人因工程notes03-04v2.ppt

1、3. 人体测量与数据应用,人体测量学(anthropometry) ： 借助人体测量仪（GB5704.14-85), 按人体测量方法（GB5703-85), 使用人体测量术语（GB3975-83）， 测量人体各个部分尺寸几比例关系的方法。通过对人体的整体和局部进行测量，探讨人体的类型、特征、变异和发展规律的一门学科。,3.1人体测量简介,人体测量学作用:,进化研究、体质变异研究、生长发育研究 工效学 与工作台设计相关的人因工程因素； 使用者; 适应人群比例； 相关的人体尺寸； 如何建立模型； 如何进行适度实验。,人体测量方法：,1) 姿态: 立姿、坐姿、跪姿、卧姿 、其他 2) 基准面: 铅垂

2、/纵/横轴 矢壮面/正中矢壮面 冠壮面 水平面/眼耳平面 -法兰克福平面,测量方向: 上、下方向-头侧端、足侧端 左、右方向-内/外侧 针对四肢-近/远位、挠/尺侧、胫/腓侧 4）支承面/衣着： 5）基本测点及项目GB3975-83规定了测点和测点数目；,人体测量的主要仪器,测高仪、直脚规、弯脚规、软尺,摄像法,三维数字化人体测量,3.2 静态测量,GB5703-85规定了人体参数测量方法,人体结构尺寸,静态尺寸,测量中的统计函数,均值 X =xi/n 方差 S2=(xi X ) 2/(n-1)( xi *2 n*X2) /(n-1) 标准差 SD=S,百分位: PK 将群体或样本的测量值分为

3、两部分地区K%=.,最常用: 第5%、 第50%、 第95% 通道宽度 照明开关高度 T shirt,百分位计算,x,标准正态分布,标准正态分布表,X 0 0.01 0.02 00.500 00.504 00.508 0 0.10.539 80.543 80.547 8 0.20.579 30.583 20.587 1 0.30.617 90.621 70.625 5,标准正态分布表(局部),0.62,X=0.30 5,-,t,2,1. 已知百分位P，求人体测量值Z,从标准正态分布表中根据（z)=P（表内容），反查出Za（表第一列） 则有： Z= X+Za ,2. 已知Z，求P： Za=(Z-

4、X)/ 从标准正态分布表中可查出P,QUESTION 已知中国男人身高均值为1684，标准差为56. 求P=90%的身高? Za=1.28 Z=1684+1.28*56=1756 求1600的百分位? Za =(1600-1684)/56=-1.5 查表： P(- Za)=P(1.5) =0.9332 P(Za)=1-P(- Za) =0.0668,-1.5,0.9,M(x+y) = Mx+My,My 的影响因素：季节和性别,人体着装结构尺寸,影响人体测量的主要因素：,民族：美国飞机座窗90% America, 80%France, 43% Japan, 14% VietNam 性别：100m

5、m Man over Woman 年龄：Man 20, Woman 17 highest; decrease from 40 职业：长期的职业劳动：健美教练、厨师、相扑 地区：东北、西南 趋势：10mm/Year 增高,3.3 动态测量,活动空间：要完成任务，人体的某些部位就需要运动，因而需要足够的空间,实验、模拟、测量加推导的方法确定,伸展域：工作时的活动空间（侧重于生理需要和许可）： 正常伸展域作业的舒适或最佳范围。将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域。在这个范围内，人操作时能舒适轻快地工。 最大伸展域作业最大范围。完全伸展整个胳膊所能涉及的区域 。在最大

6、作业范围内操作时，静力负荷较大，容易引起疲劳。,水平作业范围,l=EC=ED=上臂长*cos65o (上臂与水平面夹角） =180 L=肘关节到母指的距离=下臂长+ 掌长*2/3 =380 水平，与横轴夹角从65度到180-42度） X=l*cos +L*cos( 65+ (180-63)*) Y=l*sin+L*sin( 65+ (180-63)*),最佳水平工作区域美国人斯夸而斯得到的正常工作曲线,l=EC=ED=上臂长*cos65o L=肘关节到母指的距离=下臂长+ 掌长*2/3 水平，与横轴夹角从65度到180-42度 X=l*cos +L*cos( 65+ (180-63)*) Y=

7、l*sin+L*sin( 65+ (180-63)*),脚的作业空间设计： 用力、频率、舒适性等,3.4. 人体测量数据的应用,人体测量数据在设计中的使用原则:,极端设计原则: 极大/极小 可调范围原则: 皮带 平均设计原则: 均码内衣钵/ 袜,利用人体测量数据进行产品设计步骤：,1）设备功能：分析任务、确定与工作有关的功能要求，关键设计中的基准点 : 战斗机驾舱的设计以眼睛作为设计的基准点 装配线上的工作台设计手的使用是非常重要的，所以设计者的工作通常以手为基准点,2）人因问题：设立调查表、找出与设备使用有关的人因工程问题工作面的高度,座位的高度,通道空间可能要考虑衣服和设备, 肘部伸展空间

8、。 3）使用者：确定使用者参数，如性别、年龄、种族 4）产品类型： GB/T 12985-91 （产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则）对产品的设计进行了分类：,5）百分位（满足度）：技术可行型和经济合理性 6）人体数据：确定如身高、褪高.等数据 7）功能修正量：增加适当的着装正量 8）心理修正量：空间压抑感和高度恐惧感，满足“求美”“求奇”的心理需要。,9）设备参数：确定台面高度、开关位置 10）建立设备模型：计算机或实物模型，实验。,最小功能尺寸=人体尺寸百分数 + 功能修正量 + 心理修正量,中枢神经系统,感觉系统,运动系统,显示系统,控制系统,机器本体,输入,输出,生理和心理过程,能量

