(人因课程设计)教室设计改进

1教室设计改进摘要：学生每天在学校上都要度过大量的时间，如何创造一个宜人的教室环境是关系到教学和学习效果的一个重要因素。本文首先对现实中我们感受到的教室功能的不足进行分析，然后针对这些不足查寻解决方案，并对已有的解决方法进一步提出改进建议。第一部分问题背景：教室是我们每日学习生活的地方，每个教室我们都会有很深的感情，但是，这并不能掩盖教室设计的不足，大部分的教室设计循规蹈矩，缺乏人性化设计，事实上，教室环境是关系到教学和学习效果的一个重要因素，教室设施的错误设计或不合适的配置，会对学生的身心健康带来不可忽视的影响。因而，可以以我们平时感受到的教室功能的不足之处为出发点，查找一些改进教室的人性化设计方案进行分析。这里主要针对我们日常用的普通教室或多媒体教室。功能问题首先，教室最重要的就是灯光了，灯光的好坏不仅影响学习效果，长期更影响我们的眼睛。这部分我们用数学模型做出了定量的分析，我这里只再做一点定性分析。再次，我们是用的教室布局的形式太单一化，这虽然有利于节约建房成本，但是大大限制了教室的功能。例如，我们现在都强调小组合作，特别是我们管理专业，很多课堂上都是分小组讨论进行的，但我们平时用的桌椅都是横排的，很不利于大家相互交流。第三，教室的座椅和课桌是我们最直接接触的地方，它们的舒适程度直接影响到我们学习时的效率与效果，因而，对桌椅的改进也是必要的第二部分1教室照明状况改进1.1教室照明问题我们的课程设计中已经对灯光的布置做了定量分析，这里补充几点针对阶梯教室的意见1.1.1阶梯教室内灯具较多，眩光干扰增大，易选用限制眩光性能较好的灯具1.1.2为降低光幕反射及眩光影响，推荐采用光带及多管块形布灯方案，不推荐单管布灯方案1.1.3灯具易吸顶或嵌入安装，避免使灯管处于视野范围内，以免危害双眼。1.1.4阶梯教室一般设有上下两层黑板，由于两层黑板高度较高，仅设一组黑板灯很难达到均匀度要求，所以可以采用两组黑板灯分别对上下层照明，或采用交大功率专用灯具1.1.5阶梯教室，特别是大阶梯教室后排与前排同天花板的距离不同，考虑采用改变光源分布密度或是改变灯管亮度的方法解决后排过亮或前排不够亮的问题，或是像西安电子科技大学的新楼那样使楼层是倾斜的。22教室布局的改进2.1概述一般而言，我们所用的教室都是排列规整的布局，笔直的过道，平齐的一排排桌椅，这无疑有利于节省空间、设计成本、建造成本，但也大大限制了教室的功能。另一方面，我们自小所习惯的“听”课的方式正逐渐被多样化的教学方式所替代，这也要求对教室的布局进行优化设计，使其符合教学的需要。教室的课桌椅必须在一个更大的范围中考虑其设计，也就是说，在设计教室桌椅的同时应着重考虑到教室的布局。这种整体的使用观念必须以我们的实际需要为导向，也就是说要使教室更好的服务于教学需求。2.2理论知识2.2.1人际距离越短．人际间的感情文流优越强。Edward．T．Hall将文化圈的人际距离分为4种，其中“个人距离”为0.45—1.3m，亲近朋友和家庭人员谈话的距离，家庭餐桌距离就属于这种距离，我认为同学之间进行交流也应该符合这一参考距离。2.2.2坐席排列要有整体整齐的效果，错落有致，不能互相干扰，要留有足够的起身回答问题等行为活动空间。2.3改进方案与现实方案的对比2.3.1右图是我们平时上课最常用的教室布局方式，一排排整齐的桌椅符合填鸭式的教学方式，但是，并不适应现在上课经常需要讨论的现实情况，同时，相邻的两个人之间距离非常小，不符合大学生的习惯。012.3.2右图为改进后的教室的三维图片。这个教室将是一个高科技化的教室，教室的设计结构也同样是时尚和现代化的。S形的课桌不但别致而非常有效地解决了原教室布局中存在的问题32.3.2.1首先，凸凹的桌形使得使用者可以更加随意的选择自己舒适的角度学习，而不会因为间距过小而影响到相邻的人。宽敞图3的空间给使用者留出了足够的活动场所，方便进出。2.3.2.2其次，分散的布置有利于进行同学之间的讨论交流。可以进行定量化设计使得人与人讨论使得间距符合理论背景中提到的优化值，这样图4就可以在尽量减少空间浪费的基础上达到最好的交流效果。