2023年北大“工程心理學”聽課筆記

第一章

概論

§1.1工程心理學的研究對象

1.工程心理學是二十世紀四十年代后期發(fā)展起來的一門新學科。它以人—機系統(tǒng)為對象，重要研究人的工作效能，人在系統(tǒng)中的行為特點，以及人機間的合理配合等。

任何人機系統(tǒng)都處在一定的環(huán)境之中，人的工作效能和人機關系都受環(huán)境因素的影響，因而有人把人機系統(tǒng)的概念擴大為人—機—環(huán)境系統(tǒng)。

“機”是廣義的，涉及人在工作、學習、生活和休息中所使用的各種人造器物?！碍h(huán)境”不僅指各種物理環(huán)境因素，也涉及勞動組織、工作制度等社會環(huán)境條件。

工程心理學—人類工程學—人類因素學—人類因素工程學

工程心理學是一門以心理學為核心內(nèi)容的綜合性學科。它以實驗心理學和認知心理學的理論和方法為基礎。從事工程心理學的研究，必須熟悉心理學的理論和方法。

2.如何解決好人—機—環(huán)境三者之間的關系？

一方面必須對人在系統(tǒng)中的地位有一個對的的結識。對這個問題有兩種對立的觀點。一種是機器中心論，認為機器在人機系統(tǒng)中處在中心地位，在系統(tǒng)設計中規(guī)定人去適應機器的特點。另一種觀點與此相反，認為人是勞動的主體，機器是為人服務、供人使用的工具，機器的設計應一方面考慮操作的利益和規(guī)定。

因此在人機系統(tǒng)的設計中，除了強調(diào)機器和環(huán)境的設計應盡也許符合人的身心特點和滿足人的規(guī)定外，同時也要考慮如何通過選拔和訓練，使操作者適應機器與環(huán)境的問題。

§1.2工程心理學的內(nèi)容

1.工程心理學的重要內(nèi)容：

⑴人體生理心理特點和人的工作能力限度。在人機系統(tǒng)中，人機關系重要表現(xiàn)為兩個方面：一是人機功能分派，二是人機特性匹配。要解決好這兩方面的關系，就要對人的身心特點，特別是對人在各種情況下的工作能力和行為特點進行研究。

⑵人機互相作用過程和人機界面的設計規(guī)定。在人機系統(tǒng)中，人機互相作用是通過信息顯示裝置和控制裝置實現(xiàn)的人機信息互換的過程。

⑶工作空間的設計規(guī)定。在人機系統(tǒng)中，工作空間的大小、顯示器與控制器的位置、工作臺的高低、座位的尺寸、機具和加工件的排列、工作間的距離等，都會地操作人員的工作效率與系統(tǒng)的安全發(fā)生影響。

⑷工作環(huán)境的規(guī)定。異常因素涉及超重、失重、高壓、低壓、缺氧的情況。

⑸人工智能。人工智能是通過計算機等技術對人的智能活動的模擬。

§1.3工程心理學的作用

1.工程心理學的作用：

⑴提高效率。人機系統(tǒng)的效率不僅取決于人或機器各自的效率，同時也依賴于人、機、環(huán)境三者的配合和協(xié)調(diào)。

⑵防止事故、保障安全。

⑶發(fā)明健康和舒適的工作條件。健康舒適是評價生活、工作質(zhì)量的重要內(nèi)容。隨著社會的進步，人們對身心健康和舒適度的規(guī)定越來越高。一個好的系統(tǒng)，不僅規(guī)定效率高，事故少，并且還要無害于操作人員的身心健康。

§1.4人—機—環(huán)境系統(tǒng)

1.人機系統(tǒng)：在勞動或工作中人與使用的機器以一定的方式相結合而構成的系統(tǒng)，稱為人機系統(tǒng)。

2.工程心理學研究人機系統(tǒng)的目的：為了使人機間建立最合理的結合關系，使系統(tǒng)獲得最佳的效益。

3.人機系統(tǒng)按人機連接的方式，可區(qū)分為串聯(lián)式人機系統(tǒng)合并聯(lián)式人機系統(tǒng)。

4.在自動化系統(tǒng)中，人機之間多采用并聯(lián)的形式。在大型人機系統(tǒng)中，人機之間往往采用串聯(lián)、并聯(lián)相結合的方式。

5.人機系統(tǒng)還可作閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)分。兩者的區(qū)別就在于人是否可以了解系統(tǒng)活動的結果，即有沒有所謂結果反饋。

6.人機系統(tǒng)按人在系統(tǒng)中的作用特點可以區(qū)分為三類，即手控式人機系統(tǒng)、機控式人機系統(tǒng)和自動化人機系統(tǒng)。

手控式人機系統(tǒng)以人力作為動力源，機器直接受人力驅(qū)動而工作，因而在手控系統(tǒng)中，人的活動與作用重要是體力的，整個系統(tǒng)的效率直接取決于人對機具施力的方式和施力的大小。

機控式人機系統(tǒng)以電能、化學能等作動力，在這種系統(tǒng)中，人重要是依靠顯示器來了解機器的。

在自動化人機系統(tǒng)中，機器自身是一個閉環(huán)系統(tǒng)，它能自動實現(xiàn)涉及信息接受、加工和執(zhí)行等功能。自動化人機系統(tǒng)也稱為監(jiān)控式人機系統(tǒng)。

7.機器的發(fā)展會使人的作用變小嗎？

隨著電子計算機的發(fā)展和自動化限度的不斷提高，現(xiàn)在由人做的工作無疑將來越來越多的由機器去完畢，但人的作用不會減少，更不必緊張有朝一日會出現(xiàn)機器人統(tǒng)治世界的局面。不管機器的自動化限度多高，它都不也許離開人而獨立存在。任何機器都是由人設計和制造出來的，機器運轉(zhuǎn)發(fā)生故障時也需要人去維修。機器越復雜，制造和維修過程越需依靠人的智慧。因此機器的發(fā)展不會使人的作用變小，人在發(fā)明了一種新的機器后，就使自己有也許從這種機器所替代的勞動中解放出來，去從事更重要更富有發(fā)明性的工作。人用自己的力量推動著技術的發(fā)展，人在推動技術發(fā)展的過程中也使自己得到了發(fā)展。

8.人機互相作用的基本模式。

人機系統(tǒng)中的人機互相作用過程就是人機進行信息互換的過程。人和機器是兩種性質(zhì)不同的系統(tǒng)，但兩者在功能上有相似的地方。人和機的活動都涉及輸入、加工和輸出三個環(huán)節(jié)。人的這三個環(huán)節(jié)，通常用S—O—R表達。S表達刺激作用；O表達機體組織，重要是大腦中樞；R表達身體反映。人的眼、耳、鼻、舌、皮膚等是接受刺激輸入的器官，稱為感覺器官。手、腳、口等是運動反映器官，稱為效應器官。

9.控制器、加工器或運算器、顯示器是機器系統(tǒng)的三個環(huán)節(jié)。

10.人機配合涉及兩方面的含義：一是人機功能分派；二是人機在構形與性能特點上的匹配。

11.機器的優(yōu)點：①強度大；②速度快；③精度高；④具有某些人所缺少的感受和反映能力；⑤記憶功能；⑥可以長時間地連續(xù)工作；⑦能在人無法耐受的環(huán)境中工作。

12.人的優(yōu)點：①某些感受能力比較高；②具有補償?shù)哪芰?；③具有高度的靈活性；④具有多種潛能；⑤具有總結經(jīng)驗，除舊創(chuàng)新的能力；⑥具有主觀能動性，因而能成為機器的支配者。

13.人機匹配應符合的原則：

⑴要選用最有助于發(fā)揮人的能力，提高人的操作可靠性的匹配方式，不要為圖便宜，或為了容易設計，而選用不利于發(fā)揮人的能力特性的匹配方式。

⑵匹配方式要有助于使整個系統(tǒng)可以達成最大效率，但要避免對人提出能力所不及的規(guī)定。

⑶要使人操作起來方便、省力，避免選用在大部分工作時間內(nèi)，都規(guī)定人高度用力的匹配方式。

⑷要采用信息流程和信息加工過程自然的、使人容易學習的、差錯少的匹配方式。

⑸不要采用需要人作高度精密的、頻繁的、簡樸反復或過于單調(diào)的、連續(xù)不斷的、作長時間精確計算的匹配方式。

⑹匹配方式要使人結識到，或感到自己的工作很故意義，或很重要，不可把人安排作機器的輔助物，避免使人產(chǎn)生自己的工作是為機器服務的感受。

§1.5工程心理學的發(fā)展

1.F?W?泰勒被認為是最早對人與工具匹配問題進行科學研究的學者。

2.泰勒開創(chuàng)了“時間研究”，與吉爾布瑞斯始創(chuàng)的“動作研究”合稱為“動作時間研究”,邁開了勞動心理學和工業(yè)心理學研究的第一步。

