时间：2023-03-23 15:22:17
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通过实际经验，我们意识到，绝大多数的人不知道怎样正确使用削皮刀，这种错误使用的结果就是无尽的麻烦和不必要的伤害，其原因可以归结为设计不当和手持姿势不对。
本文就是想通过描述使用者使用削皮刀的整个过程来概述手握工具的设计准则问题。我们首先要做的就是“监视”削皮的过程，它能帮助我们认识到削皮过程中碰到的问题，并通过“设计”解决它。由于削皮刀的使用者是不受限制的，有男人、女人、小孩、老人，甚至左撇子等，所以本文要通过“普遍性”的思想来改善设计，从而达到完美设计。
我们可以用完整记录使用过程的方法找到真正的问题，并且在以后的设计中改进。本文的目的在于：
1.研究使用削皮刀的过程
2.使用削皮刀过程中的实质性问题
3.再设计
一、削皮过程研究
1．“使用者―工具―工作”的关系
此图是对消费者使用产品的图文说明。运用直观的图形形式帮助理解“消费者产品设计”的问题，帮助理解反馈控制系统的理论。
2．削皮刀使用目的
使用者使用削皮刀的目的也是我们设计的最终目的，这正是我们在设计过程中需要考虑的因素。人们使用手动工具的目的是：减少时间、力气、错误，增加性能、安全性、乐趣、满意度。
3．普遍的设计
普遍设计的原则：公平使用、使用过程中的适应性、简单和知觉性的使用方法、显而易见的信息、容忍性的误差、物理性适应度、动手处理使用过程中的范围和空间、整体设计。
为了找到使用者在使用削皮刀过程中碰到的实际问题，我们研究“使用全过程”的方法来找“使用者―工具―工作”之间的联系，来找使用者对削皮刀的真正需要。同时，通过普遍设计的原则来达到完美设计的标准。
二、做削皮实验进行研究
这个试验采用对使用者使用削皮刀整体过程的观察，用相机记录下被测者的行为和客观感受进行研究。
1．削皮刀分析
我们来分析目前市场上普遍流行的两种削皮刀，如下：
削皮刀包括四个部分：
a．刀片：作用是削掉水果和蔬菜的外皮
b．钻孔处：掏孔的作用
c．把手：手握的地方
d．挂孔：便于挂在钩子上
2．试验
我们选了10个人进行了这个使用削皮刀全过程的试验。
（1）受测者基本尺寸测量结果
量测项目
平均值
标准差
身高cm
177.6
4.2
体重kg
77.8
5.6
掌长cm
18.6
0.5
掌心长cm
10.4
0.5
虎口长cm
17.2
1.5
掌宽cm
9.6
0.5
肘指尖长cm
44.6
1.8
（2）使用全过程
我们使用了两种不同的削皮刀和三种不同的水果蔬菜，并且记录下了整个的试验过程，很清楚地了解到使用者在削皮过程中的想法。
经过分析那些数据，把使用两种削皮刀的情况根据工作效率和实际操作进行了分类。工作效率的那一类主要集中在使用者的手握技巧上，他们中的绝大多数都使用同样的方式，唯一不同的就是各自在技巧上的差别。实际操作的那一类目的在于区分那些使用者怎样手握和实际操作的方式。使用者会问一些使用方面的问题，因此通过这个试验，我们就可以把那些不同的方面分类总结并改进设计。
三、削皮试验结果
1．发现问题
通过使用削皮刀的过程分析，发现削皮的过程中，需要扩展的问题包括掌握把手的尺寸，舒适的角度，削皮的安全度，以下是我们提出的问题：
l操作的正确性
我们观察到即使用同一个削皮刀，每个人的把握和操作也是不同的。错误的把握会影响工作完成的效率，使用者会感到疲劳或者受到伤害。
l当把握削皮刀时手腕的角度
把握的正常的方式是：一只手握着把手，另一只手需要按着水果。所以在操作的过程中，从手腕处会产生一个角度。但是如果不正确的方式继续延伸，那么也许会扩展范围或者手腕的位置，导致使用者受到伤害。
使用者用一只手握住把手，这时产生一种力量，相同的压力会作用在手腕的肌肉上。另外，如果手的姿势不正确，就会产生酸痛感。
2解决问题
在整体调查中，可以把问题分成认知和操作。在把握的方式上，主要是使用者过去的经历和认知。另一些问题也许是不好的设计，为了改善这一点，我们可以从两个方向设计。一个是告诉使用者怎样把握，另一个是改进削皮刀，包括材料、把手、刀片、角度、安全感。
l削皮刀的设计应该使使用者只是从表面上正确把握。结构应该很简单，以便加工制作起来比较容易。
l削皮刀的把手应该沿着我们所把握的槽，因为人的手不是由直线构成的。
l大拇指必须放在一个点上，以便产生压力，证实使用者的想法。
l人们所合适的把握的长度
3．设计要点：
lA部分是大拇指所在的点,扩大控制的角度
lB部分是把手的槽,设计的目的是提供正确的把握方式和好控制
l全部的设计
1单一的结构容易加工2两侧没有沟槽,就不会积累污垢
3设计成曲线,是为了增加美感4为使用者设计合适的把手尺寸
四、手握式工具的分析
为了便于研究，我们首先要分析一下手的肌肉分布情况和一般手握式工具所存在和要解决的问题：
1．手部肌肉的名称及位置
A：拇指指压处肌肉B：拇指与食指之间虎口处（骨间肌）
C：食指外侧边缘肌肉D：拇指与无名指与手掌间肌肉
E：小指外侧边缘肌肉F：手掌外侧边缘肌肉
G：掌心部位H：鱼际I：腕部
2．手握式工具设计原则：
为了保证实用效率和健康，工具必须满足以下基本要求：有效地实现预定的功能；与操作者身体成适当比例。使操作者发挥最大效率；按照作业者的力度和作业能力来设计；适当考虑性别，训练程度和身体素质上的差异；工具要求的作业姿势不能引起疲劳。
设计手握式工具时，应遵循以下人机工程学原则。
1．避免静态肌肉复合
当使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩，臂及手部肌肉处于静态施力，导致疲劳，降低作业效率。
2．保持手腕处于顺直状态
手腕顺直操作时，腕处于正中的放松状态，但当手腕处于掌屈，背屈，尺偏等别扭的状态时，就会产生腕部酸痛，握力减小。
3．避免掌部组织受过大压力
