工程心理学-2014-绪论课件

1、第一章 绪论第一节 研究对象一、什么是工程心理学（Engineering psychology）采用心理学研究方法，通过对人-机-环系统中人、机器和环境界面的研究，实现界面优化，从而提高工作绩效，创造舒适环境，防止事故发生。在美国，通常称为人的因素（Human factors）；在欧洲，通常称为工效学（Ergonomics）（一）研究对象1、人机环系统：由彼此相互作用的人、机器和环境三个要素组成的系统。2、界面研究界面（interface）指的是人、机器和环境三个要素彼此作用的交界面，也称接口，主要有：人-机界面：人与机器之间的界面人-环境界面：人与环境之间的界面人机系统人-机系统（man-m

2、achine system）指由人和所使用的工具、设备或机器组成，通过人-机双方相互作用和相互配合以实现一定功能的工作系统。人-机系统的性质和作用决定于人和机的特点，而且也取决于人和机之间的关系人-机交互（human-computer interaction, HCI）指人在特定情景中和机器进行交互的过程、对话或动作的总称。人机交互的过程 人与机器之间信息交换的过程 人-机界面是人-机交互的中介面人机交互的基本模式 包含两个方面的信息转换人机交互人-机匹配（ man-machine match ）通常指的是人-机系统中，人机双方在结构和功能特点上的彼此适应，主要表现在人-机界面上信息显示与人的

3、感知过程特点的匹配。人适应机器：操作人员能够与机器要求相适应选拔机器适应人：机器的设计适应人的特点和要求人机匹配1、界面优化2、界面优化策略人-机界面优化策略：设计新界面、改进原有界面人-环境界面优化策略：采取防御式界面、改变环境（二）研究目的（三）核心科学问题人体生理心理特点和人的工作能力限度相适应的问题 从工程设计的角度对身心因素进行研究人机过程和人机界面设计要求的相关问题 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设计要求的相关问题 如工作空间的大小、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、工作间的距离等人的绩效和工作负荷的计算建模

4、研究 利用计算机技术和数学模型等对人的各种活动进行模拟和预测第二节 工程心理学的发展历史一、早期的人机界面研究19世纪晚期至20世纪前期，是工程心理学的萌芽期，典型的研究有：Taylor(1898):用实验方法系统研究了铲子的各种设计和每一铲不同东西的最适应的重量对工作效率的影响。Gilbreth(1909)：砌砖实验，动作和时间分析。二、工程心理学的诞生和发展（一）兴起阶段 第一次世界大战初期至第二次世界大战前，主要关注人适应机器的问题（二）成长阶段 20世纪40年代中期至60年代，关注的是机器适应人的问题，研究重点主要在军事工业领域（三）快速发展阶段 20世纪60年代后期至今，研究领域和应

5、用范畴有了新的拓展，由原来的复杂的军事工业领域，逐步发展应用到航天、医药、计算机、汽车工业、服务业等三、我国工程心理学的发展和现状20世纪50年代，主要开展操作合理化和技工培训方面的工作20世纪60年代，开始结合航天、航空、铁路和电站建设的要求开展研究（铁路信号，水电站监控室信息显示，飞机驾驶舱照明、信号、仪表显示等）20世纪70年代后期，心理所和杭州大学分别建立以工程心理学研究为主要方向的研究机构。主要开展照明工效、航空工程心理学、环境噪声心理学的研究。80年代中期开始，中国工程心理学进入新的发展时期。人机关系研究向广度和深度发展。 1989年，中国人类工效学会成立。问卷法用来了解操作者对机

6、器操作、工作环境的主观评价和体验，了解产品用户对各种产品设计的主观评价和偏爱，也可以用来获得诸如用户年龄、身高、教育程度等基本数据。问卷法的优缺点？问卷设计问卷实施测验法：对人的智力、能力、成就、个性等心理特征进行测量。 通过访谈者与被访者之间的交流来获取研究数据，经常用于研究发掘机器或者系统操作人员和产品用户的主观评价或者体验、动机的深层原因。最重要的特点：互动性访谈法的类型访谈流程：设计访谈提纲、提问、捕捉信息、反馈信息以及信息整理注意要点访谈法实验法是指有目的地控制研究条件或者变量，对各种变量关系进行研究的方法。实验法的优、缺点？实验变量实验设计完全随机设计和随机区组设计 被试内设计、被

7、试间设计和混合实验设计单因素设计和多因素设计实验室研究和现场研究以及模拟实验现场研究-准实验设计 1、两不等组前测后测设计 2、时间序列准实验设计 在连续作业过程中，通过比较同一组被试在实施实验处理前后的相等时间内作业效绩的变化来评定实验处理的效果 3、等时间取样准实验设计 在连续作业过程中，取若干个相等的时间段，通过比较同一组被试在等时间段内有实验处理时间段测量结果和无实验处理时间段测量结果之间的差异来评定实验效应模拟实验（一）检测测量信度的方法 1、重测法 2、交替形式法（复份法和并行法） 3、折半法（二）检测测量效度的方法 1、内容效度（逻辑效度） 2、准则效度（效标关联效度、实证效度）

