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2009 年自学考试工程心理学串讲资料 年自学考试工程心理学串讲资料(1)第一章 概论1.工程心理学:以人-机系统为对象,主要研究人的工作效能,人在系统中的行为特点,以及人机间的 工程心理学: 工程心理学 合理配合等.有人把人机系统概念扩大为人-机-环境系统.这里说的机是广义的,包括人在工作,学习, 生活和休息中所使用的各种人造器物.环境不仅指各种物理环境因素,也包括劳动组织,工作制度等社 会环境条件2.怎样解决好人 机环境三者的关系:对这个问题有两种对立的观点.一种是机器中心论,认为机 怎样解决好人机 环境三者的关系 环境三者的关系: 怎样解决好人 器在人机系统中处于中心地位,在系统设计中要求人去适应机器的特点.另一种观点与此相反,认为人是 劳动的主体,机器是为人服务,供人使用的工具,机器的设计应首先考虑操作的利益和要求.因此在人机 系统的设计中,除了强调机器和环境的设计,应尽可能符合人的身心特点和满足人的要求外,同时也要考 虑如何通过选拔与训练,使操作者适应机器与环境的问题.3.工程心理学 工程心理学偏重于研究人机系统中的人的行为特点和工作效能.它的主要作用是,为人机系统设计 工程心理学 提供有关人的生理心理功能特点的资料.因此,工程心理学的工作多侧重于应用基础研究.工程心理学是一门以心理学为核心内容的综合性学科.它以实验心理学和认知心理学的理论和方法为 基础.4.工程心理学研究的主要内容 工程心理学研究的主要内容:人体生理心理特点和人的工作能力限度.在人机系统中,人机关系 工程心理学研究的主要内容 主要表现为两个方面:一是人机功能分配,二是人机特性匹配.工程心理学侧重于从工程技术设计的角度 对身心因素进行研究. 人机相互作用过程和人机界面的设计要求. 人机信息交换的效率, 在很大程度上, 取决于显示器与控制器同人的感觉器官和运动器官的匹配程度.工程心理学为各类显示装置与控制装置的 设计,提供心理学的原则和人机匹配的参数.工作空间的设计要求.在人机系统中,工作空间的大小, 显示器与控制器的位置,工作台的高低,座位的尺寸,机具和加工件的排列,工作间的距离等,都会对操 作人员的工作效率与系统的安全发生影响.工作环境的要求.异常因素包括超重,失重,高压,低压, 缺氧等情况. 人工智能.人工智能是通过计算机等技术对人的智能活动的模拟.5.工程心理学的作用 提高效率. 工程心理学的作用: 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, 工程心理学的作用 机,环境三者的配合和协调.防止事故,保障安全.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,而且还要无害于操作人员的身心健康,要尽可能使操作人员感到舒适,满意.工 程心理学关于人机环境关系的研究,可为制订工效学标准,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.安全和健康地工作是最起码 的要求.6.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 人机系统: 人机系统 统.系统可以层层相属,系统之间也可联合成新的系统.7.人机系统的分类 人机系统的分类:人机系统按人机连接的方式,可区分为串联式人机系统和并联式人机系统.人 人机系统的分类 机连环串接,人机任何一方停止活动或发生故障,都会使整个系统中断工作,例如司机开车.并联式人机 系统,人机并接,两者可互相替代.人机系统还可作闭环系统和开环系统的区分.两者的区别就在于人 是否能够了解系统活动的结果,即有没有所谓结果反馈.闭环人机系统中有信息反馈回路.飞行员驾驶飞 机就是闭环人机系统的例子.开环人机系统没有信息反馈回路,人机系统一般都采取闭环式设计.8.人在人机系统中的作用: 人在人机系统中的作用: 可以区分为三类, 即手控式人机系统, 人在人机系统中的作用 人机系统按人在系统中的作用特点, 机控式人机系统和自动化人机系统.手控式人机系统以人力作为动力源,机器直接受人力驱动而工作,因 而在手控系统中,人的活动与作用主要是体力的.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.这种系统对人的体力要求相对降低,而对心理功能的要求提高, 系统的效率和工作质量, 更多地取决于机器的性能特点与人的信息加工能力的匹配. 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.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.9.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.在这类 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. 电站集中控制室 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.10.人机相互作用的基本模式: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 人机相互作用的基本模式: 人机相互作用的基本模式 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.11.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 人机界面: 人机界面 示器进行信息交换,人们把它们叫做人机接口或人机界面.12.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 人机系统中人机的信息交换包含两方面的人机信息交换: 人机系统中人机的信息交换包含两方面的人机信息交换 入信息;另一方面是机器的输出信息转换为人的输入信息.