之后，學生就去企業頂崗實習了，根本沒有時間寫所謂的畢業論文。到了來年的4月底5月初的時候，學校會通知學生返校交論文，并且安排五月中旬答辯。大部分學生寫畢業論文的時間在五月初，寫畢業論文的時間都在1~2周。這樣的畢業論文到底有什么意義？大家心知肚明。除了浪費紙張擴大內需以外，一點用處也沒有。所以筆者建議在一本以下的學校都取消畢業設計，取而代之的是頂崗實習報告。頂崗實習報告主要讓學生寫一下在企業中實習內容以及感想，同樣也可以安排答辯。筆者經過調查，大部分學生均可以接受頂崗實習報告，它具有可操作性。
2.6加強第二課堂的教學
加強第二課堂的教學工作，以申請實驗室的契機，在校內開展一些諸如電工實訓技能大賽的活動，提高學生學習專業的興趣。另外，挑選那些對專業有興趣的學生，組隊參加電子設計大賽、數學建模大賽和挑戰杯等等。總之，通過這些比賽，引導學生對專業學習的熱情和興趣，幫助和指導學生開展科研活動，探討通過所學職業知識解決實際問題的思路和方法。通過這些活動，提高學生的實際動手能力，造成一種崇尚科學、追求真理、勇于探索的學習氛圍，激勵學生創新思想火花的碰撞，培養學生的創新思想、創新意識和創新觀念。
3結語
隨著國民經濟和計算機、信息技術的高速發展，21世紀是知識經濟和信息化時代。社會對人才的要求也走向多樣化，其中一個重要方面就是對復合型人才的渴求。即不僅要求他們精通本專業的科學知識和專業技能，而且還應掌握能適應市場多元化和國際化趨勢相關知識和技能，如經濟、管理、社會、法律、生態等影響人類可持續發展前景的基本學科及其基礎知識。傳統的人才培養模式和教學方法面臨著嚴峻的挑戰，同時也給教學改革帶來了機遇。《工程經濟學》作為工程管理專業的核心課程，教學現代化建設更勢在必行，必須在教學體系、內容和方法等方面有所創新。作為建筑業的工程技術人員，不應局限于長期以來一脈相承的實體空間圖面操作上，還應將自己的視野延伸向社會、經濟大舞臺和自然界更廣闊的天地。這是21世紀新型建筑人才的使命，是中國建筑教育界改革與創新的方向之一，也是本課程建設項目的宗旨。本重點課程建設首先對課程體系、教學內容進行了改革。目前我們選用的是“十二五”國家級規劃教材，王右軍主編的《工程經濟》（天津科學技術出版社出版，2014年1月第1版）。但并不是所有內容都講，而是緊密結合我國建筑業發展趨勢，針對本校學生的學習能力和接受程度，在繼承我國多年來工程經濟學的研究成果的基礎上，與時俱進，對已有內容進行調整與拓展，同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果，做到既具有較強的專業性，又具有普遍適用性。在此基礎上編制了既有深厚的理論基礎又貼近實際，既具有較強的專業性又具有普遍適用性，與本校應用開發型人才培養模式相一致的補充講義和習題集。根據本課程教學基本要求，重新編寫了貼近實際的教學大綱，充分體現本課程特色。教學日歷科學、合理，按知識結構、科學性、難易程度安排日歷。同時為學生提供了《投資項目經濟咨詢評估指南》（中咨公司編，中國經濟出版社出版）、《技術經濟手冊》（李京文主編，中國科學技術出版社出版）、《市場預測理論與應用》（屈援主編、暨南大學出版社出版）、《工程經濟學》（李相然，中國電力出版社，2008年第一版）等教學輔導材料。
二、教學手段改革
本重點課程采用傳統的教學方法講授基本內容，對于一些復雜的工程實例，學生無法想象、教師也難以用語言來描述的東西，采用多媒體手段生動、形象地進行演示。同時本課程采用多媒體課件和案例教學等多種教學方法相結合，采用教、學互動式，教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性、激發學習興趣。老師指導學生完成科技創新，并讓部分學生參加到老師的研究課題中來，培養學生的創新能力。例如讓學生參與了“整合營銷在房地產企業中的應用”課題，學生到房地產企業實習，搜集相關資料，掌握了很多實際知識，并提出了一些合理化建議。案例教學法是一種培養高素質、實用型和創新性管理人才的行之有效的教學方法，因此在本課程教學中被充分運用。