8、 3、结构效度（理论效度、构想效度）三、工程心理学研究的评价（三）实验的研究效度内部效度外部效度（四）研究抽样随机抽样机械抽样分类抽样整体抽样EEG信号：可反映认知负荷的增加和心理努力的分配的改变；其波谱成分显示了响应心理要求或警戒状态变化的特有改变；ERP反映了脑对特定的感觉、运动与认知事件的神经反应（如P300、LRP）。fMRIPETMEG三、研究方法进展第四节 人的信息加工信息输入：感知觉信息处理：记忆、思维、问题解决、决策信息输出：人的行为和言语反应Norman(1993):Experiential: perceive, act, and react to events around

9、 usReflective: thinking, comparing, and decision-makingAnnual Review of Psychology的文章 (1) Fitts PM. 1958. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 9:267-94 包含了人-机系统部分和自动化操作部分，但集中关注了涉及基本的人类绩效的主题，包括知觉-运动技能、刺激-反应相容性以及显示和控制设计的核心人因领域。(2) Melton AW, Briggs GE. 1960. Engineering psychology. Annu. Rev. P

10、sychol.11:71-98 又提到了太空旅行，应激对人类绩效的影响，监控和警觉，以及多操作系统。(3) Chapanis A. 1963. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 14:285-318 文章完成于最初的人类太空旅行之后不久，以与太空旅行有关的人因问题的详细处理开始(4) Poulton EC. 1966. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 17:177-200 介绍了相加任务方法，就是现在被普遍使用的次要任务，以测量注意需求(5) Alluisi EA, Morgan BB

11、 Jr. 1976. Engineering psychology and human performance. Annu. Rev. Psychol. 27:305-30 标题上增加了“人类绩效”，独特之处是在应用方面的篇幅很大。接下来的两个综述又把标题变成了“工程心理学”，重视人类绩效的。有一个显著的改变，就是强调复杂任务环境和高级认知过程。(6) Wickens CD, Kramer A. 1985. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 36:307-48 总体上明确强调工程心理学的认知方面，并特别重视人类信息加工的局限。第一次关注注意

12、和心理负荷的测量以及决策的详细处理和决策启发式的使用。(7) Gopher D, Kimchi R. 1989. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 40:431-55 主要讨论了三个主题：复杂视觉信息的显示和交互，心理负荷，复杂技能的训练。(10) Olson GM, Olson JS. 2003. Human-computer interaction: psychological aspects of the human use of computing. Annu. Rev. Psychol. 54:491-516 详述了Carroll

13、文章的几个主题，但是在关于HCI研究的中心地位上不再持极端的观点。增加了对信息搜索工作的描述，包括了计算机支持的合作工作的讨论。(11) Proctor RW, Vu KPL. 2010. Cumulative knowledge and progress in human factors. Annu. Rev. Psychol. 61:623-51 讨论了以下主题：知觉-动作任务的绩效（警觉、刺激-反应相容性、多任务绩效、定位运动和费茲定律），意识、注意控制和自动性（自动性，心理负荷，情境意识，多模式和适应性显示设计，应用：新一代空中运输系统和网络战场），普适计算和可获取性（互联网，微型化和

14、移动技术，信息安全和隐私，个体差异和特殊人群）。认为在概念上的几个新进展是信息加工取向发展的自然结果，介绍了其他研究取向：活动理论，生态取向、认知工程和具身认知，情境认知、情境动作和分布认知，定性描述与定量模型，但仍强调信息加工取向的重要地位。一、知觉运动任务的绩效工程心理学的早期综述都从信息加工视角关注知觉-运动绩效。除了对注意的一般兴趣是个例外，这些主题在随后的综述中被很少关注。因此，人们可以认为，知觉-运动主题与当前的人因学关联不大，不再是一个活跃的研究领域。1、警觉关于警觉的当代研究可以追溯到Mackworth(1948)，他对声纳和雷达操作者为什么没有觉察许多敌人的潜艇感兴趣。警觉在

15、人因学研究早期被研究，并被包含在Annual Review of Psychology上几篇工程心理学文章中。尽管关于警觉的研究从未停止，但它的地位降低了。不过，对警觉的兴趣最近复兴了，这部分源于人-机系统中自动操作的越来越普遍（Warm et al.,2008）。自动操作改变了操作者的角色，从主动的控制者变成了被动的监控者。操作者必须为了不常出现的要求反应的信号而监督自动操作，这就是警觉任务。Mackworth(1948)识别出了警觉衰减现象：对关键事件的觉察在各种任务的头15分钟渐减。许多年来，警觉衰减被归因于警戒任务的单调性质所带来的唤醒降低（Kass et al.,2001）。但是，最

16、近的证据汇聚在一起表明，警觉衰减部分源于与保持警觉相联系的高心理需求。在警觉研究被包含在Alluisi & Morgan(1976)的综述中的时候，警觉以高任务特异性为特征，因为几个研究报告了不同任务间绩效的低被试内相关。Parasuraman & Davies(1977)通过结合注意资源理论来解释为什么执行者对某些任务显示了低相关，以此降低了对任务特异性的强调。他们集中关注以下观点，即连续性任务比同时性任务心理要求更多，连续性任务要求一个保持在工作记忆中的标准，潜在的关键事件必须与之相比较，而同时性任务不要求与一个标准相比较。许多随后的研究显示，以各种方式产生的信息加工需求增加在连续性任务中