人从接收反馈信息到作出调整被控对象状态的操作反应,要经历一系列心理动作过程.13.信息模型: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,标记 信息模型: 信息模型 或图像,显示器上所呈现的这些符号,标志,图像等叫做信息模型.14.观念模型: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 观念模型: 观念模型 态的映象,这种映象叫做观念模型.15.目标模型: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 目标模型: 目标模型 预期目标称为目标模型.16.对人机系统的分析:首先,从分析系统总目标开始,即先要明确为什么设计这个系统.系统总的 对人机系统的分析: 对人机系统的分析 目标要求明确后,就要进一步分析系统应具有哪些功能,并分析这些功能实现的途径,确定哪些功能由硬 件设备实现,哪些功能通过软件实现,哪些功能由人承担,哪些功能需要由人与软,硬件设备的结合来实 现.17.人机配合中,人与机器各有哪些特点?一个理想的人机系统应具有可靠性高,跟踪反应快,抗干 人机配合中,人与机器各有哪些特点 人机配合中 扰性强,操作负荷轻,费用效益比较小等性能.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:强度大;速度快;精度高;具有某些人所缺少的感受 和反应能力;具有独特的记忆功能;能够长时间地连续工作;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: 某些感受能力比较高; 具有补偿的能力; 具有高度的灵活性; 具有多种潜能;具有总结经验,除旧创新的能力;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.18.人机匹配:人机系统只有当机器设计得与人的身心特点相匹配,系统才能效率高,安全可靠.人 人机匹配: 人机匹配 机匹配主要通过两个方面的工作.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.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.人机相互作用,主要表现为人机双方通过显示器与控制器进行信息 交换.19.人机匹配应符合的原则 人机匹配应符合的原则: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. 人机匹配应符合的原则 匹配方式要有利于使整个系统能够达到最大的效率.要使人操作起来方便,省力.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.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.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.20.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 泰勒开创了时间研究 泰勒开创了 时间研究, 研究.21.德国心理学家闵斯特勃格首先把实验心理学应用于工业生产.20 世纪初,用实验心理学的方法为 德国心理学家闵斯特勃格首先把实验心理学应用于工业生产. 德国心理学家闵斯特勃格首先把实验心理学应用于工业生产 企业选拔,培训工人和改善工作环境.在 1912 年前后,他出版的心理学与工业效率,心理技术原 理.22.二十世纪三十年代,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 二十世纪三十年代,清华大学开设了工业心理学课程 二十世纪三十年代 早系统介绍工业心理学的著作.23.与互联网(信息高速公路)有关的工程心理学研究内容有哪些?人-计算机界面的研究.包括工 与互联网(信息高速公路)有关的工程心理学研究内容有哪些 与互联网 效学标准,多媒体,虚拟现实技术.对语言理解过程和知识组织方式的研究.对人的视,听注意分配 和信息综合特征的研究.远距离配合工作的信息加工的特征.第二章 工程心理学的研究方法1.工程心理学研究中的变量主要涉及行为变量,这种变量有两个主要的维度:定量维度和定性维度. 定量维度和定性维度. 定量维度和定性维度2.工程心理学研究的目的在于寻求变量之间的关系,这种关系主要体现在两个方面:相关关系和因果 相关关系和因果 关系. 关系.相关关系: 相关关系:是指两个变量之间存在着一种系统的依赖性,但这种关系只能说明两个变量之间有依赖, 而不能提供原因与结果的解释.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.3.信度:指研究中所使用的工具的可靠性,即它是否可以稳定地反映某种心理特征的能力.心理学研 信度: 信度 究中常用的度有三种:重测信度,复本信度,分半信度.4.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 效度: 效度 度,预测效度,构想效度.5.观察:指通过感官或借助仪器感知客观对象的过程,通过观察获得感性材料是心理学研究最基本的 观察: 观察 方法之一.观察有两种:直接观察和间接观察.直接观察:以人的感官对客观对象的直接感知为基础.间 接观察:人们借助仪器或其他手段的观察叫做间接观察.6.实验法:是在控制条件下观察事物变化,获取事实材料的方法.实验法与观察法的最主要区别:就 实验法: 实验法 在于对实验条件的控制.7.