第五章 认知及其绩效.ppt

,人因工程学,主讲人：徐国祺讲师,Xuguoqi_2004TelQ：53739436工程楼521室,第五章认知及其绩效,生活中,过马路出行公交车地铁火车就医网购.,生活中,过马路出行公交车地铁火车就医网购.,工作,司机红绿灯路上标识指示牌其他车辆的指示灯.,如何认知问题？包括信息的处理、形势的估计、决策和计划等。,第一节认知心理学及人的信息加工模型,认知心理学从心理学的角度研究人与外界交互以及认知外界的原理，包括研究如何通过视觉、听觉等接受和理解来自周围环境信息的感知过程，以及通过人脑进行记忆、思维、推理、学习和问题解决等人的心理活动的认识过程。随着信息论的问世，人们开始用信息加工过程来研究和解释人的心理过程和复杂行为，这便是现代认知心理学。,一、认知心理学,第一节认知心理学及人的信息加工模型,为了解释人的认知活动，认知工效学家用信息的观点解释人的认知过程，将人模拟成一个与计算机类似的信息处理系统。人的信息处理系统由感知系统、认知决策系统、运动或反应系统组成。而人在人机系统的特定作业活动中的作用，在一定意义上，又可以被看作是一种信息传递和加工。,二、人的信息加工模型,第一节认知心理学及人的信息加工模型,二、人的信息加工模型,人的信息加工模型,感觉器官和相关的记忆存储器组成感知系统，感受信息并进行简单信息编码。,执行中枢信息系统发出的命令，产生系统的输出。,接收信息并存入工作记忆中，从长时记忆中提取以前存入的有关信息和加工规律，进行综合分析后作出决策，将决策信息输出到运动系统,第一节认知心理学及人的信息加工模型,三、信息和信息量,信息量是不确定性平均减小的量。信息量的大小可用消除不确定性的多少来衡量，即消息中所含的信息量是出现该消息的概率的函数。消息出现的概率愈小，它所包含的信息量就愈大，反之亦然。,信息是能消除事先不能确定的情况（即先验不确定性）的信号或知识，以适合通讯、存储或处理的形式表示的知识和消息。它存在于一切事物中，是一种抽象量。,第一节认知心理学及人的信息加工模型,消息中所含的信息量I与该消息出现的概率P（x）之间的关系式如下：,通常广泛采用的信息量单位为bit，此时取对数的底a=2。1bit信息量为含有两个独立等概率可能状态的事件所具有的不确定性被全部消除所需要的信息，即：,第一节认知心理学及人的信息加工模型,我国古代烽火台是传递信息的工具。烽火台燃气烟火，表示敌人来犯，否则，表示敌军未动。它传递的信息只有两种情况：“有”或“没有”。这是最简单的通信情形，拿它作为信息量的单位，称为“1比特”。用数学的语言来说，即只含有0（无烟）和1（有烟）两种情况的通信，其信息量定义为,第一节认知心理学及人的信息加工模型,假设烽火台上有两支烟囱，甲烟囱表示敌人情形：进犯（1），或未进犯（0）,乙烟囱表示我方情形：需增援（1），或不需增援（0）,得到四种情况：甲乙（00）敌人未来，不需增援；（01）敌人未来，需要增援；（10）敌人进犯，不需增援；（11）敌人进犯，需要增援。我们所知道的信息比以前多了，他所含的信息量应该是,（比特）,第一节认知心理学及人的信息加工模型,三支烟囱的烽火台可传递8种情况信息,即：（0，0，0）；（0，0，1）；（0，1，0）；（0，1，1）；（1，0，0）；（1，0，1）；（1，1，0）；（1，1，1）这时信息量自然就是,（比特）,正由于最简单的信息只有两种可能，因此计算信息量时采取以2为底的对数可以获得最基础的信息量1；当信息以y=2x发生变化的时候，用计算信息量就能正确反映出信息量的真实情况。,第一节认知心理学及人的信息加工模型,信息传递模式,人机系统中，信息传递过程通常有三种模式：1）信息源发出的信息被信宿完全接收；2）信源发出的信息在传递过程中消耗殆尽；3）从信源发出的信息虽然有些损耗，信宿收到的信号也混有某些噪声成分，但仍有部分信源发出的信息被有效地传送到了信宿。系统设计的任务：合理设计，减小信息损耗，或通过提高信噪比，降低混淆度，提高信息传递质量。,第二节信息的接收与传递,一、信号识辨机理,图像识别理论模型声音的解释,信号识辨的研究内容很多，这里主要介绍图像识别理论模型和声音的解释。