17、比在同时性任务中有更多有害的影响。支持警觉衰减的资源解释的另一个证据来自心理负荷和血流速率的测量。心理负荷测量不仅显示连续性任务比同时性任务要求更多，而且显示警觉任务对多重注意资源产生需求（Finomore et al.,2006）。血流速率的测量显示了速率和任务要求间的强相关，特别是对右半球，支持了资源模型（Warm & Parasuraman,2007）。2、刺激-反应（S-R）相容性S-R相容性的第一个研究是Fitts & Seeger(1953)做的，在人因学文献中它经常被引用，并且S-R相容性被包含在工程心理学的头三个年度综述中。相容性继续是人因学中感兴趣的一个主题，但更多是在基础的

18、人类绩效中如此。最广泛研究的是空间相容性效应，对刺激和反应有空间特性的各种情境来说，当刺激与相应的反应对应时，绩效更好（Proctor & Vu,2006b）。刺激可以是物理位置、位置单词、箭头方向、运动方向或者任何其它的表示位置信息的刺激。反应可以是按键、输入设备（如操纵杆或者一个控制轮或射击支架的旋转）的线性运动。最近的研究强调，当S-R备选者在积极/消极情感、数量表征、持续时间或者准确性/力量控制柄上不同时，相容性效应也会出现（Proctor & Vu,2006b）。一般来说，在刺激和反应维度之间无论是否有重叠或相似性的时候，相容性效应都会出现（Kornblum et al.,1990）

19、，不管维度的任务相关性怎样。相容性效应的多数解释是基于两个加工过程：自动的和有意的（Kornblum et al.,1990）。自动反应激活是通过刺激与其相应反应间的长期联结而产生的。Simon效应（Simon，1990），刺激维度与任务无关时得到的相容性效应，被归因于自动激活。有意的加工过程，通过一个任务所定义的短期S-R联结来运作，被假定为是受控制的和有注意需求的。归因为有意加工的发现如相容性效应受任务目标的影响。研究已经显示，对相容性效应来说，关键的不是反应效应器的位置或运动，而是动作目标的位置（Hommel, 1993）。Kunde et al.(2007)在手动工具的操作中显示了这个

20、原则，手的运动方向与工具尖端的运动方向相反。反应时间随着刺激位置和工具尖端的运动方向的相容性而变化，而不是随着刺激和手动方向的相容性而变化。动作目标和被要求达到目标的手运动的关系也显示了相容性效应。这些结果表明，设计者应该避免工具的工作终端的逆向。当这不可能实现时，比如用于腹腔镜检查的外科工具，应该提供增强显示，重新反转来自工具末端的视觉反馈，作为对手运动方向的反应。3、多任务绩效在发展早期，人因学研究的另一个领域是多任务绩效。尽管有研究使用了两个以上任务，但是多数研究关心双任务绩效。像对警觉和相容性的研究一样，近年来大量研究关注了多任务绩效问题。 更基础的双任务研究集中于心理不应期（psyc

21、hological refractory period, PRP）效应。PRP效应是指以下现象：存在两个任务的刺激，每一个都要求反应，且它们的出现时间间隔只有几百毫秒或更短，在这种情况下对第二个刺激的反应会延迟。对PRP效应的最普遍接受的解释是中枢加工瓶颈理论（Pashler,1994）。基本观点是，当第一个任务正被加工时，第二个刺激可以被识别，但是，其后的加工如对第二个任务的反应选择要等到第一个任务完成后才能开始。近年来，关于这个中枢瓶颈是被构建于认知架构之中还是它只是用来协调双任务绩效的一个策略的结果（Meyer & Kieras,1997），以及这个瓶颈是否能被完全绕过（Ruthruff

22、 et al.,2006），还存在争论。这些观点被结合进最近的能量共享模型（capacity-sharing models），该模型把瓶颈描绘为一种能量有限的资源，可以向双任务的中枢加工分配不同的能量，而不是一次只能专用于一个任务（Tombu & Jolicoeur,2005）。能量有限资源的注意观点在PRP文献之外被更广泛接受。在人因学范围内，Wickens的多重资源模型（Wickens & McCarley,2008）被普遍采用。这个模型在四个维度上区分了加工资源：阶段（stages）（知觉、认知、反应），知觉通道（perceptual modalities）（听觉的，视觉的），编码（co

23、des）（空间的，言语的），以及通道（channels）（中央视觉，周围视觉）。对这个模型的支持来自于以下发现，当任务在一个或多个维度上不同时，双任务绩效经常更好。执行控制过程在双任务绩效中是重要的，特别是当两个任务不能被一起执行时（Wickens & McCarley,2008）。在这样的情景中，当在两个任务之间转换时会有代价，它是必要的任务交错的结果。PRP效应和许多其它的注意现象显示，人们在执行一个任务时加工另一个任务的信息会有困难。在加工能力上的这种局限已经被显示出对于驾驶过程中手机的使用是重要的。Strayer & Drews(2007)总结了证据表明，不用手的（hands-free