3.閔斯特伯格一方面把實驗心理學應用于工業(yè)生產(chǎn)。用實驗心理學的方法為公司選拔、培訓工人和改善工作環(huán)境。在192023前后，他出版了《心理學與工業(yè)效率》、《心理技術原理》等書。

4.心理學對人機關系的研究，大體可以以第二次世界大戰(zhàn)為界劃分為兩個歷史階段：戰(zhàn)前是一個階段，重要是研究解決人對機器的適應問題；戰(zhàn)后是一個階段，重要研究使機器適應人的問題。

5.為什么有人稱五十年代是工程心理學的“開關—表盤”時代？

工程心理學興起后的最初2023，重要集中于研究開關、按鈕、操縱桿等控制器和表盤指針式儀表設計中的人的因素的問題，特別是研究儀表、控制器與人的感知覺特性及手足運動器官的反映特性相適應的問題。因而有人稱五十年代是工程心理學的“開關—表盤”時代。

6.在現(xiàn)代大型人機系統(tǒng)中，人由操作者轉(zhuǎn)為監(jiān)控者，人的體力負荷減輕，心理負荷增大，系統(tǒng)對人的感知運動規(guī)定減少，對思維決策能力的規(guī)定提高，人機間的信息互換由機械式轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ捠健?/p>

7.二十世紀三十年代，清華大學開設了工業(yè)心理學課程?！豆I(yè)心理學概觀》(陳立，1935)是我國最早系統(tǒng)介紹工業(yè)心理學的著作。

8.簡述與信息高速公路有關的工程心理學研究。

⑴人—計算機界面的研究；

⑵對語言理解過程和知識組織方式的研究；

⑶對人的視、聽注意分派和信息綜合特性的研究；

⑷遠距離配合工作的信息加工的特性，以及不同技術手段的應用，對這類工作的影響。

第二章

工程心理學的研究方法

科學研究就是在搜集材料、分析材料的基礎上探索事物發(fā)展規(guī)律的過程，這一過程的最終目的，就是尋找事物之間的因果關系，并進而對事物的發(fā)展加以預測與控制。在科學研究中，搜集材料的時候有三個問題需要注意：搜集什么材料？用什么方法搜集？想什么人搜集？對第一個問題的回答要根據(jù)研究的目的而定。

§2.1研究方法概述

1.變量是心理學研究中的基本概念，其涉及：自變量——可以由人加以控制；

因變量——隨著自變量的變化而變化。

2.工程心理學研究中的變量重要涉及行為變量，這種變量有兩個重要的維度：定量維度和定性維度。在工程心理學的研究中，我們往往需要先對一些行為變量定性，然后在定性的基礎上作定量的比較。

3.在工程心理學研究中，除了自變量和因變量有時還會碰到控制變量——在實際的研究中我們往往對一些變量加以控制，試圖使它的影響在不同的情境中變得恒定，從而在對結果進行分析的時候，可以去除這些因素的影響。

4.工程心理學研究的目的在于尋求變量之間的關系，這種關系重要體現(xiàn)在兩個方面：相關關系和因果關系。

5.相關關系是指兩個變量之間存在著一種系統(tǒng)的依賴性，但這種關系只能說明兩個變量之間有依賴，而不能提供因素與結果的解釋。心理學家通常把相關提成三種：正相關、負相關和零相關。

6.在心理學研究中，兩個變量之間相關的限度經(jīng)常是用相關系數(shù)來衡量的，它的變化范圍是-1.0∽+1.0，相關系數(shù)的絕對值越大，表白變量之間的相關限度越大。

7.信度是指研究中所使用的工具（比如一個量表或是一個問卷）的可靠性，即它是否可以穩(wěn)定地反映某種心理特性的能力。

8.信度的種類涉及：

⑴重測信度。用同一個測驗兩次施測于相同的被試，兩次結果的關聯(lián)限度，相關越大，測驗的信度越高。

⑵復本信度。用兩個等同的測驗或一個測驗的平行復本施測于同一組被試，被試兩次測驗得分的相關系數(shù)就是復本信度。

⑶分半信度。用某個測驗對被試加以施測，把測驗提成對等的兩部分（比如奇數(shù)和偶數(shù)題目），求這兩部分得分的相關，這樣計算出來的信度叫分半信度。

9.效度是指測驗或研究的有效性和準確性，也就是測量或研究達成目的的限度。

10.效度的種類涉及：

⑴內(nèi)容效度。測驗所涵蓋的內(nèi)容能在多大限度上測量到所要測定的心理特性，涵蓋的范圍越廣，內(nèi)容效度越高。

⑵預測效度。用測驗的結果去預測被試此后實際績效的限度，預測效度越高，這種預測就越準確。

⑶構想效度。測驗結果與某種理論構思或概念相符合的限度。

§2.2觀測與實驗研究

1.觀測是指通過感官或借助儀器感知客觀對象的過程，通過觀測獲得感性材料是心理學研究最基本的方法之一。

2.科學的觀測與常識的觀測的區(qū)別：科學觀測是有目的、有計劃的行為；常識觀測往往是隨機性的。

3.觀測的分類：

⑴直接觀測。直接觀測以人的感官對客觀對象的直接感知為基礎。

⑵間接觀測。人借助儀器或其他手段的觀測叫做間接觀測。

4.實驗法是在控制條件下觀測事物變化，獲取事實材料的方法。實驗法與觀測法的最重要區(qū)別就在于對實驗條件的控制，正是由于有控制，使得實驗法在解釋變量之間的因果關系方面比其他方法更有效。

5.實驗法的兩個最基本的規(guī)定：

⑴隨機分派被試。實驗中實驗組和控制組的被試必須是隨機分派的，這樣做的目的是要克服由于被試的不均等性而引起的結果差異。

⑵對變量有控制。對變量加以控制是實驗研究最重要的特色，只有控制了影響實驗結果的各種變量，實驗法才干更好的找到自變量與因變量之間的因果關系。

6.實驗法的特性：

⑴積極性。它不必像觀測法那樣被動的等待觀測現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以按照研究者的需要積極地引起所研究的現(xiàn)象。

⑵準確性。實驗研究可以排除其他無關因素對自變量和因變量之間關系的干擾，使人們對所研究的事物或現(xiàn)象之間的因果關系有更清楚完整的結識。

⑶反復驗證性。實驗研究產(chǎn)生的現(xiàn)象可以反復產(chǎn)生，供人們反復觀測驗證。由于可以反復驗證，因此實驗法具有較高的內(nèi)部效度，即一種現(xiàn)象在同樣的條件下被反復驗證的也許性大。

7.影響實驗效果的干擾因素涉及：①環(huán)境因素；②主試因素；③被試因素；④測量方法與儀器方面的因素。

8.最大原則：在研究中對自變量的控制要遵循“最大原則”，即使自變量的變化范圍盡量增大，只有自變量變化范圍大，才干更容易的看出它與因變量之間的關系。滿足最大原則的方法是注意樣本的多層次性。

9.最小原則：實驗中對干擾變量的控制要遵循“最小原則”，即自變量以外的一切干擾變量的影響要控制在最小限度內(nèi)。

10.滿足最小原則的方法涉及：

⑴消除法：就是將干擾變量排除在實驗之外。

⑵限定法：通過使某種干擾因素保持恒定狀態(tài)，從而控制那些無法消除的干擾因素。

⑶納入法：是指把某些也許對實驗結果產(chǎn)生影響的因素也當作自變量來解決，使其按研究者的規(guī)定發(fā)生變化，同時分析這種變化與因變量之間的關系。

⑷配對法：配對法經(jīng)常用來控制與被試有關的干擾因素。具體做法是把條件相等或相近的被試對等的分派到實驗組和控制組。

⑸隨機法：就是把參與實驗的被試按照隨機化的原則分派到實驗組和控制組，這種方法也被用來控制由于被試因素對實驗結果的干擾。

11.準實驗研究也叫現(xiàn)場實驗，它是在實際情境中研究自變量與因變量關系的方法。由于準實驗是在實際工作環(huán)境中進行的，有許多條件無法控制，因此在實驗設計方面與實驗室研究不同。

