第七章人的行为与心理解析课件

人机工程学教师：廖敏224七月2023第七章人的行为与心理7.1人的作业行为7.2人的行为特征7.3人的差错7.4任务分析——研究人的行为的方法7.5以人为中心的设计原则324七月20237.1人的作业行为人的作业行为可以分为：重体力作业；技能作业；脑力作业。424七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗人的能耗量很难直接测量，一般利用摄氧量来间接测量。研究表明人体消耗1立方分米的氧气平均产生4.8千卡的热量。这样，就可以通过测量人的氧气消耗量来测定人的能耗量。524七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗人的能耗量很难直接测量，一般利用摄氧量来间接测量。通过“气流量计”测摄氧量624七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗（1）基础代谢就是指人空胃平躺，而且肌肉和精神处于平稳状态时的能耗。（男1700Kcal;女1400Kcal）（2）生活能耗就是指人在日常生活中所必须的活动的能耗。（男600Kcal/天;女550Kcal/天）724七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗（2）生活能耗日常活动能耗量824七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗（3）作业能耗是指人在从事某种工作时的能耗，其大小与作业强度有关。不同作业活动的能耗量924七月20237.1.1重体力作业1.人的能耗人的总能耗就是人的全部活动消耗的能量。1024七月20237.1.1重体力作业2.重体力作业的能耗（1）重体力作业的能耗与作业强度密切相关。男性、8小时1124七月20237.1.1重体力作业2.重体力作业的能耗（2）平均日能耗以4800kcal为极限标准。重体力作业的能耗极限与性别和年龄有密切的关系。1224七月20237.1.1重体力作业2.重体力作业的能耗（3）保证重体力作业效率的能耗标准。每天工作8小时而言

Mzchael:1961年，<35%最大摄氧量

Ayoub:1989年男：5kcal/min；女：3.35kcal/min。通常：工作和休息循环进行。1324七月20237.1.1重体力作业2.重体力作业的能耗（3）保证重体力作业效率的能耗标准。

一个简单的公式：举例：男性的平均能耗为5Kcal/min，工作40分钟，应该休息多少分钟？1424七月20237.1.1重体力作业3.重体力作业的测量研究表明，摄氧量与心率存在线性关系，而心率测量则容易得多。因此，心率就成为重体力作业测量的重要指标。飞机乘务员在4小时飞行内的心率连续测量1524七月20237.1.1重体力作业3.重体力作业的测量肌电图（EMG）。

连续转动不同重量物体时的肌电图1624七月20237.1.1重体力作业3.重体力作业的测量另外，还可以通过人的主观评分、肺通气量等指标，来对重体力作业的强度进行测量。1724七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素重体力作业受到很多因素的影响。1824七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（1）个体因素重体力作业和人的个体因素有密切的关系。1924七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（2）作业方式如作业方法、作业姿势、作业负荷等因素。2024七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（2）作业方式如作业方法、作业姿势、作业负荷等因素。2124七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（2）作业方式如作业方法、作业姿势、作业负荷等因素。2224七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（3）工具2324七月20237.1.1重体力作业4.影响重体力作业的因素（4）环境条件锻工作业2424七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计举例：搬运重物。首先设计一个良好的工作环境。2524七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计举例：搬运重物。首先设计一个良好的工作环境。2624七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计设计一些节省体力的工具或设备，减少作业者搬运的工作量。2724七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计尽量减少人搬运的难度以减少能量消耗。2824七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计当直腰弯膝提起重物时，椎间盘的压力比较小，而当弯腰直膝提起重物时，椎间盘受力会增大。椎间盘内压变化作业姿势2924七月20237.1.1重体力作业5.重体力作业的合理安排与设计在设计时，应该设计把手，通过把手设计让身体尽量靠近重物。3024七月20237.1.2技能作业技能作业就是应用知识和经验执行一定活动的能力。技能主要表现为根据任务的需要，将各种基本动作组合成一系列复杂动作，并能运用自如的达到预期目的。技能作业的本质特征是完成作业的精度、速度、以及学习某项作业的难易程度。3124七月20237.1.2技能作业1.技能与人的信息加工技能可以用人的信息加工过程来理解；技能作业是自动的，在这个过程中，大脑仍有处理其他信息的能力。举例：（1）打字。（2）景区观光车司机。3224七月20237.1.2技能作业2.技能形成的过程技能形成的过程是技能学习的过程，它主要包括两个阶段：动作的学习和相关器官的适应。技能的学习过程一般要制订相应的训练计划。3324七月20237.1.2技能作业3.技能作业中的技能（1）手的位置和姿势一般认为，手在身体前面作业，肘部自然下放时作业速度最快。有研究表明：手臂外展的角度对技能作业的效率有影响。3424七月20237.1.2技能作业3.技能作业中的技能（2）反应时间