,材料-驱动概念-驱动,模式匹配理论原型匹配理论泛魔识别模型,第二节信息的接收与传递,一、信号识辨机理,（一）感觉器官及其信息接收能力信息接收感受器：按其接受刺激的性质可分为视、听、触、味、肤觉等多种感受器。1.感觉器官的信息接收能力（1）感觉器官要求“适宜刺激”信号的载体每种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感。这种刺激就是该感受器的适宜刺激。表1（2）感官对信息载体的能量要求也有一定的限度。表2要保证信息传递畅通有效，信号的能量必须较大幅度地超过人的绝对感觉阈值下限值。,第二节信息的接收与传递,（一）感觉器官及其信息接收能力信息接收表1人的感觉和各类感受器的适宜刺激,第二节信息的接收与传递,（一）感觉器官及其信息接收能力信息接收表2刺激阈限,第二节信息的接收与传递,(1)视觉,瞳孔：用来调节进入眼内的光量。瞳孔大，在单位时间内通过的光量就多，反之就少。在非常明亮时，瞳孔的直径大约是2mm，在黑暗中，瞳孔的直径大约是8mm。注意：外界光的刺激强度的变化可以达到109，而瞳孔只能控制16倍左右的光量，因此光靠瞳孔来调节光量是远远不够的，在设计人机系统时就要考虑这一点。,形成机制：,第二节信息的接收与传递,视觉运动规律：,（1）眼睛的水平运动比垂直运动快。,（2）眼睛习惯于从左到右，从上到下地运动。,（3）人对水平方向尺寸的估计比对垂直方向尺寸的估计要准确。,第二节信息的接收与传递,第二节信息的接收与传递,（2）听觉,主要特征：,可听范围：2020000Hz,听觉阈限：,辨别频率：人耳对频率辨别能力较强，大于4000Hz的频率，相差1%就能加以区别（例如辨别人说话）。,第二节信息的接收与传递,辨别声强的能力：人耳对声强的辨别能力较弱，声强与人的主观感觉不成比例关系，而是对数关系。当声强增加10倍时，主观感觉的响度只增加1倍；声强增加100倍时，主观感觉的响度只增加2倍，依次类推。,第二节信息的接收与传递,任务结束时报警，不同任务尽量用不同的频率来区分！,第二节信息的接收与传递,辨别声音的方向和距离：主要靠人的主观经验,听觉的适应：在声音连续作用的过程中，听觉敏感度会随时间的延长而降低。,听觉疲劳：听觉疲劳后，要经过几小时，甚至几天才能恢复听觉敏感度。,第二节信息的接收与传递,（3）触觉,主要特征：,作用：是能辨别物体的大小、形状、硬度、光滑程度等。应用：操纵装置设计中，使操作者能够靠触觉准确的控制各种不同功能的操纵装置。,注：主动触觉优于被动触觉；训练可以提高触觉能力,（4）其他感觉（如嗅觉、味觉）应用：可以用来承担“警戒”任务。,如：手机按键，鼠标操作，汽车操作等！,第二节信息的接收与传递,（一）感觉器官及其信息接收能力信息接收感觉器官能察觉到信号刺激的强度和频率之间的差异条件：当信号刺激的能量分布落在绝对感觉阈值的上下限之间时在人机系统设计中，常利用信号的能量差异进行信息编码，例如飞机告警系统采用不同强度和不同频率的声音混合编码，以提高告警信号的传信绩效。韦伯定律：最小可觉差别与最初的刺激强度之比是一个常数。A能引起最小可觉差别所需要的刺激增量；A最初刺激强度；感受器的适宜刺激为中等强度范围时，韦伯定律都适用。,第二节信息的接收与传递,（二）知觉1.含义人们通过感官得到了外部世界的信息，这些信息经过大脑的加工（综合与解释），产生的对事物整体的认识就是知觉。知觉以感觉作基础，是现实刺激和已储存的知识经验的相互作用的结果，是一种主动的和富有选择性的构造过程。2.知觉作为一种活动过程，包含了互相联系的几种作用：觉察：指发现事物的存在，而不知道它是什么分辨：把一个事物或其属性与另一个事物或其属性区别开来确认：确定知觉的对象是什么，给它命名，并把它纳入一定的范畴,第二节信息的接收与传递,知觉与感觉的区别：,感觉：主要涉及外界刺激的物理特性；知觉：涉及人的认知特性，与人的经验、所受的教育密切相关,A,例如，字母“A”。感觉：一些线条；知觉：是英文第一个字母,第二节信息的接收与传递,二、感知过程的信息存储,（1）感觉储存。