操作手握式工具时，有时常要用手施相当大的力。如果工具设计不当，会在掌和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部缺血，导致麻木，刺痛感等。好的把手设计应该具有较大的接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减少压力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎口位。有时，把手上有指槽，但如果没有特殊作用，最好不留指槽，因为人体尺寸不同，不合适的指槽可能造成某些操作者手指局部的应力集中。
另外，从不同性别来看，男女使用工具的能力也有很大的差异。女性约占人群的48％，其平均手长约比男性短20mm，握力值只有男性的2/3。所以，设计工具时，必须充分考虑这一点。
五、讨论
通过观察使用者的削皮过程，我们发现，大多数使用者对于操作有不同的看法。所以，设计的主要焦点在于定向性操作。实验结果表明，一个再设计的削皮刀能提供给使用者正确的预言。虽然效率没有明显提高,然而这也许是由于我们对于实验中削皮刀的尺寸的欠缺。接下来我们应该做的是需要完善削皮刀的尺寸，这样是为了更好的提高效率。
六、结论
(一)“水土保持工程学”课程实践教学取得的成绩
云南农业大学自开设“水土保持工程学”这门课程以来，开展了多方面的实践研究与探讨，并取得了一定的效果，为本课程深入开展实践教学奠定了良好的基础。前期的成绩主要有四个方面:基于社会需求的变化，初步建立了实践教学实施、管理、保障机制，保证了实践教学的正常运行;将泥石流多发区和水土流失非常严重的东川和晋宁县大春河小流域水土保持科技示范园作为本课程的实践教学基地;确保实践教学形式多样，课堂实践包括专题讨论、师生异位教学、项目教学、随堂章节测验等，课外实践包括章节作业、小论文、实地调查、生产实践、课程设计、毕业设计等。
(二)“水土保持工程学”课程实践教学存在的问题
云南农业大学“水土保持工程学”课程实践教学取得了一定的成效，但是还存在一系列需要改进和提高的地方:实践教学流于形式，未达到真正的教学目标;实践教学保障机制与教学评价体系不健全;等等。以上问题影响了本课程实践教学的开展，需要进一步加强研究，予以解决。
二、“水土保持工程学”课程实践教学设计的探索
在借鉴其他院校水土保持专业课程实践教学经验的基础上，立足本校的教学环境，充分考虑学生的实际需求，提出该门课程实践教学设计如下:以社会需要为目标，以学校及学生实际为出发点，组织开展相关的教学实践;课上实践与课下实践齐头并进，组织开展与专业学习、课外科技有关的科研活动和生产实践活动。
(一)教学重点与教学要求
通过该课程的学习与实践，学生能够了解和掌握常见水土保持工程措施的原理、布局、结构、功能特点、断面尺寸、CAD制图、建筑材料、稳定分析等内容，并且能在实际操作中运用。实践教学过程中我们应从以下几方面来努力:一是以社会需求为导向，将水土保持工程相关的国家规范、行业标准充实到教学内容中;二是不断补充本学科的前沿知识，重视水土保持一些关键技术的应用，如水土流失区面源污染控制与环境整治技术，开发建设项目水土流失防治技术，水土保持新材料、新工艺、新技术等;三是以水土保持单位的实训项目作为教学实例，教会学生如何学以致用;四是以生态文明建设为目标，注重流域或区域水土资源的保护、改良与合理利用，将一些“生态”工程措施的理念与设计补充进教学实践中;五是以够用为原则，简化知识，减轻学生的学习负担，只要学习在实际工程设计与施工中常见的问题即可;六是以开发建设水土流失的防治措施设计为重点，如拦渣工程、降雨蓄渗工程、临时防护工程等，鼓励学生开展相关实践学习。
(二)教学实践体系
一、课例单元基本情况介绍
《环境工程学》课程是环境类本科院校环境科学专业的核心课程，通常开设在第六学年，授课对象是三年级环境科学专业的学生，此前学生学习了《环境学概论》等基础课程，具备了环境学的基础知识，对工程设计接触较少但却充满兴趣。本课例设计内容节选自高等教育出版社“十一五”国家级规划教材，本节课程为环境工程学第二篇“大气污染控制工程”的核心教学内容，旋风除尘是主要的颗粒物控制工艺之一。教学目标包括知识目标：认识旋风除尘设计参数的含义和正确应用；能力目标：能正确计算、合理设计旋风除尘器；情感目标：培养严谨的学习态度、强化合作意识、提高学生的学习积极性。目标立足于学生对旋风除尘器设计各重要参数的认识和设计，培养其应用信息技术自主学习的能力和提高学习的积极性。教学重点是旋风除尘器各部分尺寸比例、压力降、捕集效率；难点是学生能熟练的完成旋风除尘器的设计及选型。为了达到教学目标，突破重点、难点，课题制作小组采用理实一体化的教学方法，基于创新意识与实践能力对课例单元进行信息化教学设计。
二、创作思路
除尘工艺设计课的教学内容枯燥、计算烦琐、讲述内容较多，学生的兴趣很难被调动，讲授法效果较差，因此本着“教师为主导，学生为主体，理论与实践相结合”的原则，对本节课采用任务驱动法、理论实践一体化教学、启发式教学法、发现法、讨论法、对照讲解法等教学方法相结合的方法，以启发式为主导，利用动画对照讲解，观看实物照片，检索工艺设计国家标准，学生采取自主学习、合作学习、探究学习的方式，完成简单旋风除尘器设计的任务，充分调动学生的认识趣味，丰富空间想象力，将复杂的问题清晰化。在教学中采取自主学习策略、运用专业技术指南等引导学生自主完成旋风除尘工艺的设计及计算过程，培养学生形成咨询计划实施检验的设计能力。
三、设计内容介绍
（一）布置任务
任务驱动法课堂教学的特点就是教师一上课就布置课堂任务，本课例任务为：设计简单旋风除尘器。根据已知参数，计算和选择相应尺寸、除尘效率等。用提问、设问、反问的形式进行师生互动，能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成检验和总结学习过程，改变学习状态，使学生主动探究、实践、思考。
（二）复习回顾知识点
要完成以上课堂任务，必须用到之前所学的基础理论知识，教师通过视频和图片，生动展现旋风除尘的原理，影响除尘效率的因素以及相应的设计参数，包括颗粒的分离直径、半分离直径dc、捕集效率等。生动逼真的网络动画资源应用到课堂教学，既能直观地回顾所学知识，更能加深学生的印象，提高学习兴趣。
（三）使用网络资源实例导入课程主题
