《安全人机工程》课程教学大纲 (1).docx

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《安全人机工程》课程教学大纲

课程英文名称：

SafetyErgonomics

课程类型：

公共必修

总学时：

24，其中授课学时：

20，实验学时：

4，线上学时：

0

实践周数：

无

学分数：

1.5

适用专业：

安全工程专业

任课学院、系部：

安全工程系

课程负责人：

编制日期：

一、课程简介

该课程是安全工程专业学生必修的一门重要的专业课程。

安全人机工程是从安全的角度和着眼点眼睛人与机的关系，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门学科。

主要研究生产领域内人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便、省力、舒适、安全、高效的人机环境提供理论依据和方法。

通过本课程的学习，学生可以获得人机工程学的基本理论和设计方法，具有解决实际应用的初步理论准备。

为今后的工作中的相关专题设计打下一定的基础。

二、课程教学的目标

通过本课程的理论教学与实验训练达到以下目标：

目标1：

掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，掌握提高人机系统安全可靠性的途径。

目标2：

具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。

目标3：

具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。

目标4：

具备能够为人机系统的安全设计提供安全可靠的依据及初步方案的能力。

目标5：

具备能够完成作业环境和安全防护装置的初步设计的能力。

课程教学目标与毕业要求指标点的对应关系见下表：

该课程支撑的毕业要求指标点

课程教学目标

1-3能够将相关知识和数学模型方法用于判断、推演、分析安全工程问题

目标1：

掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，掌握提高人机系统安全可靠性的途径。

目标2：

具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。

2-2能认识到解决安全工程问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案

目标3：

具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。

4-2能够根据安全工程问题对象特征，选择研究路线，设计实验方案

目标4：

具备能够为人机系统的安全设计提供安全可靠的依据及初步方案的能力。

4-3能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论

目标5：

具备能够完成作业环境和安全防护装置的初步设计的能力。

三、课程教学的基本内容及教学安排

各教学环节学时分配见下表：

序号

章节内容

授课

实验

线上

合计

1

第一章 概论

2

2

2

第二章 人体的人机学参数

2

2

4

3

第三章人的生理和心理及生物力学特性

4

2

6

4

第四章 安全人机功能匹配

4

4

5

第五章人机系统的安全设计与评价

2

2

6

第六章 人因事故分析与预防

4

4

7

第七章 安全人机工程学的实践与运用

2

2

合计

24

本课程主要讲述安全人机工程学的基础理论、安全人机系统设计和人因事故等方面的基础科学知识。

以下分章阐述。

第一章 概论（对应：

目标1）

（一）教学内容

1、人机工程学

2、安全人机工程学

3、安全人机工程学与相关学科的关系

（二）教学要求

掌握：

人机工程学和安全人机工程学的定义，安全人机工程学研究的对象及其含义（人、机和人机结合面）；

理解：

“人机系统”的含义；

了解：

人机工程学的起源与发展，安全人机工程学的研究目的及范围。

第二章 人体的人机学参数（对应：

目标1、目标2、目标3）

（一）教学内容

1、人体有关参数的测量

2、人体测量数据的应用

（二）教学要求

掌握：

人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法，人体尺寸在工程设计中的应用；

理解：

五种常用的统计函数与人体测量数据的修正原则和运用原则；

了解：

人体测量的基础知识，人体静态尺寸以及人体一些常用生理参数的基本计算方法。

实验一：

人体生理参数变化的测定

第三章人的生理和心理及生物力学特性（对应：

目标1、目标2、目标3）

（一）教学内容

1、人的生理特性

2、人的心理特性

3、人体生物力学

4、疲劳与恢复

（二）教学要求

掌握：

视觉的运动规律，人的听觉特征，影响反应时间的因素以及减少反应时间的途径，人的各种不安全的心理状态，预防不注意产生差错的方法，人体动作速度、频率和准确性的规律，作业疲劳几种常见的测定方法，减轻疲劳、防止疲劳的各种途径；

理解：

常见的视觉现象（暗适应、明适应、眩光、视错觉等），人的个性心理对安全生产的影响，人体活动范围对操纵器的布置的影响，手和脚的操纵力的特点及对操纵器布置的影响，疲劳与事故的密切关系；

了解：

人的视觉的基本参数，感觉和知觉的基本特征，人的感知反应的基本过程，情绪与安全的关系，人的需要和动机以及群体的心理因素，人的作业特性，人体生物力学的一般知识。

实验二：

眼动轨迹特征参数测定

第四章 安全人机功能匹配（对应：

目标1、目标2、目标5）

（一）教学内容

1、人机系统的基本概念

2、机械的安全特性

3、人机功能分配

（二）教学要求

掌握：

人机功能的分配原则，机器的故障与时间的关系，；

理解：

人机系统的基本概念，人机功能匹配的不合理表现，人因失误的原因；

了解：

人、机的不同特性。

第五章人机系统的安全设计与评价（对应：

目标1、目标2、目标4）

（一）教学内容

1、人机界面的安全设计

2、作业环境的设计

3、安全防护装置人机学设计

4、人机系统的安全与可靠性

（二）教学要求

掌握：

显示器、控制器与作业环境的设计要求与设计方法，工作场所的照明设计与评价方法，安全防护装置的设计要求，人的可靠性分析方法，人机系统可靠度计算方法，人机系统可靠性的途径；