24、）手机使用使司机忽略路上出现的显著视觉事件如交通信号改变。这个注意问题对手机会话比对与其他乘客交谈更严重，因为在后一种情景中共享的背景线索允许司机把更多的注意力用于驾驶。4、定位运动（AIMED MOVEMENT）和费茨定律（FITTSS LAW）人的肢体从一个位置移动到另一个位置称为定位运动。影响定位运动的速度和准确性的因素已经被探讨了一个多世纪。Woodworth(1899)提出了一个双过程模型，按照这个模型，快速定位运动的执行是通过两个阶段，一个是最初的在中枢神经系统控制下的冲动阶段，另一个是当前的基于感觉反馈的修改控制阶段。当代的理论结合了这种区分，并表现出双过程模型的更全面发展的变体

25、的特征（Elliott et al.,2001）。Fitts(1954)提供证据表明，运动时间是困难程度指标的对数函数，与运动距离正相关，与目标面积负相关。这个函数被称为费茨定律，已经成为定位运动控制中很多基础和应用研究的主题。Meyer et al.(1988)为费茨定律提出了一个随机的最优化子运动模型，对费茨定律和相关的运动现象提供了最完整的理论说明。按照这个模型，一个定位运动由一个基本的子运动和一个可选的校正子运动组成，它们被程序化以便在保持高准确性的同时使运动时间最短。运动时间最短化的获得，是通过最优地调整产生子运动的神经运动力量脉冲的时间和大小来实现的。最近的研究表明，通过把对四肢运

26、动的反馈与对预期反馈的表征进行比较来发动对基本子运动的控制以后，这种控制可以被练习（Elliott et al.,2009）。在人因学和人机界面设计中，费茨定律被应用于估计使用许多指点设备和控制构架的绩效（Seow,2005），包括移动设备，针笔键盘，以及摇摆环境中的定位运动。Alexander et al.(2008)使用费茨定律来说明在移动人机界面绩效上的行走速度效应。当使用者站立且未移动时，费茨定律函数的斜率是最小的，并随着行走速度的增加而增加。在另一个例子中，Francis & Oxtoby(2006)显示，对于使用单个手指或针笔输入的小型计算机或移动屏幕，以费茨定律为基础的算法可以被

27、应用于优化文本输入时间。二、意识、注意控制和自动性人类信息加工的一个主要原则是，资源是有限的。几个概念和应用围绕信息超载问题发展起来，例如，超载如何降低绩效？如何缓解与超载有关的问题？1、心理负荷心理负荷评价对一个人的认知资源需求的评价是信息加工研究发展出的一个应用领域。Wickens & Kramer (1985)，第一个在Annual Review of Psychology杂志中包含这个主题，强调“把注意比喻成有限的商品或资源为心理负荷概念奠定了基础” 。他们指出，心理负荷是“最近十年里最多产的研究领域” 。Gopher & Kimchi (1989)把他们的综述的三分之一贡献给心理负荷

28、，这是那个时期该主题的优势地位的另一个反映。心理负荷不再那样控制注意，但是在这个主题上的研究还在继续。许多更近期的工作指向了在特定工作领域内的应用：运输工业、界面设计、工作设计、医药等。一个发现是，操作者经常能在高负荷条件下通过采取把注意指向主要任务而非次要任务的信息加工策略维持绩效（Parasuraman et al.,2008）。Pickup et al.(2005)总结说，“（关于心理负荷的）观点已被广泛接受，即与不同的或者工作界面设计的影响比较，在理解不同水平自动化操作的后果中，心理负荷在评价新任务的影响中是有价值的” 。尽管心理负荷的概念和评价没有被完全解决，心理负荷测量已经成为人因

29、学专业人员工具箱中一个得到确认的工具。2、情景意识情景意识在人因学内受到关注是始于80年代后期。Salmon et al.(2008)注意到，“这个概念发展成为系统设计和评价中的核心主题，并继续统治世界范围内的人因学研究” 。被最广泛引用的情景意识的定义是Endsley(1995)提出的：“许多时间和空间内对环境中的元素的知觉，对他们的意义的理解，以及对他们在不远的将来的状态的预测”。这个定义关注了操作者对情景的心理表征，如同基本信息加工过程所产生的。Durso et al. (2007)提出，重点应该放在理解的信息加工成分上，因为意识暗指只有外显的信息是重要的，然而理解也允许内隐信息的影响。

30、Endsley(1995)把其情景意识研究明确地建立在人类信息加工的阶段基础上。其他取向包括活动理论（Bedny & Meister, 1999）和生态心理学（Smith & Hancock, 1995）。关于这些备选取向，Durso et al. (2007)认为，“尽管从认知信息加工以外的其它视角看待情景意识是可能的但是肯定有理由把情景意识看成一个认知结构” 。这个认知结构已经被成功地应用于航空和医药领域的系统设计，特别是与自动化系统的使用有关（Parasuraman et al.,2008）。尽管有关情景意识的很多工作集中于个体意识和绩效，但在团队绩效文献中也有对说明团队情景意识的关注（

