工程心理学串讲北大自考Word格式文档下载.docx
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是实现人机环境的合理配合,使整个系统能够取得最好的经济效益和社会效益。
目的和作用可作如下概括:
1..提高效率:
人机系统的效率不仅取决于人或机各自的效率,同时也依赖于人、机、环境三者的配合和协调。
2..防止事故,保障安全:
制订工效学标准、安全标准、劳动卫生标准提供科学依据。
工效学标准通常规定的是最低要求,制定和实现标准,只是为了保障安全和健康。
3..创造健康和舒适的工作条件:
一个好的系统,不仅要求效率高、事故少,还要无害于操作人员的身心健康。
安全和健康地工作是最起码的要求。
人机系统:
在劳动或工作中,人与他使用的机器以一定的方式互相结合而构成的系统,称为人机系统。
系统可以层层相属,系统之间也可联合成新的系统。
人机系统按人机连接的方式,可以区分为串联式人机系统和并联式人机系统。
属于串联式人机系统的有司机驾驶汽车b.炮手追踪目标C.话务员接通电话D.计算机操作人员按键输人数据
在大型的人机系统中,人机之间往往采用的连接方式是
串并联结合式
按照有没有结果反馈为标准,人机系统可以划分为闭环系统和开环系统
人操作机器后,机器状态发生变化的信息通过反馈回路作用于人,人又根据反馈信息对机器的状态作出进一步控制或调整,这种人机系统是.闭环人机系统。
飞行员驾驶飞机就是闭环人机系统
人机系统按人在系统中的作用特点,可以区分为三类,即手控式人机系统,机控式人机系统和自动化人机系统。
手控式人机系统的事例有用割草机割草用手摇钻钻孔
手锯锯木。
机控式人机系统以电能、化学能等作动力,在这种系统中,人主要是依靠显示器来了解机器的。
控式人机系统的事例有司机驾驶汽车、吊车工人操纵起重机、飞行员驾驶飞机
在自动化人机系统中,机器本身是一个闭环系统,它能自动实现包括信息接收、加工和执行等功能。
人的作用主要表现为向机器输入工作程序和对机器的运转进行监视。
只有在机器发生故障或需要改变机器工作的程序时,才需要人进行干预,也称为监控式人机系统。
.电站集中控制室、自动化生产车间、用自动驾驶仪操纵的飞机等,都属于自动化人机系统。
在自动化人机系统中,操作人员的责任很重,而操作负荷很低,出现所谓工作低负荷状态。
在低负荷状态下,由于得不到强化而引起注意松弛,也容易造成信号的漏检。
和机器的活动都包括输入、加工和输出三个环节。
效应器官:
人体的运动器官如手、脚、口等,被称为效应器官。
人机界面:
控制器、加工器或运算器、显示器是机器系统的三个环节。
机器和人通过控制器、显示器进行信息交换,人们把它们叫做人机接口或人机界面。
人机系统中人机的信息交换包含两方面的人机信息交换:
一方面是人的输出信息转换成机器的输入信息;
另一方面是机器的输出信息转换为人的输入信息。
试述S-O-R模型,并通过S-O-R模型分析人为失误的主要表现。
1P12
1.人机系统中的人机相互作用过程就是人机进行信息交换的过程。
人和机的活动都包括输入、加工和输出三个环节。
人的这三个环节,通常用S-O-R表示。
S表示刺激作用;
O表示机体组织,主要是大脑中枢;
R表示身体反应。
人的眼、耳、鼻、舌、皮肤等是接收刺激输入的器官,称为感觉器官。
手、脚、口等是运动反应器官,称为效应器官。
来自体内外的信息,由感觉器官接收,经传入神经通路输向大脑,经大脑加工后,再经传出神经通路输向效应器官,作出相应的反应。
2.人为失误的主要表现为疏忽;
多余;
粗糙;
颠倒;
延误;
提前;
迟钝;
等。
例如:
在汽轮机人机系统中,运行人员人为失误的主要表现为:
疏忽:
如定子冷却水箱补排完毕,忘记了关定子冷却水箱排水门;
多余:
如进行了某项不要求的工作;
粗糙:
如未按规程完成;
颠倒:
如极热态启动先开启真空泵抽真空,再送轴封;
延误、提前:
如暖机时间未到而不正确地提升转速至3000r/min;
迟钝:
如轴承振动大至0.08μm,犹豫不决,未能及时遮断汽机,等
人从显示器中所感知的不是被控对象本身,而是代表被控对象变化状态的符号,显示器上所呈现的这些标志、符号、图像等被称为
信息模型
。
显示器上所呈现的这些符号、标志、图像等叫做“信息模型”。
人感知到信息模型后,就要对它进行解析或译码,即在大脑中把它转化成被控对象状态的映像,这种映像叫观念模型
人对机器进行控制或调整,是为了使它按照预期目标运转。
大脑中以映象形式存在的预期目标称为“目标模型”