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 准实验研究: 准实验研究 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有以下三种:不相等实验组控制组设计:要求在实验现场中选取两个条件 工程心理学的准实验设计有以下三种 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.等时间取样设计: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实验处理,而在另外的时间段内则不接受 实验处理.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.8.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 模拟研究: 模拟研究 真.使用物理模型来研究人-机关系,模拟装置的逼真度对研究结果有很大的影响.模拟的逼真度越高,得 到的结果越接近实际情境 .为了提高模拟的逼真度,模拟研究常常采用多因素的动态模拟,而不用单因素 的定态模拟.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.9.与工程心理学研究有关的心理测量有四类 与工程心理学研究有关的心理测量有四类:类别测量就是要求被试将事物按一定的规则或标准进 与工程心理学研究有关的心理测量有四类 行归类.顺序测量是指使用顺序量表或等级量表进行的测量.等距测量常常被用来研究物理刺激与心 理感受之间的关系.比例测量是指既有相等单位,又有绝对零点的测量量表.10.工程心理学中的测验法:智力测验,能力测验,人格测验. 工程心理学中的测验法: 工程心理学中的测验法人格测验也叫个性测验,它是全面了解一个人的整体征的主要方法.人格测量通常采用三种方式:量 表法,投射法,情境测验.第三章 人的感觉和知觉系统1.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,另一类是复制的 信息来自显示装置时,负载信息的刺激物有两类情形: 信息来自显示装置时 刺激物.2.感觉:是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映. 感觉: 感觉3.人的各种感觉都有两种类型的感受性和感觉阈限: 人的各种感觉都有两种类型的感受性和感觉阈限: 人的各种感觉都有两种类型的感受性和感觉阈限绝对感受性和绝对感觉阈限:刚刚能引起感觉的最小刺激量,称为绝对感觉阈限的下限,感觉出最 小刺激量的能力为绝对感受性.差别感受性和差别感觉阈限:当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作用于某一感觉器官时,它 们在强度上的差别必须达到一定程度才能引起个人的差别感觉.差别感觉阈限即为刚刚能引起差别感觉的 刺激之间的最小差别量.4.知觉 知觉是指在人的大脑中对客观事物的各种属性,各个部分及其相互关系的的综合的整体的映像.知 知觉 觉的特性:知觉的整体性,知觉的理解性,知觉的恒常性,知觉的选择性.5.视角 视角是被看目标物的两点光线投入眼球时的交角.视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度, 视角 用临界视角的倒数来表示.6.视野 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.在垂直面内,最大 视野 固定视野为 115 度,扩大的视野为 150 度;在水平面内,最大固定视野为 180 度,扩大的视野为 190 度.7.视距 视距是人在操作系统中正常的观察距离.观察目标在 560mm 处最为适宜,小于 380mm 时会引 视距 起目眩,超过 760mm 时细节看不清.8.视觉适应 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. 视觉适应9.听觉 听觉是仅次于视觉的重要感知途径. 听觉10.掩蔽效应 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. 掩蔽效应11.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. 人体皮肤上分布着三种感受器: 人体皮肤上分布着三种感受器12.触觉 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,而压觉是较强的机械刺激引起皮 触觉 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.第四章 人的信息加工1.信息加工系统的一般结构 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.感受器接受外界信息,效应器作出 信息加工系统的一般结构 反应.记忆可以储存和提取符号结构,加工器则包括基本信息过程,短时记忆和解说器.信息加工系统的 功能是输入,输出,储存和复制.2.人的信息加工模型有哪几个阶段? 感觉储存. 人的信息加工模型有哪几个阶段? 又叫感觉登记或感觉记忆. 感觉记忆的内容人是意 人的信息加工模型有哪几个阶段 识不到的.视觉记忆保持的时间不足一秒,听觉记忆约能保持 2 秒.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. 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.决策以反应选择的形式表现出 来.执行.这种决策信息以指令形式传输到效应器官,支配效应器官作出相应的动作.反馈.反馈回 路,通过反馈,人能对自己的活动进行自我调节.注意.3.视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道. 