31、Gorman et al., 2006）。其观点是，团队绩效不仅依赖于个体团队成员的情景意识，而且依赖于成员共享的意识和把团队作为一个整体的总体情景意识。当测量团队意识时，也会出现与测量个体情景意识时遇到的类似问题，不过问题更复杂，向人因学心理学家提出了仍未解决的一个挑战（Salmon et al., 2008）。3、多模式和自适应显示器设计技术上的进步使得人们可以获取大量信息来完成各种任务，并且提供了从界面输入和输出信息的新方式。结果就出现了对允许更有效的人机交互的多模式界面的潜力的兴趣，例如，多模式告警信号的使用（Spence & Ho, 2008）。模式区分不仅涉及信息显示中的各种感觉系

32、统，而且涉及信息输入中的各种反应形态。多模式界面的最初研究的目标是，通过把一些来自视觉显示器的信息重新分配给听觉或触觉显示器来减轻对视觉系统的需求。基本思想与注意的多重资源理论（Wickens,2008）相一致，即信息加工容量可以通过将信息分配给各个通道来增强。多模式界面的其它可能的好处包括提供信息的冗余编码和跨通道的信息协同（Sarter,2006）。多模式界面设计的几个指导原则存在（例如，Reeves et al., 2004），但是Sarter注意到，许多原则“似乎没有考虑以跨通道信息加工的神经生理学为基础的现有知识和它的绩效含义” 。 Sarter(2006)所指的许多工作来自考察一种

33、感觉通道中的线索怎样将注意指向影响另一种感觉通道中的信息加工的研究。研究显示，当一个视觉目标跟在同侧的一个没有提供信息的听觉线索之后呈现时，对这个视觉目标的觉察反应是更快、更准确的（Proctor et al.,2005）。当一个空间上无信息的视觉线索与听觉目标位于同侧时，有时也会获得跨通道线索提示的好处（Spence et al.,2004）。对视觉和触觉刺激，也会出现跨通道线索提示的益处，而不管线索和目标通道。在多模式显示器中，传递信息或数据的一种方式是可听化，指非言语听觉显示。对于可听化的有效使用，必须知道怎样使用各种刺激维度和听觉显示器特性，以使用者容易感知的方式来传递复杂信息。例如，

34、听觉显示器可被用来传递病人的重要信号。Spain & Bliss(2008)考察了一个可听化显示器，它包含了可在频率和呈现速率上变化的听觉脉冲，作为血压水平和紧急状况的指示。在执行一个视觉的主任务的同时，监控这个听觉显示器作为次级任务被执行。最关注的是声音脉冲的呈现速率的影响。主观测量显示，中等脉冲速率下工作负荷最小，使用者也表示他们对系统的信任是最大的。 可听化的另一个应用是对视觉受损个体的可达性。Zhao et al.(2008)让盲人使用者使用iSonic执行对地理数据组的数据提取任务，iSonic是一个工具，它允许人们使用提供言语和非言语听觉输出的协调的地图和目录来探索数据组。使用者被

35、要求执行几个任务，并且他们一般能够通过选择界面特征的适当结合来执行任务。使用者发现有用的iSonic特征是在地图和目录间移动的能力以及利用音高变化来觉察趋势和对特定值的言语输出的能力。多模式界面也可以被设计成在反应上自动适应使用者的习惯或绩效需求（Reeves et al., 2004）。自适应系统具有通过自动调整界面来改善使用者绩效的潜在好处，也具有潜在的代价，如丧失对系统状态的意识，这可能抵消任何可能的好处。Sarter(2006)总结说，多模式系统的设计“应该基于多模式信息加工的实证研究成果，包括行为水平的、心理生理水平的和神经生理水平的研究” 。4、应用：新一代空中运输系统和网络战场心

36、理负荷的知识、情景意识、显示器设计和人因学的其他方面正被应用于新一代空中运输系统和针对军事操练的网络战场。在美国，空中运输系统正经历改革，利用新一代空中运输系统中的现代技术来提高空中交通的流量。许多政府代理机构参与和支持了相关的研究。由于新的自动化技术的引入，在空中交通管理系统中，飞行员和控制人员将具有新的角色和责任。通过旨在满足未来空中旅行者的要求并同时继续提高安全有效性的、以用户为中心的、基于系统的策略，这些改革将会完成。新一代空中运输系统的最明显影响将出现在飞行员和空中交通控制者的工作上。在新一代空中运输系统环境中操作的未来飞行员在飞行的计划、合并和分隔以及其它空中交通管理职责上有所扩张

