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多媒体讲台控制系统的人机学改进及设计大学论文

毕业论文

题目多媒体讲台控制系统的

人机学改进设计

学院机械工程学院

专业工业工程

班级工程0702

学生郭威威

学号20070407018

指导教师赵东

二〇一年月日

摘要

现在社会中多媒体技术有着日新月异的发展，很多技术也都应用于教学活动中。

多媒体教室建设是多媒体应用于教学活动中的最直接的体现。

而多媒体讲台控制系统是整个多媒体讲台的核心。

多媒体讲台的设计如果不合理则会使教师的健康产生不利的影响。

比如长时间的保持一个固定的姿势不变则容易导致颈椎病等。

通过发调查报告的形式发现济南大学多媒体教室中多媒体讲台控制系统存在的问题，针对济南大学多媒体教室讲台控制系统存在的问题进行人机学改进。

改进的方面主要有，功能区的划分，对鼠标、扩音器、显示器的样式的挑选，接口区的设计，显示系统的位置设计，控制面板的人机学改进，坐立两式椅的人机学分析。

通过对多媒体讲台控制系统的人机学改进设计，从而能给教师创造一个更和谐，更合适的教学空间和教学环境，保障教师们的身体健康。

本文研究采取的方法是调查问卷的方法找出问题。

然后通过人机学工程原理对所发生的问题进行人机学分析和改进。

最后得出改进方案。

根据改进后的方案对多媒体讲台控制系统进行改进设计。

关键词：

多媒体教室讲台控制系统；人机学改进设计；显示系统；控制面板；座椅

ABSTRACT

Nowsocietydevelopmentofmultimediatechnologyhasrapidly,alotoftechnologiesarealsoappliedintheteachingactivities.Multimediaclassroomconstructionismultimediaapplicationsineducationalactivitiesinthemostdirectembodiment.Andmultimediaplatformcontrolsystemisthecoreofthemultimediaplatform.

IfthedesignofMultimediaplatformisnotreasonable，itcanmaketeachers'healthadversely.Suchaslongkeepafixedpositionchangelessiseasytocausethecervicalspondylosis,etc.

ThroughtheformofhairinvestigationreportfoundinTheUniversityOfJinan’smultimediaclassroommultimediaplatform,theexistingproblemsofthecontrolsysteminTheUniversityOfJinan’smultimediaclassroomplatformcontrolsystemproblemofman-machinelearnimprovement.

Improvedmainlytothedivision,thefunction,themouse,amplifiers,displaystyleselection,interfacedesign,displaysystem,andthepositioncontrolpaneldesign,man-machinelearnimprovement,sitting-standingtwotypechairtheman-machinelearnanalysis.

Throughthemultimediaplatformcontrolsystemdesignimprovement,thusman-machinelearningcangiveteacherscreateamoreharmonious,themoreappropriateteachingspaceandteachingenvironment,safeguardingteachershealth.

Thispaperstudiesthemethodisadoptedtoidentifyproblemstothesurveymethod.Thenthroughtheman-machinelearnengineeringprincipleofwhathappenedontheman-machinelearningproblemanalysisandimprovement.Finallyreachedthelevelofimprovementplan.Accordingtotheimprovedschemeformultimediaplatformcontrolsystem，theimprovementdesignisbetter.

Keywords：

multimediaclassroomplatformcontrolsystem；theman-machinelearnimprovedesign；displaysystem；sittting-standingchair

1前言

1.1课题背景与研究意义

1.1.1多媒体讲台控制系统的人机学改进设计提出背景

现代生活中多媒体教室越来越受到到学校的青睐。

现代生活中，多媒体教室在教学中发挥着越来越大的作用。

总的来说多媒体教室有以下三个好处

（1）在很大程度上增强了老师与学生在授课时的互动性　　

电脑屏幕上，教师在电教素材上进行知识的重点注解、标识，能够让老师把学习重点非常生动的直接地向学生明确的表示出来，让学生对教学重点轻松掌握。

（2）多媒体教室对教师和学生的身体健康也有了一定程度的保障

原先通过黑板来进行教学活动，颜料和粉尘使室内环境大大恶化，从而对教师和学生的身体造成损害，现在多媒体教室通过投影仪和电脑来教学不再需要黑板和白板，使学生和教师远离了颜料和粉尘的侵害，保障了教师和学生的身体健康。