9、转化过程,4. 认知及其绩效,控制,反馈,人机系统构成,心理学:是研究人脑对外界信息的整合诸形式及内隐、外显行为的一门科学。,普通心理学注重结果 实验心理学注重方法 认知心理学注重理论,与工作效率有关的心理因素：感觉、知觉、意识、记忆、学习、言语、思维、动机、情绪、情感、技能、能力、人格等,心理学研究方法,实验法： 研究主题的结果假设 - 控制和改变某些条件（自变量：Time） -不同 结果 减法反应时实验: 选择反应时 相加因素法实验: 先看16个数字，再看一个数字（测试项目），计时，数字是否是刚才识记过的. 短时间记忆信息提取过程包含相应的4个独立的加工阶段: 刺激编码阶段、顺序比较阶段、

10、二择一的决策阶段和反应组织阶段。 观测法：灵长类动物行为、儿童的社会交往； 测试法：智力、特殊能力、人格特性； 模拟法：computer model,减法反应时实验： 用两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在 1、简单反应时测验：请被试进行按键反应，看到信号就按键。 2、选择反应时测验：请被试看到黄色信号就按键，但看到其它信号不要按键。,先给被试看16个数字（识记项目），然后再看一个数字（测试项目），并同时开始计时，要求被试回答该测试数字是否是刚才识记过的，按键作出是或否的反应，计时也随即停止。从反应时的变化上确定了4个对提取过程有独立作用的因素：即测试项目的质量（优质的或低劣的）、识记项目

11、的数量、反应类型（肯定的或否定的）和每个反应类型的相对频率。因此，他认为短时间记忆信息提取过程包含相应的4个独立的加工阶段，即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。,相加因素法:如果可以确定一个信息加工过程有某一独立过程，那么，当加工过程包含该过程时，可以看到信息加工总时间的显著变化，如果该过程不是一个独立的加工过程，那么当加工过程包含该过程时，加工总时间不会发生显著化变化。,实验的设计：向被试出视一个字母加一个数字的卡片，如“E+3”，要求被试说出该字母后数字表示的字母，如被试看到“E+3”,应该说“h”，然后翻看下一张. 实验结果表明： 大脑在进行字母转换加工时，通常

12、经历三个加工阶段，如下图所示：,开窗实验,4.1.人的信息加工模型及认知心理学基础,人的信息处理系统结构:,感觉系统： 中枢信息处理系统: 包括注意、知觉、记忆和决策 响应(运动系统)： 反馈,信息和信息量:,信息（information）：是数据经过加工处理后所得到的另外一种数据，这种数据对接收者的行为有一定的影响。,信息量的大小：取决于信息内容消除人们认识的不确定程度。,i表示第i个状态（共n个状态） P(Xi)代表出现第i个状态时的概率 H(x)为消除不确定性所需的信息量，单位为比特(bit),信息量的度量：,H(x)=- P(Xi)log2P(Xi) i=1,2,3,n,当事件发生的概

13、率大，事先容易判断，有关此事件的消息排队事件发生的不确定程度小，则包含的信息量就小；反之则大。 若P(xi)=1，则h(xi) =0；若P(xi)=0，则h(xi) =,影响信息处理的因素： 信号的质量：可完全接受、消耗殆尽、衰减和干扰 注意的品质（广度）：神经的通道 中枢的能力：工作记忆的大小，速度,感觉（sensation)：是人脑对直接作用于它的客观事物的个别属性的反映。,感觉的生理机制： 直接的刺激感觉器官（视锥细胞、味蕾）将外部能量转换为生化能- 传入神经将能量传到高级神经中枢（主要是大脑）- 大脑皮下和皮层中枢接受信息并负责解释产生相应的感觉。,婴儿听见响声（只）偏头,4.2. 感

14、知觉,知觉（perception）：是人脑对作用于感觉器官的客观事物的各个部分和属性的整体反映，是对感觉信息的整合和解释。知觉的过程就是信息加工的过程。,感觉是先天的，知觉是实践中发展起来的： 婴儿不能把握远近、大小、时间等概念。 感觉依赖客观对象，知觉不仅依赖客管对象，还依赖经验和知识：黑夜公路上移动的一对灯=感觉刺眼，知觉汽车。,感觉 知觉 区别 个别属性的反映 整体属性的反映 低级阶段 高级阶段 联系 感觉是知觉的基础 知觉是感觉的深入和发展,感觉和知觉的关系,4.2.1. 感觉的特征：,刺激（irritate/stimulation）：眼光、耳声、鼻气、舌味、皮触压/温度/痛、机体神经

15、/关节碰/重力/姿态、半规管运动；后面专门介绍 阀限（threshold)： 绝对阀限（absolute)50%能感觉 I，个体麻木程度；,信号强度I,绝对阀限,50%知觉,百分数 T,100%,人类重要感觉的绝对阈限,阀限（threshold)： 差别阀限（difference) 韦伯常数 K=I/I。差别阈限是有50%的次数能觉察出差别，50%的次数不能觉察出差别的刺激强度的差别,不同感觉的韦伯系数,视觉（亮度）1/60 动觉（重量）1/60 痛觉（皮肤灼痛）1/30 听觉（音调）1/10 触觉（皮肤压力）1/7 嗅觉（天然橡胶气味） 1/4 味觉（盐咸味）1/3,适应（Adaptatio