教师继续播放信息化教学资源，利用视频短片“冲泡茶叶”、“神奇拖把”这些生活常见的现象来设问：视频中的现象源于什么原理？辅以大量图片资源，教师加以提示。通过生活中的实例引出旋风除尘如何达到除尘的目的。
（四）任务实施
分组教学，每5人为一组，组长负责，相互提问、讨论、分工计算和选型。教师负责解释疑难问题，掌握学生对本堂课的了解程度。学生讨论，寻找疑难确定绘图重点。教师根据学生实施过程分组解答遇见的困难和问题，达到学中做、做中学的教学目的。
（五）课程评价
针对重点和难点完成所布置的任务，学生自检：完成检验评分表的填写，学生各组内开展互评。评估本次教学的效果：教师对各个小组的作品进行归纳总结、评定，指出不足之处，对优秀小组进行表扬，对相应有进步的学生进行鼓励，肯定他们的劳动成果。
（六）布置作业
课后作业两道题，分别为一道简答和一道计算，从而巩固新知识。
（七）课后拓展
教师提供为学生收集罗列若干个环境类的相关网站，拓宽学生的知识面，鼓励学生课后查阅网络相关的知识和新闻。
（八）时间分配
课程复习5分钟，导入新课5分钟，布置任务5分钟，任务实施45分钟，学生自评5分钟，教师评价10分钟，布置作业5分钟。
四、特色介绍
本课例采用信息化教学设计，但又积极突破传统方法，延伸教学时间，这样不仅改善了枯燥的教学过程，又增长了学生的创新与实践能力，信息技术的有效运用贯穿教学始终，突破了教学中的重点及难点问题。采用“任务驱动策略”，能使能力与知识点学习相结合。鼓励学生对课后学习的延伸，充分利用网络资源，拓展课程教学的空间。《环境工程学》是高校环境科学与环境工程专业的核心课程之一，它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程的方法。通过该门课程的教学，不仅要让学生在学习环境学基本知识和理论的基础上对环境科学领域有较全面的认识，还要培养学生对本专业的热爱，激发他们对后续专业课程的学习兴趣，坚定他们专业学习的信心。学生创新意识和实践能力的培养是在学生丰富多彩的自主活动中实现的，不是外界强加于学生的。从这个角度看，教学过程应该多利用任务驱动或理实一体化，设计课堂学生的活动，给学生提供适宜的活动目标和活动对象，以及为达到创新意识培养目标所需的课堂情境。通过以学生为主体、教师为主导的课堂实践活动，促进他们的参与精神、创新意识、实践能力及多方面素质的整体提高。课堂教学过程要以学生为主体，是以学生实践能力、自主学习为基础的互动和开放的课堂；以激发学生主动实践、主动思考、主动探索、主动创造为基本特征，在任务驱动过程中应注意对任务涉及问题和知识进行研究，有目的的设计提问方式，还可以让学生带着这些问题认真思考，给学生进一步探究创新留下拓展的空间，优化思维品质。然后，教师再在课堂上揭示解决技巧和思维方法，这样不仅能起到一题多练、一题多得的触类旁通的作用，还容易激活学生的思维，产生强烈的探究意识。只要学生深入研究问题，善于反思和总结，就会有所发现，而且经过自己独立探索得到的创新思维的结果，我们要予以鼓励和正确引导，并长期地、自觉地培养这种探究、创新的思维习惯。
五、结论
我国的水污染问题普遍存在，如何保障饮用水水质合格和污水达标排放是人们共同关注的问题水处理技术需要广泛应用和发展进步，目前我国的水处理技术已经比较成熟，在各个行业的水污染控制中发挥着重要的作用水污染控制工程涉及解决水污染问题的关键技术手段课程内容针对性强，应用性强，不仅是对水处理理论方法的总结，更是对水处理工程实践的有效指导。
2传统教学模式存在的问题
在传统教学模式下，水污染控制工程部分的课程教学主要着重于介绍水处理的各种技术方法和工艺，学生的感觉就是在学习知识然而，经过课程学习后，学生存在的疑惑是不知道在哪些工作岗位上能够使用这些技术，也不知道今后如何为就业方向做准备也就是说，传统的教学模式并不能发挥课程的实践作用，所以，针对性的教学改革是有必要开展的。
3将“岗位指向教学法”引入教学过程
环境工程学是一门具有很强应用性的课程，课程内容中涉及很多可能的就业岗位方向岗位指向教学法，即在教学过程中将相关的理论、方法、工艺与实际生产实践中的工作岗位紧密地联系在一起，使学生能够直观地体会课程学习对今后相关工作的起到的作用，从而实现更好的教学效果，同时调动学生的学习兴趣和积极性水污染控制工程部分的课程教学中，岗位指向教学法的应用点比较多在介绍水质标准时，可以将我国现行的各项水质标准进行比较，使学生了解到环境科学专业的学生可以考虑在各个地区的环保部门从事水环境管理工作，依据的规范就是各个行业相关的水质标准在格栅、沉砂池、沉淀池、污水泵站等污水处理构筑物的教学过程中，指出这些构筑物的位置关系及污水处理厂的厂址选择原则，使学生对污水处理过程有直观的认识，了解到污水处理设计可以在各个市政设计院或有设计资质的环保公司开展，也就是说，环境科学专业的学生可以将污水处理厂水泵站、市政设计院和环保公司作为就业岗位，在大学期间为某个岗位方向做准备，积累经验在沉淀理论的教学过程中，通过沉淀规律和理想沉淀池分析，鼓励有兴趣的学生钻研专业理论知识，为将来在研发部门研制更高效的水处理沉淀池打基础在混凝净水的教学过程中，分析各种无机盐类混凝剂和有机高分子类混凝剂的优缺点，引导学生选择和判断混凝剂的适用条件及在实际水处理中存在的不足，指出研制新型高效混凝剂的必要性和现实意义，鼓励有读研志向的学生积极准备报考水处理相关专业研究生，将来为我国的净水事业贡献力量在吸附和膜分离技术的教学过程中，指出目前市售的瓶装饮用水主要是通过活性炭吸附和反渗透膜过滤进行的处理，也就是说，瓶装水和各种饮料的生产主要是水处理的过程，环境科学专业的学生可以考虑将这些制水企业也作为就业的目标在活性污泥法和生物膜法净水工艺的教学过程中，指出哪些工艺适用于大型污水处理厂哪些工艺适用于工业废水处理生产单位的生产废水必须进行污水处理，达标才允许排放，否则将缴纳排污费或被勒令停产整顿污水处理工艺的设计和运行管理对于大部分生产单位都有重要的意义，很多企业都设置有环保部门，所以，这为环境科学专业的学生提供了大量的工作岗位在水处理构筑物结构组成的教学过程中，采用CAD工艺图和构筑物仿真图进行展示，帮助学生直观的理解水处理构筑物的结构特点，同时，引导学生锻炼CAD制图能力，鼓励有兴趣或者数学方面有特长的学生深人钻研数学建模仿真方法，为将来在相关领域的发展打基础在水污染控制原理和相关概念的教学过程中，对于重要的专业名词给出其英文单词，鼓励有意向报考研究生学生认真学习专业英语，查阅专业领域前沿的英文文献，为将来时的科学研究打基础。