视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道. 视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道4.信息量的多少,取决于消息的不确定程度.消息的不确定程度大,包含的信息就多,反之,包含的 信息量的多少,取决于消息的不确定程度. 信息量的多少 信息就少.用数学语言来讲,不确定性就是随机性.因此,一个消息的不确定程度与消息集合中所包含的 消息数和各消息发生的概率有关.5.常用的信息测量单位叫比特.1 比特就是两个互相独立的等概率事件之一发生时所提供的信息量. 常用的信息测量单位叫比特. 常用的信息测量单位叫比特6.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. 人在单位时间内所能传递的信息量, 人在单位时间内所能传递的信息量7. 希克 海曼定律: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 希克-海曼定律: 海曼定律 成线性关系,称为希克-海曼定律.公式:RT=a+bHs 或者是 RT=a+b log2N;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.8.人的信息传递率是一个常数.在不同实验条件下,所得出的信息传递率并不完全一致.一般来说, 人的信息传递率是一个常数. 人的信息传递率是一个常数 人的信息传递率变化范围为每秒 310 比特.被试接收信息的最大速度均接近 55 比特/秒.9.人接收的信息以一定的编码形式贮存在记忆中.对于语言材料的短时记忆是以听觉形式进行编码的, 人接收的信息以一定的编码形式贮存在记忆中. 人接收的信息以一定的编码形式贮存在记忆中 即使以视觉呈现的材料,也是按刺激的听觉特征编码的.10.人机系统工作的效率和可靠性 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. 人机系统工作的效率和可靠性11.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 从刺激呈现至反应动作完成的时间,称为反应时. 从刺激呈现至反应动作完成的时间 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.12.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 心理不应期: 心理不应期 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.13.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.通过实验发现,随着目标距 菲茨定律: 菲茨定律 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+b log2 (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).14.效应器官运动的准确性 效应器官运动的准确性:速度/准确性互换特性.如果以反应时为横轴,以准确性为纵轴,所描 效应器官运动的准确性 绘的曲线称为速度/准确性操作特性曲线.在操作中过分强调速度,或过分强调准确性,都不会增加好处. 曲线的拐点处称为最佳工作点,即在这一点,错误出现少,反应时较短.不过,在实际工作中,为了不冒 犯大错误的风险,操作者一般愿将工作点选在最佳工作点右侧的某一位置上.定位运动模式.是一个消 除误差的过程.手的灵活性与操作的准确性.有以下几种情况:旋扭操作比指轮操作更准确,指轮操 作又比滑块操作更准确.水平安装的旋钮比垂直安装的旋钮操作更准确.向下按的按钮比向前按的按 钮操作更准确.笔杆不的手柄比大手柄操作更准确.L 形的柄头比圆的柄头能更准确地进行定位.15.追踪 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, 追踪 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.16.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. 追踪环: 追踪环17.尾随显示:在尾随显示上,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.操 尾随显示: 尾随显示 作者能直接看到指令输入与系统输出的实际状态,也可以看到它们的误差.操作者的作用就是操纵控制器 使输出与输入一致.18.补偿显示:在补偿显示上,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 补偿显示: 补偿显示 靶子作为参照物,它们之间的差异代表误差.操作者只能看到系统输出与指令输入的差异,他的作用就是 操纵控制器消除误差,或将误差减至最小.19.补偿显示的效果不如尾随显示有两个原因: 补偿显示信息的模糊性. 补偿显示的效果不如尾随显示有两个原因: 尾随显示的运动兼容性. 补偿显示的效果不如尾随显示有两个原因20.补偿行为:在追踪操作中,如果操作者是根据输出与输入的差异作出矫正反应,这种操作活动便 补偿行为: 补偿行为 称为闭环操作行为或补偿行为.21.尾随行为:在追踪操作中,如果操作者只注意输入,而忽略了输出,即他只随着指令输入信号作 尾随行为: 尾随行为 出控制反应,这种操作活动便称为开环操作行为或尾随行为.22.注意 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, 注意 集中性和注意分配.23.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 警戒下降: 警戒下降 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.24.