16、n)：进入影院后的“暗适应”，“入芝兰之室久而不闻其香、入鲍鱼之肆久而不闻其臭” 相互作用：同时输入两个听觉信号，50%的辨别能力丧失；联觉：红-温暖、蓝色-冷；感觉融合:感受器将同时作用于它的不同刺激联合起来而产生单一感觉印象（红绿光黄光） 对比：黑背景看灰-浅、白背景看灰-深；吃糖后吃梨； 余觉（感觉后象Afterimage)：注视电灯-关灯-灯亮的感觉。Swindle ghost test,4.2.2. 知觉的特征：,人的知觉依赖与知识和经验，并非感觉材料的简单堆积，而是一个有组织、有规律的过程。包括下列规律和属性,中国北京在20 8年成功地举办了奥林匹克运动会,物体知觉： 空间知觉 时

17、间知觉 运动知觉 社会知觉： 他人知觉 人际知觉 自我知觉 角色认知,知觉的种类（分类标准：所反映事物的特性）,知觉加工（知觉编码/方式）：包含相互关联的两种方式 自下而上-数据驱动（data-drive) ,字母识别，无参照 自上而下-概念驱动(concept-drive)缺字听和变认实验,我家的豆豆特别玩皮 见到熟人就摇尾巴,见到生人就狂吠 一不高兴就尖叫 ,李四正在球场上踢,足球 石头 毽子 人,模式识别（知觉过程）：模式识别过程就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的匹配的过程。 模板匹配(Template Matching)； 原型匹配 (

18、Prototype Matching)； 特征匹配(feature_based prototype Match),英语学习：How are you . Why Mr Wang is unhappy.,匹配是核心,4.2.3. 知觉的重要特征,1) 完整性：在过去经验的基础上把由多种属性构成的事物知觉为一个统一整体。接近/相似/连续/封闭,接近性(proximity):距离上相近的物体 容易被知觉组织在一起。,相似性(similarity) :凡物理属性相 近的物体容易被组织在一起。,连续性(continuity) :凡具有连续性或共同运动方向的刺激容易被看成一个整体。,封闭性(closure)

19、 :人们倾向于将缺损的轮廓加以补充使知觉成为一个完整的封闭图形。,2) 选择性：我们每时每刻接触的外部事物很多，我们不可能同时把它们都纳入知觉对象，而是把根据当前的需要或状态其中一部分作为知觉对象，使之构成一个整体。被选出的部分叫图形/对象，其它是背景。,几个头 看不清, 客观方面刺激的变化、对比、位置、运动、大小程度、强度等 对象和背景差别越大（交通标志） 色彩鲜明（交通灯） 运动（航标灯） 图象规则 主观方面经验、情绪、动机、兴趣、需要等。,影响知觉选择性的因素,3) 理解性：以经验、知识为基础，以便对知觉的对象作出解释和说明。理解的对象能更好地知觉和记忆,小牙要啃大骨头,墨镜遮不着三角眼

20、,二毛在呼喊三毛在哪,4) 恒常性：人们在剌激环境发生一定程度变化的情况下，仍然把事物知觉成稳定不变的整体的现象 大小,大小恒常性,形状恒常性,颜 色 恒 常 性,5) 错觉:客观事物的不正确反映（怪坡）,但仍然有益处:建筑、绘画、摄影、魔术。,大小错觉,4.2.4. . 最重要的几种知觉及线索,知觉的种类（分类标准：所反映事物的特性） 物体知觉： 空间知觉 时间知觉 运动知觉 社会知觉 他人知觉 人际知觉 自我知觉 角色认知,(一) 空间知觉：,空间知觉处理物体的大小、形状、方位和距离的信息。,形状知觉：视觉、触摸觉、动觉形成了物体的形状特征。,深度知觉：知觉物体的远近。 单眼线索: 以刺激

21、物的特性作为线索 物体大小（视角差异,近大远小） 物体的掩蔽 阴影（光照下表面的明暗） 空气透视（近清远模糊） 运动视差（物体进快远慢） 非视觉线索肌肉和韧带通过收弛来调节方位和远近包括眼的调节，双眼视轴的辐合,肌肉调节使物体聚焦在中央凹 远近物体形成不同大小的视角,双眼视觉线索:双眼视差,A,B,C,BCA,BCA,双眼视差 左眼看左面多 右眼看右面多,方位知觉：主要依靠视觉（太阳等环境参考）、听觉（10-5 s)、动觉、平衡觉、触摸觉综合实现。宇航员因无参照无法知觉方位、上下,方位敏感度: 时差 t=t2-t1 = 30us 头部掩蔽效应,大小知觉：对象大小、视网膜上的呈像、距离及参照物的

22、大小。,(二) 时间知觉：线索为生理节奏、日出日落等自然现象； (三) 运动知觉：线索为角速度、角加速度，当有参照时为视网膜成象,4.3. 意识和注意 ： P 99,注意： 依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种心理活动，是心理活动对一定对象的指向和集中。 注意的功能： 1）选择功能-减少不断涌入的外界刺激量； 2）保持-使得心理活动持续进行； 3）调节和监督-排除来自内部和外部的干扰；,情况：生产线次品观测；雷达监察室；报警,注意的生理基础： 大脑皮层是注意的最高中枢，它能够兴奋和抑制皮层下组织的活动，即：人的中枢具有控制兴奋区域的能力。,Consciousness：the s

23、ubjective awareness of mental events. Awareness：the current perceptions, thoughts, motives, and feelings that could be available to consciousness if attention were turned to them. Attention：The process of focusing consciousness, providing heightened sensitivity to a limited range of experience requi