4结语
人机工程学和室内环境设计都是为了创造有利于人类身心健康的环境而存在的，这两者的结合，能够更好地营造出更加舒适的室内环境。人机工程学在室内设计上的应用主要有以下几点。
1.1确定室内空间的范围
根据人体工程学的有关计测数据，从人的尺度、动作以及人际交往的空间等，来确定室内空间的范围。
1.2确定家具设施的造型和使用范围
家具设施作为人的实用工具，在设计造型和尺寸时，必须符合使用者的身体尺度，同时还要兼顾到它的使用范围，在这些设施周围必须留有一定的活动空间。
1.3提供适应人体的室内物理环境的最佳参数
室内物理环境多种多样，对人体的影响也各不相同。在进行室内设计时，有了对室内热环境、声环境、重力环境、辐射环境等的科学参数后，就能设计出更加合理、更加科学的室内环境。
1.4进行视觉要素计测
人眼的视觉要素包括视力、视野、光觉、色觉等，对这些要素数据的计测，能够对室内光照设计、色彩设计、视觉最佳区域设计等提供科学的依据。
2人机工程学中行为心理对室内设计的影响
人的行为心理常常因为文化、社会制度、民族等因素的影响，而呈现出复杂多样的行为特征，这也就影响了人对室内设计的要求。
2.1心理空间
人们在衡量空间范围时，不仅是通过生理的角度，也通过心理的角度。对空间的满意程度以及使用方式取决于人的心理尺度，这就是心理空间。每个人在心理上都有一个个人空间，并随着现实位置的移动而移动。比个人空间更加私密的则是每个人的领域性。这两点使得人们对室内空间设计时区域的划分有了更加明确的要求，必须保持一定的人际距离。
2.2人在空间中的定位
有人观察研究过，不论是在车站候车还是在剧场和门厅，人们总是愿意站在柱子附近并远离人们行走的路线。这就是人们在空间中对自己的定位，选择视野开阔而本身不受注意，又不至于受到他人干扰的地方。
2.3空间环境与人际交流
通过对不同布局空间中发生的人际交流类型的研究，发现位于住宅群体布局中央的人有较多的朋友，这也就说明人类的行为模式与空间的构成有着密切的关系。
2.4捷径效应
所谓捷径效应是指，人们在穿过某一空间时，总是尽量采取最简洁的路线，即使有其他因素影响，也会选择捷径。
2.5幽闭恐惧症
对于幽闭空间的恐惧感，人们在生活中多少都会有一些，有些人重，有些人轻，所以在室内设计时，要建立这一空间与外界的联系，尽可能缓解人在空间中的危机感。阿尔特曼指出“可以认为空间的使用是由人决定，同时又决定人的行为”，由此可以看出，人与人之间的相互作用、人的行为方式，对空间环境的形态设计起着很大的影响作用。
3结语
1设计思路
人机工程学是指应用人体测量学、劳动心理学等学科的研究方法［1］，起源于欧洲，形成和发展于美国，20世纪50年代开始迅速发展的一门新兴边缘科学。它从人的生理和心里特性出发，研究人、机、环境的相互关系和相互作用的规律，该学科在其自身的发展过程中，逐步打破了各学科之间的界限，以优化人－机－环境的一门科学［2］。国外对垃圾桶设计研究较早，一些发达国家如德国、美国、荷兰等，其垃圾桶的设计大多考虑人机关系［3］，国内的垃圾桶设计与国外相比还存在差距，且对垃圾桶的设计很少考虑人机关系。该设计从垃圾桶的结构和功能出发，主要从垃圾桶外观、结构尺寸、自动打包收紧功能、自动推袋功能等方面进行垃圾桶的设计，力求使用的避免用手接触垃圾，有效防止细菌通过手传播，保持室内空气清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人机工程学原理，色彩能与周围环境相和谐，成为环境的重要组成部分。其总体设计原理如图1所示。
2环保垃圾桶的创新设计
2．1垃圾桶的外形设计(1)外形尺寸设计要使垃圾桶与人之间达到最优化配合，使人不需大幅度改变自己的姿势就可顺利地将垃圾放到垃圾桶里。经研究与垃圾桶有关的人体尺寸有:立姿时的肘高、立姿时手的功能高度、立姿时双手功能上举高，手的长、宽等，见表1［4］。据人机工程数据图2、3，当人投垃圾时，保持身体正直，手腕处于顺直操作，腰部和腕关节处于相对放松的状态。当身体弯曲和腕关节处于一系列别扭状态时，会产生腰部及腕部酸痛、手的力量减小等，如长时间保持这个状态会引起一些腰部及腕部的综合症。根据对多款垃圾桶的调查及垃圾桶的尺寸人机分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度应为400～550mm。考虑到自动打包套袋垃圾桶的功能实现机构主要安装在垃圾桶底部，将会占用一部分空间，占用的高度定位为100mm。所以垃圾桶的高度应取大一些，将垃圾桶的高度定位为500mm。垃圾桶的桶口直径不应过大，在实际生活中一般生活垃圾偏多，考虑到饮料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直径应大于垃圾的投放尺寸，垃圾中废弃饮料瓶的高度一般小于300mm，考虑到自动打包套袋垃圾桶要实现自动打包，在垃圾桶投入口处将会有钢圈等打包机构，将会占用一小部分空间，所以垃圾桶的桶口直径也应取大一些，所以将垃圾桶垃圾投入口的直径定位为350mm。(2)外观设计垃圾桶桶身设计要求外观美观大方，有一定艺术性和观赏性，适合现代绿色环保的理念。在三维设计时，选用主流CAD软件Pro/E5.0，其三维外形图如图4所示。图4(a)垃圾桶的桶身正面设计有一个米老鼠图案。在米老鼠头像的下面，设计为一个内部齿轮传动的保护罩，而上部分就是用来装垃圾的。图4(b)桶身背面设计的图案是一动漫《喜羊羊与灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜爱，给人以温馨幸福的感觉，整个桶身的设计看起来比较新颖，颇有中西结合的感觉。满足现代年轻人的审美需求和有小孩家庭的氛围营造。垃圾桶的桶盖设计为帽子形状，易清洁，很有观赏性，桶盖上有个透视孔，可清楚地看到垃圾是否装满;盖上延伸部分，专门为开盖设计，另外，桶盖上有绿色环保标志，适合现代绿色环保理念。桶身的背面有两个踏板，左边是踏板一，主要控制打包机构，右边是踏板二，主要控制推袋机构。踏板的颜色与灰太狼一家的皮肤的颜色相近，颜色协调。
