商业科技
从ＰＣ键盘看人机工程学与习惯
周美玉 熊驭舟 华东理工大学
［摘 要］ 在日益自动化的今天，电脑已经成为了人们生活必不可少的一部分。键盘作为最主要的一种输入终端，与人的交互也愈来愈密切，而键盘设计的好坏直接影响到人们的生理、心理健康。但是键盘的设计并没有给人们带来更好的人性化产品，而是被人们所拒绝，在市场上屡遭淘汰。因为人们已经习惯了这种“伤身”的键盘。这就是习惯与人机工程学之间形成的矛盾。本文从键盘的设计分析出发，找出现今键盘在人机工程学上的缺陷，结合习惯与人机工程学之间的关系，提出了习惯与人机工程学的冲突，及解决问题的个人观点。
［关键词］ 人机工程学 习惯 ＰＣ键盘一、引言
随着个人电脑在人们生活工作中的普及，人们与电脑键盘的接触也日益增多。由于使用键盘给人带来的利弊也越来越受到人们的关注——键盘对人的生理影响，尤其是长期使用会对人手造成伤害，形成一系列的“键盘效应”。
虽然人们已经意识到键盘给人们带来了很多的伤害，人们也从人机工程学的角度提出了许多的合理解决方案，但是在现实中，这种现象还是普遍存在。人们设计的所谓符合“人机工程学”的键盘也只是纸上谈兵，在市场上屡屡失败。
本文就从这个现象出发，分析键盘在使用上的缺陷，提出这是习惯和人机工程学之间的关系引起的。
二、现今键盘的概况和缺陷分析1. 键盘的特点
现在普遍使用的台式计算机键盘为1971 年国际标准化组织认证的国际标准键盘QWERTY 键盘，由主键盘区、F 键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。图1所示，为普通QWERTY 键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。
3. 缺陷分析
分析现今人们使用的标准键盘过程，归纳使用标准键盘的缺陷如下：
(1) 学起来耗时多，而效果不是很好。学会熟练使用这种标准键盘并不容易，实验表明要达到每分钟40个词的速度需要学习100小时到120小时，这是对职业打字员的最低要求（一般说，学会一种计算机语言需要100小时）。再要提高大字速度就非常困难，要达到非分钟60到80个词的打字速度就需要数倍时间的操作练习。1936年和1943年西雅图华盛顿大学教授德佛拉客（A. Dvorak ）按照泰勒理论和动作时间分析方法研究了这个标准键盘，他认为在各行，各业，各种水平的教育中，学习打字机键盘是最费时间的。
(2) 布局的不合理。大多数人不是左撇子，而键盘左手敲键数达到57％，而且人的有些手指比较灵活，而敲键数与此不成正比。还有，上面一行的敲键数明显高于其他两行，有时一只手空闲，
2. 人手的特点
而此时用的正好是人们不灵活的左手。这些情况的产生必然会导致降低人的工作效率。
(3) 对人的生理伤害。人平常在对键盘进行操作时，并没有处于自然放松状态，人手上的肌肉，血管，神经都长时间受到压迫，而长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张，严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤，其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性
设计以心理为圆心、生理为半径，用以建立人与物（产品）以及环境之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，不断地引领人类趋于完善。
手——键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂，与前臂之间夹角70到90度，以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力；还应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20度，腕外展不超过15度；双手向内相向交叉成60-70度，手指自然弯曲，同手掌一起构成一个半圆形，呈空握球状；两手掌间距约100-280mm 。