12.準實驗設計的種類：⑴不相等實驗組控制組設計。規(guī)定在實驗現(xiàn)場中選取兩個條件盡也許相同的作業(yè)組，然后隨機把它們命名為實驗組和控制組。⑵等時間取樣設計。規(guī)定在同一組被試作業(yè)過程中取兩個時間相等的時間段，在一個時間段內(nèi)讓被試接受實驗解決，而在此外的時間段內(nèi)不接受實驗解決。⑶時間系列設計。是在作業(yè)過程中按一定的時間間隔進行一系列的測定，在時間系列的中間對被試組進行某種實驗解決，然后從整個時間系列結果中分析實驗解決前后結果的變化，以鑒定實驗解決的效果。

13.模擬研究是實驗研究的一種特殊形式，它是以物質(zhì)形式或觀念形式對實際物體、過程和情境的仿真。

14.模擬通常有物理和數(shù)學模擬。其中物理模擬要通過與實體類似的物理模型來實現(xiàn)；數(shù)學模擬則是一種較抽象的模擬方式。在工程心理學研究中，我們用得較多的是物理模擬，其中，模擬裝置的逼真度對研究結果有很大的影響。

15.模擬的逼真度涉及三個方面：

⑴設備的逼真度。指模擬物的外觀特點以及實現(xiàn)和操作裝置的功能特性同真實裝備的相似限度。

⑵環(huán)境的逼真限度。指模擬實驗中內(nèi)外物理環(huán)境因素與被模擬現(xiàn)象的實際環(huán)境因素的相似限度。

⑶心理的逼真限度。指在模擬實驗中被試在心理上把模擬過程當作同真實情境相似的限度，心理的逼真度在很大限度上取決于設備逼真度和環(huán)境逼真度。

§2.3測量與測驗法

1.工程心理學中的測量一般針對以下幾個方面：①物理量測量；②因變量測量；③心理特性測量。

2.與工程心理學研究有關的心理測量有四類：

⑴類別測量。就是規(guī)定被試將事物按一定的規(guī)則或標準進行歸類。

⑵順序測量。是指使用順序量表或等級量表進行的測量，這種測量規(guī)定被試對評價的事物排出順序或排出等級，順序測量通常采用等級排列法或?qū)ε急容^法。

⑶等距測量。經(jīng)常被用來研究物理刺激與心理感受之間的關系。

⑷比例測量。是指既有相等單位，又有絕對零點的測量量表。

3.斯蒂文森定律：心理量S與物理量I之間存在著對數(shù)關系。

公式：

S—心理量；B—常數(shù)；I—物理量；A—指數(shù)

4.亮度、長度、電擊三類物理量與相應的心理量之間的關系：

電擊的感覺強度比引起電擊的物理強度增長快得多（a>1）；主觀亮度感覺量比光刺激的增長慢得多（a<1）；線段長度的主觀感覺量與物理量幾乎成等比例關系（≈1）。

5.比奈測驗：智商＝（智力年齡÷實際年齡）×100

6.韋克斯勒智力量表：引入了離差智商概念。公式：IQ＝100+15Z

7.典型的人格測驗：艾森克人格問卷；卡特爾的16PF；明尼蘇達多相人格量表（MMPI）。

8.人格測量通常采用的三種方式：①量表法；②投射法；③情境測驗。

9.在投射測驗中，羅夏墨跡測驗和主題統(tǒng)覺測驗使用最為廣泛。

第三章

人的感覺和知覺系統(tǒng)

§3.1感覺和知覺概述

1.感覺是人腦對直接作用于感覺器官的事物的個別屬性的反映。人們對任何事物的結識都是從感覺開始的。人的感覺涉及：視覺、聽覺、本體感覺、化學感覺（嗅覺和味覺）及皮膚感覺等。

2.適宜刺激：人體的一種感覺器官只對一種能量形式的刺激特別敏感，能引起感覺器官有效反映的刺激稱為該感覺器官的適宜刺激。

感覺類型感覺器官適宜刺激

視覺眼可見光

聽覺耳一定頻率范圍的聲波

嗅覺鼻腔頂部嗅細胞揮發(fā)的和飛散的物質(zhì)

味覺舌面上的味蕾被唾液溶解的物質(zhì)

皮膚感覺皮膚及皮下組織物理和化學物質(zhì)對皮膚的作用

深部感覺機體神經(jīng)和關節(jié)物質(zhì)對機體的作用

平衡感覺半規(guī)管運動刺激和位置變化

3.感受性是感覺器官對適宜刺激的感覺能力，用感覺閾限的大小來度量。人的各種感覺都有兩種類型的感受性和感覺閾限：

⑴絕對感受性和絕對感覺閾限：剛剛能引起感覺的最小刺激量，稱為絕對感覺閾限的下限，感覺出最小刺激量的能力稱為絕對感受性。

⑵差別感受性和差別感覺閾限：當兩個不同強度的同類型刺激同時或先后作用于某一感覺器官時，它們在強度上的差別必須達成一定限度才干引起人的差別感覺。差別感覺閾限即為剛剛能引起差別感覺的刺激之間的最小差別量。對最小差別量的感受能力則為差別感受性。

4.韋伯定律：差別閾限與最初刺激的強度之比為一常數(shù)。

公式：

—差別感覺閾限；I—最初的刺激強度；K—常數(shù)（韋伯比例）

5.感覺的適應：在同一刺激物的連續(xù)作用下，人的感受性發(fā)生變化的過程稱為感覺的適應。視覺適應中的暗適應約需45分鐘以上，明適應約需1-2分鐘。聽覺適應約需15分鐘。味覺和輕觸覺適應分別約需30秒和2秒。

6.知覺是指大腦中對客觀事物的各種屬性、各個部分及其互相關系的綜合的整體的映象。知覺的特性涉及：①知覺的整體性；②知覺的理解性；③知覺的恒常性；④知覺的選擇性。

§3.2視覺系統(tǒng)

1.在人們認知世界的過程中80％以上的信息是通過視覺系統(tǒng)獲得的，因此視覺系統(tǒng)是人與世界相聯(lián)系的最重要的途徑。

2.物體依賴于光的反射進入眼睛，所以光、對象物、眼睛是構成視覺現(xiàn)象的三個要素。

3.人們得到視覺信息有兩種途徑：一是直接的，如直接看到周邊的人和物；二是間接的，即借助于各種視覺顯示裝置，如CRT屏幕、雷達、電視機等。

4.視力是眼睛分辨物體細節(jié)能力的一個生理尺度，用臨界視角的倒數(shù)來表達，即：視力＝1/臨界視角

5.人眼能感受的光波是380nm～780nm的電磁波，通常把此段電磁波稱為可見光波。紫色：標準波長420nm；紅色：標準波長700nm。

§3.3聽覺系統(tǒng)

1.耳涉及外耳、中耳和內(nèi)耳三部分。

2.人耳的聽覺過程有以下三個階段：

⑴將空氣中的聲波轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動；

⑵將機械振動轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w振動；

⑶將液體振動轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動。

3.掩蔽效應是指由于干擾聲的存在，致使聲信號的聽覺清楚度閾限升高的現(xiàn)象。

§3.4膚覺

1.人體皮膚上分布著三種感受器：觸覺感受器、溫度感受器和痛覺感受器。

2.皮膚的不同區(qū)域?qū)τ|覺敏感性有相稱大的差別，這種差別重要是由于皮膚的厚度、神經(jīng)分布狀況引起的。

3.溫度覺分為冷覺和熱覺兩種。冷感受器在皮膚溫度低于30℃時開始發(fā)放沖動，到47℃時為最高。在冷刺激或熱刺激不斷作用下，溫度覺就會產(chǎn)生適應。

§3.5個體感覺

1.平衡覺是人對自己頭部位置的各種變化及身體平衡狀態(tài)的感覺。平衡覺感受器位于耳內(nèi)的前庭器官—半規(guī)管和耳石器中。

2.運動覺是人對自己身體各部位的位置及其運動狀態(tài)的一種內(nèi)部感覺。

第四章

人的信息加工

1.信息加工系統(tǒng)的功能是輸入、輸出、儲存和復制。

§4.1人的信息加工模型

1.人的信息加工模型：⑴感覺儲存：又叫感覺登記或感覺記憶，是人的信息加工的第一階段；⑵知覺譯碼；⑶記憶與決策；一旦某個知覺的對象被歸入一定范疇后，個體需要決定對它作出什么行動；⑷執(zhí)行；⑸反饋；⑹注意。