又称为感觉记忆或瞬时记忆。它是外界输入刺激后人对信息加工的第一个模块，感觉记忆的存储时间大约为0.25s-2s。瞬时记忆容量大，一般为9-20比特。（2）感觉存储编码。感觉存储编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有鲜明的形象性（如图像记忆）。信息量大，大部分来不及处理消失，只有一部分信息由于注意而得到进一步加工，并进入工作记忆。,第二节信息的接收与传递,（3）感觉储存和工作记忆的交互作用。工作记忆是感觉记忆和长时记忆的中间阶段，即输入信息经过再编码，使其容量扩大。保持时间为5s-20min。感觉记忆中只有能引起个体注意并被及时识别的信息，才有机会进入工作记忆。（4）感知映像的衰退和储存容量。感知记忆（包括视觉映像和听觉映像）随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残存的信息数量随时间的消逝而遵循指数规律迅速下降。,第二节信息的接收与传递,三、感知系统的信息加工,（一）信息加工方式（1）自下而上的加工指由外部刺激开始的加工，通常指先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。例：WORD单词识别：从线条确认字母确认单词知觉的产生是基于大量的感觉信息（2）自上而下的加工是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。大脑中的印象或观念能对刺激的解释有引导作用。,第二节信息的接收与传递,例：假设你坐在公园的长椅上等朋友，你不必把每个走过来的人的身高、体重、年龄、眼睛形状等与你的朋友的特征相比较，相反，你头脑中有一个你朋友的整体形象，你只要寻找与你头脑中那个整体形象相匹配的人。一旦某个走过来的人符合那个整体形象，你会在近处看清细节，以便确定这个人是不是你的朋友。知觉过程中即运用自下而上加工，也运用自上而下的加工例如：当你努力想听清某个人说话，你即运用了自下而上的加工努力辨别每个词语，也运用了自上而下的加工努力把你听到的内容与你了解的某个话题进行匹配。,第二节信息的接收与传递,（二）模式识别（1）模式是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。例：由几个线段组成图形，是视觉模式。（2）模式识别当人能够确认他所知觉的某个模式是什么时，将它与其他模式区分开来，这就是模式识别。一般来说，模式识别过程是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。,第二节信息的接收与传递,（3）匹配过程的实现方式，三种主要理论：第一种假设模板论认为人们在头脑中储存有无数的模板集，这些模板非常详细，从而使我们有可能辨认出各种客体。把观察到的客体模式与头脑中的模板集进行比较并选出与之匹配的最佳模板，我们就识别了该客体。模板匹配理论难以解释字母知觉中的问题。我们能辨认一个字母在大小、方向和形式上的种种变化，很难想象在我们头脑里会储存有那么多模板。这个假设显然是很不经济的。缺陷：能解释人的某些模式识别，但存在局限性1）必须先存储相应模板才能识别，需要很大的模板数量，记忆负担加重。2）缺少灵活性，对人为什么有时会迅速识别一个新的模式不能很好解释。,第二节信息的接收与传递,第二种假设原型论认为原型不同于模板，它不是一个具体的特定样式，而是一类事物最典型（最常见）的基本特征。知觉的识别过程不是与模板精确、等同的匹配，而是与原型相一致。研究发现，即使人们从来没有见过完全与原型匹配的样例，人们也能够形成一种原型，识别出该客体。优点：时间短、记忆负担小、灵活，能适应环境变化。缺点：只有从下到上的加工，没有从上到下的加工。,第二节信息的接收与传递,第三种假设特征论该理论将构成模式的元素或成分及相互关系称为特征，认为外部刺激在人的长期记忆中，是以各种特征来表征的。例如：A2条斜线、1条水平线、1个锐角组成特征和特征分析在模式识别中起到关键作用。