2．2垃圾桶的功能实现(1)打包收紧机构设计如图5所示，该传动机构由踏板一、连杆、棘轮、锥齿轮，直齿轮等部分组成，当打包踩踏踏板一时，人踩踏踏板的力量通过连杆变为动能，带动棘轮向左运动，从而带动与之相连的锥齿轮向内转动，进而带动后面的直齿轮作对应的方向的转动，最终将运动传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分，其主要零件如图6所示。(2)收紧扎口机构设计运动由上述踏板一传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分后，通过转动将钢圈慢慢收紧，最终收紧好的垃圾口部被挤压到V型卡槽中，对压缩好的垃圾进行扎扣处理，如图7所示。3)推袋机构的设计推袋机构如图8，通过踩踏踏板二，运动由踏板经过各个连杆机构传递至推板上，推板与连杆连接处为间隙配合，由销钉连接，在推出垃圾袋时不会翘起，整个过程保持版面竖直，垃圾也在水平方向被推出，效果图如图9。
3结语
1教学内容的改革
工程力学课程是一门应用性较强的课程，是土木工程专业的核心基础课程之一，是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁，是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点，其在实践教学中的作用越来越明显，但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性，而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述，并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力[6]。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力，拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题，应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新，增加新的教学内容，如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣，在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前，在教材编写中，由于“少而精”的要求，绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的，而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力，形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写，再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表，经典力学的发展经历的漫长的时间，期间出现了很多促使力学发展的科学家，如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍，可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性，适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点，在教学内容安排中，一方面弱化理论推导过程，另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材；例题中，应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述，在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例，以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。
2教学方法的改革
工程力学教学方法的改革，关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别，只是将原来用在黑板上推导完成的公式，放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中，达不到吸引学生的目的，自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论，如果可以将这些力学简图和试验项目（如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构，材料力学课程中杆件的各种变形等等）用类似flas的直观方式表现出来，就可以丰富课件的内容，增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上，但目前力学的教学中，由于条件所限，工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中，如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设，能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力，但要达到力学教学的目的，还有一定的距离。为了改变这一现状，可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法，在这些课程的教学中，教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式，验证本堂课所涉及到的相关内容和原理，尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科，作为土木工程专业重要的基础课程，应该在在学期中，安排2-4个学时将教学从教室搬到现场，通过利用现场的工程实物，教会学生如何对实际工程问题模型化，并用所学的力学知识进行分析解答。