2.常用的信息測量單位叫比特。1比特就是兩個互相獨立的等概率事件之一發(fā)生時所提供的信息量。

3.人在單位時間內(nèi)所能傳遞的信息量，叫做人的信息傳遞率，也稱人的通道容量。

4.人的信息傳遞率是一個常數(shù)。在不同實驗條件下，所得出的信息傳遞率并不完全一致。一般來說，人的信息傳遞率變化范圍為每秒3—10比特。被試接受信息的最大速度均接近55比特/秒。人的信息傳遞率并不高，也許是受到效應器信息輸出能力和輸入輸出之間的中樞過程信息傳遞能力限制的緣故。

5.記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶三種。短時記憶也稱為操作記憶或工作記憶。人的長時記憶的容量很大，幾乎是無限的，而短時記憶的容量有限，一次只保持7個左右互不關聯(lián)的項目。

6.通過組塊，就可以明顯提高短時記憶的容量。

§4.2人的信息輸出

1.從刺激呈現(xiàn)到反映動作完畢的時間稱為反映時。它涉及潛伏反映時和運動時間兩部分。潛伏反映時指刺激呈現(xiàn)至發(fā)動反映的時間。運動反映時指完畢反映動作的時間。

2.感官接受刺激1-38毫秒；神經(jīng)傳遞至皮層2-100毫秒；中樞加工70-300毫秒；神經(jīng)傳遞至肌肉10-20毫秒；肌肉潛伏和動作時間30-70毫秒。

3.反映時按反映的類型可分為簡樸反映時（A反映時）、選擇反映時（B反映時）和辨別反映時（C反映時）。Ｂ〉Ｃ〉Ａ

４.影響簡樸反映時的重要因素有哪些？

⑴感覺通道的特點。感覺通道由于加工速度不同而導致反映時有差別；

⑵效應器官的特點。不同效應器官由于發(fā)動反映的速度不同引起反映時的差別；例如手的反映比腳快；

⑶反映時隨著刺激強度增大而縮短,并趨向一個漸近值。

⑷刺激出現(xiàn)時間的不擬定限度越大，反映時越長；

⑸通過練習可以使反映時縮短。

5.當兩個刺激在時間上十分接近時，即使接受刺激的感覺通道和作出反映的效應器官都不同，大腦信息加工機制也將暫時對第二個刺激不起反映，這段時間稱為心理不應期。

6.單通道理論如何解釋心理不應期？

這一理論假設中樞信息加工是單通道的，即一次只能加工一個刺激，它形成了人的信息通道的狹口。因此，在完畢對S1的加工前，中樞不能開始解決S2，S2必須等候在這一通道門外，直到門打開。

§4.4注意和警戒

1.注意是人的心理活動對一定對象的指向。注意重要從三方面對信息加工過程發(fā)生影響，即選擇性、集中性和注意分派。

2.最佳選擇就是要以最小的代價得到最大的價值。

3.注意取樣受多種主客觀因素的影響。信源刺激的物理特點，如刺激的數(shù)量、強度、作用方式、以及信源所處的環(huán)境條件等是影響注意選擇的客觀因素。

4.注意分派不同于注意分散：是指人在同一時候能把注意力分派到一個以上的對象上，即所謂一心二用或一心多用。注意分散是指需要集中注意而注意力不能集中的情形，它是悲觀的，而注意分派是人根據(jù)需要積極調(diào)整注意指向的能力，具有積極的意義。

5.在警戒問題的研究中，有兩類警戒模式：

⑴一類是自由反映模式。在這類警戒任務中，目的信號可以在任何時間出現(xiàn)。目的信號的頻率用每單位時間出現(xiàn)的次數(shù)來定義。

⑵第二類是檢查模式。在這一類的警戒任務中，目的信號以比較規(guī)則的間距出現(xiàn)。

6.警戒理論涉及：疲勞理論、感受性偏移理論和標準偏移理論。

⑴布羅德本特認為注視時鐘指針或其它視覺信號需要連續(xù)保持注意，這會產(chǎn)生疲勞。正是由于這種疲勞，使信號觀測者，在警戒作業(yè)中發(fā)生注意分散或注意松弛，從而導致漏報信號。

⑵帕瑞蘇瑞曼提出與疲勞理論不同的見解，認為在某些特定條件下，無論在聽覺和視覺警戒任務中，都可以發(fā)現(xiàn)感受性下降的現(xiàn)象。例如，當任務中的事件率很高，且需要將目的信號刺激與保存在記憶中的標準作比較時，由于加重了記憶的承擔而導致感受性下降。假如在信號呈現(xiàn)的同時，直接呈現(xiàn)作比較的標準，就不會發(fā)生這種感受性下降的現(xiàn)象。

第五章

人的自然傾向與可靠性

§5.1習慣與錯覺

1.習慣是人長期養(yǎng)成而不易改變的語言、行動和生活方式。習慣分個人習慣和群體習慣，群體習慣是指在一個國家或一個民族內(nèi)部，人們所形成的共同習慣。

2.一般工器具，假如在操作上有左右手區(qū)別的，均按照慣用右手者的需要來設計制造。各種裝置的重要操作部分也都安裝在右手的一側。

3.慣用右側者在人群中占絕大多數(shù)這個事實為大家所公認，所以在人機系統(tǒng)設計中，需要考慮絕大多數(shù)人的這種傾向。

4.視錯覺是指觀測注意對象所得到的印象與實際注意對象出現(xiàn)差異的現(xiàn)象。視錯覺由人的生理心理現(xiàn)象決定，但有些作用機理目前仍沒有搞清楚。在人機系統(tǒng)設計中一般要避免視錯覺。

5.人們辨別聲源方向經(jīng)常發(fā)生錯覺，叫做聲音定位錯覺。

§5.2精神緊張與躲險行動

1.緊張狀態(tài)的發(fā)展可分為三個階段：警戒反映期、抵抗期、衰竭期。

2.以辦公室的作業(yè)種類為例，打字的緊張度為30%，記賬為45%，打算盤為53%，默讀為62%，操作電子計算機為67%。

3.慌張是作業(yè)者在某種心理狀態(tài)下所出現(xiàn)的一種工作狀態(tài)，表現(xiàn)為著急匆忙，工作急于求成而忙中又常犯錯。著急慌張有兩方面的因素，一是本人主觀上的性格，二是出于某種因素想盡快做完某種事情。

4.如何克服驚恐做到臨危不懼？

要做到臨危不懼、遇事不慌，平時必須注意意志的鍛煉，善于在緊急事態(tài)下，辨明事態(tài)真相，迅速作出決定并積極采用行動，這就要提高自己的果斷性。此外，還要在危險狀態(tài)下，控制自己的情緒，即提高自制性。

§5.3人為差錯

1.人為差錯是指人未能實現(xiàn)規(guī)定的任務，從而也許導致中斷計劃運營或引起財產(chǎn)和設備的損壞的行為。

2.人為差錯發(fā)生的方式有：

⑴人沒有實現(xiàn)某一必要的功能任務；

⑵實現(xiàn)了某一不應當實現(xiàn)的任務；

⑶對某一任務作出了不適當?shù)臎Q策；

⑷對某一意外事故的反映遲鈍和笨拙；

⑸沒有覺察到某一危險情況。

3.按照系統(tǒng)開發(fā)的階段，人為差錯可分為以下六類：設計差錯、制造差錯、檢查差錯、安裝差錯、維修差錯和操作差錯。

4.簡述4M理論。

通常把產(chǎn)生人為差錯的外部因素稱之為背景因素。背景因素的分類如下：

⑴人（MAN）。人是指工廠工人或技術人員上、下、左、右之間的人際關系。若人際關系良好，則可很好地傳遞信息、協(xié)同環(huán)節(jié)、密切配合，故不容易出現(xiàn)人為差錯。

⑵機械（MACHINE）。機械是指在人機界面上，顯示、控制系統(tǒng)的功能、結構、形狀和配置是否符合人機工程學的規(guī)定，是否完全符合人的生理心理特性，是否有安全裝置等。

⑶環(huán)境（MEDIA）。環(huán)境重要指溫度、照明、噪聲、振動等環(huán)境條件，以及作業(yè)方法和作業(yè)順序等軟件系統(tǒng)，還應涉及作業(yè)速度和休息的安排等。

