安全人机工程学实验指导书.docx

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安全人机工程学实验指导书

安全人机工程学实验指导书

　　安全人机工程学

　　验指导　　湖南工学院

　　20XX年3月

　　实书

　　目录

　　实验六深度知觉测定实验八记忆广度测量实验实验九动作速度测定实验

　　实验七手指灵活性、手腕动觉方位能力测定

　　实验六深度知觉测定

　　一实验目的

　　深度知觉测试是测试人的视觉在深度上的视锐程度，通过测试可以了解双眼对距离或深度的视觉误差，也可以比较双眼和单眼在辨别深度中的差异。

　　二实验仪器简介

　　采用EP503A深度知觉测试仪。

主要技术指标：

　　1比较刺激移动速度分快慢二档：

　　快档50mm/s慢档25mm/s2比较刺激移动方向可逆。

±200mm3比较刺激移动范围：

400mm。

　　4比较刺激与标准刺激的横向距离为55mm5工作电压220v50HE工作原理：

　　1EP503A深度知觉测试仪结构如图2所示：

　　图2EP503A深度知觉测试仪结构

　　移动比较刺激，使之与标准刺激三点成一直线，在实验过程中，可测出被试者视觉在深度上的差异性。

　　2遥控键如图3所示：

　　图3EP503A深度知觉测试遥控器面板示意

　　3面板布置如图4所示：

　　图4EP503A深度知觉测试面板示意

　　三实验步骤

　　1、被试在仪器前，视线与观察窗保持水平，固定头部，能看到仪器内两根立柱中部。

2、以仪器内其中一根立柱为标准刺激，距离被试2米，位置固定。

另一根可移动的立柱为变异刺激，被试可以操纵电键前后移动。

　　3、正式实验时，先主试将变异刺激调至任意位置，然后要求被试仔细观察仪器内两根立柱，自调整，直至被试认为两根立柱在同一水平线上，离眼睛的距离相等为止。

被试调整后，主试记录两根立柱的实际误差值，填入下表中。

　　4、正式实验时，先进行双眼观察20次，其中:

有10吃是变异刺激在前，近到远调整；

　　有10次是变异刺激在后，远到近调整。

顺序和距离随机安排。

　　5、用上述同样的方法进行20次单眼观察。

　　四实验数据及分析

　　表1观察条件次数12345678910平均数远→近　　双眼观察近→远　　远→近　　单眼观察近→远　　

　　五实验结果及处理

　　1、计算双眼和单眼20次测量误差的平均数。

　　2、计算在双眼观察情况下表示深度知觉阈限的视觉差。

其计算公式为：

aX206265（秒）

　　Y（YX）其中：

η为视觉差；a为观察者两眼间的距离；X为视差距离，即为判读误差；Y为观察距离，即为被试距标准刺激的距离。

　　3、根据全体被试双眼和单眼误差的平均数，用t检验的方法，检验双眼和单眼辨别远近的能力是否有显著差异。

　　六问题及讨论

　　研究深度知觉有什么理论和实践意义？

　　实验七手指灵活性、手腕动觉方位能力测定

　　一、实验目的：

　　手指灵活性测试可用于测定手指、手、手腕的灵活性，也可测定手和眼的协调能力。

　　二、实验仪器简介：

　　1、实验板圆孔：

直径，100个，各孔中心距20mm；2、金属插棒：

直径，长度20mm，110个；

　　3、记时：

1ms～9999S，4位数字显示，内藏式整体结构；

　　4、记时开始与结束可用按键，也可以棒插入左上角第1个孔与右上角后1个孔自动进行；5、实验用镊子：

1把。

　　三、实验步骤：

　　1、金属插棒放入左侧槽中；优势手拿起右侧槽中的镊子；

　　2、被试用镊子将左侧槽中的金属棒插入实验板的圆孔中。

先插开始位，从上至下，再从下至上，依次逐列插入，最后插终止位，记时会自动开始与结束，记录插入100个棒所需时间；

　　3、每次重新开始需按“复位”键清零。

　　图5手指灵活性测试仪

　　四、实验数据及报告：

　　顺序　　次数12平均时间比较两种情况手指的灵活性

　　从左到右　　从右到左　　

　　手腕动觉方位能力测试

　　一、实验目的：

　　本实验可测定左右手腕的动觉感受性，也可以测量通过练习动觉感受性提高的程度。

二、实验仪器简介：

　　1、一个半圆仪和一个与半圆仪圆心处的轴相连的鞍座；

　　2、八个制止器，用主试的食指在半圆仪的周围上把它托起来或者放下去，它在周围的位置从30°到150°各间隔20°；

　　3、对各度数的标记共有两行，都是0°-180°。

上连一行的数字是按顺时针方向增加的，下边一行是按逆时针方向增加的。

实验步骤：

　　1、让被试戴上遮眼罩，主动根据实验要求将制止器在某度数上托起来；2、要求被试手腕放在鞍座上，并从半圆仪的0°处摆动手腕直到制止器为止；3、如用右手臂必须按顺时针方向摆动。