有两类警戒模式:一类是自由反应模式.目标信号可以在任何时间出现.核电站中的监控就属于 有两类警戒模式: 有两类警戒模式 这类问题.第二类是检察模式.目标信号以比较规则的间距出现.警戒理论:感受性偏移和标准偏移.第五章 人的自然倾向与可靠性1.习惯 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. 习惯2.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. 群体习惯3.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.群体习惯的研究,在人机工 符合群体习惯的机械工具, 符合群体习惯的机械工具 程学中占有重要的位置.4.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. 紧张状态的发展可分为三个阶段: 紧张状态的发展可分为三个阶段5.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 人为差错: 人为差错 为.6.人为差错发生的方式有 人为差错发生的方式有:人没有实现某一必要的功能任务;实现了某一不应该实现的任务; 人为差错发生的方式有 对某一任务作出了不适当的决策;对某一意外事故的反应迟钝和笨拙.没有觉察到某一危险情况.7.按照系统开发的阶段,人为差错可分为以下六类:设计差错.是指由于设计不当造成的差错. 按照系统开发的阶段,人为差错可分为以下六类 按照系统开发的阶段 制造差错.是指产品没有按照设计图样进行加工和装配造成的差错.检验差错.是指检验手段不正确, 没有完成检验项目.安装差错.维修差错.是指对设备未进行定期维修或设备出现异常时,没有及时 维修和更换零部件造成的差错.操作差错.是指操作人员错误操纵机器和设备造成的差错.8.人为差错产生的背景因素:通常把产生人为差错的外部因素称之为背景因素.背景因素的分类简称 人为差错产生的背景因素: 人为差错产生的背景因素 4M:人(Man).机械(Machine).环境(Media).管理(Management).9.日周节律:人体对昼与夜的反应很不相同,人们的日常生活节律基本上以 24 小时为周期,故称之 日周节律: 日周节律 为日周节律.10.在工程心理学中 在工程心理学中,常用闪光融合阈限值表示大脑意识水平,来说明明人体的机能状况.频闪融合 在工程心理学中 阈限值越高,大脑意识水平越高.11.PSI 周期:体力(Physical)强弱周期为 23 天,情绪(Sensitive)好坏周期为 28 天,智力 周期: (Intellectual)高低周期为 33 天.这三种生理节律合称为 PST 周期.处于临界日的时期,体力,情绪或者智力在频繁变化过渡之中,是最不稳定的时期.当体力,情绪或 者智力的临界日重叠在一起时,则分别称为双临界日或三临界日,是差错和事故的多发期,需特别注意.12.人的可靠性:可定义为在规定的最小限度内,在系统运行的任一要求阶段,由人成功地完成工作 人的可靠性: 人的可靠性 或任务的概率.13.压力 压力是人在某种条件刺激(在机体内部的或外部的)的作用下,所产生的生理变化和情绪波动, 压力 使人在心理上所体验到的一种压迫感或威胁感.14.工作中对人造成压力的原因通常有四个方面 工作中对人造成压力的原因通常有四个方面:工作的负荷.工作的变动.工作中的挫折. 工作中对人造成压力的原因通常有四个方面 不良的环境.15.人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量.处于睡眠状态时,大脑的觉醒水平极低. 人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量. 人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量 处于第 I 层次状态时,大脑活动水平低下,反应迟钝,易于发生人为失误或差错.处于第 II,III 层次时, 均属于正常状态,层次 II 是意识的松弛阶段.层次 III 是意识的清醒阶段,在此状态下,大脑处理信息的 能力,准确决策能力,创造能力都很强.第 IV 层次为超常状态.16.影响人操作可靠性的因素 影响人操作可靠性的因素:包括人的因素和环境的因素.人的因素:心理因素,生理因素,个 影响人操作可靠性的因素 体因素,操作能力.环境因素:机械因素,环境因素和管理因素.第六章 决策1.决策:研究者认为决策的任务是:人们必须从多个选择中挑选一个选择项的任务;要有一些与 决策: 决策 这些选择有关的可用信息;时间进程相对要长;这个选择是带有不确定性的,即并不清楚哪一个是最 佳选择.决策过程应包括风险,一个好的决策者应能有效地评估每个选择项的风险.有两种决策: 有两种决策:一种是快速的,自动的知觉-行动决策.一种是有控制的,需要付出努力,进行分析才 能完成的决策.2.决策的理性模型 决策的理性模型有时也称为常态模型,能指出人们理想状态时应该怎么做,他们并不需要描述人们 决策的理性模型 实际上是怎么作出决策的.3.常态决策模型:常态决策模型的中心概念是效用,效用即每个选择的总价值,或者每一个结果或产 常态决策模型: 常态决策模型 品对决策者来说价值是多少.4.期望效用理论:该理论认为,任何一种决策均是类似于一种博弈形式的决策,每一个选择项均有 期望效用理论: 期望效用理论 一个或多个与之有关的结果的价值和概率;还认为,一个选择项的总价值是每个结果的价值与它的概率的 乘积.5.主观期望效用理论:该理论仍坚持,每个结果都是期望概率与其价值概率的乘积.但是,这个价值 主观期望效用理论: 主观期望效用理论 成分是主观的,依赖于个体差异.每个结果都对每个个体有一些价值或效用.