模式识别时主要过程如下：分析刺激特征抽取刺激的有关特征合并抽取的特征与长期记忆中的各种刺激特征对比一旦获得最佳匹配，识别结束。优点：不管刺激的大小、方位等其他细节，避免预加工困难和负担，使识别有更强的适应性，同时也减轻了记忆负担。,第二节信息的接收与传递,（三）信息加工周期、单位知觉、感知加工的速率变化（1）加工周期。加工周期时间与刺激脉冲反应的时间有关。要辨认两幅照片是否同一人，就必须等更多的细节显出来后才能做出反应，这时的周期时间就要长得多。（2）单位知觉。如果在一个知觉加工器的工作周期里，有多个相类似的刺激发生，那么知觉加工器就会将它们当作一个刺激单位加以处理。（3）感知加工的速率变化。知觉加工器的单位加工周期并非一个固定的常数。根据不同的刺激条件，加工周期可在一定范围内变化。若刺激强度增大，加工周期就会相应短些。即知觉加工器的加工周期时间与刺激强度成反比。,第二节信息的接收与传递,四、人的信息传递能力,（1）理论能力与人的实际能力。生理学研究结果：视觉器官的传信能力约为109bit/s。单耳传信能力大约为8000bit/s。（2）感知觉的绝对辨认能力。辨认能力是指当单个的刺激呈现而不与其他刺激作比较的条件下，感觉器官所具有的辨认能力。（3）信息传递率。信息传输速率（R)是指人在单位时间内能传递的信息量。一般认为，人的通道容量约为7bit/秒。实际上，人的信息传递率远远高于7bit，这是因为作用于人的感官的外界刺激往往都是多维度的。,第二节信息的接收与传递,四、人的信息传递能力,3不同感知觉的绝对辨认能力,第二节信息的接收与传递,四、人的信息传递能力,3不同感知觉的绝对辨认能力,第二节信息的接收与传递,五、注意,（一）注意的基本概念注意是心理活动或意识对一定对象的指向与集中。1.注意的指向性。是指人在某一瞬间，他的心理活动或意识选择了某个对象，而忽略了另一些对象。2.注意的集中性。当心理活动或意识指向某个对象的时候，他们会在这个对象上集中起来，即全神贯注起来，这就是注意的集中性。,第二节信息的接收与传递,五、注意,（二）注意的种类根据引起注意和维持注意有无目的及是否需要付出意志努力，注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意。,无意注意是指事先没有目的、也不需要意志努力的注意。,有意注意是指有预定目的、需要一定意志努力的注意。,有意后注意既服从于当前的活动目的与任务，又能节省意志的努力，对完成长期、持续的任务别有利。,第二节信息的接收与传递,五、注意,（三）注意的特性（1）注意的广度，是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。（2）注意的选择性，是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。（3）注意的持续性，指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上，也叫注意的稳定性。（4）注意的分配，是个体在同一时间对两种或两种以上的刺激进行注意，或将注意分配到不同的活动中。,第二节信息的接收与传递,五、注意,（1）与知觉对象的特点有关。如果被知觉的对象形态相似、排列整齐、颜色大小相同、能够成彼此有联系的整体，注意的范围就大些。反之，则注意的范围就小些。,影响注意广度的因素：,第二节信息的接收与传递,（2）与个人的知识经验的关。（3）与个人的活动任务有关。有明确目的任务的注意和没有明确目的任务的注意，两者的注意的广度也会不同。前者大，而后者小。（授课内容考试与不考试）,第二节信息的接收与传递,（1）和对象本身的特点有关。如果注意对象内容丰富，复杂多变，注意就容易稳定。反之，就不容易稳定（多媒体授课）（2）和无关刺激干扰有关。（3）和主体状态有关。,影响注意稳定性的因素：,第二节信息的接收与传递,五、注意,（四）注意的认知理论1.注意的选择功能心理学家提出了一系列理论模型，解释注意的选择作用的实质，以及人脑对信息的选择究竟发生在信息加工的哪个阶段上。（1）过滤器理论。