Chapter3人的信息加工.ppt

第三章 人的信息加工,工程心理学 第三章 人的信息加工,主要内容,第一节 人的信息加工过程模型 第二节 人的信息接受与传递 第三节 人的信息中枢加工 第四节 人的信息输出,工程心理学 第三章 人的信息加工,第一节 人的信息加工过程模型,信息输入 信息输出 刺激感觉过程知觉过程思维决策执行过程反应 S R,工程心理学 第三章 人的信息加工,主要内容,第一节 人的信息加工过程模型 第二节 人的信息接受与传递 第三节 人的信息中枢加工 第四节 人的信息输出,工程心理学 第三章 人的信息加工,第二节 人的信息接受与传递,一、人的信息接受 （一）感受器与信息输入 （二）人的信息接受能力 二、人的信息传递 （一）信息量计算 （二）信息传递量的计算 （三）信道容量,1.1 感受器与信息输入,工程心理学 第三章 人的信息加工,1.2 人的信息接收能力,人的各种感受器是性能上有较大局限的信息接收器,工程心理学 第三章 人的信息加工,工程心理学 第三章 人的信息加工,2.1 信息量计算,预测或判断的正确性： （1）事件发生的概率 （2）掌握事件的信息多少 信息量：预测某一事件发生 需要获得信息的量 单位：比特（bit） 信息获得的过程，被看作是二择一的选择过程,工程心理学 第三章 人的信息加工,等概率事件的信息量 Hlog2n H表示信息量，n为事件包括的子事件数 每个子事件的信息量 Hi=1/n(log2n) =pilog2pi Hi子事件信息量，pi1/n 子事件发生的概率 非等概率事件的信息量 Have= pilog2pi = pilog2(1/pi) = log2N1/n ni log2 ni,工程心理学 第三章 人的信息加工,等概率事件的信息量 Hlog2n 如：A, B, C, D 等概率，总试验20次， 5 5 5 5 则n=4(子事件数目), Hlog24 =2 ？(1) A, B, C, D 等概率，总试验12次 3 3 3 3 ？(2) A, B, C, D 等概率，总试验16次 4 4 4 4 ？(3) A, B, C, D, E 等概率，总试验20次 4 4 4 4 4,工程心理学 第三章 人的信息加工,非等概率事件的信息量 Have=pilog2(1/pi) = log2N1/Nni log2 ni 如： A, B, C, D 出现的次数 ni 2 3 4 11 则pi： 1/2 1/3 1/4 1/11 N= 2+3+4+11=20 Have=1/2 log2(2) 1/3 log2(3)1/4 log2(4)1/11 log2(11) 或 =log2201/20 (2log22 +3log23 +4log24 +11log211),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2 信息传递量的计算,信息传递关系： 刺激系列-反应系列 (S-R) (1) 完全传递 每个刺激都引起对应的每一个反应，反应完全正确 (2) 完全没有传递 每一个刺激都得不到相应的反应，反应与刺激完全对不上号 (3) 部分传递 部分刺激得到正确的反应,工程心理学 第三章 人的信息加工,H(S)刺激信息量 H(R)反应信息量 H(S/R)疑义度 刺激发出的信息中没有正确传递到反应的信息量 H(R/S)模糊度、混淆度 反应信息不是由刺激信息传递而获得的信息量 H(S,R)刺激与反应联合的信息量 T(S,R)刺激与反应间有效传递的量(传递量),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2.1 完全传递,H(S)=H(R)=H(S,R)=T(S,R) H(S/R)=H(R/S)=0 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2.2 完全没有传递,H(S)=H(S/R) H(R)=H(R/S) T(S,R)=0 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2.3 