每个人的每一次选择都与 一个或更多的结果相联系,每个结果都有一个相应的概率与一些主观的效用.6.描述性决策模型:特沃斯基和卡纳曼发现,决策的改变依赖于决策问题是如何呈现的. 描述性决策模型: 描述性决策模型7.框架效应:由呈现方式不同而导致的决策上的变化被称作框架效应. 框架效应: 框架效应8.启发式:人们的决策只依赖于简单的,不完全的选择性就可以了.为了简单起见,他们通常都把这 启发式: 启发式 种描述模型称为启发式.9.满意决策:一个早期的著名的描述模型就是西蒙提出的满意决策模型.西蒙认为,通常人们并不 满意决策: 满意决策 是作出一个唯一的,最好的,或最合适的决策,而是选择一个能达到目的的,足够好的决策,即获得一 种满意感就行了.这种决策方法简称为满意决策.10.如果信息量相对较小,而且时间又很充裕,决策时人们需要仔细分析各种选项和它们的效用. 但如果信息量超过了人们的认知加工能力的限制,而且时间也有限,这时,人们倾向于采用启发式决策.11.从信息加工角度来看决策应包含哪些方面的内容? 线索接受和整合.假设的生成.假设的 从信息加工角度来看决策应包含哪些方面的内容? 从信息加工角度来看决策应包含哪些方面的内容 评估和选择.产生并选择行动方式.进入工作记忆中的线索信息的数量和质量.对每一个决策活动的可利用的时间12.决策过程中产生影响的因素和认知缺陷包括: 长充.注意资源.知识的数量和质量.从长 决策过程中产生影响的因素和认知缺陷包括: 时记忆中提取相关信息的能力.工作记忆的能力限制.这些影响因素和认知局限提醒我们,可以退而求 其次,作出一个次优决策.13.决策过程中启发式的运用? (举例说明)在获得和运用线索中的启发式.在这一阶段通常出现 决策过程中启发式的运用? 决策过程中启发式的运用 的简单启发式或偏见有:注意集中在一些有限的线索上.首因线索.最先接受的少数信息,比平均权 重要大,或比其它信息更重要,这就是一种首因效应.对后来线索的不注意.线索的显著性.对不 可信线索赋予过高权重.假设生成中的启发式.影响这个阶段的启发式和偏见有:数量有限的假设形 成.可用性启发式.典型性启发式.过分自信.假设评定和选择中的启发式.认知固着.一旦 一个假设生成或被选择,人们就会用它来解释接下来的线索,但有时我们还是用先前的假设,这就是认知 固着的过程.从众偏见.倾向于寻找一些一致的信息,而忽略不一致的信息.行动选择中的启发式和 偏见.提取少数行动.行动可利用性的启发式.结果的可利用性.15.自然决策:是指人们在现实条件下,运用他们的经验进行决策. 自然决策: 自然决策自然决策的特征:非结构性问题;不确定性的,动态的环境;信息充裕的环境,情景线索可以 自然决策的特征 很快地改变;认知加工过程是一种迭代行为/反馈回路;多重变化和/或个体和组织目标的竞争;有 时间限制或时间压力;高风险;在某种程度上有多人参与决策.16.SPK 模型:描述了在任务操作过程中,人们可以使用的认知控制的三个水平.认知控制的三个水 模型: 平是:基于技能的行为,基于规则的行为和基于知识的行为.17.认知连续体理论:决策过程是一个从直觉到分析的认知连续体,加工可能就是在直觉和分析之间 认知连续体理论: 认知连续体理论 快速振荡的过程.直觉过程的特点,包括低控制,低意识水平,快速加工和对结果的高度自信;分析过程 的特点是高水平的认知控制,低速加工和对结果的低自信.18.情景意识:一个成功的任务操作的关键一步是充分评价情景.从环境中接受一些线索,也必须 情景意识: 情景意识 将它们应用到现实生活的情景中,这个过程称做情景评价或情景意识(SA).19.再认启动决策:专家只简单地再认一些线索模式和只提取一个单一的行动流程,然后去执行.这 再认启动决策: 再认启动决策 种决策过程西蒙看作是一种直觉.再认启动决策模型有三个基本假设:第一,决策时,人们根据自己的经验,会产生一个似是而非的选 择;第二,如果决策者是专家,时间限制将不会削弱其操作, 因为他们会采用快速的模式匹配,而这会抵 消时间压力的限制;最后,有经验的决策者能接受一个行动过程,而不用比较和对照一系列可能的行动过 程.20.决策表:通常都列举了一些可能的结果,概率和每项行动的效用.决策者输入期望概率和效价, 决策表: 决策表 通过计算每个选项的平均期望效价,得到一个较为理性的决策.21.决策树:在代表能够导致一系列的决定和可能结果时是非常有用的. 决策树: 决策树第七章 显示器1.在人机系统中 在人机系统中,存在一个人与机相互作用的面,所有的人机信息交流都发生在这个面上,通常把 在人机系统中 这个面称为人机界面.在人机界面上,向人表达机械运转状况的仪表或器件叫做显示器.对机械来说, 显示器执行的功能是输出,而对人来说,是输入.2.仪表显示器的种类 仪表显示器的种类:按显示形式分为:数字式显示器.直接用数码来显示信息的仪表.模拟 仪表显示器的种类 式显示器.用标定在刻度盘上的指针来显示信息的显示器.按显示功能分为:读数用仪表.用具体数 值显示机器参数和状态的仪表,如汽车上的时速表.检查用仪表.用以显示系统状态参数偏离正常值情 况的仪表,宜采用指针运动.警戒用仪表.用以显示机器是处于正常区,警戒区还是危险区的仪表.用 绿,黄,红三种不同颜色表示正常区,警戒区和危险区.追踪用仪表.如雷达.调节用仪表.只用以 显示操纵器调节值,而不显示机器系统运行动态过程的仪表.3.显示装置的选择原则.显示装置的功能是让操作人员观察,接受,理解,处理和反馈来自生产过程 显示装置的选择原则. 显示装置的选择原则 的信息,对生产过程进行监控.应注意的原则:数量识读仪表的选择.数量识读的主要目的是获取准确 的数据,数量识读应选择数字显示装置,具有精度高,识读性好的优点.状态识读仪表的选择.状态识 读仪表只需向操作者显示被测对象参数变化趋势的信息,通常选用指针仪表.4.定量显示器:是指以数量显示某种变量变化的显示器; 定量显示器: 定量显示器定性显示器: 定性显示器:反映某种变量的近似值,变化趋势,读数方向或其它性质变化的显示量.5.