37、，这些职责传统上是分配给控制者的。这些扩展的责任将要求飞行驾驶台更策略性地执行飞行计划，通过利用增强的交通信息显示器和自动工具。另一方面，控制者将使用自动工具，这允许他们安全有效地与全体机组人员共享责任，以保证飞机安全。自从自由飞行的概念在1990年代中期出现以后，人们就开始研究新一代空中运输系统管理概念和技术的效应（Wickens et al.,2002）。但是，许多问题依然存在，如关于飞行员、控制者和自动化工具间的功能分配和交流，当前和未来操作者的有效选择和训练（Durso & Manning, 2008）。与空中交通管理系统的改革类似，大量军事操作也将随着使网络战场成为可能的技术进步而改

38、变（Wallace,2005）。网络战场的概念是，指挥员和他们的下级将从任何地点获取大量、高质量信息。人员间更好地分享信息导致个人和共享情景意识的改善，进而产生更好的决策和更有效地任务结果。再者，各种人因学问题必须被解决。显示器和任务必须被设计，以保证人员不会被大量信息所超载，显示器必须能使人员注意任务相关信息。由于下级获取信息增多，他们的决策与指挥者的意图一致是重要的。因此，网络战场的成功实现需要考虑个人和团队信息加工能力和协调。对新一代空中运输系统和网络战场来说，一个重要的人因学成分是人员的适当训练，不仅是在怎样使用技术上，而且是在怎样交流和与系统中的他人互动上。这个成分要求产生有关训练原

39、则的知识，这要从基础和应用研究中来（Healy,2009）。把这些原则与计算模型相结合，将允许对备选训练方法的影响作出定量预测，并支持有效训练系统的发展。三、普适计算(ubiquitous computing)和可获取性（accessibility）计算机已被普遍使用。与计算机的交互作用是日常生活的一部分，未来这只会加强。如果想让系统以我们希望的那样发挥作用，那么人因学必须在系统的设计和使用中扮演关键的角色。1、因特网和万维网近些年最引人注目的技术改变是因特网（互联网）和万维网（全球网络系统）的发展。因特网允许一定程度的联结并获取信息，这在几十年前是难以预期的。随着鼠标的点击，几乎任何主题的大

40、量信息可以被获取，它们来自包括期刊、书和数据银行等的信息源。产品和服务可以被购买，与银行和公司的金融交易可以被实现。除了少数活动外，这些都是使用者可以从事的。由于因特网和万维网的使用，许多人因学问题开始处于重要地位。结果，近年的许多人因学工作致力于网络设计问题（Proctor & Vu, 2005），包括网页应该包含的内容以及怎样组织这些内容以便使用者能容易地达成他们的目标。内容准备领域利用了许多人因学研究中使用的方法，如任务分析和某主题的专家访谈，连同有关显示和控制配置的界面指导原则一起。由于网络上的大量信息，一个关注的问题的是使用者怎样定位相关信息。使用者通过浏览和搜索来发现信息。对于浏览

41、来说，分类组织信息是有用的，并且使用者更可能探索网页的不同部分来发现信息。对于网络搜索，使用者经常想找到一个方框，在方框中他们能打1-3个关键词，这将会定位他们正在寻找的信息（Fang et al., 2005）。浏览和搜索都有系统方面和使用者方面。对于浏览，网页的结构和组织是最重要的。问题包括怎样分组和分类信息，怎样通过网络链接和菜单来显示分类，导航流程应该是什么，等等。对于搜索，系统方面主要涉及信息的索引和怎样基于搜索术语的关联性分组信息。在使用者方面，当搜索信息时知道使用者使用的策略是重要的。例如，使用者倾向于只有几次尝试后就放弃他们的搜索（Fang et al., 2005）。2、微型

42、化和移动技术另一个最近的趋势是计算机技术的小型化。今天，许多人拥有个人信息助理（PDA）设备或者多功能手机。移动设备有许多独特的特征，包括更小的屏幕尺寸，有限的连通性和计算资源，带宽，在可能的输入和交互手段上的局限，在各种不同背景中使用，以及更大的个人化。因此，许多与信息加工有关的可用性问题出现，它们是移动设备特有的，为大尺寸计算机系统发展出来的设计原则可能并不能直接应用到移动设备上。不能应用的一个例子与为评价一个产品的可用性进行启发式分析有关。在启发式分析中，专家评价一个界面是否符合最好的实践或者已建立的称为启发式的指导原则。Bertini et al.(2006)针对评价移动设备的可用性识

43、别出了四条启发式：输入的容易性，屏幕的可读性和一眼感知信息的能力；灵活性，使用效率和个人化；审美的，隐私和社会惯例；以及现实的错误管理。这些启发式瞄准了明确的信息加工需要和设计移动设备时应该容纳的使用者偏好。3、信息安全和隐私随着普适计算的出现，对信息安全和隐私的关注增强了，这对于电子商务和其它基于网络的服务是很重要的。危害基于网络的服务的安全缺口经常出现。缺口包括网页丑化、身份盗窃和缓冲区溢出攻击（Viega, 2005）。这样的事故能够导致提供的服务的破坏，使用者隐私的侵害，以及单个使用者和组织的财政损失。关注信息安全的一些人因学问题包括怎样在组织上促进好的安全实践，设计容易觉察安全缺口的