同时教师不需要在讲台上到处走动也减轻了体力消耗，工作强度降低，使教师工作效率提高。

（3）使学生学习效率得到了较大提高　　

原来教学活动中存在着一个矛盾：

一方面当教师在讲课时学生经常因为忙于记笔记而而影响自己的课堂听课效率，另一方面学生经常因为听课而记不了笔记，从而课后无法复习。

有了多媒体教室这个矛盾就不复存在了，学生就可以专心的听老师讲课，理解老师在课堂上的教学内容。

课后，学生可以用自己的u盘存下来电子档案以便于自己之后的复习。

从而大大提高了学生的学习效率。

老师除了课堂上讲课外，课外还要备课、批改作业，长时间伏案低头工作，姿势持续固定不变，容易犯颈椎病等教师职业病。

多数人的肩颈椎疼痛只是局部软组织的慢性损伤，酸痛并没有构成严重损害，但是如果还要长时间的疼痛会严重影响成长的工作和生活。

不仅这样，长时间的酸痛的人还会患上颈椎病，压迫脊髓，损伤神经。

所以，我们在设计这个多媒体教室讲台控制系统时候，我们要考虑多方面的因素，比如要创造一些活动空间给教师，同时又不影响教师的讲课。

同时，众所周知，教师这门职业是个高压力的职业，他们平时面临的工作压力很大，所以我们也要通过对多媒体教室讲台控制系统的人机学改进设计来稍微缓解一下他们紧张的情绪，比如，在人机工程学原理上，可以通过对颜色的感觉来使得人的情绪得到一定的舒缓，这都是本论文中我们这个课题将要解决的问题。

介于以上原因多媒体教室在越来越多的学校得到了普及，但是在一些地方多媒体教室还存在着一些需要用人机学进行改进的地方，比如它的讲台控制系统。

对多媒体教室进一步的改进可以加速多媒体教学技术在学校的普及，促进我国的科教兴国战略。

本论文基于以上背景提出了多媒体教室讲台系统的改进设计这个课题。

1.1.2多媒体讲台控制系统的人机学改进的研究意义

随着科技的进步和现代化教学设备种类的增多，各高等院校都不同程度地引进了现代化多媒体教学和网络教学，现代教学手段是以计算机和通讯技术的发展为物质基础的新兴教学方式，它们极大地丰富了教学的内容、方式和方法，同时在学生和教师面前展示了新的教育画面，与传统的教学手段相比，现代化教学手段更有助于提高教学质量，更有利于激发受教者的学习兴趣，从而对更新传统的教学观念发挥着重要的作用。

由于信息教育和多媒体技术的不断发展，传统的教师讲台已经无法满足现代教室中多媒体设备及环境的要求，从而出现了多媒体讲台，多媒体讲台应配合教育走向现代化、信息化及多媒体技术并且可以完全代替每个课堂传统讲台，要完全满足现代每个教师的设备所需，同时方便日后拓展只用，免除教师为琐碎事之烦恼及劳累，提供一个美观、方便、实用、灵活、可靠之教学欢迎。

多媒体讲台需要功能齐备、操作简便、所有设备均放进讲台、上课开启，下课关闭，安全可靠。

1.2多媒体讲台控制系统的研究的现状

现在随着经济和技术的全球化发展，多媒体技术在教育方面的运用越来越得到各个国家的重视，现在的重点不在技术发展水平。

衡量一个国家多媒体教学水平的高低是多媒体高科技在学校的普及程度。

其中多媒体技术的核心就是多媒体讲台控制系统，它是整个多媒体教室的大脑，它控制着多媒体教室的运作。

1.2.1国内多媒体讲台控制系统的研究的发展和现状

目前，从国内多媒体讲台控制系统的市场情况来看属于百家争鸣的时代，很多种类，通过调查，国内多媒体讲台控制系统上现在比较重视多媒体讲台功能方面的作用而常常忽视人机方面的一些因素。

1.2.2学校多媒体讲台控制系统的现状

学校的多媒体讲台控制系统，由于市场上的多媒体电子讲台系统种类繁多，所以学校选择的系统都是选择市场上的一些大多数在使用的产品，而我们的老师有自己所处的特殊环境，比如大学教师的上课时间比较长，在校园里他们还要来回奔波去上课的教室给我们上课。