（2）衰减理论（3）后期选择理论（4）多阶段选择理论认为选择过程在不同的加工阶段上都有可能发生。这一理论的两个主要假设是：在进行选择之前的加工阶段越多，所需要的认知加工资源就越多。选择发生的阶段依赖于当前的任务要求。多阶段选择理论看起来更有弹性，由于强调任务要求对选择阶段的影响，避免了过于绝对化的假设所带来的难题。,第二节信息的接收与传递,2.注意与认知资源分配（1）认知资源理论。该理论认为，与其把注意看成一个容量有限的加工通道，不如看作一组对刺激进行归类和识别的认知资源或认知能力。人的认知资源是有限的。对刺激的识别需要占用认知资源，当刺激越复杂或加工任务越复杂时，占用的认知资源就越多。当认知资源完全被占用时，新的刺激将得不到加工（未被注意）。,第二节信息的接收与传递,第二节信息的接收与传递,2.注意与认知资源分配（2）双加工理论。该理论认为，人类的认知加工有两类：自动化加工和受意识控制的加工自动化加工不受认知资源的限制，不需要注意，自动进行。这些加工过程由适当的刺激引发，发生比较快，也不影响其他的加工过程。在形成之后，其加工过程比较难改变。意识控制的加工受认知资源的限制，需要注意的参与，可以随环境的变化而不断进行调整。双加工理论可以解释很多注意现象。人通常能够同时做好几件事，如可以一边骑自行车一边欣赏路边的风景等。,第三节记忆和学习,一、记忆,两个基本过程：,记：体现为识记（信息的输入和编码过程）和保持（信息的贮存）忆：体现为再认和回忆（信息的提取）,记忆三个阶段：,瞬时记忆短时记忆长时记忆,定义：人的大脑能够把输入或经过加工的信息存储起来，在需要时再把这些储存的信息取出。,根据信息的输入、加工、储存、提取方式的不同以及信息储存时间长短的不同，人的记忆可以分为,第三节记忆和学习,感觉记忆：是指外部刺激引起的感性形象作用停止后的很短时间内，仍保持不变的状态，由于保持时间很短（通常以ms为计量单位），所以感觉记忆又被称为瞬时记忆。感觉记忆是记忆的初始阶段，它是外界刺激以极短的时间一次呈现后，一定数量的信息在感觉通道内迅速被登记并保持一瞬间的过程。人的瞬时记忆最初是通过下列试验发现的：,第三节记忆和学习,第三节记忆和学习,只用记住某一行的字母！,第三节记忆和学习,容量,保留时间,感觉记忆,视像记忆,声像记忆,17个字母左右,200ms,5个字母左右,1500ms,第三节记忆和学习,短时记忆（工作记忆）：介于感觉记忆和长时记忆之间。主要有如下特点：（1）信息保持时间很短。在无复述的情况下，一般保持520s，最常不超过1min；（2）记忆容量小。信息一次呈现后立即正确记忆的最大量一般为59个互不关联的项目；（3）对中断的高度敏感。短时记忆极易受到干扰。（4）短时记忆中的信息可被意识。也就是说，只有短时记忆中的信息才能被保持在人们当前的意识之中。,第三节记忆和学习,短时记忆（工作记忆）,计算：3*49+5*99+7+9*78+12+4+8+3*77=？,答案:（1606）,第三节记忆和学习,容量,保留时间,感觉记忆,短时记忆,长时记忆,视像记忆,声像记忆,17个字母左右,200ms,5个字母左右,1500ms,5-9个项目左右,5-20s,无限,大于1min,第三节记忆和学习,改善感觉记忆和短时记忆的措施：,1）最小化工作记忆的负荷。也就是尽量减少给操作工的信息量,2）提供视觉反馈。（如多媒体上课）,3）利用组块。增加容量（如r、e、d和b、d、g）,a物理组块的大小（数字和字母大约3-4）,b有意义的序列（密码：生日）,c字母先于数字（如1-800-663-5900和1-800-GET-HELP）,d保持数字和字母分离（如458GST和4G58ST）,第三节记忆和学习,第三节记忆和学习,改善感觉记忆和短时记忆的措施：,1）最小化工作记忆的负荷。也就是尽量减少给操作工的信息量,2）提供视觉反馈。（如多媒体上课）,3）利用组块。增加容量（如r、e、d和b、d、g）,a物理组块的大小（数字和字母大约3-4）,b有意义的序列（密码：生日）,c字母先于数字（如1-800-663-5900和1-800-GET-HELP）,d保持数字和字母分离（如458GST和4G58ST）,1394610983113946109831,第三节记忆和学习,4）在指示语中要考虑工作记忆的限制。