24、ring more extensive information processing.,4.3.1. 注意的种类,1) 无意注意（不随意注意）：初级被动的注意，既无目的也不需要付出任何意志努力的注意。 引起无意注意的因素： 刺激强度及与周围环境的对比-可用于建筑、装湟、广告、服装、紧示； 2人的主观状态-需要、情绪、兴趣和态度,2) 有意注意（随意注意）：有预定目的，需要付出意志努力的注意。是人特有的一种心理现象 引起有意注意的因素： 1）活动的目的和任务的理解（过路口注意红灯不受实现的影响）； 2）个人的兴趣和经验； 3）个人的意志品质 3) 随意后注意：有自觉的目的，但无须意志努力的注意，

25、兼有无意注意和有意注意的某些特点，对完成长期，持续的任务很有益-织毛衣,4.3.2. 注意的品质,注意的广度：同一时间内，意志所能注意到的对象的数量。 成年人= 7+-2 =59。 黑豆落白盘实验：5个开始出错，7个50%，9个大增。,实验 准备纸笔 记录看见的字母,K D P W J F H Z O T X E,呈现50ms,注意的稳定性：注意较长时间地保持在某特定事物上的能力，是注意的时间特征。人对特定对象的注意不能长时期不变，总是有间隙地加强和减弱，因而表现出时高时低的周期性特点，即注意的起伏现象。 大人30分 小孩15. 分心: 由于干扰或单调刺激引起心理活动离开指向和集中对象的现象，

26、人通过意志克服分心。 影响注意的稳定性的因素-类似有意注意。,活动的目的和任务的理解; 个人的兴趣和经验;个人的意志品质,注意的转移：人根据活动的需要，有目的地把注意从一个对象转移到另一个对象。 注意的转移的质量和速度依赖于： 1）前后活动的性质: 刺激的电影后上课 2）人对前后活动的态度。,紧觉（Vigilance): 注意的稳定性的通俗说法，在一定时间内稳定地保持在注意对象上。一段时间内的工作效能来表示。 雷达观察人员：第一个30MIN 发现50%的目标、第二个30MIN 发现23%的目标，第三/第四个30MIN 发现10-16%的目标。 影响紧觉的因素: 环境（高噪、太热) 信号质量（频

27、率、强度、规律性) 个人主观（情绪、疲劳、责任心）,人的可靠性与意识水平的关系：,注意的分配：人同一时间内，把注意指向两种或以上活动和对象的能力，它是意志调整注意指向的能力。边听边记，边骑车边讲话。 注意的分配依赖于己于： 1）活动的性质-不同的感觉道（边吃边看、边听边记、边走边说可以，边朗诵边听讲不成）； 2）任务的复杂化和人的熟练程度-新手骑车、编织毛衣。,4.3.3. 注意的理论,过滤器鸡尾酒现象及双听技术对其的模拟； 过滤器-衰减模型双听技术中在非注意耳出现测试者名字时注意的转移。 加工水平说：选择性放大和衰减,感觉登记 衰减控制觉察器短时记忆,记忆: 人们感知过、思考过、体验过、操作

28、过的事物，都可以保留在头脑中，并在需要的时候，又可以将它们重现，这一过程就是记忆。 该过程包括: 记（识别和保持） 忆（再认和重现）,4.4. 记忆、遗忘、学习,4.4.1. 记忆与遗忘、,图像 声音 情景及时间序列,感觉登记Sensory registers （0.25-1s）：外部刺激以极短的时间呈现后，一定的信息在感觉通道内迅速登记并保留一瞬间。 电影 斯波林实验3行*4字，高中低音示意行号，约3个字母被说出。 鲜明的对象、容量大、时间短。,短时记忆: Short-term memory(STM)/Working memory（1530秒 最长不超过1min）：is also calle

29、d working memory, it functions like a mental sketch pad on which people make mental notes, solve problems, and hold relevant information in consciousness for a brief period.,短时记忆的特点：时间短、容量小 (1) 组块知识经验、运用长时记忆中形成的较大的、有意义的单位，也叫意义组块；,实验 准备纸笔 记录看见的字母,分组/编码86288594188/86-28-8-5-61-9418；,We Like Cognitive

30、Psychology Much? How About You?,(3)短时记忆的遗忘不复述仅15-30s，痕迹消退与干扰 (3个字母+684-3）,短时记忆的迅速消退,(2)短时记忆的容量有限,只是七加减二个组块,复述 复述是使信息保存的必要条件 保持性复述: 指一遍遍地重复识记材料,可以将信息在短时记忆中保持一段时间,使之处于活动状态。但不一定能将信息编人长时记忆永久保存。 精细复述: 指将识记的材料与长时记忆中储存的信息建立起联系,便可以长期保存,到需要时比较容易地回忆起来。,电话号码: 135 587 79097 8 51 30 30 30,Long-term memory(LTM)（可

31、毕生不忘）：时间长、容量大，约140万个国会图书馆。包括: 情景记忆个人的特定时间的情景或事件及这些事件时间-空间联系的信息。 语义记忆个人掌握的字词或其它符号，它们之间的联系规则、公式、操纵这些符号、概念和关系的算法等有组织知识。,1)短时记忆验证-582461793042856* 情况一为 66之间插入的数字增加但时间不便， 情况二为 66之间插入的数字不便但时间增加；,干扰：是遗忘的最主要原因，而非痕迹消退。,2）长时记忆验证 前摄抑制 实验组1 ： 学习材料A，学习材料B，回忆材料B 实验组2 ： 休息， 学习材料B，回忆材料B 实验组2 好于1）,后摄抑制: 实验组1 ：学习材料A，