3教学模式的改革
传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学，教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点，使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况，应对传统教学模式加以改革，形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中，应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学，教学相长，师生互动，通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识，培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题，设置相关专题讨论课。教师通过引导，教师与学生，学生与学生间通过互动交流，对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点，学生通过课后查阅文献，以小组为单位，通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示，并由教师与其他同学进行提问、讨论，最后教师进行总结和点评。此外，在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式，为了能够更好的培养学生的能力，提高学生的综合素质，可以布置一些研究型的题目，通过查阅文献，以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题，可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等，然后将这些题目布置下去，让学生查阅资料，并完成相关论文。总之，要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学，实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。
4结论和总结
传统的电气工程及其自动化专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中，存在着课程数目多，面比较广，不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后，常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况，这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差，接受能力有限，从而造成了学生的负担过重，教学效果不好，造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想，很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天，一些课程的设置就没有太大的必要，甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例，这门课程多是介绍性的内容，没有任何公式推导以及分析计算，学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中，不能一味地减少课程，要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程，进行大量的训练。例如，单片机这门课程，就需要大大增强，很多高新企业招聘学生的过程中，常常要考查单片机的相关知识，但是在很多独立院校中，单片机的课时得到不断的压缩，得不到相应的重视。
2改善实践教学
2.1减少验证性实验内容
增加设计性实验内容传统的实验教学大多数是验证性的，主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性，只是按照老师所给的图纸进行接线、通电，最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知，没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下，编造或者抄袭数据，造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知，会增加学生的兴趣，提高了学生自身分析问题、解决问题的能力，使学生的创新能力得到充分的发挥。
2.2用仿真实验来代替现实实验
使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验，减少由于实际实验过程中造成的元件损耗，大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析，并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线，大大减轻了学生的工作量，例如在电气工程及其自动化专业，组态王仿真软件就得到了师生的好评，很多学校都开展了工控组态的实验教学。
2.3严抓实训教学考核实训和实验不同