骨骼肌肉损伤，重复某一动作而形成强迫性体位，以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经禁脔。
三、问题的产生。
通过上述分析，我们可以肯定现在使用的标准键盘存在大量的问题，人们也为此提出了大量的解决方法，但是收效甚微。现在就这个问题进行以下分析：
为解决问题人们作出的努力。首先对键盘的设计提出了一下的要求：①尽量减少手指的转移动作，转移动作中尽量减少“列”转移; ②除拇指外，前四指的击键动作应当是短促的按压动作，而
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拇指要避免按压动作，其侧向划拨动作效率高而且运用自如，因此键盘设计要考虑各手指键特别是拇指键位置与对应手指动作相适应的问题; ③键盘横向排列要与前四指在同一行操作时的自然位置相适应，纵向排列要与手指行转移的自然方向和范围相适应。接着对此进行了一系列的设计。如图。
改变，——习惯的改变是使人感到不适。由此我们可以作出大胆的推测，那就是大多数的产品都存在产品的人机关系和人们的使用习惯之间的矛盾。这种矛盾就具有普遍性。现实中这种矛盾大量存在，如，电话的拨号问题, 手机的键盘问题，鼠标的设计问题。
3. 三点建议
从上面对产品的人机关系和矛盾的分析，我们在解决这个矛盾是应该注意一下几点。
尽量避免这种矛盾的产生。我们可以通过在产品设计的最初阶段尽量满足产品的人机工程学原则，杜绝这种矛盾产生的源泉。设计产品时设计师对产品造成的影响要有高度的责任心，对产品的人机关系要做到没有一点疏漏，并用实验的方法来验证产
分析。这样的键盘虽然说是满足了人机工程学上的一些原则，但是根本没有得到市场的肯定。这是什么原因呢？我认为，以上对现有标准键盘的分析既然正确，设计也是按照这种分析结论来设计的，那么就应该是使用者的问题了——习惯。人们对标准键盘的使用习惯，导致了人们不能接受这么大的设计变化，花时间来进行改变。
习惯。习惯一定是行为，而且是稳定的、甚至是自动化的行为。用心理学的话来说，习惯是刺激与反应之间的稳固链接。一旦人们在使用键盘时形成了使用习惯，那么就很难改掉。这就是习惯地特点。再者，重新学习新的键盘必然要花费大量的时间和精力，而且效果还不一定明显，这就导致了人们最终放弃使用所谓的遵循人机工程学原则的键盘。
小结。要满足对人们生理健康有利的人机工程学原则, 就需要人们改变的自己长期使用形成的习惯, 但是人们不能接受这种改变, 之间就存在了巨大的矛盾——习惯与人机工程学之间的矛盾。
四、产品人机与习惯之间的联系
从上面对现今标准键盘的分析，发现了键盘的设计中习惯与人机工程学之间的矛盾。推而广之，下面我们就对产品的人机关系和习惯之间的关系进行分析。
1. 从人机工程学上要求产品的人机关系要要符合人们的使用习惯
人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。
习惯是人们在长期使用中形成的一种稳定而自动化的行为。通常人们在习惯地支配下使用产品时不会感觉到不适，甚至说是感到舒适，协调。而在需要人们突然要改变习惯，来做以前本身就会的东西时，人们就需要打破这种稳定而自动化的行为，从而会产生不适，甚至对此感到反感。
由此我们可以看到人机工程学上的目的是要产生健康舒适的产品来为人们服务，而习惯作为影响人们感到舒适的其中一个重要因素，产品就应该符合人们的使用习惯。
2. 产品的人机关系与人们的习惯之间会有冲突
任何产品的在开发阶段都必然存在一定的不成熟设计，这就对人们的使用形成了“错误”的使用习惯，随着人们对这种产品的深入设计，必然会发现这种缺陷，提出种种改进方案。这些方案的产生必然就要求人们改变使用习惯，从而产生对人们生理，心理健康有利的使用方式。人们的使用习惯一旦形成，就不容易
品的人机关系。通过在产品进入市场前就进行大量的设计基础工作，就可以大大避免这种现象的产生。
