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1、安全人机工程教学大纲课程英文名Safety Ergonomics课程代码06M0019学分2总学时32理论学时24实验/实践学时8课程类别学科基础课课程性质必修先修课程安全系统工程、机械设计基础、 概率论与数理统计适用专业安全工程开课学院质量与安全工程学院执笔人审定人制定时间2022年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选.一、课程地位与课程目标（一）课程地位安全人机工程是安全工程专业基础课程之一，是学生学习专业课程、扩充专业知识和从事本专 业的科研、生产工作的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握安全人机工程学的基本概念和基 本原则，能正确、较熟练
2、地进行人机系统可靠性的计算，了解安全人机工程学的历史及发展方向和 主要的研究领域，为人机系统的安全性设计、分析与评价，事故分析与安全设计等问题提供理论知 识。其任务是为工程技术设计者提供人的各种理论参数和要求，建立合理可行的人-机-环境系统， 创造舒适和安全的环境条件，从而提高工作效率。目的是培养学生进行人机系统设计、人机系统分 析与评价的基本能力。通过本课程的理论教学和实践环节提高学生的工程实践能力，培养学生的创 新精神和创新能力。（二）专业教学目标1 .了解安全人机工程学的历史及发展方向和主要的研究领域，为人机系统的安全性设计、分析 与评价，事故分析与安全设计等问题提供理论知识；1 ,掌握
3、安全人机工程学的基本概念和基本原则，能正确、较熟练地进行人机系统可靠性的计算;3 ,具有运用安全人机工程学理论解决人机系统安全问题的能力；4 .通过本课程的实验达到加深理解所学知识、综合运用所学知识的目的；5 .通过本课程的理论教学和各种课内外的实践环节培养学生的工程实践能力，培养学生的职业 道德、创新精神和创新能力。（三）思政教育目标1 .通过学习人机工程学历史和发展，了解中国在人机学发展史上的地位和所做的贡献，培养学 生的爱国情怀，并为学生树立饱满的文化自信和科学的世界观奠定基础。2 .通过学习了解人体测量参数的统计学规律，理解人体测量参数随时间、民族、国家、地域等 因素的变化特征，旨在培
4、养学生的科学精神，并具有一定的国际视野，能够终身学习的能力，帮助 学生以发展的眼光认识知识的更新。3 .通过学习人机系统的设计基本原则和设计理论，能够设计针对安全工程领域复杂工程问题的 解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意 识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，培养学生的社会责任感。4 .能够基于科学原理并采用科学方法和现代工具对安全人机领域复杂工程问题进行研究，包括 理论分析、设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。在研究、分析过程 中体现科学精神和社会责任，并能够理解所用方法和工具的局限性。5 .部分章节采
5、用翻转课堂方式，将学生分成若干学习小组，解决某个安全人机领域的复杂工程问题，培养学生团结协作精神。二、课程目标达成的途径与方法本课程教学以课堂教学和实验相结合，针对安全人机工程的相关基本概念与原理，学习人机系 统的安全性设计、分析与评价的理论知识。(1)课堂教学主要讲述人、机的基础特性以及作业能力与疲劳分析，并将简单的应用实例融入 理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的人机学学理论知识点，提高学习安全人机设计理论基 础的兴趣，熟悉安全人机学的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充 分引入互动环节，提高教学效果。(2)针对某些较重要的知识点与概念，列出部分内容作为学生课堂