视觉显示器的显示必须满足以下基本要求 视觉显示器的显示必须满足以下基本要求:鲜明醒目;清晰可辨;明确易懂. 视觉显示器的显示必须满足以下基本要求6.视觉显示器的设计和选用应遵循的原则: 根据使用要求,选用最适宜的视觉刺激维度作为传递 视觉显示器的设计和选用应遵循的原则: 视觉显示器的设计和选用应遵循的原则 信息的代码.使显示精度与人的视觉辨认特性同系统要求相适应.尽量采用形象直观的,与人的认知 特点相匹配的显示格式.对同时呈现的有关联的信息,尽可能实现综合显示,以提高显示的效率.目 标和背景之间要有适宜的对比关系.具有良好的照明性质和适宜的照明水平.根据任务的性质和使用 条件,确定视觉显示器的尺寸和定放位置.要与系统中的其它显示器和控制器,在空间关系和运动关系 上兼容.7.荧光屏显示器(CRT): 荧光屏显示器( ):是利用阴极射线管显示视觉信息的装置.具有显示空间小,显示格式灵活 荧光屏显示器 ): 可变,并能综合显示多种信息等优点.8.影响荧光屏显示效率的主要因素(CRT 设计中应考虑哪些人的因素): 目标亮度.目标与背 影响荧光屏显示效率的主要因素( 设计中应考虑哪些人的因素): 影响荧光屏显示效率的主要因素 景的亮度比.目标与背景的亮度比取决于目标亮度,屏面亮度和周围环境照明三因素.分辨率.CRT 的 分辨率是指可视图像中最小可辨或可测的细节.颜色.在单色显示屏上,白色,绿色,黄色对深灰色或 黑色形成的颜色对比,最适于图形和字符的识别.通常将白色,绿色等明快颜色用作目标色,而将深色或 黑色作为背景色.目标位置指示物.屏幕大小及位置.视距的范围应为 50-70 厘米.9.有人对红,绿,黄,白四种颜色灯光信号进行过研究,认为在信号灯与背景保持良好的亮度比时, 不同色光的辨认速度基本一致,当信号灯与背景的对比度较低时,四色灯信号的优劣顺序为红,绿,黄, 白.第八章 控制器1.控制器的种类: 可以按照控制器传递的信息是离散的还是连续分为离散控制器和连续控制器. 控制器的种类: 控制器的种类 也可按操作所用的身体器官或控制行为分为手控制器,足控制器,言语控制器.按控制器运动类别的不 同,控制器可分为旋转控制器,摆动控制器,按压控制器,滑动控制器和牵拉控制器.2.离散控制器:只能用来调节有限的几种确定状态,它们可完成启动,离散位调或数据输入的功能. 离散控制器: 离散控制器连续控制器: 连续控制器:能用来调节一个连续体中的任何值,可完成数量调节和连续控制的功能.3.控制器的编码方式 控制器的编码方式主要有形状编码,表纹编码,大小编码,位置编码,操作方法编码,颜色编码和 控制器的编码方式 标记编码等.4.控制器主要有四种阻力:静摩擦和库伦摩擦,弹性阻力,粘滞阻尼以及惯性. 控制器主要有四种阻力: 控制器主要有四种阻力5.控制器的排列原则: 重要性原则: 控制器的排列原则: 按照每个控制器对实现系统目标的重要程度决定其位置安排的 控制器的排列原则 优先权.使用频次原则:按照每个控制器在系统操作中的使用频次多少决定位置安排的优先权.功能 原则:按照功能关系安排控制器的位置,将功能相近或相关的控制器组装在一起.使用顺序原则:对系 统操作中使用顺序固定的控制器,按照它们的使用顺序安排其位置.6.控制 显示比(简称 C/D 比): 指控制与显示器的动程比.对于直线运动的控制器与显示器,动 控制-显示比 控制 显示比( 程按移动距离计算; 对于需作较大旋转运动的控制器与显示器, 动程按旋转角或根据旋转角计算移动距离.C/D 比决定了控制器的灵敏度.C/D 比高,表示控制器灵敏度低,即较大的控制运动只能产生较小的 显示运动,C/D 比低,表示控制器灵敏度高,即只需较小的控制运动,就能产生较大的显示运动.在连续调节的定位活动中往往存在粗调与细调两种操作,粗调指大幅度移动控制器,将它快速移至所 要求位置附近;细调指仔细调节控制器,将它精确地调到所要求的位置.7.空间兼容性:是指显示器与控制器的空间关系,与人们对这种关系预测的一致性. 空间兼容性: 空间兼容性8.运动兼容性:指控制器与显示器的运动关系,以及控制器或显示器的运动与系统输出的关系,与人 运动兼容性: 运动兼容性 们对这些关系的预测的一致性.9.概念兼容性:指控制器或显示器的功能或用途的编码,与人们已有概念的一致性. 概念兼容性: 概念兼容性 第九章 人机界面设计1.用户友好性:指用户操作使用系统时主观操作的复杂性,例如,主观操作复杂性越低,系统越容易 用户友好性: 用户友好性 被使用,说明系统的用户友好性越好.2.计算机启动的交互系统 计算机启动的交互系统,一般具有良好的可学习性和可使用性;而用户启动的交互系统一般具有交 计算机启动的交互系统 互能力强,灵活性高,运行速度快等特点.3.在人机界面中用户的分类: 偶然型用户.是既没有计算机应用领域的专业知识,也缺少计算机系 在人机界面中用户的分类: 在人机界面中用户的分类 统基本知识的用户.生疏型用户.他们更常使用计算机系统,因而对计算机的性能及操作使用,已经有 一定程度的理解和经验.但他们往往对新使用的计算机系统缺乏了解,不太熟悉,因此对新系统而言,他 们仍旧是生疏用户.熟练型用户.这类用户一般是专业技术人员,他们对需要计算机完成的工作任务有 清楚地了解,对计算机系统也有相当多的知识和经验,并且能熟练地操作,使用.专家型用户.都很精 通,通常是计算机专业用户.4.用户需求:是用户对所购买,使用的计算机系统提出的各种要求,它集中反映了用户对软件产品的 用户需求: 用户需求 期望.用户需求应该包含功能需求和使用需求两方面.用户使用需求: 用户使用需求:是用户要求系统所应具备的可使用性,易使用性.早期的系统较多强调功能性,而目 前对大量非计算机专业用户而言,可使用性往往是更重要的.5.用户的使用需求分析包括哪些?影响人的行为因素为出发点,来讨论用户的使用需求.用户对计 用户的使用需求分析包括哪些? 用户的使用需求分析包括哪些 算机系统的要求.系统能让用户灵活地使用,用户不必以严格受限的方式使用系统.系统能区分不同 类型的用户并适应他们.系统的行为及其效果对用户是透明的.