在实在要改变人们的使用习惯时，要采取循序渐进的方式。在设计产品时进行大量的基础工作降低这种矛盾的产生的概率，但是总会由于种种原因，设计会出现这样那样的疏漏，从而形成这种矛盾。而我们为人们的生理心理健康着想，就必须让这种习惯得到改变，但是我们又不能忽视人们的在改变使用习惯时产生的不适，所以我们采用循序渐进的办法。一次一个小小的改变，对人们的来说还是可以接受的。通过这种小的改变，积少成多，最后彻底解决这种矛盾。通过这种方法即解决了设计缺陷对人们的伤害，又没有让人们由于突然改变自己使用习惯形成不适，可以说是一个比较合适方法。
在需要进行大的改变时，应尽量减少人们在改变这种使用习惯时产生的不适。在有些情况下，不能采用上述的循序渐进的办法来解决这种矛盾，这就需要设计师在设计时采用一些措施来使二者尽量统一，比如说转移人们的注意力，改变习惯带来的舒适等等。
通过上面的建议我们可以看出主要还是通过种种措施来让习惯和人机关系达到统一，避免上述矛盾的产生。
五、总结
产品的人机关系最为产品设计中的一个重要部分，对产品的成功与否起着至关重要的作用。同时，人机关系的处理还关系到使用者的生理，心理健康问题。而人们的使用习惯有些时候“拒绝”与满足人机工程学的原则，我们需要从中进行调和。这才是我们的人性化设计，真正做到以人为本。
本文从现今标准键盘的使用出发，以人机工程学的角度分析了其缺陷和需要改进的地方，接着发现了习惯和人机工程学之间存在的一些关系，提出了产品在设计过程中需要综合考虑的人机和习惯，达到人机与习惯的统一。
只有将人机工程学原则与人们使用产品的习惯协调解决好，才能设计出人们会接受的产品，才会设计出以人为本的产品。
参考文献：
［１］宿 芳 张智君：键盘操作的工效学研究回顾．应用心理学［２］陶国林：人机工程学在包装设计中的应用．包装工程［３］严 扬：人机工程学设计应用．中国轻工业出版社［４］丁玉兰：人机工程学．北京理工大学出版社
［５］赵英新 陈 淑 景 璟：人机工程键盘的设计与研究． 山东工业大学学报
［６］杨明朗 袁 桃：基于人机工程学的键盘设计．包装工程［７］李乐山：工业设计思想基础
［８］郝玉哲：人机工程学键盘．中国安全科学学报
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从ＰＣ键盘看人机工程学与习惯
周美玉 熊驭舟 华东理工大学
［摘 要］ 在日益自动化的今天，电脑已经成为了人们生活必不可少的一部分。键盘作为最主要的一种输入终端，与人的交互也愈来愈密切，而键盘设计的好坏直接影响到人们的生理、心理健康。但是键盘的设计并没有给人们带来更好的人性化产品，而是被人们所拒绝，在市场上屡遭淘汰。因为人们已经习惯了这种“伤身”的键盘。这就是习惯与人机工程学之间形成的矛盾。本文从键盘的设计分析出发，找出现今键盘在人机工程学上的缺陷，结合习惯与人机工程学之间的关系，提出了习惯与人机工程学的冲突，及解决问题的个人观点。
［关键词］ 人机工程学 习惯 ＰＣ键盘一、引言
随着个人电脑在人们生活工作中的普及，人们与电脑键盘的接触也日益增多。由于使用键盘给人带来的利弊也越来越受到人们的关注——键盘对人的生理影响，尤其是长期使用会对人手造成伤害，形成一系列的“键盘效应”。
虽然人们已经意识到键盘给人们带来了很多的伤害，人们也从人机工程学的角度提出了许多的合理解决方案，但是在现实中，这种现象还是普遍存在。人们设计的所谓符合“人机工程学”的键盘也只是纸上谈兵，在市场上屡屡失败。
本文就从这个现象出发，分析键盘在使用上的缺陷，提出这是习惯和人机工程学之间的关系引起的。
二、现今键盘的概况和缺陷分析1. 键盘的特点
现在普遍使用的台式计算机键盘为1971 年国际标准化组织认证的国际标准键盘QWERTY 键盘，由主键盘区、F 键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。图1所示，为普通QWERTY 键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。
3. 缺陷分析
分析现今人们使用的标准键盘过程，归纳使用标准键盘的缺陷如下：