6、讨论学习环节，训练、形成 良好的专业知识学习方法，培养学生对于安全人机界面的理解能力和自主学习意识和能力。(3)针对人机安全系统设计的知识点理解能力，采用课堂测验教学方式，培养学生理论知识的 理解与应用能力，并要求学生掌握基本的创新方法，设计过程能体现创新意识，优化设计方案。(4)针对人体测量、人体心理与生理反应、劳动强度、环境噪声评价等内容，采用实验的方法, 培养学生能够采用现代工具，进行检测及数据获取，并基于科学原理对安全工程领域的相关工程问 题进行理论分析、设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。三、课程思政教育目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的
7、支撑程度(H、M、L)134511课程目标1MHHLL课程目标2MHHLL课程目标3MHHLL课程目标4MHHLL课程目标5MHHLL注：支撑强度分别填写H、M或L (其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低)。毕业要求指标点分解支撑权重毕业要求1：工程知识：能够 将数学、自然科学、工程基础 和专业知识用于解决安全工程 领域的复杂工程问题。1-1掌握安全工程领域所需的数学与自然科 学知识，并能解决该领域所涉及的数学与自 然科学问题。1-2掌握工程图学、热工基础、工程力学等 工程基础知识，并能用于解决安全工程领域 的相关问题。1-3掌握安全管理、安全系统工程、安全人 机工程、安全法学等专业知识，并
8、用于解决 安全工程领域的复杂工程问题。0.2毕业要求3：设计/开发解决方 案：能够设计针对安全工程领 域复杂工程问题的解决方案， 设计满足特定需求的系统、单3-1能够针对安全工程领域中的复杂工程问 题设计解决方案。毕业要求指标点分解支撑权重元(部件)或工艺流程，并能 够在设计环节中体现创新意 识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境等因素。3-2具有综合运用安全理论和技术手段对特 定需求的安全系统和安全作业过程进行设计 的能力。0.153-3掌握基本的创新方法，设计过程能体现 创新意识，优化设计方案。0.253-4设计过程中能够综合考虑社会、健康、安 全、法律、文化以及环境等因素。毕业要
9、求4：研究：能够基于 科学原理并采用科学方法对安 全工程领域复杂工程问题进行 研究，包括理论分析、设计实 验、分析与解释数据、并通过 信息综合得到合理有效的结 论。4-1能够对安全工程相关的各类物理、化学现 象进行理论分析，明确问题涉及的参数、变 量及其相互关系4-2能基于科学原理和专业理论，根据对象特 征，设计可行的实验方案。0.44-3能够根据实验方案选用或搭建实验装置， 采用科学的实验方法，安全开展实验并正确 采集数据。0.34-4能够分析实验结果，并通过信息综合以获 得合理有效的结论。毕业要求5：使用现代工具： 能够针对安全工程领域复杂工 程问题，开发、选择与使用恰 当的技术、资源、现
10、代工程工 具和信息技术工具，包括对复 杂工程问题的预测与模拟，并 能够理解其局限性。5-1能够使用信息检索工具获取解决工程问 题的相关信息。5-2能够选用工程软件和安全工程领域的相 关软件进行设计、预测、模拟和分析复杂工 程问题。5-3能够运用现代检测工具、安全工程领域 的工程工具，进行检测及数据获取。0.25.4能够对预测和模拟的结果进行分析、优 化，并理解使用工具的局限性。毕业要求11：项目管理：理解 并掌握工程管理原理与经济决 策方法，并能在多学科环境中 应用。11-1：理解工程活动中涉及的重要经济与管 理因素。11-2：能够运用工程管理基本原理策划、组 织和实施项目。11-3：能够综合