研究发现：技能作业的反应时基本上不受动作、反应方式以及与身体距离的关系的影响。（3）动作精度一般来说，身体向外的动作比向内的动作精度要高。3524七月20237.1.2技能作业4.技能作业的设计（1）最佳作业区的设计。对于控制设计来说，最佳作业区在视觉正前方，左、右扇形的范围内。3624七月20237.1.2技能作业火车驾驶室的作业区4.技能作业的设计（1）最佳作业区的设计。对于控制设计来说，最佳作业区在视觉正前方左、右扇形的范围内。3724七月20237.1.2技能作业轿车驾驶室的作业区4.技能作业的设计（1）最佳作业区的设计。对于控制设计来说，最佳作业区在视觉正前方左、右扇形的范围内。3824七月20237.1.2技能作业4.技能作业的设计（2）计算机键盘的设计。使用计算机键盘是技能作业。3924七月2023计算机键盘的设计1.键盘的历史1868年，美国人克里斯托夫·拉森·肖尔斯（ChristopherLathamSholes）获打字机模型专利并取得经营权经营，又于几年后设计出现代打字机的实用形式和首次规范了键盘，即现在的“QWERTY”键盘，也叫奎代键盘。4024七月2023计算机键盘的设计2.键盘的平面布局现在普遍使用的台式计算机键盘由主键盘区、F键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。4124七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。4224七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。②编辑与定位键区。4324七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。②编辑与定位键区。③左右手的负荷分配问题。4424七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。②编辑与定位键区。③左右手的负荷分配问题。④数字辅助键盘区。4524七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。②编辑与定位键区。③左右手的负荷分配问题。④数字辅助键盘区。⑤键盘的整体规划。4624七月2023计算机键盘的设计3.问题分析⑤键盘的整体规划。使用奎代键盘的几种不自然姿势及其解决方案的分析：第一：前臂的扭曲。4724七月2023计算机键盘的设计3.问题分析⑤键盘的整体规划。使用奎代键盘的几种不自然姿势及其解决方案的分析：第一：前臂的扭曲。把键盘中部进一步凸起，使左右两半面与水平面成一定的角度，这对前臂来说是最无扭曲的姿势。4824七月2023计算机键盘的设计3.问题分析⑤键盘的整体规划。使用奎代键盘的几种不自然姿势及其解决方案的分析：第二：腕部的尺偏。为了适应指法要求，手相对于小臂就需要向尺骨方面偏转，腕关节的这种向尺骨方向的偏转称作尺偏。4924七月2023计算机键盘的设计3.问题分析⑤键盘的整体规划。使用奎代键盘的几种不自然姿势及其解决方案的分析：第三：腕部的背屈。腕部的背屈，指手腕在击键时，手掌向手背方向上仰，使腕部向手背方向弯屈的姿势。5024七月2023计算机键盘的设计3.问题分析⑤键盘的整体规划。使用奎代键盘的几种不自然姿势及其解决方案的分析：第三：腕部的背屈。手腕的背屈被认为主要源于键盘的高度和桌面的阶梯形高度差，所以相应的设计对策是在键盘前方增加一个腕垫。5124七月2023计算机键盘的设计3.问题分析①回车键和BackSpace键。②编辑与定位键区。③左右手的负荷分配问题。④数字辅助键盘区。⑤键盘的整体规划。⑥形状、大小、色彩及其布置。5224七月2023计算机键盘的设计4.解决方案提高人的作业和动作效率的原则：1）同时使用两手，避免一手操作一手空闲；2）力求减少动作数量，避免一切不必要的动作；3）尽可能减少动作距离，避免出现全身性动作；4）寻求舒适的工作环境，减少动作的难度，避免不合理的工作姿势或作业方法。5324七月2023计算机键盘的设计4.解决方案①键盘的平面布局设计▪主键盘区；▪BackSpace键和Insert键；▪编辑定位键区和数字辅助键区。②键盘的整体设计▪外形设计；▪定位键及细部设计；▪色彩设计。5424七月2023计算机键盘的设计▪主键盘区手—键盘界面最自然的姿势为:（1）上臂从肩关节自然下垂，与前臂之间夹角70～90°，以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力；（2）应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20°，腕外展不超过15°；（3）双手向内相向交叉成30°，手指自然弯曲，同手掌一起构成一个半圆形，呈空握球状；（4）两手掌间距约100～280mm。5524七月2023计算机键盘的设计▪主键盘区设计主键盘区沿中心线各自左右分开，两基准定位键之间距离约80～100mm。5624七月2023计算机键盘的设计▪主键盘区；左右两片对称中心线倾斜15°，且中部稍高，向外部顺势成一定倾角倾斜，可以有效避免肘关节外展、手掌内旋、手指尺偏等引起的肌肉紧张与疲劳。5724七月2023计算机键盘的设计▪BackSpace键和Insert键；原空格键按主键盘左右分区分开后，左空格键功能不变，将右空格键（即右手大拇指控制键）设计成BackSpace键。综合考虑整个键盘布局，“Insert”键的使用率较低，改放在原“BackSpace”键的位置。BackSpaceInsert5824七月2023计算机键盘的设计▪编辑定位键区和数字辅助键区。5924七月2023计算机键盘的设计▪编辑定位键区和数字辅助键区。6024七月2023计算机键盘的设计②键盘的整体设计▪外形设计；