(1) 学起来耗时多，而效果不是很好。学会熟练使用这种标准键盘并不容易，实验表明要达到每分钟40个词的速度需要学习100小时到120小时，这是对职业打字员的最低要求（一般说，学会一种计算机语言需要100小时）。再要提高大字速度就非常困难，要达到非分钟60到80个词的打字速度就需要数倍时间的操作练习。1936年和1943年西雅图华盛顿大学教授德佛拉客（A. Dvorak ）按照泰勒理论和动作时间分析方法研究了这个标准键盘，他认为在各行，各业，各种水平的教育中，学习打字机键盘是最费时间的。
(2) 布局的不合理。大多数人不是左撇子，而键盘左手敲键数达到57％，而且人的有些手指比较灵活，而敲键数与此不成正比。还有，上面一行的敲键数明显高于其他两行，有时一只手空闲，
2. 人手的特点
而此时用的正好是人们不灵活的左手。这些情况的产生必然会导致降低人的工作效率。
(3) 对人的生理伤害。人平常在对键盘进行操作时，并没有处于自然放松状态，人手上的肌肉，血管，神经都长时间受到压迫，而长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张，严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤，其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性
设计以心理为圆心、生理为半径，用以建立人与物（产品）以及环境之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，不断地引领人类趋于完善。
手——键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂，与前臂之间夹角70到90度，以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力；还应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20度，腕外展不超过15度；双手向内相向交叉成60-70度，手指自然弯曲，同手掌一起构成一个半圆形，呈空握球状；两手掌间距约100-280mm 。
骨骼肌肉损伤，重复某一动作而形成强迫性体位，以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经禁脔。
三、问题的产生。
通过上述分析，我们可以肯定现在使用的标准键盘存在大量的问题，人们也为此提出了大量的解决方法，但是收效甚微。现在就这个问题进行以下分析：
为解决问题人们作出的努力。首先对键盘的设计提出了一下的要求：①尽量减少手指的转移动作，转移动作中尽量减少“列”转移; ②除拇指外，前四指的击键动作应当是短促的按压动作，而
年12596期
5
商业科技
拇指要避免按压动作，其侧向划拨动作效率高而且运用自如，因此键盘设计要考虑各手指键特别是拇指键位置与对应手指动作相适应的问题; ③键盘横向排列要与前四指在同一行操作时的自然位置相适应，纵向排列要与手指行转移的自然方向和范围相适应。接着对此进行了一系列的设计。如图。
改变，——习惯的改变是使人感到不适。由此我们可以作出大胆的推测，那就是大多数的产品都存在产品的人机关系和人们的使用习惯之间的矛盾。这种矛盾就具有普遍性。现实中这种矛盾大量存在，如，电话的拨号问题, 手机的键盘问题，鼠标的设计问题。
3. 三点建议
从上面对产品的人机关系和矛盾的分析，我们在解决这个矛盾是应该注意一下几点。
尽量避免这种矛盾的产生。我们可以通过在产品设计的最初阶段尽量满足产品的人机工程学原则，杜绝这种矛盾产生的源泉。设计产品时设计师对产品造成的影响要有高度的责任心，对产品的人机关系要做到没有一点疏漏，并用实验的方法来验证产
分析。这样的键盘虽然说是满足了人机工程学上的一些原则，但是根本没有得到市场的肯定。这是什么原因呢？我认为，以上对现有标准键盘的分析既然正确，设计也是按照这种分析结论来设计的，那么就应该是使用者的问题了——习惯。人们对标准键盘的使用习惯，导致了人们不能接受这么大的设计变化，花时间来进行改变。