11、工程活动中的多学科因素， 进行合理决策。0.2四、课程主要内容与基本要求(-)授课内容与基本要求L概论了解安全人机工程学的起源与发展，掌握安全人机工程学的命名及定义，了解安全人机工程学 任务与研究范围、安全人机工程学学科特点及研究方法。重点：理解安全人机工程学的基本概念和主要任务；掌握人机工程发展史上的三大实验。难点：正确理解安全人机工程与其他学科的关系，安全人机工程学在整个安全学科中的地位和作用。与毕业要求的对应关系通过学习人机工程学历史和发展，了解安全人机工程学在整个安全学科中的地位和作用，旨在 为学生树立科学的世界观奠定基础。2 .人的基本特性正确理解人的基本特性，熟练掌握人体几何参数测
12、量方法和人体测量数据的处理与应用；掌握 人的生理、心理特性及其对安全活动的影响。重点：熟练掌握人体几何参数测量方法测量数据的处理与应用；掌握人的生理、心理特性及其对安全 生产的影响。难点：正确理解人的基本特性对安全活动的影响。与毕业要求的对应关系通过学习了解人体测量参数的统计学规律，理解人体测量参数随时间、民族、国家、地域等因 素的变化特征，旨在培养学生具有一定的国际视野和终身学习的能力，帮助学生以发展的眼光认识 知识的更新。3 .人的作业能力和疲劳分析了解人作业特性、掌握劳动强度及其分级，掌握作业疲劳及其测定方法，了解作业疲劳与安全 活动的关系，掌握作业时人体系统的调节特性及降低疲劳的措施。
13、重点：掌握能量代谢的测定方法；作业时人体系统的调节特性；疲劳的分类及测定方法和降低疲劳的 措施。难点：能量代谢的相关计算及对疲劳概念的理解。与毕业要求的对应关系通过学习人体作业时的能量交换途径，掌握作业疲劳的定性定量分析方法，理解作业时人体系 统的调节特性，旨在使学生掌握在安全活动中安全人机工程的基本理论。4 .人的自然倾向与人的可靠性概论正确理解人为差错的概念及发生的原因，正确理解可靠性的概念，掌握人的可靠性模型及研究 方法。重点：理解人的可靠性模型及研究方法；防止人体差错的方法和安全人机工程学对策。难点：正确理解人的可靠性模型。与毕业要求的对应关系通过学习人的自然倾向特性和人体差错理论，掌
14、握防止人体差错的安全人机工程学对策，掌握 人的可靠性模型及研究方法，旨在使学生掌握基于概率统计的风险控制基础理论。5 .机的特性及其数学模型理解人机系统中机的可操作性、易维护性、本质可靠性，了解机的特性描述及其动力学特性分 类，机的易维护性及基本维修指标。重点：理解机的特性。难点：正确理解人机系统中机的维修指标及机的动力学特性。与毕业要求的对应关系通过学习机器的动力学特性和易维护性指标，旨在使学生掌握基于概率统计的风险控制基础理 论，培养学生在安全活动中运用安全人机基本理论的初步能力。6 .人机界面的安全设计理解显示装置、控制装置设计的原则和方法，掌握显示器和控制器的布局原则，正确理解人机 界
15、面的概念。重点：掌握显示装置、控制装置设计原则，和显示器与控制器的布局原则。难点：理解控制装置设计原则在实际设计中的应用。与毕业要求的对应关系通过学习显示装置和控制装置的设计基本原则，旨在培养学生在安全活动中掌握本质安全的相 关知识，运用安全人机基本理论的初步能力。7 .作业环境了解光环境、温度环境、色彩环境、声环境、振动环境、毒物环境对安全活动的影响；掌握工 作场所的照明设计，温度环境综合评价方法，色彩与功效的关系；熟悉安全色和安全标志的意义。重点：理解温度环境综合评价方法。难点：掌握活动环境温度综合评价方法。与毕业要求的对应关系通过学习光、温度、色彩等因素对安全活动的影响，旨在使学生掌握在
