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1、北大12年4月自考“工程心理学”串笔记第一章 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
2、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: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
3、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。人机系统的效率不仅取决于人或机各
4、自的效率,同时也依赖于人、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:人机系统按人机连接的方式,可区分为串联式人
5、机系统和并联式人机系统。人机连环串接,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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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: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。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“动作时间研究”。21.德国心理学家闵斯特勃格首先把实验心理
12、学应用于工业生产。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。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
13、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:内容效度
14、、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
15、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。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:类别测量就是要求被试将事物按一定的规则或标准进行归类。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。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