如用左手臂则摆动方向相反；

　　4、主试移去制止器，要求被试复制出刚才摆动的幅度。

其偏差值就是被试的手腕动觉方位能力；

　　5、如果要检验通过练习动觉感受性是否提高，应按上述程序重复做几遍，并将结果进行比较。

三、实验数据与分析：

项次偏差值12345平均比较五次试验结果，通过练习动觉感受性是否提高。

　　实验八记忆广度测量实验

　　一、实验目的

　　1、学习用记忆广度测试仪测量视觉数字记忆广度的方法。

　　2、测定再认能力，学习回忆法和再认法。

　　二、实验仪器和材料

　　BD-Ⅱ-407型记忆广度测试仪

　　记忆广度指的是按固定顺序逐一地呈现一系列刺激以后，刚刚能够立刻正确再现的刺激系列长度。

所呈现的各刺激之间的时间间隔必须相等。

再现的结果必须符合原来呈现的顺序才算正确。

记忆广度是测定短时记忆能力的一种最简单易行的方法。

刺激系列可以通过视觉呈现，也可以通过听觉呈现。

呈现的刺激可以是字母也可以是数字。

　　记忆广度法乃是研究记忆材料呈现一次后所能记忆最大量的方法。

记忆广度的研究最早是贾查布斯创用的，它是根据艾宾浩斯发明的系列回忆法稍加改动形成的。

研究者事先准备好一系列若干项目的刺激材料，各项目分别有3到12个左右的数字符号。

实验时，主试者口述后用速视器向被试者呈现某个刺激项目，刺激消失即请被试者按照同样的次序说出刺激内容。

实验的目的视根据被试者的反应，度量他能正确记忆多少项目。

为了避免误差，研究者一般得准备多套等价的材料，每个刺激只对被试者使用一次。

下表是一套材料的样本。

　　表8—1　　研究记忆广度的数字表

　　9726411406273039418859430672857062943516927153********1204290813577645801290428651292164089573479038621545382170369394281570368709326142805419628736702