,指示：在做X和Y之前，做A。指示：做A，然后做X和Y。,比较,第三节记忆和学习,二、遗忘,19世纪末期，德国心理学家H.艾宾浩斯(H.Ebbinghaus)以其本人为主试和被试，对记忆和遗忘进行了大量系统的实验研究。,表不同时间间隔的保持成绩,保持与遗忘曲线,第三节记忆和学习,由该曲线可知，遗忘发展的进程是不均衡的，在识记后的短时间内，遗忘速度很快，以后逐渐缓慢，一定时间后，则处于停滞状态而几乎不再忘记。,图艾宾浩斯保持和遗忘曲线,第三节记忆和学习,遗忘的原因,干扰是产生遗忘的重要原因,前摄干扰（也称前摄抑制），即先前学习的材料对识记和回忆后学材料的干扰。倒摄干扰（也称倒摄抑制），即后面学习的材料对保持和回忆先学材料的干扰。,对于两种学习材料：前摄干扰的强度随先学材料的数量以及先后两种材料内容相似程度的增加而增加。倒摄干扰受先后两种材料相似程度、后学材料的难度以及先学材料保持程度等因素的制约。对于同种学习材料：首尾部分容易记住，而中间部分容易遗忘，因为首部无前摄抑制的干扰，尾部无倒摄抑制的干扰，而中间部分则既有前摄干扰又有倒摄干扰。,克服遗忘最好的办法是复习（按照遗忘规律复习）,第三节记忆和学习,三、学习,学习程度学习曲线,表学习程度对记忆的影响,表示在技能形成过程中练习次数（或练习时间）与练习成绩之间的关系的曲线，可用于研究知识和技能形成规律。,第三节记忆和学习,短期学习曲线,长期学习曲线高原现象,第三节记忆和学习,四、技能培训,技能形成过程,模仿学习阶段提高阶段技能成熟完善阶段,影响技能形成速度的因素,技能的性质不同，学习者掌握技能的速度也不同技能结构的复杂程度不同，学习者掌握技能的速度也不同指导方法对于学习者掌握技能的速度有一定的影响学习环境的优劣也是影响掌握技能速度的一个因素人的主观状态，如动机、态度、能力、兴趣、文化程度、已有经验等对掌握技能的速度有明显影响,第三节记忆和学习,技能提高的标志,工作速度的加快工作质量的提高工作失误率下降,技能的迁移和干扰,技能的迁移,引起技能迁移的原因，是新学习的技能与已经掌握的技能之间，在刺激和反应方面存在着共同要素。,技能的干扰,新学习的技能与已掌握的技能之间，刺激相同或极为相似而又要求作出不同的反应时，就会发生干扰。,例学骑自行车、三轮车,第三节记忆和学习,技能培训,为了获得良好的培训效果，应采用科学的培训方法，如：,在整个培训过程中，自始至终都必须把培养用正确方法操作、养成良好的操作习惯，作为培训重点。通常分散培训优于集中培训，这是因为分散培训有较多的时间间隔，可以消除大脑神经过程所产生的抑制。对于结构复杂的技能培训，应在工作研究的基础上，将操作技能分解为若干个操作动作，利用图片和操作指导书，讲解操作动作，务必使学习者明白其中的道理。在培训中，应充分利用电化教学手段如幻灯、录像、电影、计算机等在整个培训过程中，应将学习者的练习结果进行反馈。,第四节思维与决策,一、思维,（一）思维特征1.间接性：人在思维中能根据已知的因素，通过中介而达到对未知因素的认识。例：“月晕而风，础润而雨”，风雨虽然未感知到，但从“月晕”和“础润”能推知出来。2.概括性：指反映的是同一类事物的共同特征、本质特征或事物间规律性的联系。例：具有书写功能是笔的本质特性，无论长短、大小、颜色和材料等如何变化，只要具有书写功能就叫做笔。,第四节思维与决策,（二）思维分类1.按表征方式：动作思维、形象思维和抽象思维；2.根据思维活动的方向性：聚敛思维、发散思维；2.按思维方法与其结果的新颖性：复制性思维、创造性思维。,第四节思维与决策,（三）思维过程运用存储在长时记忆中的知识经验，对外界输入的信息进行分析、综合、比较、抽象和概括的过程就是思维过程。具体包括以下过程：1.分析与综合：分析是指在头脑中把事物的整体分解为各个部分或各个属性、综合是把事物的各个部分、各个特征、各种属性结合起来，了解他们之间的联系，形成一个整体。2.比较：把各种事物和现象加以对比，确定他们的相同点、不同点及其关系。