在講到資金時間價值時，為了讓學生認識到其重要性，介紹了一個案例：1626年，有一荷蘭人從印第安人那里花了24美元買下了曼哈頓島。據說這是美國有史以來最合算的投資，而且所有的紅利免稅。24美元真的很便宜嗎？如果當年的這24美元沒有用來購買曼哈頓島，而是用作其他投資了呢？假設每年8%的投資收益率，不考慮戰爭、災難、經濟蕭條等社會因素，這24美元到2004年會是多少？讓學生一起來計算結果，最后的結果讓學生大吃一驚，24美元在經過378年后，按8%的利率計算，竟然可得到103萬億美元。通過這樣有趣的案例分析，調動了學生的學習興趣，加深了學生對知識的理解、記憶。同時本課程教學注重理論聯系實際，采用了大量實際工程進行案例教學，例如在講授工程項目財務評價時，就采用了案例教學法，以杭州“親親家園”小區工程項目為例進行財務評價，通過對這個案例的教學，讓學生掌握了如何編制財務報表，如何計算投資回收期、投資利潤率、償債備付率等評價指標，以及如何對項目進行風險分析和不確定性分析。通過對實際工程的案例分析，學生掌握了理論知識在實際工程項目中的綜合運用。本課程充分利用現代化教學手段，開展網絡教學，提高教學質量。在現有基礎上不斷更新網絡課件，新編了特色明顯、適合我校教學使用的網絡課件，豐富教學資源。教學內容已全部上網，并使《工程經濟學》教學逐步過渡到網上教學，建立互動式工程經濟學教育網。
三、加強實踐教學環節
本重點課程建設主要從以下各方面加強實踐教學，提高學生解決實際問題的能力。
1.對一個實際項目進行了可行性研究的經濟評價部分的工作。通過課堂上對項目可行性研究經濟評價部分進行系統分析和內容構成的講授，讓學生對所學過的內容進行系統的復習和綜合，以大作業的方式完成實際項目的經濟評價。
2.在學生完成上述實際項目的經濟評價工作之后，安排學生對在經濟評價工作中存在的問題和不足進行討論和分析，進而加深學生對所學內容的理解和掌握。
3.學生通過社會實踐、實習考察、參觀學習增強了其感性認識和實際動手能力。
四、教學評價改革
本重點課程重視基本知識和基本技能的考核，對基礎知識和基本技能部分的考核實行考教分離，流水閱卷和主考負責制；對講座形式講授的內容采用寫文獻綜述的方法考核，文獻綜述的格式要求和畢業論文的格式相同。考試統一命題，其難度、深度、廣度符合教學大綱要求，評分標準嚴格合理，學生成績分布合理。重視基本知識和基本技能的考核，試題與本課程的定位相符。本重點課程建設在現有基礎上，更新試題內容，完成試題庫建設，提高試題質量，真正做到教考分離，提高教學質量。考試的方式靈活多樣，除了從試題庫中抽取試題考查基本知識和基本技能的掌握情況外，還外加開放性題目，以考查學生創新能力的培養情況。開放試題可以是小論文，也可以是解決一個問題的思路。
五、師資隊伍建設
本課程現有五名主講教師，都畢業于土木工程相關專業，同時已經大都具有從事《工程經濟學》教學的經驗。從師資結構看，本學科的主講教師中：教授2人，講師3人；博士2人，碩士2人，學士1人。該師資結構形成了較為合理的職稱和學歷梯度。由上述情況可知，本課程已經具有一支學歷、知識結構合理、滿足教學需要的教師隊伍，五位教師已經基本可以滿足本科教學和考研指導的需要；同時，已完成的《建筑經濟學》教學改革項目，對改善本課程的教學手段、方法，提升教學效果、教學水平大有裨益，大大更新了原有的教學理念。課程建設考慮工程經濟學教學力量的新老交替，為此加強了青年教師的培養工作。在教研室內進一步加強并完善了傳幫帶制度，明確責任，嚴格考核，使青年教師盡快成長起來。
六、結論
本重點課程建設對課程體系、教學內容、教學手段、教學評價等方面進行了改革，加強了實踐教學環節。本重點課程建設具有以下創新點。
1.緊密結合我國建筑業發展趨勢，與時俱進，同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果，針對本校學生的學習能力和接受程度，對教學體系和內容進行了調整與拓展。
2.充分運用案例教學法等多種教學方法，采用教、學互動式，教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性，激發其學習興趣，并開展了網絡教學。