2.3.2.3最后，错落有致的布局不但使视觉上感觉空间开阔，更有实际听讲的效果。平时我们是用的教室布局容易产生前后遮挡的影响，但是从右图和下图可以看出，这样的布局在很大程度上消除了这一影响。特别是如果能和阶梯教室相结合，就更好的解决了这一问题。可以看到每个人都有独立使用的椅子，减少了相互影响，是使用者有了更大的自由活动空间。42.4优化建议这一实例中虽然对桌椅布局进行了优化设计，但是仍然存在诸多不足。2.4.1这样的教室只适用与小班授课，例如小学教学、大学的专业课等，但不适用于公共基础课的大班授课形式。在将其应用于大学大班授课教室时应该与阶梯教室的形式相结合。（1）可考虑将教室改为现在使用的阶梯状，在每个阶梯层面上有二至三排这样的S形桌椅，桌长以小组分组人数为参考标准，一般为4~5人，即以桌子为单位形成小组。将黑板改为现在我们使用的上下并排的六块，适用于大学信息量较大的授课方式。（2）当听课人数过大时不宜使用这种设计，一方面从建筑面积上考虑太浪费资源，另一方面人数太多时课堂上本身就不便于讨论，无需使用这中设计。2.4.2桌椅布局形式要使得座椅设计更加人性化，故对桌椅的舒适性设计可以做进一步改进。（1）对桌子的改进：桌子应在采用符合人体测量标准的基础上在进一步改进。桌边应有圆弧过度并用软垫包裹，使人体在使用时不会有硬性接触。桌子边界及桌腿等部位应用圆弧曲线，特别是桌腿，内凹形不但减少了与人体硬性接触的可能性，更增大了使用者可有效利用的空间，使用起来更加舒适。（2）对椅子的改进：椅子的设计应符合人体生理特征需求，这方面在后文中会有进一步论述。2.4.3教室设施可以更加现代化，例如，学生前后排的位置是影响学生学习效果的重要因素，但是一个班中总有靠后排的同学，可以考虑通过数字化教学的方式弥补这一不足，将每个座位都设置成电脑桌的形式，同教师用机联机，不再使用黑板。2.4.4教室内的桌椅可以装上滑轮装置设计成可以移动的。桌子可以根据不同的课程主题的需要，自由组合，摆出各种造型。3教室椅子的优化3.1概述课桌椅是我们最直接接触到的教室设施，它们的舒适程度直接影响着上课与学习的效率，因而这里也作为重点进行讨论。以上文中讨论分析过的教室布局为基础，这里介绍一下学习工作独立用椅的尺寸优化设计。3.2理论知识课桌椅的设计关系到学生的身心健康，最新国家标准为GB/T39762002《学校课桌椅功能尺寸》，其中应用了人类工程学原理，增列了靠背点高和桌下净空等多项功能尺寸，并增加了学前儿童桌椅、高等学校课桌椅部分的技术要求，充实了分配使用方面的一些规定；课桌椅各型号的身高范围普遍提高7.5cm，桌面高与国际标准一致，座面高比国际标准低20mm和10mm，从而使标准更加人性化。3.2.1工作学习座椅设计的原则（1）必须能提供坐者有足够的支撑与稳定作用。（2）必须能使坐者改变其姿势,但其椅垫必须足以防止坐姿行为中的滑脱现象a.坐椅座高：正确的座高应使坐者大腿保持水平,小腿垂直,双腿平放在地面上。对工作用椅而言,人体通常需以较直立式姿势且双脚平放于地面,其座高宜比休息用椅稍高。座高宜设定为可调整式的,以适应多数人使用，工作用椅座高为35~50cm.5b.座椅宽度：座宽的设定必须适合于身材高大者,其相对应的人体测量值是臀宽。座宽宜采用较高百分位的女性测量值为设计依据。对于排列成行的座椅，其座宽则应以两肘间的距离为基准,。坐椅座宽宜为38~48cm。本文中讨论的桌椅布局形式利于将座椅设计的更加人性化，可以使用舒适的工作用椅。c.坐椅座深：学习工作用椅使用者分布很广，其座深可取身材较矮小者人体测量值作为设计依据。椅座深建议为30~40cm。d.坐椅座面角度：坐在前倾5度的座面比坐在后倾式者有较少的肌肉伸张，而座面压力分布更为均匀。但应注意防止身体有下滑趋势。e.座椅座垫：椅垫具有两种重要功能,首先它有助于将坐骨结节和臀部的体重所产生的压力予以分散，若此种压力无法排除则会引起不舒适甚至疲劳感等；其次它使身体采取一种稳定的姿势,将身体凹陷入椅垫并予以支撑.