对人机系统进行分析,必须的步骤有1系统目标的确定
2统的功能分析3系统的功能分配4实验评价5定型生产
试从功能的角度,讨论人和机器各自的特点以及人机匹配的原则1P16,19
人机配合包括两方面的涵义:
一是人机功能分配,二是人机在构形与性能特点上的匹配。
机器具有许多人所不及的功能特点:
1..强度大:
2..速度快:
3..精度高:
4..具有某些人所缺少的感受和反应能力:
5..具有独特的记忆功能:
6..能够长时间地连续工作:
7..能在人无法耐受的环境中工作:
人也有一些机器所不及的功能:
1某些感受能力比较高2.具有补偿的能力3.具有高度的灵活性4.具有多种潜能:
5..具有总结经验,除旧创新的能力:
6..具有主观能动性,因而能成为机器的支配者:
一般来说,强度大的、快速的、高精度的、持续久的、单调的或操作环境恶劣的工作,要安排机器去干;
设计方案、编制程序、应付不测、排障维修等工作应由人去做。
人机匹配主要通过两个方面的工作。
1..一方面是通过选拔与训练,使操作人员能够与机器要求相适应。
2..另一方面,人与机器相比,机器在构造和性能特点上,可以有很大的变化,而人的身体结构和功能特点,在很大程度上受生物遗传因素制约,具有较大的不变性。
因此,人机匹配不能仅依靠人对机器的适应,应主要依靠把机器设计成符合人的特点来实现。
人机匹配应符合的原则1.要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式。
2匹配方式要有利于使整个系统能够达到最大的效率。
3.要使人操作起来方便、省力。
4要采用信息流程和信息加工过程自然的、使人容易学习的、差错少的匹配方式。
5不要采用需要人做高度精密的、频繁的、简单重复或过于单调的、连续不停的、作长时间精确计算的匹配方式。
6匹配方式要使人认识到或感到自己的工作很有意义或很重要,不可把人安排作机器的辅助物。
泰勒开创了“时间研究”,与吉尔布瑞斯创始了“动作研究”,时间研究和动作研究合称为“动作时间研究”。
首先把实验心理学应用于工业生产,并在20世纪初,用实验心理学的方法为企业选拔、培训工人和改善工作环境的心理学家是闵斯特伯格
《心理学与工业效率》、《心理技术原理》等书的作者是闵斯特勃格
二十世纪五十年代是工程心理学的开关——表盘时代。
十世纪三十年代,清华大学开设了工业心理学课程。
《工业心理学概观》(陈立,1935)是最早系统介绍工业心理学的著作。
试论述与信息高速公路有关的工程心理学研究内容。
1P25
1..人-计算机界面的研究:
包括工效学标准、多媒体、虚拟现实技术应该如何符合人接收信息的特点,以
及人际兼容性方面的研究。
2..对语言理解过程和知识组织方式的研究:
这方面的进展,将对人机对话和知识显示技术,提供理论基础。
特别是汉字键盘输入的方式,要适合人的汉语理解的特征。
现行的许多方案从根本上违背了这一原则。
3..对人的视、听注意分配和信息综合特征的研究:
多媒体应有什么标准?
应该用怎样的多媒体?
这些问题
都需要由这方面的研究的结果来回答。
如果只是盲目地上硬件,很可能造成极大的浪费,甚至妨碍使用
者正确地综合必要的信息。
4..远距离配合工作的信息加工的特征:
远距离配合工作的信息加工的特征,以及不同技术手段的应用,对这类工作的影响。
这方面的研究在国外已经开展,对于不处在同一地点的小组性决策,有很实际的意义。
第二章
工程心理学研究的最终目的就是寻找事物之间的因果关系,并进而对事物的发展加以预测和控制。
工程心理学研究中的变量主要涉及行为变量
心理学家通常把相关分成三种:
正相关,两个变量之间的变化方向一致;
负相关,两个变量之间的变化方向相反;
零相关,两个变量之间没有系统的关联,互不影响。
心理学研究中常用的度有三种:
重测信度、复本信度、分半信度。
用某个测验对被试加以施测,把测验分成对等的两部分,求这两部分得分的相关,这样计算出来的信度是分半信度
效度:
指测验或研究的有效性和准确性,也就是测量或研究达到目的的程度。
效度有三种:
内容效度、预测效度、构想效度。
衡量一个测验所涵盖的内容在多大程度上测量到所要测定的心理特征的指标是内容效度
预测效度:
用测验的结果去预测被试今后实际绩效的程度,预测效度越高,这种预测越准确。
观察法是工程心理学研究中常用的方法之一,观察有两种:
直接观察和间接观察。
在研究中对自变量的控制要遵循最大原则
在工程心理学研究中,采用哪些方法可以满足“最小原则”?