　　实验一般从一个短的刺激开始，某一长度的刺激材料一般要用2—3组，逐步增加强度，直到被试回答发生错误为止。

关于记分方法主要有两种：

　　第一种方法设每种刺激长度为三个项目，每一个完全记住的项目得三分之一分。

假如被试者通过6个和6个以下长度的全部刺激，记6分。

他还分别通过一次7个和9个数目的刺激，但8个数目的刺激没通过，那么总分是6+2/3。

　　第二种方法若被试者做对了8个项目的刺激，但没有通过9位数的刺激。

我们

　　知道他的“广度”至少为8，但不够9，于是取两数的中点记分。

这种方法就像心理物理法计算阈值那样在理论上有依托，因而被认为是一种改良的方法。

　　测定记忆广度时，如果被试采用组块的方法，其记忆广度就可大为增加。

因此在测定记忆广度后，要询问被试在识记过程中曾采用什么策略，以便在比较个体之间记忆广度的差异时参考。

于记忆广度的实验比较简单，因此一经使用就开拓出许多方面的研究，从较早的文献中可以见到一些很有价值的的研究。

例如，记忆广度因年龄而变化；经过训练能获得较大幅度的提高；超广度呈现刺激材料，会使被试者降低广度。

　　三、实验步骤

　　1、将键盘的插头与仪器被试面板上的插座连接好，接通220V电源。

　　2、按下复位键，程序将码Ｉ灯、记分灯、数码管呈示为，码I灯亮表示记忆材料选编码I，记分灯亮，六位数码管显示记分和记位，,表示基础位长=2，基础分=。

主试根据需要如下按键：

　　编码键：

将“码Ⅰ/码Ⅱ”开关，拨在“码Ⅱ”位置，仪器启动后显示第二套编码。

　　显示键：

将“计分/计时”开关，拨在“计分”位置，数码管显示器显示出错误次数，正确得分。

　　码II灯亮表示记忆材料选编码II，记时灯亮，六位数码管显示记时和记错。

3、主试按下键盒上的回车键，仪器自动提取一个三位数组。

被试见到回答灯亮时，用键盘按顺序回答所记忆的数字，回答正确，回答灯灭，记分，被试再按下回车键，仪器马上又提取下一个数字组，再次回答。

如4个数组都答对了，记1分，位长+1，按回车键后，仪器提取下一位组的第一个数组，如果回答有错，仪器想一下蜂鸣，答错灯亮，记数一次。

被试日记不住呈示的数码，可按下任一数字键，仪器响蜂鸣指示出错，再杂系回车键，仪器也马上提取下一组数码。

如此循环，直到仪器出现停机长蜂鸣，测试结束。

　　4、主试按下“停蜂鸣”键，改变显示键状态，记录被试测试成绩。

　　5、如重新测试，只要按下复位键，选择好操作内容后，按下回车键，仪器将从头开始测试。

　　6、再测试过程中，主试也可随时更换码I或码II。

改变编码键状态后，再按回车键，仪器将按新的编码测试。

如想改变检测，应先按复位键，再按检测键。

　　7、检测：

当按下检测键，检测灯亮时，再按回车键，仪器进行自检。

此时，主试面的六位数码管被试面的一位大数码管顺序呈示：

0、2、3、4、5、6、7、8、9，数码没改变一次，响一次蜂鸣，回答灯、答错灯、码I灯、码II灯、记时灯、记分灯一起闪烁一次。

如果停止检测，再按一下检测键，检测灯灭，按下回车键，仪器转为正常工作状态。

　　四、实验结果及处理

　　表8—2记录被试测试14个位组的成绩。

　　位组成绩1234

　　1234567891011121314　　五、问题及讨论

　　1、你认为一个人记忆广度能作为他的记忆能力的指标吗？

为什么？

　　2、如果被试的年龄相同而文化程度差别较大，他们通过听觉和视觉测得记忆广度会有差异吗？

　　注：

1、记忆材料：

数字1—9随机组合成三位至六位的位组，同一位组内有四组不同的数组。

共有两套编码。

　　2、记忆材料呈现方式：

数字投影器投影显示，每一数字在投影器上显示时间为秒。

3、测试结果显示方式：

六位数码呈示器显示测试结果。

仪器自动记分、记错、记位、记时。

测试完十四位组或被试连续测记忆错，仪器响蜂鸣，提示主试记录被试成绩。

被试的得分按以下公式仪器自动计算：

F=+，其中：

F为被试的得分，x为被试正确回答的次数。

仪器测试结果的统计规则如下：

　　⑴记分规则：

基础分为分，答对一个数组记分，答对4个数组记1分，答对14个位组记满分16分。

分数显示分小数、整数两部分，满分进到整数显示器显示。

　　⑵记位规则：

起始位长=2（2位）每测一个位组，位长加二，如在一个位组中，只答对一组数，也认为被试正确地记忆了该位组的位长。

　　⑶记时规则：

计时单位，最大计时100分钟，计时最大显示为99F分59秒，复位后按下回车秒键开始记时，当记满分或连续8次错时，停机蜂鸣计时停止。

　　实验九动作速度的测定

　　背景介绍

　　敲击的工作效率通常是以在限定的时间内敲定的总次数来表示，也可以分析在每轮实验中或各轮实验之间所产生的敲击速度的变化。

如果把敲击的工作效率作为疲劳的指标，可以把每轮实验中最初15秒的敲击次数和最后15秒的敲击次数进行比较，计算出

　　（IL）/I100%，即工作效率变化的百分比。

如果把敲击的工作效率作为偏手性的指标。

　　可以比较左手和右手工作效率的差别。

　　根据前人的实验结果，敲击速度随年龄的增长而增加，至少在6~18岁的范围内是这样的。