主键盘区沿其中心线左右对称倾斜15°。编辑定位键区和数字辅助键区平行于中心线设计，但应与主键盘区的布局协调。

侧面在保持原有梯度的基础上，依照手的自然弯曲弧线设计成大弧度断面，与腕托浑然一体。

腕托的设计应与腕部弧线吻合良好，给手恰到好处的支撑。6124七月2023计算机键盘的设计▪定位键及细部设计；

4个基准键位“↓”、“F”、“J”和“5”的定位标识改用与手指指尖弧线相吻合的凸起。

空格键、BackSpace键、Enter键、Shift键等稍大尺寸键内置平衡杆，减少弹性差异和晃动。

“待机”、“唤醒”和“电源”3个特殊功能键采用其他设计风格，用以增添整体的活泼性，但要与整个键盘设计风格吻合。6224七月2023计算机键盘的设计▪色彩设计。色彩设计应符合人的习惯，整个键盘的颜色数目不超过5-7个。

键盘底板主体颜色风格应与显示器、机箱等外设相互搭配。

各键区又可在色彩方案上合理布局，增添键盘的活泼性和易读性。6324七月2023计算机键盘的设计5.案例：人体工程学键盘40006424七月2023计算机键盘的设计5.案例：人体工程学键盘40006524七月2023计算机键盘的设计5.案例：人体工程学键盘40006624七月2023计算机键盘的设计5.案例：人体工程学键盘40006724七月2023计算机键盘的设计5.案例：人体工程学键盘40006824七月20237.1.3脑力作业1.脑力作业的负荷脑力作业的负荷与脑力作业占用的心理资源之间是有关系的。人在一定时候动用的心理资源的能力是有限的。6924七月20237.1.3脑力作业2.脑力作业的极限不仅脑力作业在同一时间所占用的心理资源是有限的，而且脑力作业连续工作的时间也是有限的。也可研究脑力作业的疲劳问题。Bills实验：人脑自律调节机制脑力作业中止现象；中止时间至少是中枢加工信息时间的一倍；7024七月20237.1.3脑力作业3.脑力作业设计对于脑力工作的设计，有一个常见的现象就是针对“学习迁移”的设计。分为两类：先学干扰和后学干扰。7124七月20237.1.3脑力作业3.脑力作业设计对于脑力工作的设计，有一个常见的现象就是针对“学习迁移”的设计。分为两类：先学干扰和后学干扰。7224七月20237.2人的行为特征1.人的心理模型人的心理模型是外部世界的某些因素在人脑中的反映，是一组集成的构思和概念。人的心理模型可以用来解释和描述事物的作用方式、事件发生的过程和人类的行为方式。7324七月20237.2人的行为特征1.人的心理模型研究表明，人的行为既可能是有意识的行为也可能是无意识的行为。