32、学习材料B，回忆材料A 实验组2 ：学习材料A ，休息， 回忆材料A 实验组2 好于1 结论： 安静的环境有助于记忆。,艾宾浩斯保持与遗忘曲线,时间间隔(hours) 0.33h 1 8.8 24 48 6*24 31*24 保持量 （重学节省） 58.2 44.2 35.8 33.7 27.8 25.4 21.1,学习程度对记忆的影响：,学习程度 150% 150% 100% 33% 4h回忆出的% 81.9% 81.9% 64.8% 42.7% 原因 兴趣减弱 正好 效果不佳,100 80 60 40 20 0,1h 2h 3 4 5h 31*24,时间间隔,正确率,记忆模型,学习: 人和

33、动物在生活过程中,凭借经验而产生的行为或行为潜能比较持久的变化 (习得行为). 本能行为: 通过遗传获得的种族经验,母鸡孵蛋、蜜蜂酿蜜、婴儿吸奶;,4.4.2. 学习的基本概念,学习是经验和行为之间的中间变量-通过练习人们可以学会骑车,游泳,即学习已经发生, 对行为产生了持久的影响，通过学习也可以获得一般性的知识如音乐、绘画、宗教，但不会在日常的行为中表现出来，但将会影响对事物的态度或评价，即行为潜能的变化。 持久-药物、疲劳、疾病可以引起行为或行为潜能的变化，但不持久。 反复经验-嗓音变化，是因为生理成熟。,学习的主要特点:,Classical Conditioning 经典条件反射联接,4

34、.4.3. 学习的基本形式,基本特点： 获得 消退与自发恢复（完全消退比获得难） 刺激泛化（不精确的匹配） 厌恶性条件 (惩罚),匹配、反应是不由自主的,广告_触景生情 一朝被蛇咬，十年怕井绳 望梅止渴 环境 5S整洁 月亮代表我的心,意义及应用:,情绪也是习得的,Operant Conditioning 操作性条件反射概率强化,小孩为表扬而做家务 工人为奖金而加班,主动性,基本特点：,学习是一种反应概率上的变化，而强化(提供奖赏/负面强化物)是增强反应概率的手段,强化物的针对性和有效性,奖励（劳模、三好生） 代币制（红花、卡片） 惩罚（交通处罚累积分制）,惩罚效果差的原因,惩罚与操作难以对号

35、 惩罚受（领导）长辈的情绪所左右 （一致性差） 攻击性惩罚导致更多的攻击行为,建议：惩罚说理（或强化）,方位学习和替换实验目的,学习行为由个体对目标的期待来引导(而非强化),基本特点：,替换实验：,猴子,香蕉,窝苣,猴子,猴子,香蕉,窝苣,惊讶，发怒，拒绝取食,1,2,3,应用: 学习方法,明确的目的与要求：总的目标 正确的练习方法：划分步骤（反复匹配） 反馈的作用：奖励或惩罚,总目标 分解为多个学习单元 进一步分解为多个步骤 考核-及时反馈和强化学习效果 可以自定学习路径和节奏,4.4.4. 技能：,在活动中经过练习而获得的，赖以顺利完成活动的动作方式或动作系。,动作的反应时间-反应潜伏期，

36、从刺激到反应的时间间隔。包括一个完整的反应弧：冲动、传入、知觉、传出、运动。 动作的准确性-动作的形式（方向、幅度）；动作的速度，动作的力量 技能提高的标志：1)工作速度提高；2）工作质量提高；3）工作失误率下降,技能的评价：,提高练习效率：,明确的目的与要求 正确的练习方法 反馈的作用 适当分配时间：防止疲劳和兴趣减弱 技能的相互作用 迁移： 已掌握的技能对掌握新的技能的影响 正迁移： 先学英语，再学法语，自游泳-仰泳 负迁移：自行车和三轮车,技能的形成过程：,掌握局部动作阶段：整体把握差，易受习惯动作的干扰，紧张，不协调，必须从局部动作开始； 动作的交替阶段：初步掌握局部，动作交替时回有停

37、顿，遗忘。紧张开始慢慢消失，干扰和多余动作减少 动作协调和技能完善阶段：协调而准确地连贯，向自动化、稳定化转换，灵活性提高。,甩方向盘， 起步，换档，停车，变道 试驾： 后视，打灯，加速，后视，变道，灭灯： 熟练,练习曲线：,上升曲线：练习动作量（速度）或效果（准确性）与练习次数的关系 下降曲线：练习错误量或所需时间与练习次数的关系 “高原”现象：技能结构有所变化或实现新技能动作的新方式未熟悉前的准备或停滞阶段,4.5. 思维,指对事物进行心理表征，并且对这些表征进行心理操作。,4.5.1. 思维的基本单位：表象、概念和命题,表象: 客观对象不在主体面前呈现时，在人脑中的形象或重现的过程-久别

38、重逢学习生活的场景,表象心理模式帮助人们描述、解释和预测事物的表征系统,物自身与它的表象是两个东西。表象不是物自身。表象是外来的信息的在主体内生成的东西。表象是我们的感觉。表象是外物在我心中产生的印象。,有线电视通过光缆把信号传递到电视机中，电视机将信号转化为图像，我们就看到了电视节目。不能说我们看到了电视信号，我们只能看到电视屏幕上的图像。同理不能说我们看到了信息，而是我们看到了通过我们的感官将信息转化来的表象。也不能说我们看到的是外物，而只能说我们看到的是外物的表象。,表象特征:,直观性:表象是在知觉的基础上产生的，构成表象的材料均来自过去知觉过的内容。因此表象是直观的感性反映。但表象又与