用户可以通过界面预测系统的行为. 系统随时随地提供帮助功能.人机交互应尽可能和人际通信相类似.系统设计必须考虑到人使用计 算机时的身体,心理要求,包括机房环境,条件,布局等,以使用户能在没有精神压力下使用计算机,同 时能让用户舒适地使用计算机完成他们的工作.用户技能方面的使用需求.应该让系统去适应用户, 对用户使用系统不提特殊的身体,动作方面的要求.用户只需有普通的语言通信技能,就能进行简单的 人机交互.要求有一致性的系统设计.应能让用户通过使用系统来进行学习.系统提供演示及例子 程序,为用户使用系统提供范例.用户习性方面的使用需求.人的习性至少有以下弱点:一是易遗忘, 二是易出错,三是急躁心理.就用户习性方面对系统的要求有:系统应该让在终端工作的用户有耐心. 系统应该很好地对付人的易犯错误,健忘以及注意力不集中等习性.应该减轻用户使用系统的压力. 对用户经验,知识方面的使用需求.系统应能让未经专门训练的用户使用.用户对系统的期望方面的 要求.用户界面应提供形象,生动,美观的布局显示和操作环境.6.开发用户友好性系统的设计原理: 确定用户.确定用户是进行系统分析和设计的第一步.不同的 开发用户友好性系统的设计原理: 开发用户友好性系统的设计原理 用户会有不同的经验,能力和要求.偶然型和生疏型要求系统给出更多的支持和帮助.熟练型和专家型要 求系统运行效率高,能灵活使用.尽量减少用户的工作.应该让计算机更积极主动,更勤劳,做更多的 工作; 让人尽可能少做工作, 因而能更轻松, 更便当地完成工作任务. 应用程序和人机界面分离的原则. 一致性原则. 在程序系统中, 应该要求系统的概念模式, 语义, 命令语言语法及显示格式等具有一致性. 而人机界面的一致性主要体现在输入,输出方面的一致性.系统要给用户提供反馈.人机交互系统的反 馈是指用户从计算机一方得到信息,表示计算机对用户的动作所做的反应.尽量减少用户的记忆要求. 应有及时的出错处理和帮助功能.使用图形和比喻.7.用户模型:用用户模型的概念来描述用户的特性,描述用户对系统的期望与要求.一个完善,合理 用户模型: 用户模型 的用户模型将帮助系统理解用户的特性和类别,理解用户的动作,行为的含义,以便更好地控制系统功能 的实现.8.设计者模型:是设计者为设计系统及其界面的目的而建立的,表示用户特性的设计者模型,它是设 设计者模型: 设计者模型 计者认为用户头脑中有什么想法的模型,即设计者所理解的用户对系统的期望.9.人机交互方式的评价标准: 人机交互方式的评价标准: 更容易地操作和使用计算机系统, 人机交互方式的评价标准 人机界面的根本目的是使用户更方便, 评价标准有:使用的难易程度.学习的难易程度.人机界面的复杂程度.交互方式提供什么范围的 功能和操作方式.操作速度.人机界面的控制方式.开发的难易程度.10.菜单界面在人机交互方式中的优缺点?菜单交互方式是使用较早,也是使用最广泛的人机交互方 菜单界面在人机交互方式中的优缺点? 菜单界面在人机交互方式中的优缺点 式. 其特点是, 让用户在一组多个可能对象中进行选择, 各种可能的选择项以菜单项的形式显示在屏幕上. 优点:易学,易用,是由系统驱动的,能大大减轻用户的记忆量.输入量少,不易出错.菜单界面的编程 也比较容易.缺点:被选对象受限制,即只能完成预定的系统功能.在大系统中使用速度慢.因受屏幕显 示空间的限制,每幅菜单显示的菜单项数受限制.显示菜单需要占用屏幕空间和显示时间,增加了系统开 销.11.图符界面在人机交互方式中的优缺点?图符方式是菜单交互方式,只是它使用图符来代表文本菜 图符界面在人机交互方式中的优缺点? 图符界面在人机交互方式中的优缺点 单的菜单项.优点:形象,逼真地反映菜单的功能,使理解,学习和操作变得更加容易.缺点:有时图符 不能明确表达语意,必须在图符中附加文字来辅助图符的语义.图符占用较大的屏幕空间.使用图符方式 必须具有图形硬软件环境的支持.12.软件开发中的人机界面内容: 调查用户对界面的要求和环境.用户特性分析.任务分析. 软件开发中的人机界面内容: 软件开发中的人机界面内容 建立界面模型.任务设计.环境设计.界面类型设计.交互设计.屏幕显示和布局设计. 帮助和出错信息设计.原型设计.界面测试和评估.第十章 人-计算机交互作用 计算机交互作用1.与计算机有关的工程心理学 与计算机有关的工程心理学的工作, 我们可以简单地把它分为硬件设计和软件界面设计两大类课题. 与计算机有关的工程心理学2.软件的一系列可用性的标准:易学性,有效性,易于记忆,低错误率,用户满意感等.易学性是指 软件的一系列可用性的标准: 软件的一系列可用性的标准 一个新的用户能学会使用系统的速度.易学性实际上就是可用性的代名词.有效性是指在用户熟悉系统后 能在多大程度上提高用户的工作绩效.易记性是非常重要的,相对来讲较易测量.错误率通常是低可用性 的主要标识;满意感是一个主观性较强但同样也很重要的指标.3.诺曼提出的 活动的七阶段 模型 诺曼提出的活动的七阶段 模型,该模型认为不管是什么任务,用户都是通过一系列的活动来完成 诺曼提出的 活动的七阶段模型 的,这些活动大致可以分为七个步骤或阶段:提出目标;形成一个意向;确定活动顺序;执行该 活动;觉察系统状态;解释这种状态;根据目标和意向评价这种系统状态.4.GOMS 模型:目标(Goals),操作(Operators),方法(Methods),选择性原则(Selection 模型: rules)模型,简称 GOMS 模型.该模型假设通过方法和选择性规则,形成一些目标和子目标.5.提高软件可用性原则有哪些?可用性是指一个系统易学,易用,有效,较少出错,容许修复错误. 提高软件可用性原则有哪些? 提高软件可用性原则有哪些 提高软件可用性有八大原则:将系统和现实世界进行匹配大家都很熟悉;使界面保持一致,包括与系 统内部和任何现存的外部标准保持一致;系统状态的可视性也
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