⑷管理（MANAGEMENT）。管理重要是指國家及公司的安全法規(guī)、監(jiān)督、檢查、管理、教育與培訓等措施。

§5.4人的生理節(jié)律

1.生理功能所顯示出的周期性變化，通常稱為生理節(jié)律。

2.在平常生活中，晝夜變化是人們經(jīng)受的最急驟的變化，人體對晝與夜的反映很不相同。人們的平常生活節(jié)律基本上以24小時為周期，故稱之為日周節(jié)律。

3.在工程心理學中，常用閃光融合閾限值表達大腦意識水平，來說明人體的機能狀況。頻閃融合閾限值越高，大腦意識水平也越高；相反，精神疲勞或困倦時，頻閃融合閾限值變低。

4.在一周中，常由于星期日的活動過多過累，星期一上午上班感覺渾身無力，使得上午或整天工作效率都不很高。星期日導致的工作中斷，對工作效率也有影響，人們把這種現(xiàn)象稱為星期一反映。

5.德國醫(yī)生佛里斯和奧地利心理學家瓦波達通過長期臨床觀測，提出了體力強弱周期為23天，情緒好壞周期為28天，智力高低周期為33天?？茖W家通過研究進一步提出，人的行為在一定限度上受該三種生理節(jié)律的綜合作用的影響，這三種生理節(jié)律合稱為PSI周期。

曲線位于時間中線軸以上的日子稱為“高潮期”。曲線位于時間中線軸以下的日子稱為“低潮期”。曲線與時間中線軸相交的前后，共兩、三天的日子稱為“臨界日”。處在臨界日的時期，體力、情緒或者智力在頻繁變化過渡之中，是最不穩(wěn)定的時期。在此期間，機體各方面的協(xié)調(diào)性能降至最低，人易染病，或者情緒波動大，或者易出差錯。當體力、情緒或者智力的臨界日重疊在一起時，則分別稱為雙臨界日或三臨界日，是差錯和事故的多發(fā)期，需特別注意。

§5.5人的可靠性

1.人的可靠性可定義為在規(guī)定的最小時間限度內(nèi)，在系統(tǒng)運營的任一規(guī)定階段，由人成功地完畢工作或任務的概率。

2.影響人的可靠性的一個極為重要的方面是人所承受的壓力。壓力是指人在某種條件刺激的作用下，所產(chǎn)生的生理變化和情緒波動，使人在心理上所體驗到的一種壓迫感或威脅感。

3.各方面的研究表白，適度的壓力，即足以使人保持警惕的壓力水平，對于提高工作效率，改善人的可靠性是有益的。壓力過輕反而會使人精神渙散，缺少動力和積極性；但是，當人承受過重壓力時，發(fā)生人為差錯的概率比其在適度壓力下工作時要高。

4.工作中對人導致壓力的因素有哪些？

⑴工作的負荷。假如工作負荷過重，工作規(guī)定超過了人滿足這些規(guī)定的能力，會給人導致很大的心理壓力。

⑵工作的變動。機構的改組、職務的變遷、工作的重新安排等，破壞了人的行為、心理和結識的功能模式。

⑶工作中的挫傷。任務不明確、官僚主義導致的困難，職業(yè)培訓指導不夠等，阻礙人達成預定的目的。

⑷不良的環(huán)境。噪聲太大，光線太強或太暗，氣溫太高或太低以及不良的人際關系等。

第六章

決策

§6.1經(jīng)典決策理論

1.決策就是從可供選擇的方案中做出選擇的過程。

2.決策任務是指：①人們必須從多個選擇中挑選一個選擇項的任務；②要有一些與這些選擇有關的可用信息；③時間進程相對要長；④這個選擇是帶有不擬定性的，即并不清楚哪一個是最佳選擇。

3.決策的理性模型有時也稱為常態(tài)模型。由于它們能指出人們抱負狀態(tài)時應當怎么做，他們并不需要描述人們事實上是如何作出決策的。后來的研究者們更感愛好的是對現(xiàn)實的人類決策行為的描述，由此產(chǎn)生了許多描述性模型。

4.常態(tài)決策模型的中心概念是效用，效用即每個選擇的總價值，或者每一個結果或產(chǎn)品對決策者來說價值是多少。

5.主觀盼望效用理論仍然堅持，每個結果都是盼望概率與其價值概率的乘積。

6.由呈現(xiàn)方式不同而導致的決策上的變化被稱為框架效應。

7.一個初期的著名的描述模型是西蒙提出的“滿意決策”模型。西蒙認為通常人們并不是作出一個唯一的、最佳的，或最合適的決策，而是選擇一個能達成目的的、“足夠好”的決策，即獲得一種滿意感就行了。這種決策方法簡稱為“滿意決策”。

8.概而言之，假如信息量相對較小，并且時間又很富余，決策時人們需要仔細分析各種選項和它們的“效用”。但假如信息量超過了人們的認知加工能力的限制，并且時間也有限，這時，人們傾向于采用啟發(fā)式?jīng)Q策。很多研究表白，事實上，人們在作出不同的決策時，經(jīng)常是從分析模式向適當?shù)膯l(fā)式轉(zhuǎn)化。

§6.2啟發(fā)式和偏見

1.啟發(fā)式解決問題有哪些偏差？

決策或問題解決通常都始于從環(huán)境中獲得一些信息。這些信息也許是一次所有呈現(xiàn)，也也許是在所有時間段都呈現(xiàn)，也也許是一直在變化的。在這一階段通常出現(xiàn)的簡樸啟發(fā)式或偏見有：⑴注意集中在一些有限的線索上；⑵首因線索；⑶對后來線索的不注意；⑷線索的顯著性；⑸對不可信線索賦予過高權重。

2.認知固著：一旦一個假設生成或被選擇，人們就會用它來解釋接下來的線索，但有時我們還是用先前的假設，這就是認知固著的過程。

§6.3自然決策

1.自然決策是指人們在現(xiàn)實條件下，運用他們的經(jīng)驗進行決策。有如下特性：①非結構性問題；②不擬定性的、動態(tài)的環(huán)境；③信息富余的環(huán)境，情景線索可以不久地改變；④有時間限制或時間壓力；⑤高風險；⑥認知加工過程是一個迭代行為/反饋回路；⑦多重變化和/或個體和組織目的的競爭；⑧在某種限度上有多人參與決策。

2.決策過程是一個從直覺到分析的認知連續(xù)體。加工也許就是在直覺和分析之間快速振蕩的過程。

3.許多研究決策和問題解決任務的學者結識到，一個成功的任務操作的關鍵一步是充足評價“情景”。從環(huán)境中接受一些線索。稱情景評價或情景意識。

§6.4決策輔助系統(tǒng)

1.專家系統(tǒng)就是一些計算機程序，它能提取出一個或許多專家的知識，并從征詢的角度提供一些答案。

2.總的來說，傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)在許多復雜的決策環(huán)境中并沒有取得太大的成功。這也許是由于讓一個計算機系統(tǒng)做所有工作，而人居于次要地位，僅僅只是收集一些信息，這在主觀上對人類沒有多大的吸引力。

3.更為成功的嘗試是運用計算機幫助人們克服一些偏見，或一個、幾個認知子過程的信息加工的限制，這通常是一些認知支持的工具或儀器。

§6.5問題解決

1.問題解決的特性有哪些？

第一種難題是由人們對問題的表征引起的。這種表征是過度限制的、省略限制或僅僅允許只有一種觀點；此外一個常見的問題是，即使問題的表征是非常清楚的，但它不能產(chǎn)生一個對的的解決計劃。問題解決者的思維固定在先前工作中的計劃上，很難在長時記憶中搜索被選結論。

第七章

顯示器

1.在人機系統(tǒng)中，存在一個人與機互相作用的“面”，所有的人機信息交流都發(fā)生在這個面上，通常稱為人機界面。在人機界面上，向人表達機械運轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對機械來說，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對人來說，通過感受器接受機械的輸出效應是輸入。

§7.1信息顯示器的類型及其特點

1.按人接受信息的感覺通道的不同，可將顯示方式分為視覺顯示、聽覺顯示和觸覺顯示等。其中以視覺顯示應用最為廣泛。由于人對忽然發(fā)生的聲音具有特殊的反映能力，所以聽覺顯示器作為緊急情況下的報警裝置，比視覺顯示器具有更大的優(yōu)勢。觸覺顯示器是運用人的皮膚受到觸壓刺激后產(chǎn)生感覺，而向人傳遞信息的一種方式。

2.按顯示形式可分為數(shù)字式顯示器和模擬式顯示器兩大類。

數(shù)字式顯示器：直接用數(shù)碼來顯示信息的儀表，精確度高。模擬式顯示器：用標定在刻度盤上的指針來顯示信息，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢，使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。