3.抽象与概括：抽象是在思想上抽出各种事物与现象的共同的特征和属性，舍弃其各别特征和属性的过程。在抽象的基础上，人们可以得到对事物的概括性的认识。例如：石英钟、闹钟、座钟、挂钟都能计时，因此，“钟能计时”就是他们的共同属性。,第四节思维与决策,二、推理,推理是指从具体事物归纳出一般规律或者根据一般原理推出新结论的思维活动。前者叫归纳推理，后者叫演绎推理。演绎推理包括以下几种方式：1.三段论推理：它是由两个假定真实的前提，和一个可能符合，也可能不符合这两个前提结论所组成。例如：所有的A都不是B，所有的B都是C，因而所有的A都不是C；不正确推理中的错误，是由于人们对前提的信息加工不充分，或者说受工作记忆容量的限制，人们只根据前提创建了一个心理模型，而没有考虑建立更多的心理模型造成的。,第四节思维与决策,1.线性推理：线性推理又称关系推理，在这种推理中，所给予的两个前提说明了三个逻辑项之间的可传递性的关系。例如：张三比李四高，李四比王五高，因此，张三比王五高；由于这种推理的三个逻辑项之间具有线性的特点，所以线性推理又称线性三段论。2.条件推理：人们利用条件性命题进行的推理。规则以如果，那么的形式进行表述，另有一个其他的语句用来确定条件或结论为真或为假，而推理者则必须确定剩余项的真或假。如果你努力学习过，你就会在这门课上取得好成绩。你努力学习过。因此，你有希望在这门课上取得好成绩。,第四节思维与决策,三、问题解决,1.问题解决的含义及脑机制：（1）问题解决是由一定的情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。（2）大脑皮层的额叶对问题解决活动具有重要的作用。大脑皮层其它部位加工过的信息，都要传递到额叶进行更复杂的加工、综合，编制成行为的程序，进而调节和控制人们的行为和心理过程，同时还要将行为的结果与最初的目的进行对照，以保证活动的完成。,第四节思维与决策,2.问题解决中的策略：（1）算法算法策略就是在问题空间中随机搜索所有可能解决问题的方法，直至选择一种有效的方法解决问题。该法费时费力，而且当问题复杂、问题空间很大时，人们很难依靠这种策略来解决问题。（2）启发法启发法是人根据一定的经验，在问题空间内进行较少的搜索，以达到问题解决的一种方法。启发法不能完全保证问题解决的成功，但用这种方法解决问题较省时省力。,第四节思维与决策,常用的启发性策略：1）手段目的分析将需要达到的问题的目标状态分成若干子目标，通过实现一系列的子目标最终达到总目标。2）逆向搜索逆向搜索就是从问题的目标状态开始搜索直至找到通往初始状态的通路或方法。例：人们要去城市的某个地方，往往是在地图上先找到目的地，然后查找一条从目的地退回到出发点的路线。3）爬山法采用一定的方法逐步降低初始状态和目标状态的距离，以达到问题解决的一种方法。,第四节思维与决策,四、影响信息处理的因素,1.大脑信息处理能力的界限：（1）大脑皮质对连续接受的各种信息不可能全部确切地给以处理，其能力具有一定的限度。人不可能同时处理两种以上的信息。人的这种信息处理特征称为单通道机制。,第四节思维与决策,1.大脑信息处理能力的界限在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时，人们可以正确地进行处理；当信息时间短促，信息又错综复杂时，就不能很好地处理，将出现以下各种情况：1）漏掉了未处理的信息；2）做了错误的处理；3）处理延迟；4）信息内容处理不全；5）信息处理的质量降低；6）使用了规定以外的处理方法；7）放弃处理。,第四节思维与决策,2.内部因素1）人的唤醒水平唤醒水平指人的总体生理激活程度。他对工作效率有很大影响。在适宜的范围内，唤醒能维持大脑的兴奋性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范围过分激活，人将处于十分紧张状态，无法实现有效行为2）工作任务因素认知加工器的加工周期通常为10次/s左右，每次约70（25-170）ms。认知加工器的加工周期变动性较大，不同的加工任务，器加工周期时间可在很大范围内波动。