39、知觉不同，它只是知觉的概略再现。与知觉比较，表象有下列特点：（1）表象不如知觉完整，不能反映客体的详尽特征，它甚至是残缺的、片断的；（2）表象不如知觉稳定，是变换的，流动的；（3）表象不如知觉鲜明，是比较模糊的、暗淡的，它反映的仅是客体的大体轮廓和一些主要特征。 概括性:一般来说，表象是多次知觉概括的结果，它有感知的原型，却不限于某个原型。因此表象具有概括性，是对某一类对象的表面感性形象的概括性反映，这种概括常常表征为对象的轮廓而不是细节。 表象在多种感觉道上发生:表象可以是各种感觉的映象，有视觉的、听觉的以及嗅、味觉和触、动觉的表象等等。 ,概念 概念是对一类具有共同属性的客体、观念、事件的

40、心理表征，其本质是归类 归类 将相同的客体归组，排除其它客体的过程 归类，每时每刻都在发生 归类的意义：简化 清晰和模糊概念 汽车 好事,概念和类别,概念的形成过程 分析与综合：寻找特征，形成特征之间的关系 比较：区别与其他概念 抽象与概括：寻找本质特征（时钟的计时功能），去除非本质特征（如外观），形成本质特征之间的关系,命题: 能够独自成立的，能判断真伪的论断，是具有意义的最小单位,未婚者都不戴结婚戒指。 小李未戴结婚戒指。 小李未婚。,4.5.2.思维基本形式: 推论/推理、问题解决和决策,（1）推理: 指人们生成和评价逻辑论点的过程。大致有三种推理,演绎推理：只要前提正确，就能按逻辑一步

41、一步得出结论。 逻辑性推理 源于观念,三段式演绎推理 未婚者都不戴结婚戒指。 小李未戴结婚戒指。 所以，小李未婚。,归纳推理是依据概率论，从具体的观察中得出命题。 完全归纳和不完全归纳（样本机率） 源于观察 启发式推理：不按一定程序，而是凭个人经验和悟性进行。,（2）问题解决：,问题：没有直接手段予以完成的任务。包含3个基本成分： 给定：已知问题条件，即问题的起始状态 目标：问题要求的答案或目标状态 障碍：必须经过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。,有三个牧师和三个野人过河，只有一条能装下两个人的船，在河的任何一方或者船上，如果野人的人数大于牧师的人数，那么牧师就会有被吃掉的危险。找出

42、一种安全的渡河方法呢,有三个牧师和三个野人过河，只有一条能装下两个人的船，在河的任何一方或者船上，如果野人的人数大于牧师的人数，那么牧师就会有被吃掉的危险。找出一种安全的渡河方法呢 两个野人先过河，一个野人回来； 再两个野人过河，一个野人回来； 两个牧师过河，一个野人和一个牧师回来； 两个牧师过河，一个野人回来； 两个野人过河，一个野人回来； 两个野人过河。,问题解决过程（信息加工理论） 1、问题表征 两种状态之间的差别初始状态和目标状态 2、选择算子： 适应一定的问题解决策略。算子就是问题解决者把一种问题状态转变为另一种问题状态的认知活动。 3、应用算子：执行策略阶段 4、评价当前状态：在评

43、价中继续或调整策略甚至问题表征，直到差异消失,问题解决的思维策略：解决问题时所应用的思维策略总可分为两大类:算法式和启发式,算法式(Algorithms) 公式， 排列, 指系统的解决问题的步骤，按步就班。 启发法(Heuristics) 在很大程度上靠经验来寻求解决问题的办法 认知捷径 经验原则(Rules of thumb) 假设检验,手段-目标分析策略： 该策略的基本思想是,从认识问题解决的目标和现有状态之间的差距着眼,通过设立若干小目标,并加以逐个实现的方式使现状不断逼近目标,直至最终消除差距,达到目标,解决问题。其操作步骤是: (1)认清问题的初始状态和目标状态; (2)分解问题的总

44、目标为若干个小目标(每个小目标就是一个中间状态); (3)选择手段将初始状态向第一个小目标推进; (4)达到一个小目标后,再选择手段向第二个小目标推进,依次类推; (5)如果某一手段行不通,就退回原来状态,重新选择手段,直至最终达到总目标。,问题解决:从一个情境向另一个情境转换以实现目标的过程,手段-目标分析，目标反推法,目标反推法： 该策略的基本思想是,从目标状态出发向初始状态反推,直至达到初始状态为止,然后再由初始状态沿反推路线一步步正向求解。 简化计划法： 该策略的基本思想是,先抛开某些细节而抓住问题解决中的主要结构,把问题抽象成较简单的形式,然后解决这个简单的问题,再从此解决整个复杂问

45、题。,R=Z*Z X=R+3 2M=3L+6 Y=M+1 R=3L,R-Z X-R M-L Y-M R-L,X-R-L-M-Y,X=2Y-5,求X-Y的关系：,个体权衡各种选择的利弊得失的过程 信息加工模型: 效用(Utility) 概率(Probability) 效用值(Utility Value) 加权效用值(Weighted Utility Value) 期望效用值(Expected Utility),(3) 决策 人们要考虑不同选择结果的效用或价值，以及各种结果的可能性。,（2）人的信息处理能力短时记忆的局限（助记装置） 弥补短时记忆的缺降的方法： 外部的帮助，比如作出图略，标示数字或