所以我们学校的多媒体讲台控制系统不免的在一定的条件下一定的方面不符合我们学校老师的情况。

但是大体上还是人性化设计。

1.3本文的研究内容及目标

1.3.1研究内容

（1）功能区的划分

显示器音响等输出设备控制区键盘、鼠标、扩音器等输出设备控制区，由于老师讲课要根据外界光照强度来调节教室内灯光从而是学生们能看清大屏幕上的字从而需要设计一个教室内灯光控制区

（2）对鼠标、扩音器的样式的挑选

由于老师操作这些东西是大部分是站着进行，就需要对鼠标、扩音器进行挑选使其符合站着这个姿势。

（3）接口区的设计

本论文中我们对借口区的设计只针对USB接口。

USB插口的设计包括几个USB接口，USB接口距离地面的设计高度。

（4）显示系统的位置设计

本论文中关于显示系统的位置设计主要包括教师站立的位置对疲劳性的影响和俯身视线对显示系统倾斜角度的要求两方面的内容。

（5）控制面板的人机学改进

对功能区的划分，将各个功能区有条理的设计控制面板上，让教师操作起来简便易行，同时也体现出多媒体讲台控制系统—多媒体教室大脑的作用。

（6）坐立两式的人机学分析

分别用站立和坐着两种姿势对坐立两式椅子进行人机学改进，课堂上，我们都知道教师需要站立和坐着两种姿势不停的变化跟我们进行授课。

但是我们的多媒体教室中没有椅子。

如果坐立两式椅符合人机学原理，这样保障了教师的健康。

1.3.2研究的目标

通过对多媒体讲台控制系统的人机学研究，对济南大学多媒体教室的缺陷进行分析从而对其进行人机学改进设计使得它对于教师。

1.3.3研究方法及内容

人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。

有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也无此必要，因此，设计师常以调查的方法获得这方面的信息。

如发放调查问卷等方式。

采用调查问卷的形式发现济南大学多媒体教室中存在的问题及需要改进的地方，分析调查问卷对多媒体教室讲台控制系统进行人机学改进设计

调查问卷的内容如下：

1.你感觉多媒体教室的显示器屏幕？

A.合适B.太小C.太大D.没有留意

2.你对多媒体教室我鼠标的舒适度的感觉如何？

A.一般B.非常舒适C.不舒适D.没有留意

3.你对扩音器的高度感觉怎么样？

A.不合理B.非常合理C.一般合理D.没有留意

4.你认为USB接口区存在问题是什么？

A.数量少B.位置距离地面抬高C.位置距离地面太低

5.你认为是否讲台应该有一个什么样的椅子？

A.坐式B.立式C.坐立两式

6.您觉得讲台的控制面板有条理吗？

A.有B.不是太有条理C.很没有条理

7.你认为显示器的倾斜度设计是否合理呢？

A.不合理B.合理C.没有太留意

8.您觉得是否控制台应该增加一个灯光控制区？

A.需要B.没有必要C.非常需要D.不需要

9.你的身高是多少？

A.150—160B.160—170C.170—180D.180—190

2人机工程学原理

所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

人机工程学指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装置，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。

因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。

人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。

在人机工程学中将这个系统称为“人——机——环境”系统。

这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。

本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。

系统设计的一般方法，通常是在明确系统总体要求的前提下，着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统总体性能的影响，如系统中人和机的职能如何分工；如何配合；环境如何适应。

人；机对环境又有何影响等问题，经过不断修正和完善三要素的结构方式，最终确保系统最优组合方案的实现。

这是人机工程学为工业设计开拓了新的思路，并提供了独特的设计方法和有关理论依据。

2.1测量方法

测量方法是人机工程学中研究人形体特征的主要方法，它包括尺度测量、动态测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量和其他生理变化的测量等几个方面。

通过这几种测量方法，我们可以得出人机中人机关系，做到有的放矢。

2.2模型工作方法

这是设计师必不可少的工作方法。

设计师可通过模型构思方案，规划尺度，检查效果，发现问题，有效地提高设计成功率。

先建立模型在进行测试如果不合理不会对材料和人力资源得到浪费。

2.3调查方法

人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。

有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也无此必要，因此，人机工程设计师常以调查的方法获得这方面的信息。