但是，有的实验结果又表明，13和14岁男孩没有明显的差异，14和15岁女孩没有明显差别。

　　敲击速度的性别差异为男快女慢，并且这种差异岁年龄增长而增大。

有%的男孩超过女孩敲击速度的中数。

对成人敲击速度的研究表明，有80%的男子超过女子的敲击速度的中数。

左右手敲击速度的差异，儿童比成人更为明显，妇女的差别比男子大。

练习对左手敲击速度的影响并不比对右手的大。

因此，以敲击速度作为偏手性的指标并不受练习的影响。

　　在连续1分钟的敲击中，可以看到疲劳现象的产生。

在练习以后，随着敲击时间的延长，仍有工作效率降低的情况，但是疲劳的主观感觉都消失了。

（二）实验目的

　　1.学习测量简单动作速度的方法。

　　2.测定优势手和非优势手敲击工作效率的差异。

　　实验仪器和材料

　　敲击板；敲击用铁笔；计数器；秒表。

　　实验程序

　　1.连接好线路，将铁笔、金属板、计数器和电源连起来。

当铁笔接触时即接通电源，计数器跳动1个数字。

被试学生做，主试可有老师或学生担任。

主试手持秒表，以便记时。

　　2.为了顺应桌边所平放的敲击板，被试站在在敲击板旁，身子向前略倾，手和臂与敲击板平行，手执笔的上端，肘部悬空，铁笔与敲击板垂直。

开始时把铁笔放在两块金属板的中间。

臂与板的距离，以笔尖能击着板两端的钢板为止。

　　3为了采取适当的动作，被试可以预演一下。

用笔尖击钢板时，两端击或一端击随便，其

　　目的是以在一定时间内所敲击次数越多越好。

每击中1次，计数器上计数1次。

手腕活动形式随便。

　　4预示完毕后，主试发出“预备——开始”的口令，同时开动秒表。

被试用优势手拿铁笔在上端尽快地在两块金属板上来回地敲击，直到主试喊“停”为止。

每15秒在记录表中记1次敲击的次数。

到1分钟时喊停止，记下1分钟内敲击的总次数后将计数器回零。

　　5让被试休息1分钟，然后换非优势手重复以上实验。

实验结果记录在表中。

　　6.换被试用相同的方法重复以上实验。

　　表敲击次数记录记录表　　是否优势手15s优势手非优势手　　

　　敲击的累积次数30s45s60s0~15s每15秒的敲击次数16~30s31~45s46~60s　　实验结果及处理

　　以每分钟4次记录的顺序为横坐标，以每次敲击次数为纵坐标，把被试的优势手和非优势手的敲击速度的变化分别画线。

问题及讨论

　　1.根据本班同学的实验结果描述,敲击过程工作效率变化有几种形式？

　　2.分析比较被试的优势手和非优势手的敲击速度是否存在差异，若存在差异，分析差异在哪些方面。

　　3.你认为单位时间内敲击的次数是否能作为研究疲劳的指标？

为什么？

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　　实验六深度知觉测定实验八记忆广度测量实验实验九动作速度测定实验

　　实验七手指灵活性、手腕动觉方位能力测定

　　实验六深度知觉测定

　　一实验目的

　　深度知觉测试是测试人的视觉在深度上的视锐程度，通过测试可以了解双眼对距离或深度的视觉误差，也可以比较双眼和单眼在辨别深度中的差异。

　　二实验仪器简介

　　采用EP503A深度知觉测试仪。

主要技术指标：

　　1比较刺激移动速度分快慢二档：

　　快档50mm/s慢档25mm/s2比较刺激移动方向可逆。

±200mm3比较刺激移动范围：

400mm。

　　4比较刺激与标准刺激的横向距离为55mm5工作电压220v50HE工作原理：

　　1EP503A深度知觉测试仪结构如图2所示：

　　图2EP503A深度知觉测试仪结构

　　移动比较刺激，使之与标准刺激三点成一直线，在实验过程中，可测出被试者视觉在深度上的差异性。

　　2遥控键如图3所示：

　　图3EP503A深度知觉测试遥控器面板示意

　　3面板布置如图4所示：

　　图4EP503A深度知觉测试面板示意

　　三实验步骤

　　1、被试在仪器前，视线与观察窗保持水平，固定头部，能看到仪器内两根立柱中部。

2、以仪器内其中一根立柱为标准刺激，距离被试2米，位置固定。

另一根可移动的立柱为变异刺激，被试可以操纵电键前后移动。

　　3、正式实验时，先主试将变异刺激调至任意位置，然后要求被试仔细观察仪器内两根立柱，自调整，直至被试认为两根立柱在同一水平线上，离眼睛的距离相等为止。

被试调整后，主试记录两根立柱的实际误差值，填入下表中。

　　4、正式实验时，先进行双眼观察20次，其中:

有10吃是变异刺激在前，近到远调整；

　　有10次是变异刺激在后，远到近调整。

顺序和距离随机安排。

　　5、用上述同样的方法进行20次单眼观察。

　　四实验数据及分析

　　表1观察条件次数12345678910平均数远→近　　双眼观察近→远　　远→近　　单眼观察近→远　　

　　五实验结果及处理

　　1、计算双眼和单眼20次测量误差的平均数。

　　2、计算在双眼观察情况下表示深度知觉阈限的视觉差。

其计算公式为：

aX206265（秒）

　　Y（YX）其中：

η为视觉差；a为观察者两眼间的距离；X为视差距离，即为判读误差；Y为观察距离，即为被试距标准刺激的距离。