16、作业活动中的安全人机 工程的基本理论。8 .作业空间设计了解作业空间设计的基本原则，掌握安全防护空间距离与安全防护空间的设计，掌握作业姿势 与作业空间布置。重点：理解作业空间设计的基本原则，掌握安全防护空间设计和作业空间布置。难点：理解安全防护装置设计的原则及应用。与毕业要求的对应关系通过学习作业空间设计的基本原则，旨在使学生掌握在作业过程中的安全人机工程的基本理论, 培养学生运用安全人机知识的基本能力。9 .人机系统设计了解人机关系，掌握人机系统设计的基本要求和要点，掌握安全防护设计。重点：掌握人机系统设计的基本要求和要点，掌握安全防护设计。难点：掌握安全防护设计。与毕业要求的对应关系通过学
17、习，能基于科学原理对安全工程领域的相关安全人机系统设计问题进行理论分析、设计 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。(-)课程主要思政内容与学时分配序 号章节 或知 识点主要教 学内容思政映 射内容学 时 分 配能力培养 教学要求素质培 养教学 要求学生任务对应课 程目标作业要 求自学要 求讨论11.2人机工程 学历史和 发展中国贡献激发 爱国情怀、文化 自信和科学的 世界观2熟悉人机工 程学历史， 掌握人机学 的发展阶段正确认识 中国在人 机学发展 史上的地 位和所做 的贡献如何理解 “工欲善 其事必先 利其器”搜集指 南车相 关资料指南车 的人机 学原理专业教学目 标(1
18、);思政教育目 标(1)22.3人体测量 参数的统 计学规律人体尺寸差异 与变化体现科 学精神、国际视 野，以发展的眼 光认识知识的 更新2掌握人体测 量参数的统 计学规律培养科学 精神，立 足本土情 怀，具有 国际视野地铁“扶 手”的高 度设置问不同地 区的人 体尺寸 差异公交车 扶手的 优化设 计方案专业教学目 标(3)； 思政教育目 标、 (5)35.3劳动强度 测定理解在测量时 所学方法和所 用工具的局限 性2掌握劳动强 度测定方法具有科学 精神，理 解局限性常用“人 体疲劳” 表征方法目前劳 动强度 测定的 局限？专业教学目 标(5)； 思政教育目 标(4)47.3人机系统 设计工程
19、设计中涉 及的工程伦理、 职业道德与社 会责任2掌握人机系 统设计的原 理和方法理解工程 设计中涉 及的伦理 与职业道 德切尔诺贝 利核事故 的原因人机系 统设计 的人因 工效学 分析切尔诺 贝利核 事故的 工程伦 理专业教学目 标、； 思政教育目 标(3)58.3检测技术 与方法检测时体现的 社会责任、科学 精神2掌握检测技 术的原理及 相关设备培养职业 道德，具 有社会责 任感如何识别“ 假 币”？“假币” 常用检 测方 法？专业教学目 标(5)； 思政教育目 标(4)五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务(作业、自学、讨 论等任务要求)对应课程目 标第1章 1人机工程学的起源与发
20、展2人机工程学的命名及定义3安全人机工程学任务与研究范 围4安全人机工程学学科特点及研 究方法2L课前任务：搜集指南车相 关资料搜集指南车相关资料 搜集指南车相关资料.2 .完成作业：如何理解“工 欲善其事必先利其器”。3 .专题讨论：指南车的人机 学原理课程目标1第2章 1人体尺寸测量2人体主要参数计算3人体测量数据的处理与应用(复 杂工程问题引入)3人体测量实验61 .课前任务：不同地区的人体尺 寸差异。2,完成作业：地铁“扶手”的高 度设置问题。3.专题讨论：公交车扶手的优化 设计方案课程目标3 课程目标4第3章 1感觉与知觉的特征 2视所征3听觉特征4其它感觉机能及其特征 5人的反应2
21、1.课前任务：通过课前预习， 了解人的反应与感知器官的 联系。课程目标2第4章 1个性心理及其对安全生产的影 响2情绪与安全3社会心理与安全生产的关系4注意与不注意5人体心理与生理反应测定实验6人的自然倾向性和可靠性41 .完成作业：社会心理与安 全生产的关系课程目标3 课程目标4第5章 1作业特性2劳动强度及其分级3作业疲劳及其测定4作业疲劳与安全生产5工作负荷与疲劳作业特性6劳动强度测定实验61 .课前任务：预习作业特性。2 .完成作业：常用“人体疲劳” 表征方法3 .专题讨论：目前劳动强度测定 的局限？课程目标4 课程目标5第6章 1显示器分类及功能2视觉显示方式的选择3刻度盘指针式显示