如每年持续对1000人的生活形态进行宏观研究，收集分析人格特征、消费心理、使用性格、扩散角色、媒体接触、日常用品使用、设计偏好、活动时间分配、家庭空间运用以及人口计测等，并建立起相应的资料库。

调查的结果尽管较难量化，但却能给人以直观的感受，有时反而更有效。

2.4数据的处理方法

当设计人员测量或调查的是一个群体时，其结果就会有一定的离散度，必须运用数学方法进行分析处理，才能转化成具有应用价值的数据库，对设计产生指导意义。

比如，身高问题，教师身高有女性、男性身高之分，所以要分开来分析问题，不能混为一谈。

否则得出的数据便失去了普遍性。

应该综合分析每一个问题的两面性。

2.5调查问卷应符合的几个原则

（一）合理性

合理性指的是问卷必须紧密与调查主题相关。

如果违背了这样一点，再漂亮或精美的问卷都对设计来说也是没有用。

而所渭问卷体现调查主题其实质是在问卷设计之初要找出与"与调查主题相关的主要要素"！

如：

"调查某化妆品的用户消费感受"----这里并没有一个现成的选择要素的法则。

但从问题出发，特别是结合一定的行业经验与商业知识，要素是能够被寻找出来的：

一是使用者（可认定为购买者）。

包括她（他）的基本情况（自然状况：

如性别、年龄、皮肤性质等）；使用化妆品的情况（是否使用过该化妆品、周期、使用化妆晶的日常习惯等）；二是购买力和购买欲。

包括她（他）的社会状况收入水平、受教育程度、职业等）；化妆品消费特点（品牌、包装、价位、产品外观等）；使用该化妆晶的效果（评价。

问题应具有一定的多样性、但又限制在某个范围内，如1．价格；2．使用效果；3．心理满足，等）；三是产品本身。

包括对包装与商标的评价、广告等促销手段的影响力、与市场上同类产品的横向比较、等……应该说，具有了这样几个要素对于调查主题的结果是有直接帮助的。

被访问者也相对容易了解调查员的意图，从而予以配合。

（二）一般性

一般性即问题的设置是否具有普遍意义。

应该说，这是问卷设计的一个基本要求，但我们仍然能够在问卷中发现这类带有一定常识性的错误。

这一错误不仅不利于调查成果的整理分折，而且会使调查委托方轻视调查者的水平。

如搞一个"居民广告接受度"的调查：

问题：

你通常选择哪一种广告媒体：

答案：

a、报纸；b、电视；c、杂志；d、广播；e、其它

而如果答案是另一种形式：

a、报纸；b、车票；c、电视；d、墙幕广告；e、汽球；f、大巴士；8、广告衫；h、……

如果我们的统计指标没有那么细（或根本没必要），那我们就犯了一个"特殊性"的错误，从而导致某些问题的回答实际上是对调查无助的！

在一般性的问卷技巧中，需要注意的是：

不能犯问题内容上的错误。

如：

问题：

你拥有哪一种信用卡?

答案：

a、长城卡；b、牡丹卡；c、龙卡；d、维萨卡；e、金穗卡，

----其中"d"的设置是错误的，应该避免。

（三）逻辑性。

问卷的设计要有整体感，这种整体感即是问题与问题之间要具有逻辑性，独立的问题本身也不能出现逻辑上的谬误。

从而使问卷成为一个相对完善的小系统。

如：

问题：

1、你通常每日读几份报纸?

A、不读报；B、l份；C、2份；D、3份以上；

2、你通常用多长时间读报?

A、10分钟以内；B、半小时左右；C、l小时；D、l小时以上；

3、你经常读的是下面哪类（或几类）报纸?

A、×市晚报；B、×省日报；C、人民日报；D、参考消息；E、中央广播电视报；F、足球……

在以上的几个问题中，由于问题设置紧密相关，因而能够获得比较完整的信息。

调查对象也会感到问题集中、提问有章法。

相反，假如问题是发散的、带有意识流痕迹的，问卷就会给人以随意性而不是严谨性的感觉。

那么，将市场调查作为经营决策的一个科学过程的企业就会对调查失去信心!

