基于人機工程學的學生桌椅設(shè)計研究

金鎮(zhèn)

摘 要：人機工程學成熟于20世紀60年代，現(xiàn)在已經(jīng)滲透到生活的方方面面。在產(chǎn)品的設(shè)計中，人機工程已經(jīng)成為必須要考慮的因素。桌椅對于學生來說是最常接觸的日常產(chǎn)品，尤其對于青少年來說，身體處于發(fā)育的黃金階段，好的桌椅將對他們的一生產(chǎn)生良好的影響。然而令人遺憾的是，在青少年的成長過程中，陪伴他們的桌椅并不能滿足他們健康成長的需要。

關(guān)鍵詞：人機工程學；學生；身體發(fā)育；桌椅設(shè)計

中圖分類號：G478.2；G484 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.058

文章編號：2095-6835（2016）11-0058-01

學生的身體發(fā)育關(guān)系到他們的未來，好的身體是工作、學習取得好成績的保障。我們在日常生活中只是關(guān)注了飲食對身體發(fā)育的重要性，卻忽視了正確的坐姿對身體的重大影響。青少年生長發(fā)育的特點決定了在這個階段要有養(yǎng)成好的坐姿習慣，否則將對以后的成長造成不好的影響。

1 研究背景

我國中小學生群體人數(shù)眾多，青春期的孩子身體發(fā)育快，發(fā)育水平不一樣，因此對桌椅尺寸的要求也呈現(xiàn)出不同的需求。在現(xiàn)階段，中國教室的桌椅還沒有通過有針對性的設(shè)計來滿足不同階段的學生的需求，設(shè)計缺乏系統(tǒng)性、針對性，不符合人機工程學，忽視了青少年成長的需要，難以滿足學生需求。

2 現(xiàn)有的教室桌椅研究

桌椅是學生在校期間最常接觸的物品，因此，它將對學生的學習生活和健康成長起著不可代替的作用。Bestsey Yeats（1997）通過調(diào)查分析得出結(jié)論，學校桌椅的設(shè)計和擺放的合理性將會影響到孩子的身體健康，尤其是對脊柱的影響最為明顯；而張金霞等在《中小學課桌椅與學生身高符合情況的調(diào)查》中指出，我國大多數(shù)學校的課桌椅設(shè)計存在問題，與學生的身高不符，學生在就坐時會有不適感，直接影響到學生的身體正常發(fā)育，并且影響到學生的視力情況和學習積極性。這些調(diào)查結(jié)果都在告訴我們，教室的桌椅的設(shè)計是一個重要的課題，減少不合理的設(shè)計對學生造成的傷害刻不容緩。

3 中小學生身體特點分析

中小學生的身體生長發(fā)育迅速，身體各項機能也在不斷完善、增強。主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①新陳代謝旺盛。②身體的發(fā)育在不同階段表現(xiàn)出不同特點。兒童期的身體的生長發(fā)育比較平穩(wěn)，而到了青春期，身體會迅速發(fā)育，身高體重會有明顯的增長，并且在這個階段學生的身高開始出現(xiàn)較大的差距。③骨骼肌肉發(fā)育。小學生骨骼發(fā)育還不完全。有明顯的特點，表現(xiàn)在骨骼的彈性較大，但是硬度相對較小，易發(fā)生變形，因此，不良坐姿會對骨骼造成嚴重的影響，比如脊柱側(cè)彎、駝背等。兒童的肌肉也在逐漸發(fā)育，但肌肉纖維比較細。因此，肌肉的力量和耐力會有明顯的不足，容易出現(xiàn)疲勞。因此，教室的座椅應(yīng)該使學生的肌肉減少受力，得到放松。

4 坐姿的研究

良好坐姿的必要條件時將最適當?shù)膲毫Ψ植加诟骷棺倒侵g的椎間盤上，并將最適當、最均勻的靜負電荷量分布于所附著的肌肉組織上。

人體總共有206塊骨骼，其中支撐脊柱、骨盆、下肢等是支撐頭骨和身體的主要骨骼。而在站立和坐姿狀態(tài)下，脊柱會發(fā)生明顯的變形。在正常狀態(tài)下，從后面看脊柱呈垂直線形，從側(cè)面看呈S形。而在坐姿狀態(tài)下，尤其是在后背沒有受到支撐時，腰椎會向外突出呈現(xiàn)C字形。由于兒童的骨骼發(fā)育還不成熟，因此，應(yīng)當盡可能減少這種變形，減少脊柱及盆骨承受的壓力。