44、界面，以及改进对安全密码的记忆（Proctor et al., 2009）。关于后者，在使用密码证明使用者真实身份上一个共同的问题是，人们倾向于选择容易记但也容易猜测或者“破解”的密码。 更安全的密码包含随机的数字、字母和字符，经常由计算机系统所产生，难记并使得使用者把它们写下来。Vu et al.(2007)提出了一个记忆技术，能被用来产生满足安全标准、能被使用者记住的密码。这个方法是使用者产生一句话，然后由每个词的首字母组成密码。由于这个首字母记忆技术只涉及26个字母，使得密码容易被破解。但是，如果使用者被指导用数字或字符替换某些字母，密码会更不易破解。使密码好记的因素涉及已确立的记忆原则

45、：由被记住的项目生成和使用记忆术依据一个不同的编码重构密码串。隐私保证与安全问题密切相关。使用者需要得到保证，他们的个人信息将只被以预期方式使用，他们使用这个信息的偏好将不会被滥用。组织向使用者保证将保护他们的个人信息的方式是，公布描述如何存储和使用个人信息的隐私政策。遗憾的是，隐私政策典型地是被写出来以满足法律目的，却使它们难以被使用者理解（Jensen & Potts, 2004）。结果是，为把网络隐私政策以机器易读的形式标准化，协议被开发出来，以便应用程序可以帮助识别一个网站的政策是否符合使用者的隐私偏好。人因学所关注的是以下述问题为中心的，即怎样设计界面以便使用者能正确地选择在隐私政策

46、中被检查的项目以及用不同网站均可理解的显示提供的项目，这将支持关于是否提供个人信息给网站的知情选择（Cranor et al., 2006）。基本观点是，由于安全和隐私依赖于终端使用者、系统管理者和其他全体人员的合作，因此，安全和隐私方法只有在所有使用者间的交互和与之交互的系统是简单的、依靠直觉的时候才能达到其目标。尽管可用性问题是丰富的，但还没有大量研究考察可用性与实施安全和隐私方法的备选方式之间的关系。哪个备选设计被考虑应该以信息加工能力的知识为指导。4、个体差异和特殊人群由于遗传的和经验的因素，人们在信息加工能力上存在差异。因此，设计者需要考虑这些差异。例如，低工作记忆能力的人比高工作记

47、忆能力的人在各种不同任务上都表现得更差。研究结果表明，这些个体差异有两个成分：维持信息在工作记忆中的激活的能力和在长时记忆中搜索信息的能力（Unsworth & Engle, 2007）。工作记忆能力与一般智力测量有高相关，并且fMRI分析表明了在顶-额网络中一个明确的神经解剖基础（Colom et al., 2007）。由于工作记忆能力是复杂任务绩效中的一个因素，这个研究似乎提供给人因心理学家许多启示。来自不同文化的个体间的差异产生于一种文化独特的实践和经验。由于全球经济，文化差异在人因学中得到越来越多的关注。如今许多公司有设计团队在全世界工作，以满足产品发布的最后期限。有效的实践活动要求团

48、队成员能够互相交流。并且，产品推销到世界各地，为在不同国家的使用专门准备。例如，在美国和欧洲设计的商用飞机在全世界使用。成功的全球化要求对各种不同文化习惯的理解，理解文化差异怎样影响人们的个人绩效和偏好以及他们在团队中的合作活动（Aykin, 2005）。历史上已经被考虑的文化因素的一个领域是群体刻板印象（Moray, 2004; Smith, 1981）。研究考察了在不同文化中人们为特定显示或系统结果而操纵控制的动作间的关系。当大部分人喜欢某个动作或解释时，一个强的刻板印象就存在。群体刻板印象被归因于跨文化形成的自然反应倾向和具有文化特异性的习得反应模式（例如，开灯时转动开关的方向）。奇怪的

49、是，很少有研究直接比较不同文化的刻板印象。Yu & Chan(2004)比较了来自中国大陆、香港和美国的工程学学生的运动方向和空间刻板印象。三类人群对方向的刻板印象是类似的，旋转把手被转动的方向与带有特定标志的旋转指示灯匹配。对于标记了歧义的空间关系的条件（如四车道高速路的哪个车道是外车道）和对于空间映射（一个控制杆的前后移动对指示灯的左右运动）来说，三组人群间有较少的一致。结果表明，文化因素影响了相容性关系，需要设计者考虑。对全球化的重视导致在文化功效学的旗帜下对文化差异的广泛兴趣（Kaplan, 2004）。不同文化中个体间的社会关系在几个维度上变化，最重要的两个维度是个体主义集体主义和权

50、势距离（Hofstede, 1980）。前者指个体行为在多大程度上受他人影响，后者指在权力层级中处于下层的个体在多大程度上服从上层个体的决定。来自亚洲文化的人们比来自美国的人们倾向于由更高的集体主义和更高的权势距离（Kaplan, 1995）。诸如这样的文化差异在考虑涉及团队和组织绩效的情景中是重要的，因为它们意味着，类似结构的团队在不同文化中可能导致很不同的绩效。例如，Li et al.(2007)发现，飞行事故记录显示，相对于低权势距离的美国，在高权势距离的印度和台湾有更多的归因于失败的问题顺序的事故。另一个关注点是一般人口的老龄化。在美国，55岁及以上老年人口从1990年到现在一直在增加