22、器的设计4听觉显示装置设计5信号显示设计6荧光屏显示设计21.课前任务：典型仪表设计 应考虑的人机问题。课程目标2课程目标3第7章 1控制器的类型及选择2控制器设计中的人机因素3典型控制器设计2课程目标2 课程目标3第8章 1显小器布局2控制器布局3显示器与控制器综合布局 4人机系统设计与评价（人机界面 安全设计）21 .课前任务：人机系统设计中 涉及的伦理与职业道德。2 .完成作业：人机系统设计的人 因工效学分析。3 .专题讨论：切尔诺贝利核事故 的工程伦理。课程目标2课程目标3第9章 1作业空间设计的基本原则2作业场所空间布置3作业姿势与作业空间布置4安全防护空间距离5工作场所性质与工作空
23、间的设计21.完成作业：工作场所工作 空间的设计原则课程目标2课程目标3第10章1光环境2温度环境3色彩环境4声环境5振动环境6毒物环境7微气候环境8微气候测定与评价实验41.课前任务：微气候环境课程目标4课程目标5六、实践环节及基本要求序号实验 项目学时能力培养 教学要求素质培养 教学要求学生任务实验 性质实验类 别1人体测 量2掌握人体参数的测量及分析方 法培养科学 精神,立足 本土情怀，具有国际 视野做好实验 预习，正确 操作实验，并正确分 析结果验证必做2人体心 理与生 理反应 测定2通过视觉和左右手反应时测定， 亲身体验反应过程,理解反应时 间；掌握反应时作为测定疲劳程 度间接手段的
24、机理和意义。具有科学 精神，理解 局限性做好实验 预习，正确 操作实验，并正确分 析结果验证必做3劳动强 度测定2根据“心率一耗氧”相关关系曲 线确定劳动强度等级。根据劳动强度等级确定不同作 业负荷的疲劳判断标准。具有科学 精神,理解 局限性做好实验 预习，正确 操作实验，并正确分 析结果设计必做4环境噪 声测定 与评价2掌握噪声的测量规范和评价方 法；能根据有关规定和标准，评 价噪声的性质和对人的危害程 度并提出改善建议。具有科学 精神，能够 综合考虑 社会、健 康、安全、 法律、文化 以及环境 等因素做好实验 预习，正确 操作实验， 并正确分 析结果设计选做5微气候 测定与 评价实 验2掌
25、握微气候条件对人体的影响 及相互关系，并能根据测量结果 综合评价微气候条件。具有科学 精神，能够 综合考虑 健康、安 全、法律、 以及环境 等因素做好实验 预习，正确 操作实验，并正确分 析结果验证选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定（一）考核类别：考查（二）成绩评定考核内容考核形式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核课堂表现成绩：以点名到课率形式，检 验学生学习态度。共5次点到5%过程考核小组方案设计及讨论成绩：考核课堂教 学各知识点的理解程度，以及解决实际 问题的能力。2次讨论，每次讨论 以百分制打分20%过程考核平时作业成绩：考核课堂教学各知识点 的复习程度、听课效果和掌握熟练度。共5次作业，以作业 完成情况百分制打分5%过程考核实验成绩：四次实验20%期末考核期末考试成绩：考核各知识点的基本概试卷参考答案和评分50%念及实际应用。题型为填空、选择、简 答题、作图、判断、计算题和综合题等 多种形式。标准考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书(一)推荐教材：(1)王保国，等，安全人机工程学，机械工业出版社，2016,第二版(-)主要参考书：(1)赵江平，安全人机工程学(第二版)，西安科技大学出版社，2019o(2)李辉，等，安全人机工程学，中国矿业大学出版社，2018o