3.按儀表的顯示功能可分為讀數(shù)用儀表、檢查用儀表、警戒用儀表、追蹤用儀表和調(diào)節(jié)用儀表。

§7.2視覺顯示器的分類和設計原則

1.視覺顯示器的分類有哪些？

視覺顯示器的形式多種多樣，按其所顯示信息的特點可以做如下分類：

⑴動態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器。動態(tài)顯示器指所顯示的信息可以隨時發(fā)生變化的顯示裝置，如濕度計、壓力表等；靜態(tài)顯示器指所顯示的信息在一定期間內(nèi)保持不變的顯示器，如圖表、交通標志等。

⑵定量顯示器和定性顯示器。定量顯示器是指以數(shù)量顯示某種變量變化的顯示器；定性顯示器反映某種變量的近似值、變化趨勢、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。

2.視覺顯示器的顯示必須滿足哪些基本規(guī)定？為滿足這些規(guī)定應遵循的基礎原則有哪些？

⑴鮮明醒目。在眾多環(huán)境刺激中，對象刺激能充足引起人的注意，易從干擾背景中顯現(xiàn)出來；

⑵清楚可辨。顯示的刺激模式彼此不易混淆；

⑶明確易懂。刺激模式具有明確的意義，易被接受者迅速理解。

為了實現(xiàn)以上規(guī)定，視覺顯示器的設計和選用必須遵循以下原則：

⑴根據(jù)使用規(guī)定，選用最適宜的視覺刺激維度最為傳遞信息的代碼，并將視覺代碼的數(shù)目限制在人的絕對判別能力允許的范圍內(nèi)；

⑵使顯示精度與人的視覺辨認特性同系統(tǒng)規(guī)定相適應。顯示精度過低，局限性以提供能保證系統(tǒng)正常運營的信息；顯示精度過高，會提高認讀難度和增大工作負荷；

⑶盡量采用形象直觀的、與人的認知特點相匹配的顯示格式；

⑷目的和背景之間要有適宜的對比關系；

⑸具有良好的照明性質(zhì)和適宜的照明水平。

3.用刺激物的單一視覺屬性（或維度）對信息進行的編碼，稱為單維視覺編碼。它重要涉及：顏色編碼、數(shù)字與字母編碼和幾何圖形編碼。

4.多維視覺編碼是指，將兩種或多種視覺屬性結合起來作為代碼的信息編碼方式。其中，最常見的有完全余度編碼和復合編碼兩種形式。

完全余度視覺編碼是指，用兩個或兩個以上的視覺屬性，代表相批準義的信息編碼。

復合視覺編碼是把兩種，或兩種以上完全獨立的代碼系統(tǒng)，結合起來的信息編碼形式，其中每一種編碼方式代表一個不同的概念。

§7.3熒光屏顯示器設計中的人的因素

1.熒光屏顯示器是運用陰極射線管顯示視覺信息的裝置。

2.熒光屏顯示效率的影響因素有哪些？

⑴目的亮度。在一定的亮度范圍內(nèi)，視覺作業(yè)的績效隨目的亮度的增長而提高，提高率隨目的亮度增長而下降。當亮度超過100cd/㎡時，作業(yè)績效趨于穩(wěn)定。

⑵目的與背景的亮度比。目的與背景的亮度比取決于目的亮度、屏面亮度和周邊環(huán)境照明三因素。

⑶分辨率。CRT的分辨率是指，可視圖像中最小可辨或可測的細節(jié)。指標值常以電視限定法測得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測定的屏幕每厘米的掃描線數(shù)表達。分辨率的大小在一定范圍內(nèi)直接與顯示圖像的清楚度有密切關系。分辨率越高，圖像越清楚。一般平常工作的使用，選擇1024×768就可以滿足了。

⑷顏色。CRT彩色顯示器的合理設計應以顏色編碼和顯示工效的心理學研究為依據(jù)。黑色背景的顯示工效優(yōu)于白色背景。

⑸屏幕大小及位置。對大多數(shù)任務來說，視距的范圍應為50—70厘米。

§7.4信號燈設計中的人的因素

1.信號燈是以燈光的形式傳遞信息的顯示器。用來顯示危險或緊急狀態(tài)的信號燈稱為警告燈。

2.對影響信號燈和警告燈傳信效率涉及人的因素有哪些？

人的因素有以下幾點：

⑴信號燈的亮度因素。信號燈和警告燈的光刺激強度，重要由燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時間三方面因素決定。

⑵信號燈的顏色。信號燈和警告燈顏色的選擇，重要以各種色光的視覺效果及其意義表征為依據(jù)。

⑶閃光和穩(wěn)定光。由于閃光比穩(wěn)定光更能吸引人的注意，因此，警告信號燈宜用閃光。閃光速度不宜過低或過高，以3—10次/秒的閃光速度為宜。

⑷信號燈位置。信號燈和警告燈處在視野中不同的位置時具有不同的視察效果，最重要的信號燈和警告燈應安頓在視野中央3度的范圍內(nèi)，所有警告燈不宜超過視野30度的范圍。

§7.5字符和指針設計

1.指針的長度要適合，指針長會覆蓋刻度標記，指針短會離開刻度，從而給準確判讀帶來困難。一般認為指針尖距刻度1.6mm左右為宜。

§7.6聽覺和觸覺顯示器設計中人的因素

1.聽覺顯示器是人機系統(tǒng)中運用聽覺通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點，可分為言語聽覺顯示器和聲音聽覺顯示器。

2.聽覺顯示器設計的基本規(guī)定是什么及應遵循的原則？

聽覺顯示設計的基本規(guī)定涉及：

⑴信號檢測。通常，信號的出現(xiàn)總與一定的背景噪聲相聯(lián)系。由于噪聲的掩蔽作用會使信號的覺察閾限升高，所以只有將信號的響度提高到足以抵消掩蔽效應的水平，才干對的覺察信號。

⑵信號的相對辨認。信號的相對辨認指對兩個以上同時出現(xiàn)的聲音信號加以區(qū)分。對聲音相對辨認的績效重要取決于人對聲音信號的強度和頻率差別的辨別能力。

⑶信號的絕對辨認。信號的絕對辨認指根據(jù)聲音信號的頻率、強度、連續(xù)時間、方位等維度特性，辨別某種單獨顯示的聽覺信號。

聽覺顯示器設計必須遵循以下原則：

⑴聽覺刺激所代表的意義，一般應與人們已經(jīng)學得的，或自然的聯(lián)系相一致。

⑵采用聲音的強度、頻率、連續(xù)時間等維度作信息代碼時，應避免使用極端值。代碼數(shù)目不應超過使用者的絕對辨別能力。

⑶信號的強度應高于噪聲背景。

⑷盡量使用間歇或可變的聲音信號。

⑸不同的聲音信號應盡量分時呈現(xiàn)，時間間隔不宜短于1秒。

⑹對不同場合使用的聽覺信號應盡也許標準化。

3.觸覺顯示器是根據(jù)皮膚受到觸壓刺激，引起的感覺向人們傳送信息的裝置。機械振動和電刺激是觸覺顯示器最常見的刺激。

4.觸覺顯示器重要應用于視、聽覺信道負荷過重，或視、聽覺信道使用條件受限制，或者使用者的視、聽覺有缺陷的場合。

第八章

控制器

1.控制器是操作者用以將控制信息傳遞給機器的裝置。人的效應器官與控制器構成人機系統(tǒng)的人機界面。操作者通過控制器對機器實行操縱，調(diào)整機器的工作狀態(tài)，使它按預定的目的工作。假如設計不妥，容易釀成事故。

§8.1控制器概述

1.按照控制器傳遞的信息是離散還是連續(xù)的進行分類，可分為離散控制器和連續(xù)控制器。控制器也可以按照操作所用的身體器官或控制行為分手控制器、足控制器、言語控制器等。

2.顏色編碼：顏色只能通過視覺來辨認，用這種編碼方式時，控制器必須安裝在操作者視線可達成的位置上，并且要有良好的照明。

§8.2控制器的位置和排列

1.簡述控制器的排列原則。

⑴重要性原則。按照每個控制器對實現(xiàn)系統(tǒng)目的的重要限度，決定其位置安排的優(yōu)先權?？刂破髟街匾话才诺奈恢迷胶谩?/p>

⑵使用頻次原則。按照每個控制器在系統(tǒng)操作中的使用頻次多少決定位置安排的優(yōu)先權。控制器的使用頻次越多，被安排的位置越好。

⑶功能原則。按照功能關系安排控制器的位置，將功能相近或相關的控制器組裝在一起，把同類設備功能上相似的控制器安排在相對一致位置上。

⑷使用順序原則。對系統(tǒng)操作中使用順序固定的控制器，按照它們的使用順序安排其位置。

§8.4足控制器

1.踏板可分為旋轉(zhuǎn)式、往復式和直動式三種。

§8.6控制器與顯示器的配合

1.控制—顯示比指控制與顯示的動程比。對于直線運動的控制器與顯示器，動程按移動距離計算。C/D比高，表達控制器靈敏度低，即較大的控制運動只能產(chǎn)生較小的顯示運動。