51、。老人有特殊的问题，一些是身体问题，如体力下降；另一些是认知问题，如工作记忆能力下降（Pennathur, 2007）。由于知觉运动和记忆加工随年龄衰退，并且老年人使用的产品和系统对这些加工有基本要求，因此，想要产品被老年人有效使用，设计者必须考虑在信息加工能力上的这些衰退。老年人只是有特殊需求的人口的一部分。医疗技术不仅提高了平均寿命，而且能使有严重身体缺陷的个体得以继续生活。人因学研究越来越多地致力于理解这些人群的需求并设计产品来支持他们的需求。目前被关注的人群包括聋人、盲人和有暂时或永久身体缺陷的人。计算技术在世界范围内的普及导致了叫做“通用获取（universal access）”的概

52、念的发展。这个概念是指允许所有人容易地用任何设备在任何时间从任何地点获取信息、产品和服务（Stephanidis & Akoumianakis, 2005）。针对通用获取的设计和使用将既有益于标准用户，也有益于特殊人群用户，保证技术的全部好处有最大的影响。信息加工和相关取向人因学的成长与认知心理学是平行的。从1950年代开始，认知心理学信奉信息加工取向，其特点是把人作为一个交流系统，该系统由几个不同的加工过程构成，这些加工过程对在知觉和行动之间中介的表征或代码进行操作。信息加工取向产生了巨大的影响。对人因学来说，这种取向的优点是，把人作为一个系统来分析，就使人类信息加工与机器加工具有类似的方式

53、。正如Posner(1986)所说，由于信息加工语言提供了一种客观的、定量的方式来描述人的绩效的基础，因而在应用中被证明是有用的。总之，信息加工取向提供了一种语言，使我们可以从脑机制的水平直到复杂的由人与技术的交互组成的社会技术水平来考虑人的绩效。一些学者认为，采用并继续采用信息加工取向对人因学的发展是重要的。人因学与人类信息加工取向同时出现并不是偶然事件，并且人因学的进一步发展也平行于认知心理学的发展。人因学的许多进展可以被看成是信息加工取向自然发展的结果。1、认知心理学中一个最近的趋势是向认知神经科学发展，其目的是理解人类信息加工背后的生物学机制。把神经活动记录（如，EEG和ERP）和其他

54、生理技术（如，透颅磁刺激）与来自认知心理学的实验方法和理论结合起来以探讨神经基础。当代认知理论也被这些考察行为的神经关联的研究所用，许多理论被用来解释各种行为和心理生理数据。认知神经科学对进化心理学、社会认知和情感领域也有影响。人因学也会得益于与有关人脑的知识的结合，一些学者使用“神经工效学（neuroergonomics）”这个术语来提倡这种观念（Parasuraman & Rizzo,2007）。神经工效学强调神经成像和其他心理生理学方法，包括fMRI、EEG和ERP。在人们执行复杂任务时记录脑活动的这些测量能够增强对人因学所关注的现象的理解。Berka et al. (2007)识别了两

55、个不同的EEG指标，对应于在个体执行一个20分钟的警觉任务中的参与（engagement）和工作负荷（workload）。随着警觉时间的增加，工作负荷指标升高，但是参与指标下降。基于这些测量与其他知觉和认知任务绩效的相关，Berka et al.认为，参与指标的降低反映了视觉信息加工上的下降，而工作负荷指标的上升反映了工作记忆需求和执行控制过程的增强。神经工效学的另一个方面涉及认知上的个体差异的基因基础（Parasuraman & Rizzo, 2007）。随着人们对特定基因对脑活动功效的影响的了解越来越多，这方面知识在以下领域被证明是有用的，即设计新的工业技术系统以及训练这些系统以最好地适应

56、有不同认知能力的个体使用者。神经工效学的一个更近期的应用是适应性自动操作，随着对操作者信息加工能力要求的动态变化，灵活地把任务分配给自动操作（Parasuraman & Rizzo,2008）。这样的适应可以基于与各种任务成分相联系的已知要求，操作者绩效的测量，计算现在和将来操作者需求的模型，或者心理生理测量（Scerbo,2007）。基于心理生理学测量的适应，经常被称为“增强认知（augmented cognition）”（Schmorrow & Stanney,2008），依赖于神经活动测量来确定个体实时的认知状态，然后使用那些信息来适应工业技术以满足当前的认知需要。Berka et al.（2007）注意到，他们的EEG指标与具体任务事件相联系，并能潜在地被实时用来适应任务和界面。2、另一个当代的运动是进化心理学运动（GANGESTAD & SIMPSON,2007）。进化心理学家提出，认知心理学没有充分强调认知机制的适应性进化功能。他们的观点是，认知机制具有适应性，因此考虑这些机制的什么功能在生存和繁衍上起作用是重要的（Nairne et al., 2008）。这种观点的一个含义是，信息加工是高度模块化的。例如，Nairne et al.显示，与生存相联系的一个范畴内的词语比其他范畴的词语回忆得