46、符号，提供短时记忆在当前情况下来不及提取的信息。 靠长时记忆的帮助。知识以组块的形式在长时记忆里存贮，在思维中又以块的形式提取和操作，相对扩大了短时记忆的容量。 在计算机的屏幕显示中，窗口显示很受用户欢迎，因为它可以弥补人的短时记忆的局限性；,4.5.3.影响思维及问题解决的心理因素,(1) 问题表征及因素： 知识经验， 注意、记忆和思维等心理过程， 问题本身的提法,心理定势的干扰：（预见+提示，人走关电） 定势是由先前活动所形成的、并影响后继活动趋势的一种心理准备状态。 积极的一面（思维活动迅速、敏捷地进行）， 消极的一面（思想僵化、缺乏灵活性 ）。 看到放在炉子上的水壶在冒热气，经验告诉你

47、水开了，于是，你去提壶。可是，由于用力过大，水壶被你提得很高，你觉得自己被闪了一下。,心理定势的干扰：,功能固着：铣代刨 情绪状态：高度紧张和焦虑会抑制思维活动,阻碍问题解决,而愉快-兴奋状态则为问题解决的思维活动提供最好的情绪背景 动机强度：适中的动机强度最有利于问题的解决,心理过程：,人机系统中人的信息输出: 语言 运动反应时间、运动速度、准确性。,4.6. 人的信息输出(人的运动输出),4.6.1. 操作运动类型,定位运动: 换档 重复运动：敲击； 连续运动：用焊枪切割钢板 逐次运动：开动汽车 静态调整运动：焊接过程中手稳定地保持在某位置。,反映时间：从刺激呈现至反应动作完成的时间，称为

48、反应时。它包括潜伏反应时和运动时间 。,RT=tz+td tz反应知觉时间 td动作时间,4.6.2. 操作运动的速度,感受器转化刺激为神经冲动138ms、传入2100ms、中枢神经加工 70300ms 、传出至肌肉 1020ms、肌肉潜伏期和激发肌肉收缩 3070ms、总共约 113528ms,简单反应时A:只有一种刺激并只触发一种反应 选择反应时B:有若干种刺激，不同的刺激触发不同的反应 析取反应时C:有若干种刺激，但只需对其中一种刺激作出反应 B-C: 选择反应所耗费的时间 C-A: 辩认刺激所耗费的时间 结论: 不同水平的信息加工导致反应时差异,影响简单反应时的主要因素: 1）感觉器官

49、（味=330-1100ms、触=110-160、听（ =常用于报警）快于视（=用于一般）； 2）感觉部位（脸快于脚）；刺激物物理属性（光黄绿最快、咸味最快=308、苦最慢=1082)； 3）刺激强度超过阀值、强度越大、时间越少、但不能少于一个极限； 4）刺激出现时间的不确定程度越大，反应时越长 5）通过练习可以使反应时缩短。,约翰逊和拉马尔在一个研究中要求汽车司机听到一个声音信号时踩制动踏板。实验者在第一种条件下，在汽车距离信号发生处10公里的地方向司机发出警告信号；在第二种条件下，事先没有警告信号。两种条件下汽车司机的平均反应时如下： 条件平均反应时 有警告0。54秒 无警告0。73秒,影响

50、选择反应时的主要因素: 1）选择反应时随着刺激信息量(辨别数量)的增加而延长 2）刺激的清晰度信号标志的背景/前景，信号的信噪比，刺激时间、刺激目标数量； 影响反应时的其他因素: 1）主观因素习俗、疲劳（反应时可作为疲劳的测定指标） 2）个体差异（熟练、智力、素质、个性、年龄、兴趣、动机、性别、教育、经验、健康）,运动速度：完成特定任务的时间。取决于： 1)器官和动作特点手直线抓最少时间=0.07，手曲线抓=0.22，手旋转有阻力=0.72，手旋转无阻力=0.22，脚直线=0.36，脚直线有阻力=0.72. 2)目标距离增加时间增加，目标区越大时间越短； 3)运动方向从左下到右上时间最短，左上

51、到右下时间最长P78P3-30； 4)运动轨迹方向连续改变短于突然改变、水平快于垂直、直线向前快于曲线、手向着身体比离开身体灵活,定位运动: P105 图5-8 重复运动:手敲击最快 514 次/S , 一般人1.55次/S 连续运动 操作运动 序列运动 静态调节运动.,5) 运动类型,运动准确性：运动输出的重要指标，在人机系统操作错误有时会使系统目的不能实现，甚至会毁坏整个系统 刹车与加速板位置 运动准确性比时间更重要,4.6.3. 操作运动的准确度,运动准确性的特点之一: 速度/准确性互换特性,速度越慢，准确性越高 速度慢到一定程度后，曲线渐趋平坦 曲线的拐点处称为最佳工作点，即在这一点，

52、错误出现少，反应时较短。,盲点定位运动P106图5-9 ，右好于左、下和中优于上、身体内侧优于外侧 连续运动 P107 图5-10,运动准确性的特点之二: 不同运动模式不同,手的操作运动速度和准确度,运动速度 : 右快于左; 向内快于向外 从上往下快于从下往上 水平面运动快于垂直面 旋转快于直线,准确性: 旋扭操作比指轮操作更准确，指轮操作又比滑块操作更准确。 水平安装的旋钮比垂直安装的旋钮操作更准确 向下按的按钮比向前按的按钮操作更准确 笔杆大小的手柄比大手柄操作更准确 L形的柄头比圆的柄头能更准确地进行定位,事故人在实现目的的行动过程中，突然发生的、迫使其有目的的行动暂时或永久性终止的意外