理解：

显示器与控制器配置设计原则，安全色及安全标志的意义，安全防护装置的设计原则；

了解：

人机系统安全设计的内容及原则，工作设计中安全设计的内容，指针式显示形式的选择，控制器的类型，温度环境对人体的影响与体温调节，照明对工效的影响，色彩与工效的关系，有毒环境、噪声、振动环境及其他环境的评价标准，安全防护装置的作用与分类。

人、机可靠性度量指标

第六章 人因事故分析与预防（对应：

目标3、目标4、目标5）

（一）教学内容

1、人因对系统安全的作用与影响

2、人因事故分析的基本方法

3、人因事故的预防

4、人因事故分析面临的新问题与发展趋势

（二）教学要求

掌握：

人因事故分析与预防的基本方法；

了解：

人因事故对系统安全的影响，人因事故分析的基本概念。

第七章 安全人机工程学的实践与运用（对应：

目标1、目标2、目标3、目标4、目标5）

（一）教学内容

1、工作空间设计

2、控制室的安全人机工程

3、办公室的安全人机工程

4、道路交通运输安全人机工程

5、煤矿矿井安全人机工程

（二）教学要求

掌握：

各种作业姿势下作业空间的特点与布局设计，控制室设计的安全人机工程学要求，驾驶员驾驶作业中的感知特性，汽车视野适宜的设计应注意的问题；

理解：

引起驾驶人员疲劳的主要因素，汽车驾驶室人机学设计主要内容；

了解：

汽车的安全性设计，道路安全设施规定，现代办公室的特点及安全人机工程要求。

具体实验安排表如下：

序号

实验项目名称

实验内容

学时

实验

类别

实验

类型

每组人数

必/

选做

已开/未开

说明

承担

实验室

1

人体生理参数变化的测定

1.学习多道生理记录仪仪器的基本构成和基本功能；

2.运用多道生理仪测量体温、心率、脑电等人体简单生理参数的方法和原理。

2

专业

综合性

5

必做

已开

安全楼404实验室

2

眼动轨迹特征参数测定

1.学习并掌握EyeLinkII高速眼动仪的基本构成和基本功能；

2.运用眼动仪完成对人体进行视觉信息加工过程中注视、眼跳、追随运动三种眼动方式的参数采集及分析。

2

专业

设计性

5

必做

已开

安全楼404安全人机实验室

注：

“实验类别”为基础、技术（专业）基础、专业、科研、生产、毕业设计（论文）或其它；“实验类型”为演示性、验证性、综合性、设计性、创新性；“每组人数”为基础或专业基础课实验一般1人或2人一组，专业课实验一般不超过5人，有特殊要求和特殊情况的以满足实验每组最少人数为限，但最多不超过15人一组。

四、本课程与其他课程的联系

本课程的先修课程有《计算机绘图》、《机械设计基础》，本课程是《毕业设计》的基础课。

五、建议使用教材与教学参考书

教材：

[1]欧阳文昭.安全人机工程学，煤炭工业出版

[2]李辉、程磊，安全人机工程学，中国矿业大学出版社

教学参考书：

[1]姚建、田冬梅.煤炭工业出版社，2012

[2]王保国.安全人机工程学，机械工业出版社，2007

[3]张力、廖可兵.安全人机工程学,中国劳动保障出版社，2007

六、教学方法与学习建议

授课方式:

“课堂教学+实验教学”的授课方式。

通过课堂教学使学生安全人机工程学的基础理论、安全人机系统设计和人因事故等方面的基础科学知识，并培养其解决复杂人机工程问题的能力。

通过实验教学使学生能够设计实验、开展实验、获取数据、分析数据，并通过信息综合得到合理有效的结论，培养学生研究能力和项目管理能力。

重点和难点：

重点掌握显示器、控制器与作业环境的设计要求与设计方法，工作场所的照明设计与评价方法，安全防护装置的设计要求，人的可靠性分析方法，人机系统可靠度计算方法，人机系统可靠性的途径等专业知识，培养解决复杂人机工程问题的研究能力。

难点在于人的可靠性分析方法、人机系统可靠度计算方法的掌握和应用能力的培养。

后续自主学习建议：

由于课程学时限制，故对安全人机系统设计内容讲解课时偏少，对该内容感兴趣的同学后续应加强学习。

通过这些内容的自学，可对学生在安全人机工程领域的应用和研究能力有明显提高。

七、课程考核及成绩评定方式

课程考核方式:

平时考核+过程考核+期末考试（闭卷考试）。

平时考核应有考核记录；过程考核中实验考核包括生理参数测定和眼动仪测试的考核成绩综合评定；作业、讨论或小论文考核记录。

成绩评定方式:

平时考核占10%，过程考核占30%（其中实验总评成绩占50%，作业、讨论或小论文占50%），期末考试占60%。

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