部分传递,T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2 信息传递量的计算,T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S),工程心理学 第三章 人的信息加工,Have= pilog2pi 刺激平均信息量 H(S)=P(Si) log2P(Si) 反应平均信息量 H(R)=P(Ri) log2P(Ri) 刺激与反应联合信息量 H(S,R)=P(Si ,Ri) log2 P(Si ,Ri) 平均刺激疑义度 H(S/R)=P(Ri) P(Si /Ri) log2 P(Si /Ri) 平均刺激模糊度 H(R/S)=P(Si) P(Ri /Si) log2 P(Ri /Si),工程心理学 第三章 人的信息加工,2.3 信道容量,信道容量 人的传信通道在单位时间（秒）内所能传递的最大信息量 信息输入通道 视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等 信息输出通道 信息从大脑传输到运动器官（手、足、口等） 各种信道的传信能力有明显差异,工程心理学 第三章 人的信息加工,C =（n log2N)/ T C为传信容量， N为辨认的刺激数目， n为单位时间内能作出正确反应的刺激数目 T为对一个刺激作出正确辨认反应的时间,工程心理学 第三章 人的信息加工,人的各种感觉信道容量有明显差异 同一性质的感觉中，信道容量因刺激维度不同而变化 多维复合刺激的信道容量要比单位刺激大,工程心理学 第三章 人的信息加工,主要内容,第一节 人的信息加工过程模型 第二节 人的信息接受与传递 第三节 人的信息中枢加工 第四节 人的信息输出,工程心理学 第三章 人的信息加工,第三节 人的信息中枢加工,一、知觉的信息加工 二、记忆的信息加工过程 三、思维与决策过程,工程心理学 第三章 人的信息加工,1 知觉的信息加工,1.1 整体加工与局部加工的关系 1.2 自上而下加工与自下而上加工的关系,工程心理学 第三章 人的信息加工,2 记忆的信息加工过程,2.1 信息存贮 2.2 信息提取,3 思维与决策过程,工程心理学 第三章 人的信息加工,工程心理学 第三章 人的信息加工,主要内容,第一节 人的信息加工过程模型 第二节 人的信息接受与传递 第三节 人的信息中枢加工 第四节 人的信息输出,工程心理学 第三章 人的信息加工,第四节 人的信息输出,一、人的信息输出形式 二、信息输出的速度 三、信息输出的准确性,工程心理学 第三章 人的信息加工,1 人的信息输出形式,手足运动 口头言语 躯体运动 面部表情 眼神变化,工程心理学 第三章 人的信息加工,2 信息输出的速度,2.1 反应时 2.2 影响选择反应速度的因素 2.3 定位运动速度 2.4 重复运动速度,工程心理学 第三章 人的信息加工,2.1 反应时,反应时: 刺激出现到作出反应所花的时间，从信息输入至信息输出所花费的时间 刺激出现大脑中枢反应开始-反应结束 分为两部分： (1) 从刺激开始至反应开始之间的时间，潜伏期，反应时 (2) 从反应开始到反应完成的时间，反应运动时间,工程心理学 第三章 人的信息加工,2.2 影响选择反应速度的因素,2.2.1 刺激通道 2.2.2 刺激强度 2.2.3 刺激出现时的不确定程度 2.2.4 操作者内部状况,工程心理学 第三章 人的信息加工,刺激项目数对选择反应速度的影响,Merkel的研究 给被试 呈现阿拉伯数字1 2 3 4 5和罗马数字共10个刺激，分别由左、右手的不同手指作出反应。 结果发现：逐渐地增加需要选择的刺激（从1到10个），反应时也逐渐增长 刺激每增加1倍所引起的反应时增加量接近恒定,工程心理学 第三章 人的信息加工,(1) 概率相同， Hick, Hyman提出公式： RT=a+blog2 N =a+blog2(1/p) a,b 为常数，N为刺激数目，P为各刺激出现的概率 (2) 概率不同： RT =a+b log2(1/pi) 上述公式的缺陷： 不能确切反映 反应时实验的真实情况，因为反应时还受反应准确性的影响。 