53、事件。包括人员伤害、职业病、死亡、设备与财产损失，环境破坏。 安全事故的对立面。与安全相关的学科包括：系统可靠性工程、可维修性。 事故的特点因果性（事故的发生必然有一定的原因，已或未认识）；偶然性和必然性（事故是随机事件，但有其规律性）；潜在和预测性（事故出现必然有某些信息出现）,4.7. 人的可靠性和人为差错,4.71. 事故,开闭脱盐装置罚的空气动力阀控制装置漏水 主供水泵停机 无明确信号表示水位和阀门关闭壮况 临危处置错误关闭了自动检测装置 事故前多次报紧，未重视,三里岛2号炉事故:,4.7.2. 事故的原因分析,人 物 环境,安全管理,事故,事故致因逻辑关系:,(1) 环境因素：,环境

54、系统恶劣 超过舒适 安全和卫生标准。,(2) 物的不安全的内因：,化学危险源可燃物质、窒息性气体、刺激性气体（职业病）、有毒物质、烟尘粉尘 电气危险源触电、火灾 机械和土木危险源移动的机械（挤压、碰撞）、运动的器械（切割、挤压、碰撞）、储能装置（喷射）、高空物体（坠落、压伤） 辐射危险源激光（烧伤）、射线（辐射）、高温低温、振动噪音（神经症状、耳聋、心血管疾病）、电磁辐射（职业病） 其他危险源致病微生物（疾病） 设计、制造缺陷，材料强度不够、零部件老化、设备能力限制。,(3) 人的不安全行为的内因：,人的可靠性与压力的关系： 1）适度的压力-保持紧觉，有助于提高效率； 2）过重的压力-理解能力

55、消失，动作准确性下降，操作顺序混乱，同时对心血管、消化系统和肌肉都带来不良影响 人的可靠性与意识水平的关系：,生理能力体力、体格尺寸、忍赖力、疾病、饥渴、生理节律（睡眠、23天的体力周期、28天的情绪周期、33天的智力周期） 操作频率和幅度、操作时间延迟性、操作的连续性和反复性 心理能力反应速度、信息负荷能力、感觉阀限、习惯（行人靠右、右旋增大左旋减少）、错觉、紧张惊慌、情绪、觉醒程度 个人素质训练程度、经验、个性、动机、文化水平、技能、责任心、嗜好 等后天习得行为。,(4) 管理失误,技术管理缺陷工业建筑、机械设备、仪器仪表的技术、设计、结构上存在的问题管理不善；作业环境不合理，缺乏防护装置

56、等问题没有重视； 人员管理缺陷作业者的选拔、教育、培训，任务的安排等方面存在缺陷； 劳动组织不合理作业程序、劳动组织形式、工艺过程等存在缺陷（没有清楚的操作步骤和使用说明） 政策缺陷安全法规、安全检查、事故防范和处理等制度不健全,4.7.3.典型的事故分类,不连续动作分类: 遗漏差错 执行差错 顺序差错 时间差错,事故信息处理分类:,显示显示装置设计不良，信息太多太少、信号不清楚、位置和方式不符合习惯 控制控制装置设计不良，用法、大小、形状 作业空间太小、控制台、座椅、作业区和作业面设计不合理 作业姿态易疲劳、用力大时间长 作业环境 噪音、温度、照明、振动、加速度、,与人机工程相关的事故原因：

57、,直接原因,间接原因,防止对策3E,不安全状态,不安全行为,不良环境,技术缺陷： 设计、材料、 维修、检查,人的缺陷： 知识、经验 生理心理能力,管理缺陷： 组织、制度 标准、观念,技术对策 Engineering,教育对策 Education,管理对策 Enforcement,4.7.4 事故控制策略(3E),技术对策 Engineering,设计、制造、安装、调试、维修及运行 厂房的布置、机械安全系数、防护措施、隔离措施、保留和转移危险 自动报警、停机,教育对策 Education,人员录用避免生理缺陷和疾病人员 岗前培训操作和避险 文化学习和专业训练提高技术素质 责任心、法制观念、职业道

58、德,管理对策 Enforcement,制定并执行法律和规章制度 制定操作标准和规程 定期的环境测定和卫生评价 定期的设备安全检查 监督和处罚措施 安全教育培训,4.7.5.人为差错的预防-安全防护装置设计,连锁装置洗衣机、微波炉开关 双手控制按钮防止操作时调整工件 感应控制安全距离光电或红外 自动停机装置保险丝 有限运动装置机床的切削量 抑制爆炸装置可能的火灾和爆炸,设备设计/排除设计-完全消除失误,设备防护/预防设计-使失误:变得困难,汽车防抱死系统 防护隔离装置 应急制动开关 防护衣 头盔 保护镜 安全靴 手套 口罩和面具,汽车气囊 防护衣 头盔 保护镜 安全靴 手套 口罩和面具,设备防护/失败后安全设计-重重没有降低失败的可能性，但降低了后果,GBT 152411999 与心理负荷相关的工效学原则 。1与心理负荷相关的术语 。2设计原则 。3心理负荷的测量和评估,范围 引用标准 定义 设计原则 41 一般原则,总体性(时间和范围): 工作系统应在设计的开始就考虑人员、技术、组织等因素 ,在设计过程中考虑系统使用者的经验和才智，使设计质量达到优