坐垫必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体的压力分布于坐骨结节附近。建议座垫前端应比人体膝窝高低约5cm，而且使膝窝感受不出压迫感,座垫前端宜有半径2.5~5cm的弧度。f.坐椅靠背：靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力。座椅的设计必须提供正确的腰部曲度，使脊柱处于自然均衡状态。成年人腰部前弯曲率厚度约为1.5~2.5cm,纵向弧度约为25cm半径，中心位置约在座面上方23~26cm处，而腰椎的支撑点位置则应稍高一些,以达到支撑人体背部重量的目的。h.坐椅靠背角度：为了防止人体坐姿向前滑动和引导腰弯部位(包括骶椎)依靠在靠背上，设计时必须考虑靠背与座垫之间的角度。从人体脊柱形状而言，靠背角度在115度较为合适，接近自然的腰部形状。3.2.2百分点及静态与动态尺寸的选择实际设计中，桌椅不可能满足一个群体内的所有的寸范围，尤其学校中的使用者的尺寸范围更大，因此一般的满足群体内的90%的人就达到了设计要求，也就是第5个百分点和第95个百分点之间的人群。同时人体尺寸测量数据分为静态尺寸和动态尺寸（人体正在运动的尺寸）。一般来说静态尺寸的正负偏差为5mm；动态尺寸的正负偏差20mm。3.3学习工作用椅的优化设计6上图为优化设计后的学习工作用椅尺寸图，各种尺寸都是在符合人体测量的基础上进行改进设计而成的。同现在使用的各种教室用椅相比（如右图所示），它显然在人体生理结构方面更具优势，通过对尺寸的定量设计使得使用者使用时更为舒适。例如，靠背的设计能有效提供支撑力，减少肌肉受力，使使用者学习时的有效时间更长。图中的设计应用了理论知识中提及的各种人体工程学原理以及人体解剖学原理，综合考虑了各种影响因素。可以说是一种理想设计，故对于实际中不同的学习工作场景还需要改进或舍弃一些优化设计。例如，高低可调节的功能、椅座可旋转的功能在座椅密集布置的情况下并不适用，可优先应用其靠背、坐垫的各种设计，在一定程度上满足需要即可。显然，这种座椅不适用于我们平常所使用的教室，它占用空间太大，不能有效利用空间容纳更多的听课者，但对于上文中讨论的改进后的教室布局显然是非常适用的。在改进后的教室布局中，每个使用者有足够的空间活动，并且有自己相对独立的课桌和完全独立使用的椅子，故可以完全应用这种更加符合人体解剖学原理的设计。3.4优化建议3.4.1图中只对椅子尺寸进行了设计，并未涉及其它如视觉等方面的效果。a.在设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，还要保证各种色彩在教室环境内协调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满、丰富多彩。b.普通教室应能满足好动、动作幅度大的学生自由的宽敞空间。利用课桌椅的色彩可相应减少环境的拥挤感。一是利用课桌椅色彩的距离感与感，暖色属前进色,冷色属后退色；高明度色彩有前进感，低明度色彩有收缩感，前进性的暖色,有膨胀感;后退性的冷色,有收缩感；明度高的色彩有膨胀感，明度低的色彩有收缩感。c.综上所述，教室桌椅宜使用“中性色”为主色调，并运用“兴奋色”再提高色彩的明度，降低色彩的饱和度以达到既可以创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋的效果。3.4.2桌椅的边缘及支撑建议用圆弧等形状，避免采用比较尖锐的楞角，这样不但有较为美观的视觉效果，还有效减少了伤及人体的可能性。虽然建议采用圆弧形状，但是实际中从节省空间的角度考虑，座椅面等相关位置可采用方形，更加有效的利用空间。3.4.3可以将椅子高度、椅座倾斜度、靠背高度角度等等都设置成可调节的，这样不同的人会根据自己的舒适度进行调节。但是，由使用者自由调节出的各种参数可能并不是最利于人体健康的数值，这也需要权衡一下。第三部分回顾与总结文中主要对教室的布局改进进行了分析，并讨论了适用于这种布局的椅子参数优化，这些优化设计都是停留在理论层面上的，具体实施时还应有实际情况