实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象，而实训通常是完成某一任务，来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意，弹性大的缺点，通过在实训教学过程中采用过程考核的方法，把一个实训教学课程分成若个的子项目，每个子项目又分成若干个子子项目，每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数，最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。
2.4取消课程设计环节
以相应的实训环节来代替以笔者个人的求学经历和教学经历来说，绝大部分的学科的课程设计环节是失败的，至少是不成功的。传统的课程设计，是在该门课程结束后，根据课程要求，与实际应用相结合，出一些设计题目，让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后，通过安排学生两周的时间内，按照要求，设计出一种用单片机控制的实际电路，并把它制作出来，通电调试、运行，写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了，具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面，给学生布置一个题目，学生在这个教师里面完成课程设计报告即可，其中没有任何学生实际动手的内容，这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事，老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。针对这种情况，笔者认为应该取消课程设计，取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生，课程设计对他们来说不现实，在以后的工作中，企业也很难有机会让独立学院的学生做设计，给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好，还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后，安排学生做相应课程的实训环节，在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器，写出实训报告即可。
2.5取消毕业论文环节
以顶岗实习报告来代替我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病，关于毕业论文的存废一直存在较大的争议，一定程度上这不是一个学术问题，而是一个利益问题。通常来说，一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时，一般的教师带10~15个学生，这就是100~150学时，而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文，老师的利益会受到影响，高校老师肯定会反对。而且，毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛，而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算（包括初稿和终稿），按学校有3000学生来计算，这就有30万元的经济利益，由学校的几家打印社瓜分。所以，作为利益共同体，学校的打印社也不希望取消毕业论文。毕业设计到底对学生多大好处呢？毕业设计的全过程一般是这样的：通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后，学生就去企业顶岗实习了，根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候，学校会通知学生返校交论文，并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初，写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义？大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外，一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计，取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想，同样也可以安排答辩。笔者经过调查，大部分学生均可以接受顶岗实习报告，它具有可操作性。
2.6加强第二课堂的教学
加强第二课堂的教学工作，以申请实验室的契机，在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动，提高学生学习专业的兴趣。另外，挑选那些对专业有兴趣的学生，组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之，通过这些比赛，引导学生对专业学习的热情和兴趣，帮助和指导学生开展科研活动，探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动，提高学生的实际动手能力，造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围，激励学生创新思想火花的碰撞，培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。
3结语