在研究中想要满足最大原则,就要注意样本的多层次性;
而要满足最小原则,则需要采用以下方法:
1..消除法:
就是指将干扰变量排除在实验之外。
2..限定法:
通过使某种干扰因素保持恒定状态,从而控制那些无法消除的干扰因素。
3..纳入法:
是指把某些可能对实验结果产生影响的因素也当作自变量来处理,使其按研究者的要求发生变化,同时分析这种变化与因变量之间的关系。
4..配对法:
配对法常常被用来控制与被试有关的干扰因素。
具体做法是把条件相等或相近的被试对等地分配到实验组和控制组。
5..随机法:
就是把参加实验的被试按照随机化的原则分配到控制组和实验组中,这种方法也被用来控制由于被试原因对实验结果的干扰。
准实验研究:
也叫现场实验,它是在实际情境中研究自变量与因变量关系的方法。
由于准实验是在实际工作环境中进行的,有许多条件无法控制,因此在实验设计方面与实验室研究不同。
工程心理学的准实验设计方法有:
不相等实验组控制组设计、等时间取样设计、时间系列设计三种。
论述:
什么是准实验研究?
工程心理学中的准实验设计有哪几种?
2P36
1..准实验研究:
2..工程心理学的准实验设计有以下三种:
1…不相等实验组控制组设计:
这种设计要求在试验现场中选取两个条件尽可能相同的作业组,然后随机把它们命名为实验组和控制组。
两组的实验过程不同:
对实验组来说:
在研究的开始阶段先进行测验(y1),紧接着让该组接受实验处理(x),最后在进行测验(y2);
对控制组来说:
只在研究的开始阶段和结束阶段进行两次测验(y1和y2),而不接受试验处理。
具体程序如下:
通过比较实验组和控制组前后两次测定结果的变化就可以计算出实验处理的效果。
2…等时间取样设计:
这种方法要求在同一组被试作业过程中取两个时间相等的时间段,在一个时间段内让被试接受试验处理(X),而在另外的时间段内则不接受试验处理。
比如:
我们要研究播放某种背景音乐对工人操作绩效的影响,就可以采用这样的设计:
在有时候播放音乐,有时候不播放音乐,同时测量工人的操作绩效。
然后通过比较有音乐的时段和没有音乐的时段的操作绩效,就可以了解音乐对操作绩效的影响。
具体安排如下:
实验结果分析:
以上是对作业过程中六个时段的测量,其中三个时段接受实验处理(有背景音乐),三个时段没有接受实验处理(无背景音乐),通过比较就可以看出背景音乐对操作绩效的影响。
3…时间系列设计:
是在作业过程中按一定的时间间隔进行一系列的测定,在时间系列的中间对被试组进行某种实验处理,然后从整个时间系列结果中,分析实验处理前后结果的变化,以判定实验处理的效果。
在评价某种操作方法的改进对操作绩效的影响时,就可以采用时间系列设计:
在改进操作方法之前对工人进行几次测定(Y1Y2Y3Y4),然后让工人接受某种操作(X),之后再进行测定(Y5Y6Y7Y8),通过比较改进方法前后操作人员绩效的变化,就可以了解操作方法改进的影响。
具体过程如下:
3..与实验研究相比,准实验研究由于具有情境真实和被试反应自然的特点,所以具有较高的外部效度。
但是,准实验研究由于是在实际情境中进行的,所以比较容易受到其他因素的干扰,并且,工程心理学研究常常把它与实验研究结合起来,可以说,准实验研究是对实验室研究的较好的补充。
模拟研究:
是实验研究的一种特殊形式,它是以物质形式或观念形式对实际物体、过程和情境的仿真。
一般来说,模拟的逼真度包括三个方面:
设备逼真度、环境逼真度、心理逼真度。
与工程心里学研究有关的心里测量有四类:
类别测量、顺序测量、等距测量、比例测量
顺序测量:
顺序测量是指使用顺序量表或者等级量表进行的测量,这种测量要求被试对评价的事物排出顺序或者排出等级,通常采用等级排列法或者对偶比较法。
比例测量是既有相等单位,又有绝对零点的测量量表。
工程心理学中的测验法:
智力测验、能力测验、人格测验。
人格测量的工具有MMPI、卡特尔的16PF、艾森克人格问卷
人格测量通常采用的三种方式是量表法、投射法、情境测验。