因此，逻辑性的要求即是与问卷的条理性、程序性分不开的。

已经看到，在一个综合性的问卷中，调查者将差异较大的问卷分块设置，从而保证了每个"分块"的问题都密切相关。

（四）明确性。

所谓明确性，事实上是问题设置的规范性。

这一原则具体是指：

命题是否准确?

提问是否清晰明确、便于回答；被访问者是否能够对问题作出明确的回答，等等。

如上文问题中"10分钟"、"半小时"、"l小时"等设计即是十分明确的。

统计后会告诉我们：

用时极短（测览）的概率为多少；用时一般（粗阅）的概率为多少；用时较长（详阅）的概率为多少。

反之，答案若设置为"10分一60分"，或"l小时以内"等，则不仅不明确、难以说明问题，而且令被访问者也很难作答。

再则，问卷中常有"是"或"否"一类的是非式命题。

如：

问题：

您的婚姻状况：

答案：

I、已婚；Ⅱ、未婚；

显而易见，此题还有第三种答案（离婚／丧偶／分居）。

如按照以上方式设置则不可避免地会发生选择上的困难和有效信息的流失!

其症结即在于问卷违背了"明确性"的原则。

（五）非诱导性

不成功的调查者经常会在采访中使用诱导性的问题。

这种提问方式如果不是刻意地要得出某种结论而甘愿放弃客观性的原则，就是彻头彻尾的缺乏了职业素质。

在问卷调查中，因为有充分的时间作提前准备，这种错误大大地减少了。

但这一原则之所以成为必要，是在于高度竞争的市场对调查业的发展提出了更高的要求。

非诱导性指的是问题要设置在中性位置、不参与提示或主观臆断，完全将被访问者的独立性与客观性摆在问卷操作的限制条件的位置上。

如：

问题：

你认为这种化妆品对你的吸引力在哪里?

答案：

A、色泽；B、气味；C、使用效果；D、包装；E、价格；f、……

这种设置是客观的。

若换一种答案设置：

a、迷人的色泽；b、芳香的气味；c、满意的效果；d、精美的包装……

这样一种设置则具有了诱导和提示性，从而在不自觉中掩盖了事物的真实性。

（六）便于整理、分析。

成功的问卷设计除了考虑到紧密结合调查主题与方便信息收集外，还要考虑到调查结果的容易得出和调查结果的说服力。

这就需要考虑到问卷在调查后的整理与分析工作。

首先，这要求调查指标是能够累加和便于累加的；其次，指标的累计与相对数的计算是有意义的；再次，能够通过数据清楚明了地说明所要调查的问题。

只有这样，调查工作才能收到预期的效果。

3多媒体讲台控制系统的人机学改进设计

3.1功能区的划分

功能区的划分现状：

多媒体讲台控制系统是整个多媒体教室的核心，是多媒体教室的大脑，应该尽可能的发挥它的控制作用，目前我们教室的多媒体讲台控制系统的功能还不够完善，很多需要教师在讲课之余打断上课节奏去控制，比如灯光的控制和风扇的控制。

功能区的分析和改进：

在讲台控制系统控制面板上添加一个灯光控制区

原因：

当天气变化很大时或者到了天色变暗的时候，这时候就需要打开电灯来调节室内的灯光亮度，而此时教师就需要走到旁边的灯光控制区去打开灯。

而灯光控制区在靠墙的位置，如果在讲台控制系统的控制面板上添加一个灯光控制区，这样教师就会很方便的来调节一下室内的灯光亮度不用再耗费精力走到靠墙的位置去调节

在讲台的侧面安放一个风扇控制区，教室内的风扇控制区位于靠门的墙上，高度不合理，较高，这样如果到旁边去调节风扇，由于教师大部分时间是站立着给我们授课，让他们在举得很高的手去调节风扇会很劳累，如果将风扇控制区放置到讲台的侧面这样会很好的减轻教师的身体疲劳强度，从而提高教学效率，课堂的授课节奏也不会被打乱。

图3.1控制台上新增加的灯光控制区

图3.2新增的风扇控制区

新增的电扇控制区

通过这样改进，这个多功能讲台控制系统的功能又强大了，教师同时不会再因为这些事而下讲台了。

3.2对鼠标、扩音器样式的选择

3.2.1