随着国民经济和计算机、信息技术的高速发展，21世纪是知识经济和信息化时代。社会对人才的要求也走向多样化，其中一个重要方面就是对复合型人才的渴求。即不仅要求他们精通本专业的科学知识和专业技能，而且还应掌握能适应市场多元化和国际化趋势相关知识和技能，如经济、管理、社会、法律、生态等影响人类可持续发展前景的基本学科及其基础知识。传统的人才培养模式和教学方法面临着严峻的挑战，同时也给教学改革带来了机遇。《工程经济学》作为工程管理专业的核心课程，教学现代化建设更势在必行，必须在教学体系、内容和方法等方面有所创新。作为建筑业的工程技术人员，不应局限于长期以来一脉相承的实体空间图面操作上，还应将自己的视野延伸向社会、经济大舞台和自然界更广阔的天地。这是21世纪新型建筑人才的使命，是中国建筑教育界改革与创新的方向之一，也是本课程建设项目的宗旨。本重点课程建设首先对课程体系、教学内容进行了改革。目前我们选用的是“十二五”国家级规划教材，王右军主编的《工程经济》（天津科学技术出版社出版，2014年1月第1版）。但并不是所有内容都讲，而是紧密结合我国建筑业发展趋势，针对本校学生的学习能力和接受程度，在继承我国多年来工程经济学的研究成果的基础上，与时俱进，对已有内容进行调整与拓展，同时适当吸纳国外工程经济学的研究成果，做到既具有较强的专业性，又具有普遍适用性。在此基础上编制了既有深厚的理论基础又贴近实际，既具有较强的专业性又具有普遍适用性，与本校应用开发型人才培养模式相一致的补充讲义和习题集。根据本课程教学基本要求，重新编写了贴近实际的教学大纲，充分体现本课程特色。教学日历科学、合理，按知识结构、科学性、难易程度安排日历。同时为学生提供了《投资项目经济咨询评估指南》（中咨公司编，中国经济出版社出版）、《技术经济手册》（李京文主编，中国科学技术出版社出版）、《市场预测理论与应用》（屈援主编、暨南大学出版社出版）、《工程经济学》（李相然，中国电力出版社，2008年第一版）等教学辅导材料。
二、教学手段改革
本重点课程采用传统的教学方法讲授基本内容，对于一些复杂的工程实例，学生无法想象、教师也难以用语言来描述的东西，采用多媒体手段生动、形象地进行演示。同时本课程采用多媒体课件和案例教学等多种教学方法相结合，采用教、学互动式，教学、科研互动式等新型教学方法充分调动学生的学习积极性、激发学习兴趣。老师指导学生完成科技创新，并让部分学生参加到老师的研究课题中来，培养学生的创新能力。例如让学生参与了“整合营销在房地产企业中的应用”课题，学生到房地产企业实习，搜集相关资料，掌握了很多实际知识，并提出了一些合理化建议。案例教学法是一种培养高素质、实用型和创新性管理人才的行之有效的教学方法，因此在本课程教学中被充分运用。在讲到资金时间价值时，为了让学生认识到其重要性，介绍了一个案例：1626年，有一荷兰人从印第安人那里花了24美元买下了曼哈顿岛。据说这是美国有史以来最合算的投资，而且所有的红利免税。24美元真的很便宜吗？如果当年的这24美元没有用来购买曼哈顿岛，而是用作其他投资了呢？假设每年8%的投资收益率，不考虑战争、灾难、经济萧条等社会因素，这24美元到2004年会是多少？让学生一起来计算结果，最后的结果让学生大吃一惊，24美元在经过378年后，按8%的利率计算，竟然可得到103万亿美元。通过这样有趣的案例分析，调动了学生的学习兴趣，加深了学生对知识的理解、记忆。同时本课程教学注重理论联系实际，采用了大量实际工程进行案例教学，例如在讲授工程项目财务评价时，就采用了案例教学法，以杭州“亲亲家园”小区工程项目为例进行财务评价，通过对这个案例的教学，让学生掌握了如何编制财务报表，如何计算投资回收期、投资利润率、偿债备付率等评价指标，以及如何对项目进行风险分析和不确定性分析。通过对实际工程的案例分析，学生掌握了理论知识在实际工程项目中的综合运用。本课程充分利用现代化教学手段，开展网络教学，提高教学质量。在现有基础上不断更新网络课件，新编了特色明显、适合我校教学使用的网络课件，丰富教学资源。教学内容已全部上网，并使《工程经济学》教学逐步过渡到网上教学，建立互动式工程经济学教育网。
三、加强实践教学环节
本重点课程建设主要从以下各方面加强实践教学，提高学生解决实际问题的能力。
1.对一个实际项目进行了可行性研究的经济评价部分的工作。通过课堂上对项目可行性研究经济评价部分进行系统分析和内容构成的讲授，让学生对所学过的内容进行系统的复习和综合，以大作业的方式完成实际项目的经济评价。
2.在学生完成上述实际项目的经济评价工作之后，安排学生对在经济评价工作中存在的问题和不足进行讨论和分析，进而加深学生对所学内容的理解和掌握。
3.学生通过社会实践、实习考察、参观学习增强了其感性认识和实际动手能力。
四、教学评价改革
本重点课程重视基本知识和基本技能的考核，对基础知识和基本技能部分的考核实行考教分离，流水阅卷和主考负责制；对讲座形式讲授的内容采用写文献综述的方法考核，文献综述的格式要求和毕业论文的格式相同。考试统一命题，其难度、深度、广度符合教学大纲要求，评分标准严格合理，学生成绩分布合理。重视基本知识和基本技能的考核，试题与本课程的定位相符。本重点课程建设在现有基础上，更新试题内容，完成试题库建设，提高试题质量，真正做到教考分离，提高教学质量。考试的方式灵活多样，除了从试题库中抽取试题考查基本知识和基本技能的掌握情况外，还外加开放性题目，以考查学生创新能力的培养情况。开放试题可以是小论文，也可以是解决一个问题的思路。
五、师资队伍建设
本课程现有五名主讲教师，都毕业于土木工程相关专业，同时已经大都具有从事《工程经济学》教学的经验。从师资结构看，本学科的主讲教师中：教授2人，讲师3人；博士2人，硕士2人，学士1人。该师资结构形成了较为合理的职称和学历梯度。由上述情况可知，本课程已经具有一支学历、知识结构合理、满足教学需要的教师队伍，五位教师已经基本可以满足本科教学和考研指导的需要；同时，已完成的《建筑经济学》教学改革项目，对改善本课程的教学手段、方法，提升教学效果、教学水平大有裨益，大大更新了原有的教学理念。课程建设考虑工程经济学教学力量的新老交替，为此加强了青年教师的培养工作。在教研室内进一步加强并完善了传帮带制度，明确责任，严格考核，使青年教师尽快成长起来。
六、结论
本重点课程建设对课程体系、教学内容、教学手段、教学评价等方面进行了改革，加强了实践教学环节。本重点课程建设具有以下创新点。
1.紧密结合我国建筑业发展趋势，与时俱进，同时适当吸纳国外工程经济学的研究成果，针对本校学生的学习能力和接受程度，对教学体系和内容进行了调整与拓展。
2.充分运用案例教学法等多种教学方法，采用教、学互动式，教学、科研互动式等新型教学方法充分调动学生的学习积极性，激发其学习兴趣，并开展了网络教学。
