基于人机工程学的学生桌椅设计研究

金镇

摘 要：人机工程学成熟于20世纪60年代，现在已经渗透到生活的方方面面。在产品的设计中，人机工程已经成为必须要考虑的因素。桌椅对于学生来说是最常接触的日常产品，尤其对于青少年来说，身体处于发育的黄金阶段，好的桌椅将对他们的一生产生良好的影响。然而令人遗憾的是，在青少年的成长过程中，陪伴他们的桌椅并不能满足他们健康成长的需要。

关键词：人机工程学；学生；身体发育；桌椅设计

中图分类号：G478.2；G484 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.058

文章编号：2095-6835（2016）11-0058-01

学生的身体发育关系到他们的未来，好的身体是工作、学习取得好成绩的保障。我们在日常生活中只是关注了饮食对身体发育的重要性，却忽视了正确的坐姿对身体的重大影响。青少年生长发育的特点决定了在这个阶段要有养成好的坐姿习惯，否则将对以后的成长造成不好的影响。

1 研究背景

我国中小学生群体人数众多，青春期的孩子身体发育快，发育水平不一样，因此对桌椅尺寸的要求也呈现出不同的需求。在现阶段，中国教室的桌椅还没有通过有针对性的设计来满足不同阶段的学生的需求，设计缺乏系统性、针对性，不符合人机工程学，忽视了青少年成长的需要，难以满足学生需求。

2 现有的教室桌椅研究

桌椅是学生在校期间最常接触的物品，因此，它将对学生的学习生活和健康成长起着不可代替的作用。Bestsey Yeats（1997）通过调查分析得出结论，学校桌椅的设计和摆放的合理性将会影响到孩子的身体健康，尤其是对脊柱的影响最为明显；而张金霞等在《中小学课桌椅与学生身高符合情况的调查》中指出，我国大多数学校的课桌椅设计存在问题，与学生的身高不符，学生在就坐时会有不适感，直接影响到学生的身体正常发育，并且影响到学生的视力情况和学习积极性。这些调查结果都在告诉我们，教室的桌椅的设计是一个重要的课题，减少不合理的设计对学生造成的伤害刻不容缓。

3 中小学生身体特点分析

中小学生的身体生长发育迅速，身体各项机能也在不断完善、增强。主要表现为以下几个方面：①新陈代谢旺盛。②身体的发育在不同阶段表现出不同特点。儿童期的身体的生长发育比较平稳，而到了青春期，身体会迅速发育，身高体重会有明显的增长，并且在这个阶段学生的身高开始出现较大的差距。③骨骼肌肉发育。小学生骨骼发育还不完全。有明显的特点，表现在骨骼的弹性较大，但是硬度相对较小，易发生变形，因此，不良坐姿会对骨骼造成严重的影响，比如脊柱侧弯、驼背等。儿童的肌肉也在逐渐发育，但肌肉纤维比较细。因此，肌肉的力量和耐力会有明显的不足，容易出现疲劳。因此，教室的座椅应该使学生的肌肉减少受力，得到放松。

4 坐姿的研究

良好坐姿的必要条件时将最适当的压力分布于各脊椎骨之间的椎间盘上，并将最适当、最均匀的静负电荷量分布于所附着的肌肉组织上。

人体总共有206块骨骼，其中支撑脊柱、骨盆、下肢等是支撑头骨和身体的主要骨骼。而在站立和坐姿状态下，脊柱会发生明显的变形。在正常状态下，从后面看脊柱呈垂直线形，从侧面看呈S形。而在坐姿状态下，尤其是在后背没有受到支撑时，腰椎会向外突出呈现C字形。由于儿童的骨骼发育还不成熟，因此，应当尽可能减少这种变形，减少脊柱及盆骨承受的压力。

在坐姿状态下，臀部、大腿、小腿、腹部等部位也会受到不同程度的压力，如果设计不当，会影响这些部位骨骼和肌肉的正常发育。因此，考虑到学生的身体发育特点。在设计座椅时，我们也要综合考虑到座椅对身体不同部位的影响。

5 教室桌椅设计

教室的桌椅设计要以满足学生使用要求为根本，保障青少年正确的坐姿，促进儿童正常发育，在提高学生学习效率的基础上，尽可能提高舒适性。

经过调查分析研究，我们可以得出桌椅的规格及大体尺寸。桌面的高度应该为490～760 mm，单人桌面宽度不小于600 mm，双人桌面宽度不小于1 200 mm。椅面高度为270～440 mm，靠背上缘距座面230～340 mm，靠背点距座面160～220 mm。基于中小学生的身体发育特点，桌椅的尺寸要在这样的区间内变化。也就是说，随着学生身体的发育，桌椅的尺寸也要经过调整才是最适合学生的。

如何让桌椅的尺寸随着儿童的身体变化而变化呢？为了实现这个目标，在桌椅的设计过程中，要设计可调节的结构，比如旋钮结构，使桌椅和椅背的高度可以自由调节，且易于固定。椅背的设计要带有一定的角度，并在腰椎处要加入支撑点，减轻在坐姿状态下腰椎处的压力。考虑到小学生较为调皮，而且教室的桌椅属于教学用具，因此，在设计时要兼顾桌椅的舒适性与耐用性。因此，在选材上，主体采用较为结实的不锈钢，桌面和椅面以及椅背采用传统的木质材料。桌椅设计为可拆卸结构，这样便于运输与组装——当某一部分出现破损时，还可以进行更换。这样，既可以大幅度减少产品的成本，又可以为使用提供方便。

6 结束语

学生群体人数众多，他们的健康成长关系到祖国的未来，因此，设计要以人为本，充分考虑到学生群体的特点和需求。另外，还要兼顾产品的使用环境，产品制作的成本，使用的便利性、耐用性。设计师要充分权衡这些因素，做出最合理的选择。学生群体正处于身体发育的关键时期，我们应该通过设计给他们提供最合理的学习方式，让他们可以健康成长。

参考文献

[1]周攀攀. 小学普通教室课桌椅的设计研究[D]. 哈尔滨：东北林业大学，2012.

[2]小学生身体生长发育特点的主要表现[EB/OL].http：//xiaoxue. eol.cn/rdhtjl_10169/20140523/t20140523_1119161.shtml，2014-05-23.

[3]陆剑雄，张福昌，申利民. 坐姿理论与座椅设计原则及其应用[J]. 江南大学学报（自然科学版）， 2005， 4（6）：620-625.

[4]王云祥. 人体解剖学[M]. 长春：吉林科学技术出版社， 2001.

[5]田炜. 高校桌椅设计的人机工程学研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2011.

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

〔编辑：胡雪飞〕