,第四节思维与决策,第四节思维与决策,1）学习从学习曲线规律可知，如果反复练习同种作业，随着练习次数的增加，工作质量和效率都将在一定程度上有所改善。并能减轻人的疲劳。2）疲劳在疲劳使信息处理能力降低的状态下，就会发生不能很好地处理刺激的反应模式。3）动力人对作业形成动力是人处理信息时的基础条件之一，特别是在重新学习掌握信息处理方法时，动力具有更加重要的作用。3.外部条件作业时间、时机以及作业条件等影响信息处理能力。,第五节人的信息输出,操作者在接收来自系统的信息并对其进行中枢加工以后，便根据加工的结果对系统做出反应。这后一个过程即称为操作者的信息输出。例如，汽车驾驶员为避免撞上前方突然出现的行人而刹住汽车，飞行员将瞄准器对准欲攻击的目标，等等。此类行为都是信息输出的表现。信息输出的实际形式是多种多样的。各类信息输出的质量取决于反应时间、运动的速度和准确性等因素。本节主要介绍人的信息输出的形式、运动的速度和准确性。,第五节人的信息输出,在实际情境中，操作者的信息输出形式多种多样。信息输出最重要的方式是运动输出。根据操作活动的形式，人体操作活动可分为以下五种：（1）定位运动：人体或肢体根据作业所要求达到的目标，从一个特定位置运动到另一个特定位置的运动，是一种最基本的操纵控制运动。（2）重复运动：是在作业过程中，人连续不断地重复相同的动作，如用小锤子钉钉子。,1.操作运动类型,第五节人的信息输出,（3）连续运动：是操作者对操纵对象连续进行控制、调节的运动。如焊工用焊枪焊料。（4）逐次运动：是若干基本动作按一定顺序相对独立地进行的运动。如手机键盘锁定。（5）静态调整运动：是在一定时间内，没有外在运动表现但需要肢体用力把身体的有关部位保持在特定位置上。如体操比赛。,第五节人的信息输出,（3）连续运动：是操作者对操纵对象连续进行控制、调节的运动。如焊工用焊枪焊料。（4）逐次运动：是若干基本动作按一定顺序相对独立地进行的运动。如手机键盘锁定。（5）静态调整运动：是在一定时间内，没有外在运动表现但需要肢体用力把身体的有关部位保持在特定位置上。如体操比赛。,第五节人的信息输出,1）反应时的概念一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。包括两部分：一部分：从刺激开始到反应开始之间的时间，称为反应潜伏时间；另一部分：从反应开始到反应完成的时间，称为运动时间。,（1）反应时,反应时=反应潜伏期+运动时间,2.操作运动的速度,第五节人的信息输出,2）简单反应时与选择反应时间1.简单反应时。如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为简单反应时。2.选择反应时。有多种不同的刺激信号，刺激与反应之间表现为一一对应的前提下，呈现不同刺激时，要求做出不同的反应，这时获得的反应时称为选择反应时。,第五节人的信息输出,3）影响反应时的因素,1）感觉通道的种类2)效应器官的特点3)刺激的强度和性质：弱光，0.205s；强光，0.162s。4)刺激出现的不确定性5）训练程度6）反应的复杂性7）个体的身心状态,第五节人的信息输出,不同的感觉通道受刺激的反应时明显不同。各种感觉通道的简单反应时见下表。,各种感觉通道的简单反应时,第五节人的信息输出,（2）运动时间：运动开始至运动结束所耗费的时间。,运动时间为运动开始至运动结束所耗费的时间，即完成反应动作的时间。运动时间随运动的距离与方式而改变。一般完成控制操作最少需300ms。因此，从刺激呈现到反应动作完成最少需300ms，加上反应时间200ms（估计数）共计500ms。在没有任何期待（预先警告）的情况下，反应时间加运动时间一般为0.71s，甚至1s以上。,第五节人的信息输出,1）早期进行的研究表明，定位运动时间依赖于运动距离和运动精度两个因素。2）关于定位运动时间和运动方向的关系，施密特克对此做了实验研究。（右手55度方向向右上方做定位运动速度最快）3）定位运动时间与空间介质有关。,（3）定位运动的速度：,第五节人的信息输出,1954年费兹作