使用投射法测量人格特征的技术包括主题统觉测验、罗夏墨迹测验
信息来自显示装置时,负载信息的刺激物有两类情形:
一类是经过编码的刺激物,如显示器所呈示的各种符号,信号等;
另一类是复制的刺激物,如通过电视播放的画面,或通过广播传送的言语声等。
属于感觉器官的包括A.眼睛
B.耳朵
C.鼻子
D.舌头
E.皮肤
感受性可以分为绝对感受性和差别感受性两种。
刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别量,我们称之为差别感觉阈限
简述知觉的基本特征。
3P51
1..知觉的整体性:
把知觉对象的各种属性、各个部分知觉成一个统一的有机整体的特性称为~。
2..知觉的理解性:
根据已有的知识经验去理解当前的感知对象称为~。
3..知觉的恒常性:
当知觉的条件在一定范围内改变了的时候,知觉的映像仍保持相对不变的特性称~。
4..知觉的选择性:
人们总是按照某种需要或目的,主动地有意识地去选择外界事物中的少数事物作为知觉的对象,对它产生突出清晰的知觉映象,而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象,从而成为烘托知觉对象的背景,知觉的这种特性称为~。
人们得到视觉信息有两种途径:
一是直接的,如看到周围的人和物;
二是间接的,即借助各种视觉显示装置,如雷达、电视机等。
视力:
是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度,用临界视角的倒数来表示,即:
视力=1/临界视角
视野:
是当人的头部和眼球不动时,人眼能察觉到的空间范围,通常用角度表示。
视觉适应是人眼随视觉环境中光量的变化感受性发生变化的过程。
视觉适应有暗适应和明适应两种。
明适应由暗转亮
掩蔽效应是指由于干扰声的存在,致使声信号的听觉清晰度阈限升高的现象。
人体皮肤上分布着三种感受器:
触觉感受器、温度感受器和痛觉感受器。
触觉是微弱的机械刺激触及了皮肤浅层的触觉感受器而引起的。
压觉是较强的机械刺激引起皮肤深部组织变形而产生的感觉,由于两者性质上类似,通常称为触压觉。
温度觉分为冷觉和热觉两种。
皮肤冷感受器发放冲动的最高皮肤温度是30℃热感高于30℃开始发放冲动47度最高
接受肌肉收缩长短刺激的运动觉感受器是肌梭
第四章
信息加工系统的一般结构包括感受器、效应器、记忆和加工器。
信息加工系统的功能是输入、输出、储存和复制。
1.简述信息加工模型的6个阶段?
4P66
1..感觉储存:
又叫感觉登记或感觉记忆。
它是人的信息加工的第一阶段。
2..知觉译码:
在知觉时,人把当前感觉登记中的信息与以前储存在长时记忆中的有关信息进行匹配,从而赋予刺激一定的意义。
3..记忆与决策:
一旦某个知觉的对象被归入一定范畴后,个体需要决定对它作出什么行动。
4..执行:
如果作出的一个决定,是对外界刺激采取某种反应活动,这种决策信息就会以指令形式传输到效应器官,支配效应器官做出相应的动作。
5..反馈:
人借助于感觉器官获得关于自己活动结果的信息,通过组成的这个反馈回路,人能对自己的活动进行自我调节。
6..注意:
在感觉登记之后的各阶段的信息加工,几乎都离不开注意。
注意的重要功能在于把各种有关的信息区分开来,使人能够稳定地集中于所要加工的信息。
人的感觉有许多种,其中视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道。
信息传递率:
人在单位时间内所能传递的信息量,叫做人的信息传递率,也称人的通道容量。
4P69
研究表明:
在做选择反应时,人传递信息所需要的时间(反应时)与刺激信号的平均信息量成线性关系。
称为希克-海曼定律。
公式:
RT=a+bHs或者是RT=a+blog2N;
式中RT为选择反应时,N为等概率出现的刺激信号数目,Hs为刺激信号的平均信息量,a,b为经验常数。
人的信息传递率变化范围为每秒3~10比特。
被试接收信息的最大速度均接近55比特/秒。