习惯。习惯一定是行为，而且是稳定的、甚至是自动化的行为。用心理学的话来说，习惯是刺激与反应之间的稳固链接。一旦人们在使用键盘时形成了使用习惯，那么就很难改掉。这就是习惯地特点。再者，重新学习新的键盘必然要花费大量的时间和精力，而且效果还不一定明显，这就导致了人们最终放弃使用所谓的遵循人机工程学原则的键盘。
小结。要满足对人们生理健康有利的人机工程学原则, 就需要人们改变的自己长期使用形成的习惯, 但是人们不能接受这种改变, 之间就存在了巨大的矛盾——习惯与人机工程学之间的矛盾。
四、产品人机与习惯之间的联系
从上面对现今标准键盘的分析，发现了键盘的设计中习惯与人机工程学之间的矛盾。推而广之，下面我们就对产品的人机关系和习惯之间的关系进行分析。
1. 从人机工程学上要求产品的人机关系要要符合人们的使用习惯
人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。
习惯是人们在长期使用中形成的一种稳定而自动化的行为。通常人们在习惯地支配下使用产品时不会感觉到不适，甚至说是感到舒适，协调。而在需要人们突然要改变习惯，来做以前本身就会的东西时，人们就需要打破这种稳定而自动化的行为，从而会产生不适，甚至对此感到反感。
由此我们可以看到人机工程学上的目的是要产生健康舒适的产品来为人们服务，而习惯作为影响人们感到舒适的其中一个重要因素，产品就应该符合人们的使用习惯。
2. 产品的人机关系与人们的习惯之间会有冲突
任何产品的在开发阶段都必然存在一定的不成熟设计，这就对人们的使用形成了“错误”的使用习惯，随着人们对这种产品的深入设计，必然会发现这种缺陷，提出种种改进方案。这些方案的产生必然就要求人们改变使用习惯，从而产生对人们生理，心理健康有利的使用方式。人们的使用习惯一旦形成，就不容易
品的人机关系。通过在产品进入市场前就进行大量的设计基础工作，就可以大大避免这种现象的产生。
在实在要改变人们的使用习惯时，要采取循序渐进的方式。在设计产品时进行大量的基础工作降低这种矛盾的产生的概率，但是总会由于种种原因，设计会出现这样那样的疏漏，从而形成这种矛盾。而我们为人们的生理心理健康着想，就必须让这种习惯得到改变，但是我们又不能忽视人们的在改变使用习惯时产生的不适，所以我们采用循序渐进的办法。一次一个小小的改变，对人们的来说还是可以接受的。通过这种小的改变，积少成多，最后彻底解决这种矛盾。通过这种方法即解决了设计缺陷对人们的伤害，又没有让人们由于突然改变自己使用习惯形成不适，可以说是一个比较合适方法。
在需要进行大的改变时，应尽量减少人们在改变这种使用习惯时产生的不适。在有些情况下，不能采用上述的循序渐进的办法来解决这种矛盾，这就需要设计师在设计时采用一些措施来使二者尽量统一，比如说转移人们的注意力，改变习惯带来的舒适等等。
通过上面的建议我们可以看出主要还是通过种种措施来让习惯和人机关系达到统一，避免上述矛盾的产生。
五、总结
产品的人机关系最为产品设计中的一个重要部分，对产品的成功与否起着至关重要的作用。同时，人机关系的处理还关系到使用者的生理，心理健康问题。而人们的使用习惯有些时候“拒绝”与满足人机工程学的原则，我们需要从中进行调和。这才是我们的人性化设计，真正做到以人为本。
本文从现今标准键盘的使用出发，以人机工程学的角度分析了其缺陷和需要改进的地方，接着发现了习惯和人机工程学之间存在的一些关系，提出了产品在设计过程中需要综合考虑的人机和习惯，达到人机与习惯的统一。
只有将人机工程学原则与人们使用产品的习惯协调解决好，才能设计出人们会接受的产品，才会设计出以人为本的产品。
参考文献：
［１］宿 芳 张智君：键盘操作的工效学研究回顾．应用心理学［２］陶国林：人机工程学在包装设计中的应用．包装工程［３］严 扬：人机工程学设计应用．中国轻工业出版社［４］丁玉兰：人机工程学．北京理工大学出版社
［５］赵英新 陈 淑 景 璟：人机工程键盘的设计与研究． 山东工业大学学报
［６］杨明朗 袁 桃：基于人机工程学的键盘设计．包装工程［７］李乐山：工业设计思想基础
［８］郝玉哲：人机工程学键盘．中国安全科学学报
年12596期