有意识的行为需要人的思维、决策等最高层面的认知活动作为支撑。有意识的行为进展缓慢，必须按照一定的步骤有次序地展开。无意识的行为可以看作一种模式匹配的过程，它总是在过去的经验的基础上寻找与目前情形最接近的模式。事实上，很多情况下，人的心理行为主要是人的无意识行为。7424七月20237.2人的行为特征1.人的心理模型Norman等人的研究表明，人的心理模型通常是不完整的、混乱的，通常是基于不恰当的类比或不正确的直觉。Simon也指出，人的行为是“有限理性的”。

因此，人有时候要犯错。7524七月20237.2人的行为特征2.行为的结构Norman等认为，人的行为的结构有3类：宽而深的结构、窄而深的结构和宽而浅的结构。7624七月20237.2人的行为特征3.人的行为过程人类的行为的过程就是人在做每一件事情的时候需要经历的步骤。7724七月20237.3人的差错1.失误(mistake)失误就是没有形成正确的目标或意图，它是由于人在信息加工层面上造成的错误。基于知识的失误：由于对情景的错误理解形成不正确的行动计划。基于规则的失误：发生在操作者存在某种自信的情景下，由于过去的经验并不总是能运用到目前的情况中造成的。7824七月20237.3人的差错2.过失(slip)过失通常是由于行动规则选择错误而导致的行为目标意图错误，它是由于在人的行为实施层面上出现错误而产生的。与失误不同，过失是正确的意图被错误地执行了。过失可以分为若干类，比如捕获性过失、描述性过失、数据驱动过失和模式错误等。7924七月20237.3人的差错3.遗漏(lapse)遗漏是对目标意图没有采取行动，通常与人的记忆失败有关系。4.模式错误(modeerror)模式错误是指由于操作者忘记了目前特定的操作模式，而将其它操作模式运用到当前的情形下所产生的错误。它既与过失有关，也与遗漏的记忆特征有关。例如：英文状态下输入中文。8024七月20237.4任务分析——研究人的行为的方法7.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析层次化任务分析（HTA）是应用最为广泛的任务分析技术，其主要是把任务分解成为若干子任务，再把子任务进一步分解为更加细致的子任务，然后，把它们组织成为一个执行序列（即“面向过程”），说明在实际情况下人的行为的情况。8124七月20237.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析1.确定任务确定任务阶段主要包括两个方面的内容：确定用户的知识技能水平和分解任务。（1）知识技能水平分类图是常见的描述用户的方法。8224七月20237.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析1.确定任务（2）分解任务是基于知识技能水平分类图的。分解任务过程中需要注意，任务分解的每个任务必须是独立的且没有遗漏的。8324七月20237.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析2.描述任务只有对任务进行准确描述，才可能正确地确定任务，避免出现任务交叉或者遗漏现象。3.建立工作模型工作模型就是用户完成的一系列任务流程。工作模型一般由完成不同功能的若干任务组成。8424七月20237.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析3.建立工作模型举例：“借书”的工作模型。8524七月20237.4.1面向过程的任务分析——层次化任务分析4.任务分析任务分析的内容主要包括任务需要的技能水平、任务间的关系与顺序、任务时间等。8624七月20237.4.2面向对象的任务分析——场景任务分析1.面向对象的技术面向对象技术的核心观点在于，软件的开发尽量采用一些标准的、可以重复使用的部分来构建。由于这些特点，面向对象的技术具有很强的可修改性和简化性。8724七月20237.4.2面向对象的任务分析——场景任务分析2.面向对象的任务从面向对象的角度看，设计师在设计产品时的任务分析，总是试图确定给定产品的系列任务，即面向对象的任务。8824七月20237.4.2面向对象的任务分析——场景任务分析3.建立面向对象的任务场景