人的信息输出一般通过手、足等效应器官的运动来完成。
人机系统工作的效率和可靠性在很大程度上取决于人的效应器输出信息的速度和准确性。
从刺激呈现至反应动作完成的时间,称为反应时。
它包括潜伏反应时和运动时间。
潜伏反应时指刺激呈现至发动反应的时间;
运动反应时指完成反应动作的时间。
反应时按反应的类型可分为简单反应时(A反应时间)、选择反应时(B反应时)和辨别反应时(C反应时)。
简单反应指只有一种刺激并只触发一种反应;
选择反应指有若干种刺激,不同的刺激触发不同的反应;
辨别反应指有若干种刺激,但只需对其中一种刺激作出反应。
简单反应时(A反应时)、选择反应时(B反应时)和辨别反应时(C反应时)的大小关系为B>
C>
A
心理不应期:
当两个刺激在时间上十分接近时,即使接收刺激的感觉通道和作出反应的效应器官都不同,大脑信息加工机制也将暂时对第二个刺激不起反应,这段时间称为心理不应期。
菲茨定律:
菲茨研究了定位运动时间与目标距离及目标宽度的关系。
结果发现:
随着目标距离增加,定位运动时间加长;
随着目标宽度增加,定位运动时间缩短。
目标距离和宽度对定位运动时间的联合效应可用下式表示:
MT=a+blog2(2D/W),MT为定位运动时间,a和b为常数,D为目标距离,W为目标宽度。
这个公式称为菲茨定律。
式中的log2(2D/W)称为运动难度指数(ID)。
如果以反应时为横轴,以准确性为纵轴,所描绘的曲线称为速度/准确性操作特性曲线。
表示反应时越长准确性越高,曲线的拐点处称为最佳工作点
追踪:
指人在系统控制中为达到预定目的,不断调节自己的控制反应,使系统输出与输入相匹配,或将它们之间的误差减到最小的过程。
追踪是一种连续的控制活动,它往往需要高度的心理运动能力。
追踪环:
追踪作业中的各个环节,即显示器、操作者、控制器和系统(或设备)四个部分。
在追踪显示时,靶子和受控元素都能移动,表明了彼此的位置(或数值)和关系,这种显示方式是尾随显示
追踪可以区分为尾随追踪和补偿追踪两种形式。
尾随显示上,靶子和受控元素都能移动,它们表明了自己的位置和彼此的关系。
补偿显示上,靶子与受控元素中有一个是固定的,另一个作相对移动,一般是固定靶子作为参照物,它们之间的差异代表误差。
如果操作者只注意输入,而忽略输出,即他只随着指令输入信号作出控制反应,这种操作活动称为尾随行为
注意是人的心理活动对一定对象的指向。
注意主要从三方面对信息加工过程发生影响,即选择性、集中性和注意分配。
警戒下降:
当要求对不常出现的不确定性目标保持注意时,保持注意的能力就会随时间的持续而下降,这个现象叫做警戒下降。
警戒是一种持续保持注意的状态。
信号出现时间的不确定性是警戒任务的一个重要特征。
要把警戒保持在
较高水平上是不容易的事。
关于警戒问题的研究中,有两类警戒模式:
自由反应模式如:
核电站监控和检查模式如:
质检员。
工厂的质量控制检查员的任务是警戒模式中的检察模式
习惯是人长期养成而不易改变的语言、行动和生活方式。
习惯分个人习惯和群体习惯。
群体习惯是指在一个国家或一个民族内部,人们所形成的共同习惯。
属于共同的群体习惯,在世界各地几乎都是一致的习惯有1收音机顺时针方向旋转旋钮增大音量,逆时针旋转减小音量2顺时针方向旋拧螺栓是拧紧,逆时针拧是放松3逆时针旋转水龙头是放水,顺时针旋转是关水
符合群体习惯的机械工具,可使作业者提高工作效率,减少操作错误。
紧张状态的发展可分为三个阶段:
警戒反应期、抵抗期、衰竭期
人为差错:
是指人未能实现规定的任务,从而可能导致中断计划运行或引起财产和设备的损坏的行为。
人为差错发生的方式有:
①人没有实现某一必要的功能任务;
②实现了某一不应该实现的任务;
③对某一任务作出了不适当的决策;
④对某一意外事故的反应迟钝和笨拙。
⑤没有觉察到某一危险情况。
按照系统开发的阶段,人为差错可分为以下六类:
①设计差错。
是指由于设计不
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