2.空間兼容性是指顯示器與控制器的空間關系與人們對這種關系預測的一致性?？刂破髋c顯示器的使用往往是一一相應的，它們的位置關系是否合適將影響到控制器或顯示的使用效果。按照兼容的空間關系，控制器最佳直接位于相聯(lián)系的顯示器旁邊。

3.運動兼容性指控制器與顯示器的運動關系，與人們對這些關系的預測的一致性。

4.概念兼容性指控制器或顯示器的功能或用途的編碼，與人們已有概念的一致性。

第九章

人機界面設計

§9.1人機界面的基本概念和特性

1.交互（對話）指兩個或多個相關，但又自主的實體間進行的，一系列信息互換的交互作用過程。

2.人機交互指人與計算機之間，使用某種對話語言，以一定交互方式，為完畢擬定任務的人機之間的信息互換過程。

3.廣義上說，交互系統(tǒng)的組成，應當涉及參與交互的實體和實體間的交互作用及其環(huán)境。

4.人機交互方式即人機之間互換信息的組織形式或語言方式，又稱對話方式、交互技術等。

5.交互的啟動者是積極發(fā)起交互的一方，它是交互的一個最基本特性。一個交互過程總是由啟動者和響應者雙方組成的。有三種也許的情況：①計算機啟動的交互；②用戶啟動的交互；③混合啟動的交互。

6.簡述交互系統(tǒng)的靈活性含義。

⑴系統(tǒng)能完全適應各種用戶的使用需要；

⑵用戶可以根據(jù)需要制定或修改交互方式；

⑶系統(tǒng)能按照用戶的希望和需要，提供具體限度不等的系統(tǒng)響應信息。

§9.2人機界面的用戶分析

1.我們可以把用戶分為四種類型：偶爾型用戶、生疏型用戶、純熟型用戶和專家型用戶。

2.影響用戶行為特性的因素有哪些？

在人機界面分析設計中所要考慮的人文因素重要涉及以下內(nèi)容：

⑴人機匹配性。用戶是人，計算機系統(tǒng)作為人完畢任務的工具，應當使計算機和人組成的人機系統(tǒng)很好地匹配工作；假如有矛盾，應當讓計算機去適應人，而不是人去適應計算機。

⑵人的固有技能。作為計算機用戶的人具有許多固有的技能。對這些能力的分析和綜合，有助于對用戶所能勝任的、解決人機界面的復雜限度，以及用戶能從界面獲得多少知識和幫助，以及所花費的時間做出估計或判斷。

⑶人的固有弱點。人具有遺忘、易犯錯、注意力不集中、情緒不穩(wěn)定等固有弱點。設計良好的人機界面應盡也許減少用戶操作使用時的記憶量，應力求避免也許發(fā)生的錯誤。

⑷用戶的知識經(jīng)驗和受教育限度。使用計算機用戶的受教育限度，決定了他對計算機系統(tǒng)的知識經(jīng)驗。

⑸用戶對系統(tǒng)的盼望和態(tài)度。

3.用戶對計算機系統(tǒng)的規(guī)定。

⑴系統(tǒng)能讓用戶靈活地使用，用戶不必以嚴格受限的方式使用系統(tǒng)；

⑵系統(tǒng)能區(qū)分不同類型的用戶并適應他們；

⑶系統(tǒng)的行為及其效果對用戶是透明的；

⑷用戶可以通過界面預測系統(tǒng)的行為；

⑸系統(tǒng)隨時隨地提供幫助功能；

⑹人機交互應盡也許和人際通信相類似；

⑺系統(tǒng)設計必須考慮到人使用計算機時的身體、心理規(guī)定。

§9.3開發(fā)用戶和諧性系統(tǒng)的設計原理

1.開發(fā)用戶和諧性系統(tǒng)的設計原理有哪些？

⑴擬定用戶；

⑵盡量減少用戶的工作；

⑶應用程序和人機界面分離的原則；

⑷一致性原則規(guī)定系統(tǒng)的概念模式、語義、命令語言語法及顯示格式等具有一致性；

⑸系統(tǒng)要給用戶提供反饋信息；

⑹盡量減少用戶的記憶規(guī)定；

⑺應有及時的犯錯解決和幫助功能；

⑻使用圖形和比方。

§9.4人機界面設計的用戶模型

1.人機交互方式的評價標準有哪些？

⑴使用的難易限度。越容易越好。

⑵學習的難易限度。越容易越好。

⑶人機界面的復雜限度。交互方式提供什么范圍的功能操作方式，用戶操作是否復雜等。

⑷操作速度。速度越快越好。

⑸人機界面的控制方式。凡計算機啟動、控制的人機交互更易學易用；而由人啟動、控制的人機交互功能強、靈活性好。

⑹開發(fā)的難易限度。開發(fā)容易。

2.幾種常用的人機交互方式。

⑴問答式對話。是最簡樸的人機交互方式，它是由系統(tǒng)啟動的對話，系統(tǒng)使用類自然語言的指導性提問，提醒用戶進行回答，用戶的回答一般通過鍵盤輸入字符串做出。

⑵菜單界面。菜單交互方式是使用較早，也是使用最廣泛的人機交互方式。特點是讓用戶在一組多個也許對象中進行選擇。

⑶功能鍵。

⑷圖符界面。它使用圖符來代表文本菜單單項。

第十章

人—計算機交互作用

§10.1軟件的可用性

1.軟件可用性標準有哪些？

⑴易學性是指一個新的用戶能不久學會使用系統(tǒng)；

⑵有效性是指在用戶熟悉系統(tǒng)后能在多大限度上提高用戶的工作績效。一個可用性不強的系統(tǒng)將會減少或無助于人們對任務的操作。

⑶易記性是非常重要的，由于許多產(chǎn)品，特別是一些計算機軟件，通常都是由一些偶爾用戶來操作。

⑷錯誤率通常是低可用性的重要標記。

⑸滿意感是一個主觀性較強但同樣也很重要的指標，特別是從市場營銷的角度來看，常用的測量用戶對某系統(tǒng)或產(chǎn)品是否滿意的方法是直接詢問他們。

§10.2理論和模型

1.Norman提出的“活動的七階段”模型，該模型認為不管是什么任務，用戶都是通過一系列的活動來完畢的。涉及：①提出目的；②形成一個意向；③擬定活動順序；④執(zhí)行該活動；⑤覺察系統(tǒng)狀態(tài)；⑥解釋這種狀態(tài)；⑦根據(jù)目的和意向評價這種系統(tǒng)狀態(tài)。

2.Card、Moran和Newell提出的目的（Goals）、操作（Operators）、方法（Methods）和選擇性原則（Selectionrules）模型，簡稱GOMS模型。該模型假設通過方法和選擇性規(guī)則，形成一些目的和子目的。

§10.3設計原則和指南

1.提高系統(tǒng)可用性原則有哪些？

⑴將系統(tǒng)和現(xiàn)實世界進行匹配。

⑵使界面保持一致，涉及與系統(tǒng)內(nèi)部和任何現(xiàn)存的外部標準保持一致。內(nèi)部一致是指設計的內(nèi)容在整個界面上都以相同的方式進行顯示。

⑶提高系統(tǒng)狀態(tài)的可視性。

⑷用戶控制和容錯性的原則，是說用戶可以在界面上自由移動。需要在進行錯誤操作時可以撤消本次操作。

⑸錯誤和錯誤的修復。生活中每個計算機用戶都會犯錯誤，最小的錯誤如按錯了鍵盤。軟件必須設計成能將用戶的錯誤減到最小。另一方面是將錯誤的負面效果降到最低。

⑹人類的記憶并不總是可以依賴的。工作記憶中不能放置太多的信息，長時記憶通常不能提取我們所需要的信息。

⑺靈活性和使用的高效性。

§10.4用戶支持系統(tǒng)