如果要求尽可能快地反应，反应时明显缩短，错误数随之增加,工程心理学 第三章 人的信息加工,选择反应速度与信息量的关系,Hick借助信息论的研究成果，发现： 只要实际传递的刺激信息量相同，选择反应时基本恒定。 理由： 反应加快反映错误数的增加传递信息量下降 RT =a+b HT (Hick-Hymans Law) HT为实际传递的信息量 关系体现： RTHT (1) 数值 变小 变小 (2) 意义 变快 下降,希克-海曼定律的几点说明,1 子集效应 2 刺激分辨性效应 3 重复效应 4 刺激-反应兼容性效应,a 子集效应,选择反应时实验（依次进行） 刺激 1和2 N=2 刺激 1到8 N=8 刺激 2和7 N=2 结果：第一种情况反应时小于第二种情况，第三种情况反应时介于前两者之间 推论：第三种情况是第二种情况的子集，在反应中被试根据整个集合进行选择,b 刺激分辨性效应,分辨率与传递的刺激信息无关，且分辨率大小取决于刺激总特征中有差异的特征数目比例，与特征的绝对数关系不大 3和5 421693和421695 推论：在设计中将刺激的相同特征去掉提高分辨性,c 重复效应,实验 三项刺激：ABC 两项反应：R1和R2 A或B进行R1反应 C进行R2反应 结果：在连续两次反应中，AA的反应时比BA的反应时短，BA的反应时比CA的反应时短 说明：刺激重复和反应重复都能缩短第二刺激的反应时 两个例外 两个刺激间隔时间长 被试对变换刺激反应更快 打字等重复同一刺激或同一只手重复 速度变慢,d 刺激-反应兼容性效应,视觉刺激：手控反应快 听觉刺激：言语反应快,工程心理学 第三章 人的信息加工,2.3 定位运动速度,定位运动：人的手或足从一个位置移到另一个位置的运动 定位运动速度：以手或足到达定位目标所需的时间表示 Fitts(1954)发现：定位运动所需时间随目标距离增大而增长，随目标宽度增加而缩短 MT=a+ b log2(2D/W) （费茨定律） 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 log2(2D/W)为运动难度系数(ID),工程心理学 第三章 人的信息加工,(1) 定位运动的潜伏反应时与运动时间的关系 两个时间相互独立 增加ID(log2(2D/W)，只增加运动时间，对潜伏反应时没有影响 (2) 定位运动时间受运动方向的影响 要求被试从中心起点向8个方向（左右、上下）进行距离为40厘米的定位运动 结果：从左下到右上的定位运动时间最短,工程心理学 第三章 人的信息加工,2.4 重复运动速度,主要特征：不断重复某个动作或某一组动作 旋转速度的影响因素：优势手、旋转阻力，旋转半径 手指敲击速度，不同手指间差异很大 运动方向、距离对重复运动速度的影响,工程心理学 第三章 人的信息加工,3 信息输出的准确性,3.1 定位运动精确性 3.2 盲目定位运动的准确性 3.3 速度准确性互换特性,工程心理学 第三章 人的信息加工,3.1 定位运动精确性,3.1.1 快速定位运动准确性 Schmidt研究了短于200毫秒的定位运动 定位准确性以运动终点（达及点）分布的标准差为指标 结果发现： 运动时间延长准确性提高 运动距离增加准确性下降 Wa=a + b (D/MT) （史密特定律） Wa为运动终点分布的标准差，D为运动距离，MT为运动时间， a, b 为常数 大量研究表明，史密特定律反映了快速运动的规律， 即定位运动准确性取决于运动速度(D/MT),工程心理学 第三章 人的信息加工,3.1.2. 用力要求与施力准确的关系 在固定的距离下，较快的运动要求有较大的起动力和制动力，人在较大用力时往往较难准确定位运动 当定位运动要求输出大力量时，运动准确性不再符合史密特定律 当力量要求增至操作者最大力量的60%70%时，力的准确性转而提高 手的不同运动方向也影响准确性,工程心理学 第三章 人的信息加工,3.2 盲目定位运动的准确性,盲目定位运动： 要求