人体工程学

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。学生每天在学校课桌椅上都要度过大量的时间，如课桌椅的错误设计或不合适的配置，会对学生的身心健康带来巨大的威胁；其次，从人类工程学角度看，老师要求学生笔直就坐，否则就被认为影响课堂纪律，这样的观点也是错误的。因此，普及人类工程学知识与设计科学合理的校用家具同样非常重要。

1课桌椅体系和普通教室用课桌椅系列的概念

课桌椅作为相对于普通家具而言的特殊家具，其定义和特点必然会有所不同，其设计不能按照普通家具的设计方法进行。课桌椅的设计必须在一个更大的范围中考虑，从整体的使用者去考虑课桌椅的设计。这种整体的使用观念必须将课桌椅体系和普通教室用课桌椅系列所涵盖的内容统一起来，只有这样才能够更全面地了解普通教室用学生课桌椅系列的特点和理想状态。

1.1课桌椅体系的概念

对不同课程来说，课桌椅

的功能和用途存在着区别，从而形成了多品种的课桌椅系列，课桌椅体系正是源于这种品些的差异。根据学校课程的用途课桌椅大致可以分为以下：课本教学、劳作教学、手工教学、美术教学、多媒体教学、音乐教学、实验教学、实验室教学、计算机教学等。根据我国教育现状，课桌椅体系根据学校课程的用途应当分为普通教室用课桌椅系列、特殊教室用课桌椅系列等，这些不同用途的系列共同组成课桌椅体系(图1)。

1.2普通教室用课桌椅系列

普通教室用课桌椅系列的形成源于学生的身材差异。在同一个学校中，根据学生身材的统计和估算，统一购置不同尺寸的课桌椅，这些不同尺寸的课桌椅样式上会基本相同，按照尺寸规格递增形成系列。

1.3普通教室用课桌椅系列的分类

普通教室用课桌椅系依据使用材料、使用人数、堆叠方式、高度的可变性能、课桌椅的附加功能、桌面的造型等可进行分类(表1)。

2课桌椅设计的主要参数

课桌椅的设计关系到下一代的身心健康，国家标准局早在1983年就制定颁发了GB3976－83《学校课桌椅功能尺寸》，在1987年又制定颁发了GB7792－87《学校课桌椅卫生标准》。针对近20年来我国人体尺度变化于2002年又对这两项标准进行了修订，颁发了新国家标准GB/T39762002《学校课桌椅功能尺寸》，原来的两项国家标准同时废止。新标准非等效采用了国际标准ISO5970-1979《家具――教学用桌椅――功能尺寸》，参考了日本工业规格JIS S 1021-1991《学校家具（普通教室用桌椅）》和JIS S 1015-1974《讲课教室用固定式桌椅尺寸》。新标准应用人类工程学原理，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；设定了1800cm为标准身高的最大型号，从而使标准更加人性化，充分体现了国家对青少年儿童身心健康的重视和关怀。

2.1与课桌椅设计相关的人体参数

身高（stature）：从地面到头最高点（头顶点）的垂直距离（图2）。

肩高(shoulder heihght):从地面到肩峰点的垂直距离（图3）。

肘高(elbow height):从地面到弯曲肘部的最下点的垂直距离（图4）。

坐姿时小腿加足高（腘高）(popliteal height):膝部弯成直角，从足底面到膝弯屈处的大腿下

面的垂直距离（图5）。

坐姿时膝高(knee height):从地面到髌骨上缘的最高点的垂直距离（图7）。

2.2课桌椅参数（图8、图9）：

座面高h4(seat height):从地面到椅座面前缘最高点的垂直距离。

座面有效深t4(seat depth ): 椅座后缘到前缘顶点的水平距离。

椅座面倾角α(seat slope):椅座面与水平的夹角。

桌面高hl(desk height):从地面到桌面前缘最高点的垂直距离。

桌下净空高h2(desk clearance):从地面到桌面的前缘底部的垂直距离。

桌面倾角β(desk slope): 桌面与水平面的夹角。

2.3百分点及静态与动态尺寸的选择

实际设计中，家具的不可能满足一个群体内的所有的尺寸范围，尤其学校家具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为20mm。表2中列出了测量项目的动静态选择及百分点的选择，并确定了测量项目与课桌椅设计的关系。

3课桌椅的材料和结构设计

3.1课桌椅的选择

普通教室用课桌椅的材料选择的基本方法同普通家具相似。以使用功能为出发点，选择与教室、形象、嗜好相互协调的材料。普通教室课桌椅的主要材料有：木材、各种合成材料、塑料、金属。具体的设计中，材料的选择要尽可能保证人体使用中的舒适。

3.2课桌椅的结构和材料的要求

课桌椅的损坏在使用过程中是很常见。年龄越小的孩子其自我控制能力就越差，因此在小学生使用课桌椅的过程中难免会对课桌椅造成有意或无意的损坏。为了保证课桌椅的使用寿命，应当对课桌椅的性能进行测试，以确保质量。材料和结构的机械性能要求必须通过四种测试：功能负荷测试、非功能负荷测试、静态负荷测试以及疲劳负荷测试。可参照GB10357系列标准《家具力学性能试验》进行测试。

4课桌椅系列的色彩设计

色彩的三要素：色相，色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度，色彩的饱和程度。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。

普通教室应能满足好运、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。

在课桌椅的设计中运用“兴奋色”系列的色彩能给整个教室带来愉悦、自由的氛围，但这种色彩极易对学生产生过度刺激；然色彩上以冷色调，有助于使用者心境平衡、情绪安定利用沉静色能创造安静的环境氛围。使用“中性色”不失为一种折衷的好办法，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。

5校用桌椅使用现状与案例分析

然而，根据有关部门的调查发现，种类学校在课桌配备上并未按国家标准制作的校用课桌椅，使致中小学生的视力下降、弯腰背驼等诸多现象的增多。由此可见，预防工作有多么的重要。

笔者对无锡市某小学学生在校学习期间的坐姿行为进行观察和记录，桌子太低造成不良坐姿图1，桌子太高造成不良坐姿图2、图5，桌椅高差小造成不良坐姿图3、图4，椅子太高造成不良坐姿图6。这些坐姿中学生中相当普遍，必须引起高度重视。

对该小学一至六年级各三个班共660名学生（男生372名，女生288名）进行了人体测量，人体测量参数为学生身高、测量数据统计如表4、表5。

该校在配备课桌椅时采用了1－3年级使用国家标准中的8号课桌椅，4－6年级使用国家标准中的6号课桌椅。

课桌椅的型号和规格根据不同年龄学生的身高及人体各部分的相应尺度来制定。课桌椅的型号