1.兩個最普遍使用的支持機制：手冊和在線幫助。

§10.5軟件設計過程

1.設計環(huán)節(jié)的構成有哪些？

在人—計算機交互作用方面，也可以采用同樣的設計方法。在設計環(huán)節(jié)上，重要的構成有下列幾種：

⑴使用設計指南和設計原則；

⑵在整個設計周期中都應當有用戶的參與；

⑶在設計的初期就反復進行可用性測試。

§10.6信息技術

1.進行任務分析時，用戶需要的四種類型為：

⑴用戶知道需要提取的信息片段的確切標簽；

⑵用戶知道一些所需項目的總特性；

⑶用戶想知道在數(shù)據(jù)庫中與某個領域有關的內(nèi)容有哪些；

⑷用戶只是簡樸地想知道數(shù)據(jù)庫的總體結構。

2.設計數(shù)據(jù)庫時應注意哪些問題？

⑴搜索時間短；

⑵方向迷失。隨著數(shù)據(jù)庫越來越復雜和普及，接踵而來的問題是在信息空間中迷失方向。數(shù)據(jù)庫必須是按照與用戶的心理模型相一致的方式在空間上組織起來的。

⑶更新率。即使在正常的計算機使用中，也要及時更新不斷變化。

第十一章

安全事故與人的失誤

§11.1意外事故與人的失誤

1.1977年3月皇家航空公司的大型客機與泛美航空公司的大型客機在西班牙相撞，在事故分析中飛行員的心理問題就是重要因素之一。

2.導致傷亡事故的兩大連鎖體系中，人的失誤占絕對的地位。即使傷亡事故完全來自機械或物質(zhì)的危害，這些危害也是由于人控制或操作的失誤引起的。

3.解釋系統(tǒng)化觀點。

宏觀工效學和組織系統(tǒng)理論的觀點認為，公司是一個由各種子系統(tǒng)構成的完整系統(tǒng)。其中涉及各種價值系統(tǒng)、組織結構系統(tǒng)、心理社會系統(tǒng)、技術任務系統(tǒng)及管理系統(tǒng)等等。公司中的各個子系統(tǒng)是互相聯(lián)系互相影響的，在此基礎上構成了一個完整的運轉(zhuǎn)靈活的大系統(tǒng)。

在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，不僅有機器設備，并且有操作控制機器設備的人。人和機器是處在一定環(huán)境中操作運轉(zhuǎn)的。人和機器按照一定規(guī)則和組織構成系統(tǒng)，在特定環(huán)境中發(fā)揮作用或能力，體現(xiàn)系統(tǒng)的功能。也就是說，生產(chǎn)過程中的任何一個具有獨立結構功能的系統(tǒng)，都是由人和機器構成的，系統(tǒng)活動和環(huán)境互相作用，即是系統(tǒng)功能的體現(xiàn)。

系統(tǒng)和環(huán)境之間的作用是雙向的，環(huán)境會把系統(tǒng)對環(huán)境的作用結果作為信息反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)反饋回來的信息調(diào)節(jié)自己的活動，從而更好地適應外界環(huán)境，充足發(fā)揮系統(tǒng)的功能。

在系統(tǒng)中，結構決定系統(tǒng)的性質(zhì)和功能，而功能在反饋信息的基礎上改變系統(tǒng)的結構。結構和功能互相聯(lián)系，互相作用，互相改變，這個過程是動態(tài)的而不是靜態(tài)的。在人機系統(tǒng)中，人始終處在主體地位，是人操作和控制機器，使系統(tǒng)的功能得以發(fā)揮。

心理學家法維爾日認為，事故是系統(tǒng)活動的副產(chǎn)品，任何事故發(fā)生之前都有系統(tǒng)功能的破壞。也就是說，有一個階段，系統(tǒng)的某些成分不能充足執(zhí)行自己的功能，或者執(zhí)行的不是它固有的功能。這些情況經(jīng)常在系統(tǒng)的結構不適當，結構不能適應功能的情況下發(fā)生。系統(tǒng)能動地發(fā)揮功能，是由于不斷有信息反饋給系統(tǒng)，使系統(tǒng)不斷進行調(diào)適。人機系統(tǒng)中的每個組成單位，假如缺少必要或足夠的信息，缺少加工信息的程序和指令，沒有對信息的適當?shù)膽鸱从?，危險的行為就很也許發(fā)生。

隨著現(xiàn)代化自動設備的廣泛使用，不管公司組織設計如何合理、領導班子建設如何科學，要真正實現(xiàn)生產(chǎn)安全，就必須建立“以人為中心”的安全管理科學體系。這樣，不僅實現(xiàn)了安全生產(chǎn)，并且提高了公司的經(jīng)濟效益。

§11.2事故的因素分析模式

1.關于事故因素的分析，重要是從兩個方面：人的因素和物的因素來進行分析。理論基礎是：事故發(fā)生是人和物互相作用的結果。許多人在研究事故發(fā)生因素的基礎上，提出了以人的因素為中心的兩大事故分析模式。一是行為模式；二是生理學模式。

2.簡述行為模式。

行為模式理論認為，事故是由于人機系統(tǒng)中操作人員的某些行為缺陷或心理特性導致的。行為模式重要涉及三個方面的理論：

⑴學習理論。操作人員的工作技能，是后天習得的行為模式。在掌握技能和應用技能的過程中，信息的反饋起著對整個系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)的作用。在很多情況下，掌握新技能要花費較多的時間，并會由于安全防護措施增添許多不便之處。因此安全的操作行為往往受到負面強化；不安全的行為，由于輕松或容易掌握而得到正面的強化。

⑵記憶錯誤。記憶錯誤重要表現(xiàn)為“錯、望、漏”，它反映人的記憶系統(tǒng)的職業(yè)安全防護體系還不完善，對本職工種所需要的思維模式、反映模式、動作模式等一系列的記憶體系尚未牢固建立。記憶錯誤理論認為，遺忘是事故放生的重要因素。

⑶個性特性理論。該理論認為，人們存在著某種個性傾向，容易導致事故的稱之為“事故傾向性”。內(nèi)外傾向特性與事故之間有較高的相關，具有外傾特性與事故之間有較高的相關，具有外傾特性的駕駛員更容易發(fā)生交通事故。喜歡冒險的人往往傾向于做出危險的操作動作。

3.簡述生理學模式。

生理學模式提出，事故的重要因素，是職工的身體不能適應任務的規(guī)定。其中，影響最大的兩個因素是生理節(jié)律和藥物的使用。

⑴生理節(jié)律。每個人都具有節(jié)律調(diào)節(jié)功能的系統(tǒng)。其中，節(jié)律最明顯的是心律，在生理節(jié)律的低落期更容易發(fā)生操作失誤，生理節(jié)律是事故的潛在因素。

⑵藥物的使用。酒精對于人的知覺、感知運動能力、判斷能力、推理能力、記憶能力等都有影響，從而減少工作績效。

§11.3事故的因素分析

1.擬定事故的因素是非常困難的，單一因素所導致的事故是很少的。事故發(fā)生時，經(jīng)常是周邊環(huán)境中的各種因素和人的因素交織在一起。

2.影響事故發(fā)生的重要的人的因素有哪些方面？

⑴視覺與視知覺。大多數(shù)工作要依靠視覺來完畢，因此，那些沒有達成視覺標準的個體，就會有更高的事故發(fā)生率。符合視覺標準的工人在一年內(nèi)發(fā)生嚴重事故的達37％，而不符合視覺標準的工人發(fā)生嚴重事故的高達67％。

⑵經(jīng)驗。經(jīng)驗與事故的發(fā)生有很高的相關關系，經(jīng)驗總是能把事故控制在最小的也許發(fā)生率上。盡管經(jīng)驗很重要，但必須注意到，有經(jīng)驗的人也會由于不安全行為導致事故的發(fā)生。

⑶年齡。隨著年齡的增長，人體的某些能力會下降，因此，年齡對于安全行為根據(jù)不同的情況有不同的影響結果。

⑷人格特性。具有襲擊性、好表現(xiàn)自己、喜歡冒險等個性傾向者，多易產(chǎn)生事故。

⑸疲勞。在某種意義上來說，疲勞導致了事故的發(fā)生，這是自然而然的事情，但這只是人們的經(jīng)驗總結，目前還沒有得到實驗證據(jù)的支持。

3.Shaw和Sanders根據(jù)研究結果，提出了也許導致事故發(fā)生的八大因素：①管理；②物理環(huán)境；③設備設計不妥或不安全的機器及工具設計；④工作任務；⑤社會氛圍