在坐姿狀態(tài)下，臀部、大腿、小腿、腹部等部位也會受到不同程度的壓力，如果設(shè)計不當，會影響這些部位骨骼和肌肉的正常發(fā)育。因此，考慮到學生的身體發(fā)育特點。在設(shè)計座椅時，我們也要綜合考慮到座椅對身體不同部位的影響。

5 教室桌椅設(shè)計

教室的桌椅設(shè)計要以滿足學生使用要求為根本，保障青少年正確的坐姿，促進兒童正常發(fā)育，在提高學生學習效率的基礎(chǔ)上，盡可能提高舒適性。

經(jīng)過調(diào)查分析研究，我們可以得出桌椅的規(guī)格及大體尺寸。桌面的高度應(yīng)該為490～760 mm，單人桌面寬度不小于600 mm，雙人桌面寬度不小于1 200 mm。椅面高度為270～440 mm，靠背上緣距座面230～340 mm，靠背點距座面160～220 mm?；谥行W生的身體發(fā)育特點，桌椅的尺寸要在這樣的區(qū)間內(nèi)變化。也就是說，隨著學生身體的發(fā)育，桌椅的尺寸也要經(jīng)過調(diào)整才是最適合學生的。

如何讓桌椅的尺寸隨著兒童的身體變化而變化呢？為了實現(xiàn)這個目標，在桌椅的設(shè)計過程中，要設(shè)計可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，比如旋鈕結(jié)構(gòu)，使桌椅和椅背的高度可以自由調(diào)節(jié)，且易于固定。椅背的設(shè)計要帶有一定的角度，并在腰椎處要加入支撐點，減輕在坐姿狀態(tài)下腰椎處的壓力?？紤]到小學生較為調(diào)皮，而且教室的桌椅屬于教學用具，因此，在設(shè)計時要兼顧桌椅的舒適性與耐用性。因此，在選材上，主體采用較為結(jié)實的不銹鋼，桌面和椅面以及椅背采用傳統(tǒng)的木質(zhì)材料。桌椅設(shè)計為可拆卸結(jié)構(gòu)，這樣便于運輸與組裝——當某一部分出現(xiàn)破損時，還可以進行更換。這樣，既可以大幅度減少產(chǎn)品的成本，又可以為使用提供方便。

6 結(jié)束語

學生群體人數(shù)眾多，他們的健康成長關(guān)系到祖國的未來，因此，設(shè)計要以人為本，充分考慮到學生群體的特點和需求。另外，還要兼顧產(chǎn)品的使用環(huán)境，產(chǎn)品制作的成本，使用的便利性、耐用性。設(shè)計師要充分權(quán)衡這些因素，做出最合理的選擇。學生群體正處于身體發(fā)育的關(guān)鍵時期，我們應(yīng)該通過設(shè)計給他們提供最合理的學習方式，讓他們可以健康成長。

參考文獻

[1]周攀攀. 小學普通教室課桌椅的設(shè)計研究[D]. 哈爾濱：東北林業(yè)大學，2012.

[2]小學生身體生長發(fā)育特點的主要表現(xiàn)[EB/OL].http：//xiaoxue. eol.cn/rdhtjl_10169/20140523/t20140523_1119161.shtml，2014-05-23.

[3]陸劍雄，張福昌，申利民. 坐姿理論與座椅設(shè)計原則及其應(yīng)用[J]. 江南大學學報（自然科學版）， 2005， 4（6）：620-625.

[4]王云祥. 人體解剖學[M]. 長春：吉林科學技術(shù)出版社， 2001.

[5]田煒. 高校桌椅設(shè)計的人機工程學研究[D].沈陽：沈陽建筑大學，2011.

[6]《學校課桌椅功能尺寸》標準（GB/T 3976-2002）[EB/OL]. http：//wenku.baidu.com/view/6d62674afe4733687e21aa86.html，2012-03-12.

〔編輯：胡雪飛〕